Troqueles y Troquelado Troqueles Herramienta empleada para dar forma a materiales mat eriales sólidos, y en Definición: Herramienta especial para el estampado de metales en frío. En el estampado se utilizan los troqueles en pares. El troquel más pequeño, o cuño, encaja dentro de un troquel mayor, o matriz. El metal al que va a darse forma, que suele ser una lámina o una pieza en bruto recortada, se coloca sobre la matriz en la bancada de la prensa. El cuño se monta en el pistón de la l a prensa y se hace bajar mediante presión hidráulica o mecánica.
Tipos de troqueles En las distintas operaciones se emplean troqueles de diferentes formas. Los más sencillos son los troqueles de perforación, utilizados para hacer agujeros en la pieza. Los troqueles de corte se utilizan para estampar una forma determinada en una lámina de metal para operaciones posteriores. posteriores. Los troqueles de flexión y doblado están diseñados para efectuar pliegues simples o compuestos en la pieza en bruto. Los troqueles de embutir se emplean para crear formas huecas. Para lograr l ograr una sección reducida en una parte hueca, como el cuello de un cartucho de fusil, se utilizan troqueles reductores especiales. Cuando la pieza terminada debe tener una protuberancia en la parte inferior o central suelen emplearse troqueles hidráulicos. En éstos el cuño se sustituye su stituye por un pistón que introduce en la pieza agua o aceite a presión, lo que obliga al metal a doblarse hacia fuera contra la matriz. Los troqueles de rebordeado forman un reborde curvo en piezas huecas. Un tipo especial de troquel de rebordeado, llamado troquel de costura con
alambre , e nr olla firmeme nte l os b or de s exter nos
del me tal alre de dor de un alambre que se inser ta para dar re siste ncia a la pie za . Los troqueles combinados e stán dise ña dos para real izar var ia s de la s opera cione s de scr ita s e n un único re corr ido de la pre nsa; l os tr oquele s pr ogre sivos perm ite n real izar diver sa s opera cione s suce siva s de m odela do con el m ism o tr oquel . En la a cuña ción de m one da s se obl iga al me tal a pa sar e ntre dos tr oquele s coincide nte s, e n l os que figura un hue cograba do del dib ujo que debe formar se e n la m one da .
Elementos de un troquel
Esquema sim ple de un tr oquel . El tr oquel consta de var ia s par te s o eleme ntos e ntre ell os podem os l istar:
y
y
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Porta troquel Punzón Piloto
y
y
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y
Porta punzones Sufridera Planchador, expulsor y puente (mascarilla) Botadores Guías Matriz Boquillas Postes T azas Elevadores Barras limitadoras o de ajuste Placas paralelas Bujes embalados, etc.
Principio De Una Operación De Corte De Troquel
unzonado O Corte De La Chapa
P
El punzonado es una operación mecánica con la cual mediante herramientas especiales aptas para el corte se consigue separar una parte metálica de otra obteniéndose una figura determinada. La relación entre espesor S de la chapa y el diámetro D del punzón resulta a S/D para la chapa de hierro y punzón de acero, con valor de 1,2 má ximo. Por lo tanto la chapa de hierro, para ser cortada debe tener un espesor menor o igual al diámetro del punzón (D).
Descripción De Un Troquel El corte de la chapa se realiza mediante una matriz de corte o hierro de cortar. Se
compone la matriz de dos pares :
Punzón Matriz (propiamente dicha)
Además
Mazo
si es completa
(guía del punzón)
Dos chapas (pasillo de circulación de la tira de chapa) Sistema
de tope
Desgaste De Matriz El esfuerzo de corte afecta los filos luego de producir una gran cantidad de piezas, como consecuencia tenemos piezas con rebabas y contorno indefinido y por ende se necesita rehabilitar la matriz, perdiendo en el proceso hasta 1 mm, siendo la cota de afilado má ximo de 6 mm, a razón promedio de 0,15 mm por cada rectificado, resultando posible rectificar unas 40 veces, produciendo por lo tanto 1.000.000 en total.
J
uego Entre Punzón Y Matriz
El juego entre punzón y matriz depende del grueso de la chapa. El juego es aplicable para una chapa de gran espesor y será mayor para acero duro que para acero dulce o aluminio, etc. El valor del juego es entre el 5 a 13% dependiendo del espesor de la chapa. Determinado el juego correcto se aumenta la duración de la herramienta.
Disposición De La Figura La mejor disposición de la figura a cortar asegura una pérdida de material mínima. La separación mínima de figuras a cortar nunca debe ser menor al espesor de la chapa.
Corte Con Punzón De Goma El punzón de goma es apto para aleaciones ligeras. Se corta en una sola operación sobre una plancha de acero de unos 6 mm y una almohadilla de goma, no experimentando desgaste apreciable luego de una gran cantidad de piezas. El uso de este procedimiento es limitado a finas chapas, hasta 0,25 mm.
Esfuerzo De Corte En el contacto con la chapa, el punzón comprime y luego corta. La dilatación del material produce contra las paredes de la matriz rozamiento durante el corte, y por ende necesitando un mayor esfuerzo. Un buen centrado garantiza un menor desgaste de guías laterales y evita resquebrajamientos de aristas del punzón y la matriz.
Diferentes Formas De Troquelar Cizallado Es un proceso de corte para laminas y placas, produce cortes sin que haya virutas, calor ni reacciones químicas. El proceso es limpio rápido y e xacto, pero esta limitado al espesor que puede cortar la maquina y por la dureza y densidad del material. El cizallado es él termino empleado cuando se trata de cortes en línea recta; el corte con formas regulares redondas u ovaladas e irregulares se efectúan con punzocortado y perforación. El cizallado suele ser en frió en especial con material delgado de muchas clases tales como guillotinado de papeles de fibras, telas, cerámica, plásticos, caucho, productos de madera y la mayoría de los metales.
El cizallado llamado también guillotinado en ciertas actividades se hacen en frió en la mayoría de los materiales. En general es para cortes rectos a lo ancho o a lo largo del material, perpendicular o en ángulo. La acción básica del corte incluye bajar la cuchilla hasta la mesa de la maquina, para producir la fractura o rotura controladas durante el corte. La mayoría de las cuchillas tienen un pequeño ángulo de salida. Para ciertas operaciones especificas como punzonado o perforado, no hay esos ángulos de alivio. El cizallado o guillotinado puede emplearse con una gran variedad de materiales para cortar papel o refinar libros y en la cizalla escuadradora para lamina.
Mortajado El enteallado o mortajado es un proceso de corte fino para la lamina y plancha y difiere del cizallado en que la cuchilla esta a cierto ángulo. La cuchilla puede ser de cualquier configuración si se trata de partes pequeñas.
Niblado El corte de laminas (niblado) incluye hacer recortes sucesivos hasta que se produce una forma más grande o recortada. Las formas internas se pueden empezar con facilidad a partir de agujeros taladrados y se emplean para producir secciones perforadas grandes. El recorte se utiliza en lugar de punzonar o perforar, para la producción de poco volumen o a baja velocidad las maquinas recortadoras o tijeras para lamina son muy adaptables, poco costosas, sencillas para manejarlas y mantenerlas, aunque la producción es lenta.
erforación
P
El perforado es un proceso para recortar un agujero conformado en una lamina o placas metálicas. Se suele hacer en frió y se obtienen casi de cualquier forma. Las aplicaciones incluyen perforar las arandelas hacer agujeros para remaches mediante elementos estructurales de acero, aberturas en paneles que se van a terminar con otros procesos a fin de poder montar instrumentos o equipos y en operaciones similares.
unzonado
P
El punzonado es una operación de corte de chapas o láminas, generalmente en frío, mediante un dispositivo mecánico formado por dos herramientas : el punzón y la matriz. La aplicación de una fuerza de compresión sobre el punzón obliga a éste a penetrar en la chapa, creando una deformación inicial en régimen elastoplástico seguida de un cizallamiento y rotura del material por propagación rápida de fisuras entre las aristas de corte del punzón y matriz. El proceso termina con la e xpulsión de la pieza cortada.
Acuñado Es casi un trabajo en frió con piezas pequeñas. Se desplaza el material por la presión y el impacto hacia las cavidades de la matriz. Como la cavidad esta dada por completa y en forma muy precisa por los dados se necesita controlar con mucho cuidado el volumen del material ; por lo tanto el llenado es excesivo de la capacidad de la matriz puede dañar la maquina o producir artículos defectuosos. El acuñado es especial para la producción de piezas pequeñas en donde se requieren de detalles y acabados muy exactos en las superficies. Su aplicación principal para fabricar monedas medallas y piezas similares.
Formado Con Matriz Muestra El formado con matriz muestra es similar a algunos aspectos del acuñado. El formado por clavado se emplea para hacer moldes o dados e xcepto que la impresión se hace contra una pieza grande de material para empujar el metal desplazado hacia un área abierta, alrededor del modelo impreso en el material. T ambién se utilizan para estampar materiales blandos o para moldear plásticos u otros materiales. Suele ser más fácil hacer el objeto macho y prensarlo contra el material blando que maquinar la parte hembra en el material del dado. Cuando se hacen matrices, se alisa la superficie con esmeril después de formar con el dado maestro. Se utiliza para hacer cierto numero de cavidades idénticas para moldes múltiples de compresión.
Doblado La operación de doblado consiste, en realizar una transformación plástica de una lámina o plancha metálica de material y convertirla en una pieza con forma o geometría distinta a la anterior. En cualquiera de las operaciones de doblado, siempre debera tenerse en cuenta los factores que puedan influir sobre la forma de la pieza a obtener, como por ejemplo: elasticidad del material, radios interiores y ángulos de doblado. El doblado de piezas de chapa se realiza por medio de herramientas o matrices de doblar, que están compuestas de dos partes esenciales : 1. La superior o macho (punzón). 2. La inferior o hembra (matriz). La herramienta se compone : 1. De un punzón P que tiene la forma de la pieza.
2. De una matriz M cuya forma en la parte activa, al final de la carreradebe dejar pasar el material,entre ella y el punzón, un juego teóricamente igual al de la propia chapa.
Para la obtención de un buen doblado deben tenerse en cuenta 3 factores : 1º- La pieza no debe sufrir ningún movimiento anormal durante el doblado. 2º- Los radios interiores de doblado serán como mínimo igual al espesor de la chapa. 3º- Las superficies del punzón o matriz en contacto con la chapa estarán lo más lisas y pulidas posible. Principio básico de la operación de doblado
DESCRIPCIÓN DE LA OPERACIÓN DE DOBLADO El proceso se realiza de la siguiente forma : 1ª Fase. El punzón y la parte móvil de la matriz permanecen estáticos en el punto muerto superior, mientras que en la parte inferior se posiciona una chapa plana lista para ser doblada.
2ª Fase. El punzón inicia la carrera de descenso, hasta hacer contacto con la chapa e iniciar el doblado de la misma. 3ª Fase. Al final de la carrera de descenso el punzón alcanza el punto muerto inferior, y la pieza queda doblada. 4ª Fase. Después del doblado, la parte superior o móvil de la matriz retrocede hasta alcanzar el punto muerto superior, mientras el e xtractor inferior saca la pieza fuera de la boca de la matriz. En ese momento el ciclo de trabajo ha finalizado y la matriz está preparada para doblar una nueva pieza.
Estudios de los ángulos de doblado T eóricamente,
con un desdoblado sencillo, la pieza doblada podría ser llevada a la forma plana original. No habría, pues, desplazamiento molecular.
1 - Doblado sobre un ángulo vivo Si
no hubiera ningún desplazamiento molecular en el material en el material, éste debería romperse para permitir el doblado. En la realidad, sin embargo, se comprueba que existe verdaderamente un desplazamiento molecular. Este trabajo molecular se traduce por una disminución del espesor (en ciertos casos hasta un 50 %), provocando una acritud del material.
2.- Doblado sobre ángulo redondeado. En forma similar al caso anterior, el desplazamiento molecular está limitado. La parte afectada por este desplazamiento molecular será tanto más importante cuanto mayor sea el radio. La disminución de espesor es ahora menor (20 % si R = e y 5 % si R = 5e) , en consecuencia, no aumentando tanto la acritud en el material.
Conclusiones: El doblado sobre ángulo vivo debe rechazarse. Se debe adoptar preferentemente, como radio mínimo, R = e (e = espesor material). En caso que nada se oponga a ello, adoptar R = 5e. Si
la forma de la pieza requiere un radio muy pequeño, habrá que asegurarse que en virtud de ello no se vaya a originar una grieta, fractura interna o rotura total de la pieza.
DILATACIÓN LATERAL Las fibras que han sido desplazadas en el sentido longitudinal, ejercen una acción lateral, provocando deformaciones. En el ángulo interior del doblado, la comprensión de las fibras provoca un desplazamiento de las mismas hacia fuera del ancho primitivo (dilatación lateral). En cambio, en la parte más e xterior del mismo doblado, el estirado de las fibras provoca una contracción.
El valor de la citada dilatación lateral viene dado por la fórmula :
Será
necesario tener en cuenta esta dilatación cuando la pieza deba ser guiada, montada o insertada en algún elemento o parte de un conjunto. Igualmente, cuando la pieza deba ir sobremoldeada con material plástico por medio de ub molde de inyección.
Ejemplos de Doblado
Doblado en Z
