282728356-Manual-Diseno-Chapa-Metalica.pdf

El manual va dirigido tanto a profesionales y técnicos así como a estudiantes, que necesiten conocer las herramientas avanzadas con las que disponen los programas para el diseño y las operaciones básicas de programación en el punzonado de piezas hechas en chapa o plancha de metal.

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Índice. Glosario. .............................................................................................................................................. 3 Introducción. ....................................................................................................................................... 4 Diseño CAD en Solidworks .................................................................................................................. 5 Chapa Metálica................................................................................................................................ 6 1. Brida base/Pestaña. ................................................................................................................ 6 2. Pliegue recubierto.................................................................................................................... 7 3. Brida de arista. ........................................................................................................................ 8 4. Doblar/Desdoblar. ................................................................................................................... 9 5. Desplegar............................................................................................................................... 11 6. Caras a inglete. ...................................................................................................................... 12 7. Dobladillo. ............................................................................................................................. 14 8. Doble pliegue. ........................................................................................................................ 15 Diseño CAM en cncKad ................................................................................................................ 17 1. Exportar pieza. .......................................................................................................................... 18 2. Selección de punzón. ................................................................................................................. 20 3. MicroJoint. ................................................................................................................................. 23 4. Posición y punto de origen. ....................................................................................................... 24 Posición. .................................................................................................................................... 24 Punto de origen. ........................................................................................................................ 25 4. Nesting. ..................................................................................................................................... 26 5. Simulación y programación. ...................................................................................................... 30

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Glosario. Factor K. El factor-K es una proporción que representa la ubicación de la fibra neutra con respecto al espesor de la pieza de chapa metálica. AL. Aluminio SSR. Acero inoxidable. GAL. Acero al carbón (acero galvanizado). Nesting. Varias construcciones y actividades diferentes en las que la información se organiza en capas u objetos contienen otros objetos similares.

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Introducción. SolidWorks es el software estándar de diseño mecánico en 3D. SolidWorks ofrece un valor y un rendimiento únicos, es líder en innovación y posee la mayor comunidad de usuarios. Ningún otro sistema de CAD permite diseñar productos de forma tan rápida y precisa. Cuando se hacen piezas en chapa metálica debe tenerse en cuenta que lo más importante es obtener la pieza desdoblada, pues así se puede llevar al corte y ser dimensionada. SolidWorks dispone de comandos para facilitar la obtención de estas piezas. Así mismo, Metalix presenta cncKad, la solución CAD/CAM para la producción de chapa de metal. Metalix ofrece una gama completa de capacidades CAD/CAM para máquinas CNC de punzonado, láser, plasma, oxicorte y máquinas combinadas, incluyendo soporte para dispositivos de clasificación y agrupamiento conectados a su máquina. Esta tecnología avanzada, que combina diseño, procesamiento manual y automático, nesting automático, generación de NC eficiente, simulación gráfica y comunicación con máquina (DNC). CncKad es el único sistema que ha integrado capacidades CAD/CAM en el mismo módulo: geometría, dimensiones y tecnología (punzonado/corte) son completamente asociativas. Cuando se modifica la geometría, las dimensiones y la tecnología se actualizan automáticamente. El siguiente manual tiene como tarea orientar al interesado a reafirmar o comprender las herramientas básicas tales como el diseño de chapas metálicas en SolidWorks, así como el uso del programa Metalix para la manufactura de chapas 3D.

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Diseño CAD en Solidworks

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Chapa Metálica. 1. Brida base/Pestaña. Esta es la primera operación en la creación de una nueva pieza de chapa metálica. Cuando se agrega una operación Brida base a una pieza de SolidWorks, la pieza queda identificada como una pieza de chapa metálica. La operación Brida base/Pestaña se crea a partir de un croquis. Como crear una operación Brida base/Pestaña. Crear un plano con las medidas necesarias (se recomienda solo hacer la base sin ningún tipo de barreno o perforación).

Haga

clic

en Brida

base/Pestaña

en

la

barra

de

herramientas Chapa metálica. Una vez hecho lo anterior, en el menú de la izquierda indicaremos las especificaciones de nuestra chapa. Para esto tenemos que indicar el espesor y el factor K (estos valores varían de acuerdo al materia utilizado. Para consultar valores ver la siguiente tabla).Después de esto nuestro plano pasara de ser una figura 2D a una pieza de chapa metálica. Tabla de espesores y Factor K Materiales Aluminio (Al) Factor K

0.485

Acero inoxidable (SSR)

Calibre

Espesor

11

0.125

7

0.19

14

Factor K

0.39

Acero galvanizado (GAL)

Calibre

Espesor

14

0.075

11

0.12

16

0.06

Factor K

0.48

Calibre

Espesor

14

0.075

11

0.12

16

0.06

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2. Pliegue recubierto. Los pliegues recubiertos en piezas de chapa metálica utilizan dos croquis de perfil abierto conectados por un recubrimiento. La operación Brida base no se utiliza con la operación Pliegue recubierto. Características de pliegues recubiertos: 

No se puede hacer simetría.



Requiere dos croquis que incluyen: 

Perfiles abiertos sin aristas vivas.



Aberturas de perfil alineadas para asegurar la precisión de la matriz desplegada.



Los segmentos de perfil en cada croquis son del mismo tipo.



Los perfiles del croquis se encuentran en planos paralelos.

Como crear una operación Pliegue recubierto. Primero

creamos

dos

croquis

de

perfil

abierto

independientes. Hacemos clic en la opción Pliegue recubierto

en la

barra de herramientas Chapa metálica. Seleccione ambos croquis en la zona de gráficos. Para cada perfil, seleccione el punto desde el que desea desplazar el trayecto del recubrimiento.

Haga abajo

clic

en Mover

hacia

arriba

o Mover

hacia

para ajustar el orden de los perfiles, o vuelva a

seleccionar los croquis para conectar distintos puntos en los perfiles. Seleccionamos el espesor de acuerdo al material que vayamos a utilizar y damos enter.

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3. Brida de arista. Esta opción sirve para fusionar sólidos en una pieza de chapa metálica multicuerpo. Como crear una operación Brida arista. Primero creamos una chapa metálica con la opción Brida base/pestaña (1). En seguida damos clic en Brida de arista

y seleccionamos las aristas en las que

vamos a trabajar, indicando con el cursor, hacia qué lado queremos que estén. Nota. Dependiendo de la dirección de la brida seleccionaremos la arista contraria.

Posteriormente indicamos las especificaciones que nuestra brida necesitara. En parámetros de brida nos indica el radio y espesor que tendrá nuestra brida. Aquí se recomienda dejar los datos tal y como están, ya que van ligados al factor K y espesor del material que seleccionamos al hacer nuestra chapa metálica. Después verificamos que el ángulo que deseamos sea el correcto, así como la altura de nuestra brida. Los siguientes iconos se seleccionan de acuerdo a las características que deseamos que tenga nuestra brida y estos sirven para indicar hasta donde llegara el ancho de nuestra chapa.

Una vez hecho lo anterior damos enter y nuestra pieza quedara finalizada.

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4. Doblar/Desdoblar. Mediante las herramientas Desdoblar y Doblar, se puede desplegar y plegar uno, más de uno o todos los pliegues en una pieza de chapa metálica. Esta combinación resulta útil al agregar un corte por un pliegue. Antes de usar cualquiera de estas operaciones se debe tener una chapa con bridas (2). Como crear una operación Doblar. Dar clic en el icono Doblar

en la barra de

herramientas Chapa metálica. En el menú de la izquierda especificamos la base (en azul) y los pliegues a doblar (naranja).

A continuación damos enter y los pliegues que seleccionados se doblaran.

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Como crear una operación Desdoblar. Dar clic en el icono Desdoblar

en la

barra de herramientas Chapa metálica. En el menú de la izquierda especificamos la base (en azul) y los pliegues a desdoblar (naranja).

A continuación damos enter y los pliegues que seleccionados se desdoblaran.

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5. Desplegar. Esta opción sirve para desplegar los pliegues en una pieza de chapa metálica. Como crear una operación Desplegar. Dar clic en el icono Desplegar

en la barra de herramientas Chapa metálica.

Automáticamente la pieza se desdoblará completamente.

Para volver a doblar la pieza como estaba en un principio simplemente vuelva a dar clic sobre el mismo icono

.

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6. Caras a inglete. Una operación de caras a inglete agrega una serie de caras a una o más aristas de una pieza de chapa metálica. Como crear una operación Desplegar. Crear una chapa metálica. Una vez creada la chapa, creamos un plano en uno de sus lados como se ve en la siguiente figura.

En el plano creado, dibujamos el perfil de nuestra brida iniciando desde la arista contraria hacia la dirección de nuestra brida como se muestra en la siguiente figura.

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Haga clic en Caras a inglete

en la barra de herramientas Chapa metálica y

seleccionamos el croquis que realizamos, en seguida nos creara la operación. Nota. Ir seleccionando las aristas hacia el lado contrario de donde iniciamos nuestro plano.

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7. Dobladillo. La herramienta Dobladillo agrega un dobladillo a su pieza de chapa metálica en la arista seleccionada. A continuación encontrará algunos elementos adicionales que debe considerar acerca de la herramienta Dobladillo: 

La arista seleccionada debe ser lineal.



Las esquinas a inglete se agregan automáticamente a los dobladillos que se entrecruzan.

Como crear una operación de Dobladillo. En una pieza de chapa metálica abierta, haga clic en Dobladillo

en la barra de

herramientas Chapa metálica. A continuación aparecerá un menú en el cual indicaremos las especificaciones de nuestra chapa.

Para finalizar damos enter y nuestra chapa quedara lista.

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8. Doble pliegue. La herramienta Doble pliegue agrega material a una pieza de chapa metálica creando dos pliegues a partir de una línea coquizada. Como crear una operación de Doble pliegue. Coquice una línea en la cara de una pieza de chapa metálica donde desee crear el doble pliegue.

Haga clic en Doble pliegue

en la barra de herramientas Chapa metálica, y seleccione

la línea trazada. A continuación nos aparecerá un menú de especificaciones en el cual podremos darle la altura que necesitamos así como el ángulo de inclinación.

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Para finalizar damos enter y nuestra chapa quedara lista.

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Diseño CAM en cncKad

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1. Exportar pieza. Una vez hecha nuestra chapa metálica, procedemos a exportarla a cncKad, como se ve en la siguiente imagen.

Nota. Si el programa nos pide que indiquemos el material, solo lo seleccionamos de la lista de materiales.

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Automáticamente nuestra chapa pasara a cncKad. Una vez aquí podremos observar nuestra chapa completamente desdoblada con todas la operaciones de corte y barrenado que realizamos en Solidworks e indicando en la parte superior derecha el material y el calibre de nuestra chapa. Si nuestra chapa no muestra todos los dobleces regresamos a Solidworks y damos clic en la operación desplegar, y repetimos lo anterior.

Nota: Debemos checar nuestra chapa, ya que algunas veces hay algunas líneas fuera de lugar ya que el programa no detecta cual es el interior y el exterior de nuestra chapa y esto ocasionara que no podamos elegir nuestras herramientas de corte . Con la opción Trim

ubicada en la parte superior izquierda, podemos borrar

seleccionando la línea no deseada y dando enter.

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2. Selección de punzón. Con nuestra pieza lista procedemos a buscar las herramientas que necesitamos para realizar los cortes, en la parte superior de nuestra barra de herramientas podemos encontrar los iconos AutoPunch

y AddPunch

, los cuales sirven para realizar la

selección de nuestra herramienta de corte. Con la opción AutoPunch

, automáticamente el programa selecciona algunas de las

herramientas que necesitaremos (generalmente barrenos). Si seleccionamos esta opción nos aparecerá un cuadro donde daremos click en Auto sin modificar nada ya que el mismo programa busca las herramientas de la biblioteca y establece los parámetros necesarios para utilizar dichas herramientas. Seguido de esto aparecerá un cuadro pequeño, el cual nos indica el número de entidades en donde no pudo colocar herramienta a lo que damos sí.

La opción AddPunch

, nos permite seleccionar la herramienta que nosotros

necesitemos, además de realizar ciertos tipos de golpes según necesite nuestra pieza, así como administrar las medidas de nuestras microjuntas y microcables posibles, que nuestra pieza pueda llegar a tener.

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Single, Da un solo golpe en el punto seleccionado. Nibble Enty, Crea un patrón de corte a través del lado seleccionado. Nibble Chain, Crea un patrón de corte en cadena. Nibble Contours, Crea un patrón de corte al alrededor de un contorno cerrado. Nibble Start-End, Crea un patrón de corte, seleccionando un principio y un fin. Crunch, El triturado sirve para eliminar materia en mayor magnitud; utilizada en cortes interiores. Crunch Triangle, Igual que el crunch solo que con herramienta triangular. Crunch Chamfer, Crea un triturado para esquinas (chaflanes). Crunch Arc, Crea un triturado para esquinas redondeadas. Crunch Circle, Igual que el crunch solo que con herramienta circular. Grid, Crea patrones de corte definiendo las distancias entre cada uno de ellos. Para seleccionar nuestra herramienta damos click como se observa en la imagen.

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Consultar tabla de nomenclatura y significado de figuras. FIGURAS

NOMENCLATURA

SQ

CUADRADO

RE

3

0.25

90

RO

REDONDO

FORMA

MEDIDA X

MEDIDA Y

ANGULO

RE

RECTANGULO

OB

OBLONGO

Para cambiar la posición de nuestra herramienta seleccionamos el recuadro que se muestra en la imagen, volvemos a seleccionar nuestra herramienta y automáticamente cambia de posición.

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3. MicroJoint. Con nuestro corte realizado, en el panel superior

de

herramientas

seleccionamos la opción MicroJoint y activamos el campo con el mismo nombre. Remplazamos el valor que tiene por -.015 y damos ok, esto es para que nuestra chapa tenga una sujeción en

sus

esquinas

a

la

hora

de

punzonado y no se suelte.

Con el cursor seleccionamos las 2 líneas de todas las esquinas, para crear una microjunta como se observa en la imagen.

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4. Posición y punto de origen. Posición. La posición de nuestra chapa va de acuerdo al punto de vista de cada quien ya que dependiendo del tamaño de la lámina, lo mejor es buscar una posición favorable para nuestra pieza. Para girar la pieza seleccionamos la herramienta Rotate Entities que se encuentra

en

la

parte

superior.

Después de dar clic presionamos la tecla A y se seleccionara toda nuestra pieza, damos enter y aparecerá un recuadro en el cual colocaremos el ángulo

de

giro;

damos

ok

y

a

continuación damos click en la pantalla y nuestra chapa se posicionara de acuerdo al angulo que seleccionamos y nos preguntara si queremos borrar las entidades

pasadas

a

lo

que

responderemos sí.

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Punto de origen. En la barra de herramientas superior damos clic en Set Sheet and Clamps y modificamos los siguientes campos de acuerdo a nuestras necesidades: Sheet Size, nos indica el tamaño de la lámina sobre la que vamos a trabajar Number of Parts, nos indica el número de copias que vamos a tener en X y Y en la superficie de nuestra lámina. Offsets From Origin, modificamos el origen de nuestra pieza poniendo 1 plg en X y -.085 en Y debido a que la maquina tiene un pequeño marguen de error.

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Una vez que modifiquemos nuestros campos de acuerdo a nuestras necesidades, acomodamos nuestros clamps (se sugiere que los clamps estén a 9.500 y 39.500 ya que en esta posición hay una mejor sujeción) ya sea manualmente arrastrándolos con el cursor o en Set Sheet and Clamps, en la opción clamps y colocamos los valores deseados. Al ser piezas iguales es recomendable que lleven cortes comunes, esto con el fin de ahorrar golpes.

Con la opción Create Common Cuts creamos los cortes comunes, solo hay que seleccionar el lado donde queremos que se hagan estos. Para finalizar guardamos nuestra pieza. Con nuestra pieza terminada procedemos a programarla. Una vez hecho esto podemos programar y simular nuestro Punzonado.

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5. Nesting. El nesting consta de un cierto número de piezas diferentes sobre la lámina. Antes de realizar esto, se recomienda que la pieza base de nuestro nesting sea la pieza más grande. Una vez analizado lo anterior vamos a archive y seleccionamos la opción Convert to NST file.

Una vez que tengamos nuestro Nest podremos seleccionar diferentes comandos que nos ayudaran con nuestras piezas en el nesting. La opción Load + Place

nos permite insertar las piezas que necesitemos, solo basta

con buscar la pieza y darle click en abrir una vez que la encontremos (hay que tener en cuenta que las piezas que vayamos a insertar deben de estar programadas con metalix). La opción Pick + Place

nos sirve para copiar una pieza con la facilidad de que la

pieza copiada es independiente a la original, además de no tener que insertarla de nuevo con la opción anterior. Para realizar esto solo hay que hacer click en la pieza que vayamos a copiar y dar enter, por último colocarla en el lugar que nosotros queramos.

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La opción Moved Selected Part

nos permite mover la pieza que seleccionemos, al

igual que el comando anterior hacemos click en la pieza y damos enter. Con este comando tenemos la opción de mover la pieza libremente o por coordenadas.



Libremente



Por coordenadas

.

La opción Delate Part

. sirve para eliminar las piezas, solo hay que seleccionarla y dar

enter. Con la opción Create Array

podemos realizar copias de la pieza seleccionada en X y

en Y, a diferencia de el comando Pick + Place aquí podemos crear cortes comunes. En el cuadro siguiente podemos observar los campos que hay que modificar de acuerdo a nuestras necesidades. Number, nos indica el número de copias que necesitemos en los ejes X y Y. Directions, sirve para posicionar las piezas de acuerdo a un plano cartesiano. Dist.

Between

Parts,

sirve

para

distanciar 2 piezas. Grouped Arrays Common Cuts, lo utilizamos para realizar cortes comunes entre la piezas, esto con el fin de ahorrar golpes a la hora del punzonado. De acuerdo a la posición de nuestra pieza seleccionamos donde queremos el corte común.

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Una vez que todas nuestras piezas estén colocadas en el nesting es recomendable checar las micro juntas, los cortes comunes y el material correcto de nuestras piezas; esto con el fin de verificar que nuestro trabajo este correcto. Nota: Lo más común es que nuestra pieza base se encuentre en el origen, por tal razón hay que eliminar los golpes de la parte inferior ya que estos no son necesarios, y puede ocasionar problemas. Para esto damos clic en el icono Delete Punch

y seleccionamos

los golpes a eliminar y damos enter.

A continuación procedemos a simular nuestro programa.

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5. Simulación y programación. Con nuestro Nesting hecho o nuestras piezas terminadas, damos click en el icono ubicado en la parte superior de nuestra barra de herramientas y nos aparecerá un recuadro donde podemos llenarlo con nuestros datos (opcional), damos siguiente y nos aparecerá otro cuadro llamado Pre Post Setting se recomienda dejarlo tal y como está, así que damos siguiente.

En el recuadro siguiente acomodaremos nuestras herramientas comenzando por los cortes mas pequeños de adentro hacia afuera, y despues los cortes mas grandes.

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En el siguiente recuadro desactivamos la opción Use Macros ya que esto nos crea secuencias y la punzonadora no puede soportar todos los macros que crea el programa , para terminar damos click en finalizar. A continuación damos sí y con esto nuestro programa comenzara a crearse.

Ahora solo tenemos que darle run y nuestro programa comenzara a simular.

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