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INTRODUCCION Y FUNCIONAMIENTO DE LA MAQUINA TROQUELADORA
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La transf transfor orma mació ción n de la lámin lámina a se reali realiza za media mediante nte herr herrami amient entas as especi especiale ales s denominados troqueles o matrices, anclados con fuerza sobre prensas de gran presión y velocidad. velocidad. El objetivo objetivo de de este proceso proceso es poner en marcha una una estrategia estrategia
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de fabricación para producir más y mejor, mejor, en la que inuyen factores relacionados relacionados con con la máqu máquin ina, a, los los troq troque uele les, s, el mate materi rial al,, la prod produc ucci ción ón y cara caract cter ers sti tica cas s geom!tricas de la pieza.
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El conformado de lámina en general, y en particular el troquelado, suele asociarse con un proceso mecánico relativamente simple de reducida aportación tecnológica y escasa complejidad. Sin embargo, la realidad es muy diferente ya que este trab trabaj ajo, o, al igual igual que que otro otross proc proces esos os de tipo tipo me mecá cáni nico co,, engl englob oba a una una se seri rie e de técnic técnicas as lle llenas nas de virtuo virtuosis sismo mo y maestr maestría. ía. Lo Loss eper epertos tos matric matricero eros, s, tambié también n llam llamado adoss !ajustadores ",# ",# so son n rec econ onoc ocid idos os y res espe peta tado doss en toda toda la indu indust stri ria a metal$ metal$rgi rgica ca por sus %abili %abilidad dades es y destr destre&a e&as, s, compara comparable bless con los afamad afamados os relojeros sui sui&os. Es una labor minuciosa donde no %ay opción para la improvisación, es un proceso que consta de diferentes etapas que van desde el dise'o de la secuencia del trabajo a la con(guración, construcción y puesta a punto del propio troquel, todas ellas implican precisión y perfección. )roquelar es un arte arte metal etalme mecá cáni nico co de gran gran impo import rtan anci cia a para para la indu indust stri ria, a, enfo enfoca cado do,, principalmente, %acía la productividad, debido a que siempre se busca fabricar productos más e(cientes, resistentes, de calidad y económicos que los obtenidos con cualquier otro proceso productivo como fundición, forja o mecani&ado. Es empl em plea eado do en gran gran vari varied edad ad de se sect ctor ores es** elec electr trodo odomé mést stic icos os +lín +línea ea blan blanca ca, , auto automo moto tor, r, ae aerronáu onáuti tico co,, nava naval, l, elec electr trón ónic ico o e info inforrmá máti tico co y su obje objeti tivo vo es aprovec%ar al máimo el material para elaborar la mayor cantidad de pie&as con el menor tiempo y costo posible. -omo de(nición se puede a(rmar que el troquelado es un proceso mecánico de producción industrial que se utili&a para trabajar en frío
lámina metálica y fabricar completa o parcialmente pie&as por medio de una %erramienta +troquel, conformada por un pun&ón y una matri&, también llamados !macho" y !hembra", respectivamente. ediante una prensa, el troquel ejerce presión sobre el material, supera su límite elástico y act$a como fuer&a para transformarlo, bien sea para cortar, doblar o conformar una forma previamente de(nida. En raras ocasiones, cuando el espesor de la lámina es muy grande, por ejemplo dos pulgadas, y no se pueden obtener las pie&as por fundición u otro proceso, el material debe calentarse previamente. La base superior del troquel, dónde está el pun&ón, se coloca (rmemente en el ariete +martillo o carnero de la prensa, mientras que en la mesa de trabajo se sujeta la base inferior, con la placa matri&, en medio de ambas se ubica el material7 el pun&ón penetra la matri& cuando baja impulsado por la potencia que le proporciona la prensa y con un golpe seco y contundente sobre la c%apa se produce el corte, la deformación o la transformación de la lámina, en ambas caras en el mismo lapso de tiempo, para la obtención de una pie&a. En los troqueles complejos de alta producción, el centrado y despla&amiento de la base superior %acía la base inferior, se %ace gracias a un sistema de columnas guías que se desli&an fácilmente con ayuda de bujes. Este proceso es continuo y repetitivo y se desarrolla a una velocidad de cientos de golpes por minuto, siendo especialmente $til para la fabricación de productos en serie.
En general, todas las operaciones que se realicen con un troquel +pun&ón y matri& se denominan troquelado, siendo la construcción de esta %erramienta el eje principal del trabajo, por ello es tan importante la eperiencia y capacidad de sus
fabricantes. La matricería es un trabajo en equipo, sinónimo de laboriosidad, en la que estas %erramientas son dise'adas y construidas con especial esmero. Los fabricantes cuidan meticulosamente la creación de cada troquel como pie&as $nicas e irrepetibles, pocas veces se construye un troquel dos veces, utili&an materiales de ecelente calidad los cuales, además, deben ser tratados previamente para su endurecido y así superar la resistencia de la lámina a trabajar.
CLASIFICACION DE MAQUINA TROQUELADORA
/sí las cosas, al %ablar de troquelado es inevitable mencionar los troqueles, los cuales son construidos teniendo en cuenta cuatro aspectos muy importantes* trabajo a reali&ar, características de la prensa, material a troquelar y n$mero de pie&as a producir. / medida que aumentan los requerimientos del trabajo, la capacidad de las prensas, las eigencias de los materiales y la necesidad de producir más y mejor, también se conciben dise'os de troqueles con mayor complejidad y desarrollo. En ese sentido, los troqueles se pueden clasi(car en simples, compuestos y progresivos. 8 "imples #de una estación o un paso$ * estos troqueles permiten reali&ar solamente una operación en cada golpe de la prensa, son de baja productividad y normalmente es necesario el uso de otros troqueles para poder concluir una pie&a y considerarla terminada. Se utili&an para fabricar pie&as sencillas como arandelas, accesorios y peque'as partes para electrodomésticos. 8 %ompuestos #de dos o tres estaciones o pasos$ * son %erramientas que permiten aprovec%ar la fuer&a ejercida por la prensa reali&ando dos o más operaciones en cada golpe y agili&ando el proceso. 9eneran mayor productividad y se utili&an para conformar lavaplatos, utensilios, recipientes, partes de estufas: etc. 8 &rogresivos #m'ltiples estaciones o pasos$ * son troqueles complejos y de gran desarrollo, también llamados matrices progresivas. -onstan de, incluso, decenas de etapas o pasos, en cada uno de ellos se modi(ca la lámina con una secuencia establecida por el dise'ador +secuencia de corte, de tal manera que al (nal se obtiene una o varias pie&as terminadas. En un troquel de corte progresivo, los
pun&ones entran en acción sucesivamente sobre un punto de la tira de lámina, a medida que ésta avan&a a través del troquel. Son altamente productivos aunque su mantenimiento y operación es más compleja que en los otros casos y requiere de mayor capacitación del personal involucrado, por supuesto, por su alta e(ciencia y precisión, vale la pena todo ello.
COMPONENTES DE LA MAQUINA TROQUELADORA
6e igual forma, cada ve& que crece su complejidad y desarrollo, los troqueles cuentan con una serie de elementos constructivos que cumplen con una misión especí(ca dentro del conjunto general del trabajo para el cual %an sido fabricados. Estos
componentes,
por
sus
características
mecánicas
deben
estar
cuidadosamente dise'ados para lograr el objetivo de producir pie&as sin ning$n defecto. 5bviando los troqueles simples, los cuales esencialmente también tienen algunos de los siguientes componentes, a continuación se describe las partes que de una u otra forma están presentes en casi todas las matrices progresivas, independientemente de su tama'o. /sí mismo, se mencionan los distintos tipos de materiales con que se construyen. 8 (ase superior #parte móvil$ * tiene la misión de contener en su super(cie todas las placas y elementos que sostienen los pun&ones del troquel, está anclada al martillo o ariete de la prensa, que la inmovili&a y (ja durante todo el proceso de trabajo. ;sta conduce el movimiento de la máquina para que los pun&ones penetren la matri& y transformen la lámina. /lgunos de los elementos que aloja la base superior son* placa porta pun&ones, pun&ones de cortar, doblar, embutir, estampar, etc: 8 (ase inferior #parte )ja$ * es el elemento sobre el cual van montados todos los componentes que %acen parte de la matri&, y a su ve&, está sujeta fuertemente en
la bancada de la prensa durante la fase de trabajo. Esta base y los elementos que lleva montados %acen las funciones de apoyo, puesto que !recibirán " toda la fuer&a de transformación que la prensa aplique sobre ella. En la base inferior también se pueden montar las columnas guía que sirven como referencia de centraje entre la parte superior e inferior. 8 "ufrideras * la función básica de las placas superior e inferior de c%oque o sufrideras consiste en absorber sobre su super(cie los sucesivos golpes de los elementos en el troquel. Estos impactos se producen cada ve& que los pun&ones transforman la lámina con la matri&. -uando el pun&ón impacta contra el material, la resistencia que opone éste es transmitida a la super(cie de las sufrideras sobre las que se apoyan las placas porta matri& y porta pun&ones. 8 *eglas guas* las reglas guías de banda son uno de los componentes más característicos de las matrices progresivas. Se disponen con el (n de guiar longitudinal y transversalmente las tiras de lámina en su despla&amiento por el interior de la matri&. 8 &orta punzones * la (nalidad de la placa porta pun&ones es la de alojar y (jar en su interior todos los pun&ones que lleve la matri&. Estos pun&ones pueden ser de cualquier tipo o tama'o pero %an de tener una sola característica en com$n* deben estar (rmemente sujetos y guiados en el interior de dic%a placa impidiendo que puedan moverse o desprenderse. 8 &orta matriz * la placa porta matrices o cajera tiene por misión alojar y posicionar en su interior todos los elementos de peque'as dimensiones que lleve la propia matri&, de esta manera dic%os componentes quedarán ajustados en su interior. 8 &laca pisadora * durante el movimiento descendente del troquel, la placa pisadora presiona la lámina dejándola inmovili&ada antes de que los pun&ones lleguen a tocarla y mientras penetran el material y lo transforman. 8 &unzones * los pun&ones, también conocidos como ! machos ", tienen por objeto reali&ar las máimas transformaciones en la lámina +cortar, doblar, embutir, acu'ar, etrusionar, etc:, a (n de obtener pie&as con una calidad acorde a las medidas requeridas
8 "istema de guiado * el movimiento de las dos partes más importantes del troquel +bases superior e inferior necesita ser guiado en todo momento para garanti&ar una total concentricidad entre ambas. Esta función se deja a cargo de cuatro columnas de guiado que van montadas generalmente en la base inferior y sus respectivos bujes, sistema que se encargan de posicionar y centrar las d os partes del troquel.
PARA TENER EN CUENTA
El ajuste de un troquel es un trabajo dispendioso y que implica gran desarrollo, son herramientas únicas, compuestas, muchas veces, por más de 200 piezas y cuyo costo oscila entre $2. y $!00 millones. "as empresas de #abricacin en serie que quieran elegir el tipo de matriz más idnea para su produccin, deberán hacer una serie de consideraciones y análisis previos, con la #inalidad de seguir un orden de prioridades que con#luyan en un dise%o adecuado y una construccin precisa de la matriz. "os troqueles deben tener una alta resistencia a la compresin y al desgaste, de modo que se deben utilizar aceros aleados con tratamiento de temple para #abricarlos. &in embargo, la e#iciencia de las herramientas de troquelar depende no solamente del material, sino tambi'n de la calidad super#icial de 'stas, las matrices nuevas tienen una duracin notablemente mayor que aquellas remanu#acturadas, que han sido pulidas y alisadas de nuevo despu's de haberse hecho rugosa su super#icie. "a calidad super#icial de la pieza troquelada depende, en gran medida, del estado super#icial de la herramienta, por lo tanto, las caras #rontales del punzn y la matriz deben estar muy bien mecanizadas y sin rugosidades, de ser posible recti#icadas y abrillantadas, ya que incluso la menor desigualdad se reproducirá en la #orma de la pieza troquelada. (demás, las rayas, aunque el proceso de troquelado se realice correctamente, ocasionan un agotamiento
prematuro de la capacidad de con#ormacin de la herramienta, debido a que van #ormando peque%as grietas super#iciales en la matriz que, con el paso del trabajo, la hacen inutilizable. )e otro lado, la base principal para la duracin de los troqueles es su adecuado uso y buen mantenimiento. El secreto para eliminar o reducir los posibles problemas a lo largo de la vida útil de las matrices, es tenerlos controlados e identi#icados. *eneralmente los #abricantes de troqueles garantizan las herramientas para la produccin de un número de unidades determinado, no obstante, si el usuario respeta los parámetros del proceso y hace un riguroso mantenimiento con periodicidad, las matrices superan millones de veces las unidades garantizadas. "os +ajustadores entregan los planos de cada parte del troquel, piezas que, en caso de desgaste, deben ser reemplazadas por un t'cnico autorizado, as- mismo, cada matriz cuenta con especi#icaciones para lubricacin y zonas y tiempos de mantenimiento. n tema de vital importancia y sumo cuidado es utilizar el troquel para el calibre de lámina que #ue dise%ado y nunca abusar en ese sentido, utilizándolos para di#erentes espesores, pues esto es causa del desgaste prematuro, e incluso la ruptura de la herramienta. ( su vez, los troqueles de corte deben ser recti#icados peridicamente, para lo cual es necesario conocer las tolerancias para el a#ilado, recomendadas por los #abricantes, pues no a#ilar la herramienta en las d'cimas o el periodo indicado es una de las causas principales de la disminucin de su vida útil.
