Calculadora de fuerza de plegado
Una chapa de 2 mm de acero S235 plegada al aire sobre una matriz de V = 16 mm necesita unas 16,6 toneladas por metro de plegado. Introduzca el espesor, la abertura de la V, la longitud de plegado y el material: la calculadora da la fuerza en toneladas, t/m y kN, la V recomendada, el radio interior y el ala mínima.
Respuesta corta
La fuerza de plegado al aire a 90° se calcula con la fórmula del fabricante de plegadoras Bystronic: F = Rm·e²·L/V·(1 + 4·e/V), donde Rm es la resistencia a la tracción en N/mm², e el espesor, V la abertura de la matriz y L la longitud de plegado (con L en metros el resultado sale en kN); toneladas-fuerza = kN / 9,81. Ejemplo: S235 (Rm ≈ 435), e = 2 mm, V = 16 mm, L = 1 m — 163 kN, es decir, 16,6 t. La V se elige entre 6 y 12·e, el radio interior sale de ≈ 0,16·V (2,6 mm) y el ala no puede ser más corta que 0,7–0,8·V (11–13 mm).
Fórmula de la fuerza de plegado y el coeficiente C
En el plegado al aire la chapa se apoya en los dos hombros de la matriz y el punzón empuja en el centro, como una viga sobre dos apoyos. De ahí el espesor al cuadrado en el numerador y la abertura de la V en el denominador. Los fabricantes lo escriben así:
- Bystronic (catálogo de utillaje): F = Rm·e²/V·(1 + 4·e/V), en kN por metro con Rm en N/mm², e y V en mm. Su tabla de fuerzas para Rm 420 está calculada con esta fórmula.
- La tabla Amada-Promecam (R = 45 kg/mm²) responde a F = 1,5·R·e²/V t/m: el mismo coeficiente 1,5 que da Bystronic con V = 8·e.
La forma general F = C·Rm·e²·L/V es correcta, pero C no es constante: C = 1 + 4·e/V da 1,67 con V = 6·e, 1,50 con 8·e, 1,40 con 10·e y 1,33 con 12·e. De ahí que circulen «1,33» y «1,42»: 1,42 es C con V ≈ 9,5·e y 1,33 con V = 12·e. La calculadora usa Bystronic y muestra el resultado con «1,42» para comparar: con V = 8·e sale un 5–6 % más bajo. Paso a toneladas-fuerza: t = kN / 9,81 (las tablas de los fabricantes suelen redondear 10 kN ≈ 1 t).
Tabla de fuerzas de plegado, t/m
Valores para acero estructural S235 con el Rm medio de la norma y plegado al aire a 90°. Para una pieza de longitud L, multiplique por L en metros.
| e, mm \ V, mm | V6 | V8 | V10 | V12 | V16 | V20 | V25 | V32 | V40 | V50 | V63 | V80 | V100 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,8 | 7,3 | 5,0 | 3,7 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 1 | 12,3 | 8,3 | 6,2 | 4,9 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 1,2 | — | 12,8 | 9,5 | 7,5 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 1,5 | — | — | 16,0 | 12,5 | 8,6 | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 2 | — | — | — | 24,6 | 16,6 | 12,4 | 9,4 | — | — | — | — | — | — |
| 2,5 | — | — | — | — | 28,2 | 20,8 | 15,5 | 11,4 | — | — | — | — | — |
| 3 | — | — | — | — | — | 31,9 | 23,6 | 17,2 | — | — | — | — | — |
| 4 | — | — | — | — | — | — | 47 | 33 | 25 | 19 | — | — | — |
| 5 | — | — | — | — | — | — | — | 56 | 42 | 31 | 23 | — | — |
| 6 | — | — | — | — | — | — | — | — | 64 | 47 | 35 | — | — |
| 8 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 93 | 68 | 50 | 37 |
| 10 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 115 | 83 | 62 |
| 12 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 128 | 95 |
La fuerza es proporcional a Rm: para S355 (Rm ≈ 550) los valores son unas 1,26 veces mayores, para el inoxidable 1.4301 (645) 1,48 veces y para el aluminio AlMg3 H22 (245) 0,56 veces. Contraste con la tabla de Bystronic: chapa de 2 mm en V16 con Rm 420 — 160 kN/m; la calculadora con Rm 420 da 157,5 kN/m.
Ejemplo de cálculo
Chapa de 2 mm, S235, matriz de 16 mm, plegado de 1 m. V/e = 8, C = 1 + 4·2/16 = 1,50. F = 435·2²/16·1,50 = 163 kN = 16,6 t. El S235 tiene Rm 360–510 según la norma, así que una chapa real pedirá entre 13,8 y 19,5 t/m. Con la fórmula de 1,42 saldrían 15,7 t.
Chapa de 3 mm, S355, matriz de 24 mm, plegado de 2,5 m. F = 773 kN ≈ 79 t; con el límite superior de Rm, 630, 90 t. Una plegadora de 100 t basta, pero el utillaje se comprueba aparte: la carga admisible de punzón y matriz viene marcada en kN/m y aquí hacen falta 354 kN/m.
Abertura de la V, radio interior y ala mínima
Bystronic y Amada-Promecam dan la misma recomendación: con 0,5–2,5 mm V = 6·e, 3–8 mm — 8·e, 9–10 mm — 10·e, desde 12 mm — 12·e; en muchos talleres se usa para el acero la «regla del 8», V = 8·e en todos los espesores. Una V estrecha pide más fuerza y marca la pieza; una ancha da un radio grande y más dispersión del ángulo.
- El radio interior en el plegado al aire no lo fija el punzón, sino la matriz: r ≈ 0,16·V (alrededor de V/6), según ambos fabricantes.
- El ala mínima: para que la chapa no se hunda en la V, el ala debe apoyarse en el hombro: ≈ 0,7·V según la tabla Amada-Promecam, 0,7–0,8·V según Bystronic.
| e, mm | V, mm | r ≈ 0,16·V, mm | Ala mín., mm | Fuerza, t/m |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 6·e = 6 | 1,0 | 4,2–4,8 | 12,3 |
| 1,5 | 6·e = 9 | 1,4 | 6,3–7,2 | 18,5 |
| 2 | 6·e = 12 | 1,9 | 8,4–9,6 | 24,6 |
| 2,5 | 6·e = 15 | 2,4 | 10,5–12,0 | 30,8 |
| 3 | 8·e = 24 | 3,8 | 17–19 | 25,0 |
| 4 | 8·e = 32 | 5,1 | 22–26 | 33,3 |
| 5 | 8·e = 40 | 6,4 | 28–32 | 41,6 |
| 6 | 8·e = 48 | 7,7 | 34–38 | 49,9 |
| 8 | 8·e = 64 | 10,2 | 45–51 | 66,5 |
| 10 | 10·e = 100 | 16,0 | 70–80 | 62,1 |
| 12 | 12·e = 144 | 23,0 | 101–115 | 59,1 |
| 15 | 12·e = 180 | 28,8 | 126–144 | 73,9 |
El radio que salga realmente en la máquina se introduce en la calculadora de desarrollo de chapa: de él dependen el factor K y la longitud del desarrollo.
Resistencia Rm por material
En el cálculo entra la resistencia a la tracción Rm, no el límite elástico. La calculadora toma el centro del rango de la norma; para elegir plegadora con margen, calcule con el límite superior o con el Rm del certificado de la chapa.
| Material | Norma | Rm, N/mm² | Rm de cálculo | t/m (e = 2, V = 16) | t/m con Rm máx. |
|---|---|---|---|---|---|
| Acero S235 | EN 10025-2 | 360–510 | 435 | 16,6 | 19,5 |
| Acero S275 | EN 10025-2 | 410–560 | 485 | 18,5 | 21,4 |
| Acero S355 | EN 10025-2 | 470–630 | 550 | 21,0 | 24,1 |
| Inoxidable 1.4301 (chapa C hasta 8 mm) | EN 10088-2 | 540–750 | 645 | 24,7 | 28,7 |
| Aluminio EN AW-5754 (AlMg3) H22 | EN 485-2 | 220–270 | 245 | 9,4 | 10,3 |
Para S235 y S355 de menos de 3 mm la EN 10025-2 da otro rango (S355: 510–680), y para la chapa gruesa inoxidable (P), 520–720. El peso de la chapa lo da la calculadora de peso de chapa.
Lo que la calculadora no tiene en cuenta
- Método de plegado. La fórmula es para plegado al aire. El plegado a fondo y el acuñado requieren, según Bystronic, de 4 a 8 veces más fuerza.
- Cascarilla. La chapa laminada en caliente con cascarilla eleva la fuerza entre 1,05 y 1,1 veces.
- Carga del utillaje. Cada punzón y cada matriz tienen su carga admisible en kN/m; una pieza corta en una plegadora larga carga el utillaje más de lo que sugiere el tonelaje de la máquina.
- Ángulo. Las fórmulas y tablas de los fabricantes son para pliegues a 90°; los pliegues agudos con matriz de 30° y el pisado de bordes llevan otro utillaje y otras fuerzas.
La longitud de la chapa antes de plegar la da el desarrollo de chapa plegada, el peso, el peso de chapa, y el resto de herramientas está en la sección de calculadoras.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se calcula la fuerza de plegado de una plegadora?
Para plegado al aire a 90°: F = Rm·e²·L/V·(1 + 4·e/V), en kN con Rm en N/mm², e y V en mm y L en m; toneladas = kN / 9,81. Para S235, e = 2 mm, V = 16 mm y L = 1 m, unas 16,6 t.
¿Cuántas toneladas hacen falta para plegar chapa de 3 mm de 3 metros?
Acero S235 en matriz de 24 mm (8·e): unas 25,0 t/m, es decir, 75 t en 3 m; con Rm en el límite superior de 510, 88 t. Para S355, unas 95 t.
¿Qué abertura de V elegir según el espesor de la chapa?
Según las tablas de Bystronic y Amada-Promecam: hasta 2,5 mm, 6·e; 3–8 mm, 8·e; 9–10 mm, 10·e; desde 12 mm, 12·e. Para chapa de 2 mm es V12, aunque muchos la pliegan en V16 (8·e): menos fuerza, más radio.
¿Qué radio interior sale en el plegado al aire?
Alrededor del 16 % de la abertura de la V: r ≈ 0,16·V. En V16, unos 2,6 mm; en V24, 3,8 mm, sea cual sea el radio del punzón si es menor.
¿Cuál es la longitud mínima de ala al plegar?
Aproximadamente 0,7–0,8·V: en una matriz de 16 mm el ala debe medir al menos 11–13 mm; si no, se cae dentro de la V. Un ala corta se pliega en una V más estrecha, con más fuerza.
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