Effect of spring-back in v-tool bending of high-strength steel sheet metal plates

Efecto de la recuperación elástica en el doblado con herramienta en V de chapas de acero de alta resistencia

Este artículo trata de los efectos de los parámetros tecnológicos utilizados en el proceso de doblado de chapas en V sobre las propiedades y dimensiones del producto obtenido. Mediante la variación de la geometría de la herramienta, se observan varios casos del proceso de doblado de chapa de acero a través de las simulaciones FEM. También se observan los efectos de la variación de las propiedades mecánicas del material en la geometría del producto. Dado que los fabricantes de automóviles utilizan principalmente chapas de acero de alta resistencia, es necesario construir y optimizar las herramientas para obtener productos de calidad.

INTRODUCCIÓN

Las chapas de acero de alta resistencia se utilizan para la fabricación de productos ligeros de alta resistencia, como piezas de carrocería de automóviles, piezas de motocicletas, cartuchos de munición, cajas electrónicas de aviones, etc. En la fabricación de estas piezas, las chapas se cortan o se estampan con la forma deseada y, a continuación, se doblan, se trefilan o se perforan con la forma deseada. Después, se ensamblan en un producto mediante tornillos, remaches, soldadura o soldadura fuerte.

En este trabajo, el funcionamiento del plegado por aire con diferentes parámetros de proceso, diferentes geometrías de herramienta, diferentes materiales y espesores de material se modelizó mediante el MEF. Según [1], la forma de la chapa durante el plegado no depende de la geometría de la herramienta. Depende de la posición relativa de las herramientas, de las propiedades del material como la curva de flujo y del espesor de la chapa. Los autores [1] describieron cómo la deformación plástica durante el plegado se produce debajo del punzón, donde es máxima, y se propaga hacia los extremos de la chapa. Durante este proceso, el radio de curvatura de la chapa es independiente de la geometría del punzón, pero es función del momento de flexión, la matriz de flexión, el espesor de la chapa y la curva de flujo [1].

Posteriormente, mediante el movimiento constante de la herramienta, el radio de la chapa bajo el punzón se reduce hasta que se produce el contacto entre dos herramientas. Cuando la herramienta está cerrada, la chapa tiene exactamente la misma geometría que la herramienta, y después de abrir la herramienta, la chapa tiene un resorte mecánico elástico y adopta otra forma.

La figura 1 ilustra diferentes geometrías de herramientas en V que se utilizan para el plegado. Se muestran dos tipos de herramientas: la primera (a) en la que el punzón tiene un ángulo de 75 grados y la herramienta inferior es de 90 grados, y (b) otra herramienta, en la que ambas tienen un ángulo de 90 grados.