Parte 1 83i5u

o bien

P. = T8'L's.

(7)

P. es la máxima fuerza que aparece durante el proceso de corte. en kp; s, el espesor del material. y L. la longitud de las aristas de corte. en mm. No se considera la influencia del huelgo de corte sobre la fuerza de corte p.. Teniendo en cuenta la gran dispersión de los valores de T8 y "8 según. por un lado. las normas DIN y las tablas 36 y 37. y por otro lado. los trabajos de Keller, Lueg y Rassié; Tabla 3. Resistencia a la cortadura de algunos materiales Material

Resistencia a la cortadura T. en kp/mm'

Acero con contenido de C: 0.1 Chapa de acero .':Iulce

}

para estampaclOn y embutición

0,2 0.3 0,4 0.6 0.8 Dureza casi igual a la del acero de resortes Acero al silicio Estaño Plomo Papel y cartón

r 24-30

l

32-40 36-48 45-56 55-70 70-90 45-55 3-4 2-3 2-5

Material

Resistencia a la cortadura T. en kp/mm'

Cartón duro Klingerit y similares Cartulinas de resina sintética Tejidos de resina sintética Resina sintética, pura Mica Madera contrachapeada de abedul Madera Celuloide Cuero Goma blanda Goma dura

Se dan otros valores de T. en las tablas 36 y 37 relativas la chapa, las cuales se insertan al final de este libro

a instrucciones

7-9 4-6 10-14 9-12 2-3 5-8 2-3 1-3 4-6 0.7 0,7 2-7 para trabajar

.~

.

"';,"1..1-..; ,_.

7.

,)

26

A.

DIRECTRICES PARA lA CONSTRUCCIÓN DE MATRICES CORTANTES

Kühfer, Kriimer y Timmerbeil (lig. 39). no existe razón fundamental para apartarse de la citada ecuación elemental. Cuando los huelgos de corte son grandes, la aplicación de un coeficiente de cálculo c > 0.03. según las ecuaciones 23 y 24 expuestas más adelante. permite llegar a un valor de la fuerza de corte P, un 5 % menor. Según unos estudios recientes, resulta que la influencia de la velocidad de corte es todavía mayor (al aumentar la velocidad de corte disminuye la fuerza necesaria). Por el contrario. con el embotamiento de las aristas de corte aumenta la fuerza necesaria hasta un 50 %; luego el efecto del embotamiento alcanza un grado tal que se hace necesario un afilado de la herramienta. Dicho incremento de la fuerza de corte. según unos recientes estudios de Buchmann. no es necesariamente una indicación del estado de desgaste de la herramienta; tal desgaste puede progresar de un modo indefinido. sin que necesariamente se traduzca en un aumento de la fuerza requerida. Por ello los indicadores de sobrecarga no son suficientes para prevenir del desgaste excesivo de la herramienta,

Lubricante Molykote Aceite de Aceite de Aceite de Petróleo Taladrina

y para los punzones de contorno, de 15 mm de diámetro, un esfuerzo de

Poi= 30.4.15. r.= 5655kp

3 punzones 3 punzones

previos de perlmetro Total

5 655 kp 16965 kp 22 620 kp

De ello se desprende que la solicitación es demasiado elevada para la prensa disponible.

A raíz de investigaciones más recientes. se ha hallado. para la gama de CTS = 30 a CTS = 70 kp/mm2, una int\uencia sobre TS del intersticio o huelgo de corte u, y de la resistencia específica CTB. que se expresa por la siguiente ecuación:

I+C

TS

= (2 -1:01

) . (1,0 - 0,005

(8) CTS)'

El coeficiente c es un valor que se determina mediante las ecuaciones (23) Y (24). Para los tipos de chapa cuya resistencia a la cortadura no figura en la tabla 3 ni

en las tablas 36 y 37 (final del libro). pero cuya resistenciaa la tracción CTB es conocida, puede hallarse TS según se acaba de ~ndicar. Otra ecuación, válida para chapa de acero no aleado. es:

CTs

'1~ . S

)

(9~

-o,U

Las fuerzas de retroceso suelen infravalorarse. Según mediciones llevadas a cabo por Dies con chapa de acero St C 45.61, en agujeros de 10 mm de diámetro alcanzan hasta el 50 % de la fuerza de corte. Mientras que, debido al embotamiento de la arista de corte al ir aumentando el número de agujeros. aumenta ligeramente la fuerza de corte. la fuerza de retroceso disminuye. Esta tendencia, sin embargo. no se aprecia hasta las 50.000 perforaciones. Suele existir la creencia equivocada de que una superficie lisa y bien rectificada del punzón disminuye las fuerzas de retroceso. Por el contrario, cuanto menos bien acabada está la superficie. más favorables son las condiciones. de forma que la relación entre las fuerzas de retroceso que actúan sobre un punzón simplemente tomeado (= 1) Y las que actúan sobre punzones con otros acabados más finos puede oscilar. según el tipo de acabado, entre 1: 1.06 y 1: 1.48.siempre que se consideren las superficies secas, sin lubricar. De igual manera. aunque en menor grado. el estado de la superficie influye en la fuerza de corte; si consideramos que esta fuerza en el punzón sin lubricar es del 100%, tenemos los siguientes valores para superficies lubricadas:

11" = 1885 kp

Aunque, para disminuir la fuerza a que se somete la placa, se dispongan los punzones a diferentes alturas, a fin de que no actúen simultáneamente, por razones de seguridad ello no puede tenerse en cuenta en el cálculo de la fuerza isible en el carro de la prensa. La fuerza total en este caso es:

= 148.5' ve(

t.. 27

FUERZAS DE CORTE. DE RETROCESO Y lATERALES

TS

Ejemplo 5: Sea una matriz múltiple (disposición según la figura 83g) para troquelar discos do 4 mm de espesor a partir de fleje de acero St 2.24. obteniendo tres piezas por golpe. Los discos presentan un agujero central de 5 mm de diámetro y tienen un diámetro exterior de 15 rnm. ¿Puede la herramienta acoplarse a una prensa excéntrica de que se dispone en el taller, la cual ite una fuerza máxima de 20 Mp7 Según la tabla 36, con acero St 2.24 se tiene un valor máximo de TS igual a 30 kpfrnm'. Para los taladros previos se tiene, por punzón, un esfuerzo de p" = 30,4,5.

--- -

.,

11

(sulfuro de molibdeno) corte MB 29 corte Pella J 929 máquinas

Fuena de corte. %

Fuer1A de retroceso. %

Trabajo total de corte, %

87 80 68 72 90 87

58 70 6S 58 97 56

T1 79 67 69 92 80

(Las condiciones del ensayo son las mismas citadas anteriormente: St C 45.61. 2 mm, d 10 mm 0.) Según recientes trabajos de Kretschmer. en la gama de espesores de chapa de 2 a 4 mm. la fuerza de retroceso disminuye cuando crece dls. y aumenta considerablemente por debajo de u, ==0.15 mm. Los esfuerzos transversales que actúan en una matriz cortante vienen int\uenciados por la dureza y el espesor de la chapa. y por el huelgo de corte. siendo este último el que influye predominantemente. Con chapas duras y gruesas. el esfuerzo lateral puede incluso ser nulo si el huelgo de corte es lo suficientemente grande para que las líneas de rotura que parten de las respectivas aristas del punzón y de la matriz estén sobre una misma recta. como sucede en la figura 43 arriba a la derecha. Si, por el contrario. el huelgo de corte es tan reducido que. como en la figura 42. conduce a una línea de rotura en Z en el momento del corte. la fuerza transversal. originada por la compactación del material, es muy elevada, principalmente en chapas gruesas de gran resistencia. De la inclinación de la porción entrante de altura h2, visible en las figuras 41 b, 42 Y 43, se deduce que la relación entre las componentes verticales y horizontales es de 100:55; en este punto se toma como valor máximo para la fuerza lateral un 55 % de p,. sacado de la fórmula (7), y. a partir de él. dicho valor va disminuyendo hasta cero. a medida que va bajando el punzón. Sin embargo. este tipo de fuerzas. laterales elevadas se presentan raramenle, y sólo en espesores gruesos de chapa de gran resistencia. En chapas finas y

s

=

(

l (

l (

=

(

28

A.

DIRECTRICES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE MATRICES CORTANTES

medias de menos de 40 kp/mm' de resistencia, la fuerza lateral en sí, incluso par~
corte reducidos.es menor del 12% del esfuerzo principal de corte.

Para figuras de contorno cerrado, estos esfuerzos laterales no tienen importancia porque se compensan entre sí; sin embargo, en figuras de contorno abierto. con fuerzas que actúan por un solo lado. como en las matrices de las figuras 168 a 172, deben tenerse en cuenta estas fuerzas.

'Il ~.

, I 1 ~

8.

RESISTENCIA AL PANDEO DE LOS PUNZONES

longitud normal de 60 mm en todos los punzones de ejecución igual a la presen. tada por A y C en la figura 27. si bien, por necesidades técnicas -principalmente en matrices para trabajos en serie-. se requieren, a veces, mayores dimensiones. Puesto que la rotura de los punzones. no sólo redunda en mayores costes, sino que, sobre todo. es causa de retrasos en los plazos de fabricación, conviene. en punzones delgados, efectuar algunos cálculos de comprobación. La fuerza de pandeo P" en kp, existiendo una carga. se calcula mediante la expresión

8. Resistencia al pandeo de los punzones

P, = ",z. E . J /2

Los punzones bien templados. con aristas de corte afiladas. proporcionan un corte limpio. siendo en ellos menores las solicitaciones que en los punzones embotados, los cuales pueden llegar a requerir una presión de hasta una vez y media el valor primitivo. Para punzones sin guiar hay que prever. en lo posible, armazones de columnas. pero, tanto en este caso como cuando los punzones van guiados. principalmente si éstos son delgados y la chapa gruesa, no conviene que el diámetro de los mismos sea nunca inferior al espesor de la chapa. De la figura 27 se desprende que los

29

(10)

ya que ni la placa portapunzones ni la placa-guía pueden tomarse como elementos de empotramiento que puedan contrarrestar el efecto de pandeo. En la ecuación (10) significan: /. la longitud del punzón en mm; J. el momento de inercia en mm, y E. el módulo de elasticidad que, para el acero de herramientas templado. debe tomarse como máximo de 21500 kp/mm'. El aumento de inercia J. en mm" se calcula a partir de la sección del punzón. Vale: a) para sección circular maciza, J

= 64' ",'d'

(11)

b) Para sección anular de diámetro exterior D y diámetro interior d.

Fig. 27. Maneras de realizar punzones delgados.

IL

Fig. 28. Punzón roto en e por presentar aristas excesivamente agudas en a y b.

punzones delgados del tipo A deben hacerse torneando una punta del diámetro requerido con un enlace cuidadosamente redondeado. manteniendo toda la caña más gruesa. Muy complicada y poco recomendable es la solución B establecida a base de un manguito o camisa protectora. disposición de la que se dice algo más en la hoja de construcción 4. Ambas soluciones, A y B. presentan una porción libre. sin guía y debilitada de 7 mm de longitud. La figura 28 presenta ejemplos de punzones defectuosamente redondeados en los puntos a y b. lo que da origen a la aparición de una grieta en la parte opuesta e; a la derecha. aparece el punzón completamente roto. Para evitar estos efectos de entalladura, los redondeamientos. principalmente en a. pero también en b. deben mantenerse del mayor radio posible. tal como aparece en el punzón de la figura 273 a, con un radio de 0,6 (d2- dI), Con demasiada frecuencia se atribuye la rotura de los punzones a defectos del material que se corta o a un temple defectuoso. En cambio se olvida la posibilidad de que el defecto esté en la construcción de la herramienta y en que los punzones sean. demasiado largos con relación al espesor.y la resistencia del material a cortar. o al diámetro del propio punzón. Por lo general. conviene mantener una

J

= -64

11'

(W-d<

'

)'

(12)

e) para sección cuadrada de lado a J=

a<

12;

(13)

el) para sección rectangular de lado menor a y lado mayor b. referido al eje paralelo al lado mayor,

J= b'a" )2"""";

(14)

e) para sección triangular con h la altura menor y a el lado correspondiente. J

= "3'ij; a'h"

(15)

f) para un exágono regular de lado a. J

= 0,5413 a<;

(16)

:~~:c

'":.,::"i:C?o<".Io>'~~'.:&:~""',5i,:" y-"~ '30

A.

DIRECfRICES

r

..'. - . .-. ~." - , .-

1 = 1,865a'; b3

(18)

64

=

que resiste el esfuerzo

cortante

es, pues, 6.6.6

=216

1= 1/2150000' O~~~ . 0,129'9,85

En la figura 29 se dan, a la izquierda, en (punto A,) trazamos una horizontal hasta verticalmente hasta la curva de d 3,S valor de 80 mm como longitud máxima longitud de 60 mm.

= 13 cm = 130 mm.

y'I'l!

=

En el presente ejemplo los punzones no deben sobresalir más de 130 mm de la placa portapunzones.

-v~g;J

-V

TB 'S'

L

.

V

3340 .(J3. TS

.s

(20)

~I SQ ..~

2

~ ~ tA

.! EAfO

~

~

üJO ;;

1

~

!,

1I

.

.. ~l----

ü izo

~" t a:

. Fig. 29. Obtención de la 10ngituQ de punzón máxima isible (kg:::::kp :::::10 N).

,.

I

.L..

(

~

( ( ( ( ( ( ( (

(

-

(19)

Puesto que casi un 95 % de todos los punzones delgados, para los que se necesita este cálculo de comprobación, son redondos, podemos todavía simplificar la relación teniendo en cuenta las fórmulas (11) y (19):

1..",.=

=

ordenadas, los valores de TS' Partiendo de TS 2S cortar en B, la recta de s = 0,9; desde allí subimos mm (punto C,), La horizontal por C, nos lleva a! isible. Resulta, pues, que se puede aplicar la

Ejemplo 8: Una chapa de latón de calidad dura, de 35 kp/mm' y un espesor de 1,2 mm, debe ser agujereada a 3,0 mm de diámetro. ¿Pueden los punzones de 3 mm fabricarse con diámetro uniforme en toda su longitud como en la disposición C de la figura 27, o, por el contrario, será recomendable emplear la disposición A de la misma figura 27, si la longitud de los punzones es la normal de 60 mm7 B. C. D. en el mismo gráfico Trazando las tres rectas determinadas por los puntos A. de la figura 27, se obtiene una longitud máxima isible de 46 mm. Por tanto, sólo podrán emplearse punzones de diámetro rebajado.

Si suponemos la fuerza de corte igual al esfuerzo de pandeo:-podemos agrupar las fórmulas (7) y. (10), Y despejar la longitud máxima del punzón para tener: l"lL

31

RESISTESCIA AL PANDEO DE LOS PUNZONES

Ejemplo 7: Una chapa de acero dulce para embutición tiene un valor TS= 2S kpfmm', debiendo perforarse un espesor de 0,9 mm con un diámetro de 3,S mm. ¿Es suficiente, en este caso, la longitud usual del punzón de 60 mm7

mm',

o sea que se requiere una fuerza de corte de 8640 kp. El momento de inercia para la sección hengona! es O,S413a'.

-

-

y el espesor de la chapa s y el diámetro d del agujero, en mm. Más cómoda que esta solución simplificada de cálculo numérico, lo es aún la solución gráfica. Como se muestra en la figura 29, se puede encontrar la longitud máxima isible para los punzones siguiendo líneas horizontales y verticales. En este ábaco las lineas correspondientes al mismo espesor de chapa s aparecen como rectas convergentes en O, mientras que las líneas de igual diámetro d forman hipérbolas cúbicas.

(17)

Ejemplo 6: De unos recortes de plancha de acero de 6 mm de espesor, con TB 40 kpfmm', hay que troquelar piezas hexagonales para la fabricación de tuercas. El hexAgonotiene un de 6 mm. La sección

--

(

h) para una secciónelípticade eje mayora y eje menorb,

lado

~.JO .~-

En esta últimaecuaciónhay queponer la resistenciaal cizallamientoTS en kp/mm%,

g) para un octógono regular de lado a.

J=-

- --

(

8.

PARA LA CONSTRUCCIÓN DE MATRICES CORTANTES

v'a'

í

-

( (

-

Los punzones deben mantenerse tan cortos como sea posible; sin embargo, un acortamiento excesivo puede dificultar la puesta a punto de la máquina. Una longitud de 60 mm debe considerarse como normal; por lo general, los punzones más largos se emplearán únicamente cuando lo exijan las dimensiones de la pieza. (Véase el ejemplo de la hoja de construcción n.O41, figura 264.) Los presentes cálculos se refieren sólo a la resistencia al pandeo. En este sentido, si los punzones son suficientemente recios, se puede cortar material muy grueso y resistente, Otra cuestión es ver si los cantos del punzón aguantan las solicitaciones. Sería inútil querer establecer cálculos especiales para ello. Es más importante una elección correcta del material y, sobre todo, un tratamiento adecuado, Para la elección adecuada del material de los punzones y de la placa, según cada tipo de chapa a cortar, es muy útil la tabla 30. Incluso los punzones perforadores correctamente dimensionados pueden romperse si las placas de guía se gastan o se calafatean. Los punzones delgados se pueden romper también con cierta facilidad en la carrera de extracción. Como se ve en la figura 30, puede ser causa de dicha rotura una altura h excesiva del canal de paso o de guias de la tira y una longitud pequeña de apoyo de la misma, de manera que el movimiento basculante de dicha tira repercute en el punzón. Estas circunstancias pueden mejorarse a base de disponer en la placa-guía unos casquillos templados y rectificados, con una placa móvil provista de muelles, según las figuras 100, 101, 106, 130. 135 Y 137 a 140, y un suficiente apoyo a la altura de la placa matriz. . Pueden reducirse las solicitaciones de compresión y pandeo, al mismo tiempo que se protege la placa matriz, cuando, en el punto muerto inferior de la carrera de

( ( ( ( ( ( (

( (

:

( I ( I \ I

32

A.

Ii I

DIRECTRICES PARA LA CONSTRUCCiÓN DE MATRICES CORTANTES

;t

~ 4 ;1

i

~ l'

, '

I

o
Fig. 30. Rotura del punzón debida a un esfuerzo de flexión.

" corte, ya sea en la matriz o en la misma prensa, se disponen unos bloques elásticos que amortigüen el golpe, lo que va unido a un aumento de un 35 % de la .fuerza en el carro portapunzones. Tales bloques actúan una vez alcanzado y rebasado el valor de Pm... y, por ello, deben ajustarse exactamente a su altura correcta. Algunas prensas hidráulicas llevan incorporados cilindros para amortiguar el golpe de corte. Un antiguo proverbio de taller afirma que, en casos exuemos, el diámetro del agujero puede ser igual al espesor de la chapa, pero que en lo posible debe ser mayor. En general, esto es cierto. Sin embargo, no hay que perder de vista que el diámetro mínimo isible para el agujero no sólo depende del espesor s de la chapa. sino también de la resistencia específica (Ts de la misma, por lo que rigen las siguientes fórmulas: a) diámetro mínimo isible dml.. en caso de agujeros redondos:

f

t, Le

..

í ~ . t.

dml.:

-s -

(Ts

-; V 35

(21)

PLACAS MATRIZ Y'CASQUIllOS

33

DE CORTE

placa portadora. En lugar de calarlos a presión, los casquillos se pueden disponer de forma que sean desmontables (lig. 31), como se hacía con los punzones (fig. 17), empleando bolas de fijación presionadas por un resorte. Así, tales casquíllos resultan intercambiables y, para la sustitución, se aparta la bola mediante la punta de una varilla metálica. Generalmente, la cara superior del casquíllo cortante queda al mismo nivel que la cara superior de la placa matriz, aunque, a veces, los americanos dan a la cara superior un ángulo ~ que es menor de 90°. En la figura 32 podemos ver una sección de este tipo de casquíllos tal como suelen encontrarse principalmente en matrices pequeñas. Frente al inconveniente de un mayor trabajo de mecanizado, se tienen las ventajas de un corte más limpio y de un menor esfuerzo de corte, sin que disminuya la vida de los casquíllos. Según las últimas experiencias en este tipo de casquillos-matriz biselados, para chapas de menos de 5 mm no se ha podido constatar una esencial disminución de la fuerza de corte, pero sí se ha comprobado que disminuye extraordinariamente la fuerza de retroceso, la cual puede llevar a ser del 1% de la fuerza de corte. Para reducir la fuerza de corte, al igual que con los punzones de corte de la figura 20 c y d, el trabajo de corte debe repartirse sobre un recorrido mayor, mediante un rectificado en arco o bisel de la placa matriz, de los casquíllos cortante o de las piezas postizas de la placa matriz que pueden apreciarse, por ejemplo, en la figura 620. Especialmente en el caso de matrices muy grandes, en las que el corte se consigue mediante ángulos atornillados sobre la placa de base, los cuales llevan soldada la cuchilla cortante, se prefieren las aristas de corte inclinadas. Las grandes matrices representadasen las figuras 179 a 181 constituyenun claro ejemplo de ello. Debe advertirse que tales perfiles inclinados en el punzón o en la

-~:

I " ;.

b) lado pequeño mínimo isible eml.. en caso de taladros rectangulares:

,Ya;;eml..= 0,8s

.'

9.

(22)

V35

~ I ~.

(s, d Y e en mm, (Ts en kp/mm2). Es cierto que pueden elegirse todavía secciones de agujero más pequeñas; pero entonces hay que contar con una rotura prematura del punzón al perforar planchas metálicas. Los materiales plásticos tenaces, como, por ejemplo, Pertinax y papel duro, permiten secciones todavía más pequeñas, por lo que los valores obtenidos según a) y b) pueden, en este caso, reducirse a la mitad.

~.

~ ~

fI 9.

.

Placas matriz y casquillos de corte

Las placas cortantes, al igual que los punzones,deben templarsey r~tificarse. Puede suceder, en especial en matrices de gran supetficie, que se requieran proporcionalmente pocos agujeros-matriz o aristas de corte, de manera que, entonces, de un modo análogo a como se hacía con los pu;zones en la placa portapunzones (figura 16 c), los 'casquillos de corte templados que se utilizan, van calados en una '.

Fig, 31. Casquillo cortante intercambiable con sujeción por medio de bola.

Fig. 32. Casquillo-matriz

biselado,

matriz no pueden efectuarse de forma arbitraria. Sobre la zona plana de una pieza troquelada (o botón) la superficie inferior del punzón debe ser plana, mientras que la placa matriz puede presentar un perfil inclinado; las dimensiones del recorte, qUe en este caso se aprovecha, dependen de las dimensiones interiores del agujero de la placa matriz. Si, por el contrario, el recorte se considera desperdicio, como en el punzonado, la placa matriz deberá ser plana mientras que el punzón puede disponer de un perfil inclinado o en ángulo; las dimensiones del recorte quedan determinadas en este caso por las dimensiones de perfil de corte del punzón. Existe todavía la opinión de que la superficie de la matriz debe estar rectificada lo más fi'na y limpia posible, de forma que la línea de separación entre punzón y

....

(

3~

A.

DIRECTRICES

PARA LA CONSTRUCCIÓN

DE MATRICES

CORTANTES

¡¡ 'i

,, i

extractor apenas pueda distinguirse. Sin embargo, por medio de ensayos. se ha demostrado que se precisa una cierta rugosidad de las superficies frontales de la herramienta. del orden de 2 a 4 pm, para conseguir una mayor duración. El dimensionado del espesor de la placa matriz no sólo se rige por el esfuerzo de corte. sino que, además. depende de la forma de la figura. Una placa matriz con una abertura circular será más delgada que una matriz con una abertura de forma irregular y con cantos vivos, a causa del efecto de entalladura que aparece. Los aceros templados al agua tienen una mayor resistencia al doblado que los aceros templados al aceite. Además, el espesor de la placa matriz depende también de las dimensiones de la misma placa. Así. la mayoría de las veces. en una matriz de 60 X 80 mm para plancha delgada de hasta 1.5 mm de espesor. bastará un espesor de la placa de 20 mm, mientras que en otra mayor. de 200 X 250 mm, se precisará un espesor de 30 mm.

J

t

\

J 11"

~ y

~

10.

35

PLACAS MATRICES COMPUESTAS

(

La figura 33 muestra una matriz compuesta por varias secciones. dispuesta sobre un zócalo de cuatro columnas. con la pieza recortada a la izquierda. Las distancias entre agujeros son demasiado pequeñas para poder utilizar casquillos de corte. En los extremos salientes de la figura del recorte deben preverse forzosamente ranuras de desprendimiento. pues de lo contrario podrían aparecer allí cargas de entalladura incontrolables. Las planchas previamente cortadas en su perfil exterior con otra herramienta deben colocarse entre los topes de posición. Esta construcción es deseable cuando existen piezas diferentes con las mismas dimensiones exteriores. pero con diferente disposición de los agujeros y diferente forma del recorte interior. Si los segmentos de la placa matriz no están atornillados sobre placas. tal como en la figura 33. sino que están encajados en anillos o agujeros de éstas, al utilizar una composición de piezas de corte las juntas deben estar abiertas entre sí unos 80. por la parte contraria al corte. según la figura 34. y dispuestas de tal forma que las partes torneadas interiormente y las piezas cepilladas formen siempre un conjunto perfecto. como si se tratara de una pieza única.

( ( ( ( ( ( ( ( ( (

10. Placas matrices compuestas

(

El supuesto aceptado en el apartado anterior, de que la placa matriz se ha construido en una sola pieza. no es aplicable a todos los casos. A menudo. los diseña. dores de herramientas olvidan las ventajas de una placa matriz dividida en varias piezas, y que son las siguientes: 1. Poco desperdicio y reducida penetración de temple; las irregularidades pueden eliminarse mejor mediante rectificado que en las matrices de una sola pieza. 2. Construcción sustanciálmente mis barata, especialmente en el caso de formas complicadas. 3. Rápido cambio de las piezas rotas; una reparación resulta más barata que para una matriz de una sola pieza. 4. Los eleme}1tosde unión y de acoplamiento de precisión de la herramienta pueden construirse mejor por separado y luego reunirse al montar la matriz. S. Fuerza de corte más reducida sobre una pieza maciza de acero de herramientas que sobre todo el perlmetro de corte' y, con ello, disminución de la carga. . 6. Tensiones propias más reducidas y, por tanto, menor peligro de rotura.

Fig. 33. Placa-matriz

dividida

en varias piezas.

Fig. 34. Disposiciones falsa y correcta de las separaciones entre las piezas que componen una matriz compuesta.

Fig. 35. Matriz compuesta para una cuchilla rotativa.

(

~

( Por tanto, no es correcta la división de una matriz cortante en la forma que indica la figura 34. izquierda. Es conveniente tornear exteriormente el conjunto de segmentos y después colocar por encima, en caliente. una placa soporte con un perfil interior adecuado. Todo esto presupone que las piezas sean lo suficientemente altas para poder quitar el material que ha estado dentro de las mordazas del torno. En algunas piezas existe simetría respecto al eje de giro. con lo que. mediante una adecuada segmentación de la placa matriz. se obtiene una más amplia simplificación de la construcción. al poder mecanizar los segmentos fijados uno a continua. ción del otro. Naturalmente. y a fin de facilitar la salida del recorte. las piezas así acabadas. deberán mecanizarse de forma que se obtenga una conicidad de 1 a 20 a partir de la arista de corte. La figura 35 presenta la construcción del contorno de corte para una cuchilla de cuatro dientes. de forma que primero se cilindra exteriormente en una sola pieza. después se divide en cuatro sectores y. finalmente. fijándolos uno junto al otro. se fresa conjuntamente el perfil correspondiente. Otro ejemplo de matriz compuesta lo constituye la inserción de piezas de metal duro, como en la placa matriz de la figura 618. Si una pieza debe ranurarse varias veces. se disponen unas junto a otras las placas matrices para las diversas ranuras. de modo que los planos de partición coincidan cada vez con un lado longitudinal de las ranuras; las placas matrices se fijan entonces en un bastidor mediante una regla en forma de cuña. La figura 36 muestra un ejemplo de matriz partida para

-,.-~-._--

(

{

: 36

A.

11.


un punzonado previo sencillo, la cual se compone únicamente de dos piezas mecanizadas de igual forma. Por lo general. basta una simple sujeción en dirección longitudinal (sentido de la flecha); de este modo ambas piezas quedan sólidamente ajustadas lateralmente. lo cual excluye toda desviación en sentido transversal. Cuando es imposible un ajuste entre reglas laterales. pueden ejecutarse las dos piezas con guías triangulares (fig. 36. derecha) para su centrado mutuo; para ello hay que tener cuidado de que el saliente de la guía empiece a una distancia a de varios milímetros, más allá del perfil de corte. En vez de guías triangulares pueden preverse entallas semicirculares. como muestra la figura 36 derecha en la parte inferior, que encajan en los 'pasadores introducidos en la placa de base. Aunque esta última solución parezca más barata. es desventajosa respecto a la primera en cuanto a seguridad de la fijación. En la disposición de placas matrices partidas que involucran un punzonado previo debe concederse una importancia primordial a las tolerancias de la pieza. Cuando el paso de avance t de la tira está fijado (fig. 36). lo cual significaque también se

11.

, ~ <

i

Orificio de caída del recorte, huelgo de corte y manguito de subida del punzón

Para mantener la capacidad de corte de una matriz -en otras palabras, para conseguir una larga duración- es importante la magnitud del huelgo de corte. Ante todo. el ancho de este huelgo debe ser completamente uniforme en todos los puntos del corte. lo que puede comprobarse fácilmente mediante pruebas de embutición con chapa de metal blando y observando al microscopio la huella de la estampación, o mediante una lámina de celuloide o un folio transparente de. 0,5 a 0.8 mm de espesor y con ayuda de un proyector. También son apropiadas para medir el huelgo de corte. las placas de fibra vulcanizada de 2 a 3 mm de espesor. arenadas y lacadas en blanco, con Tesa-Film negro adherido, empleando

t

} I !

t

-~ ,

L.l

~

~í371 -J-u.

~ b

.~

Fig. 37. División de la placa matriz manteniendo

""",

@ e

I

1

~a1~

N" "~"" ',~

@i'

37

tiene la distancia entre las pestañas de los pasadores de tope y el borde de corte, no existe dificultad alguna para mantener dentro de tolerancias estrechas la distancia y entre el centro del agujero previo y la arista de corte. Lo mismo ocurre con la matriz representada en la figura 37. la cual sirve para cortar un disco anular. preperforado. que lleva una entalla en forma de ranura. Con la ejecución de la izquierda resulta cómodo mantener dentro de una tolerancia estrecha el paso' t disminuido en la distancia y. es decir, la distancia entre la base de la ranura y el centro de la pieza. Pero si no importa una distancia y exacta y es más importante la posición central del agujero con respecto al perímetro exterior. en lo posible deben perforarse los dos agujeros necesarios para la obtención de la pieza en una placa matriz de pieza única (ejecución según figura 37, derecha); para la ranura es entonces preciso encajar a presión un suplemento especial de matriz.

Fig. 36. Centrado mutuo de dos placas matrices de igual forma.

~;

ORIFICIO DE CAÍDA DEL RECORTE

~

",h"

J <1.

.

.

'

N,,,",' ",,',0. :" ,,:,,:;.',~~/.

~

""

.

.

~o

u '""

"~1 ~ ..

'":::,,, " "N' ," ",~~'. "'~' ,,: ';,-;1",1:

d

~

.

Fig. 38. Huelgo de corte u en la operación de perforado. la tolerancia

correspondiente

a la cota y.

Fig. 39. Influencia del huelgo de corte u sobre el esfuerzo de corte y el trabajo de corte.

~_....

-

~

,_._~~ ~.\. (

38

A.

11.


un epiproyector de doble imagen. Asimismo existen aparatos de medida especiales con carréra exactamente ajustable mediante un tornillo micromético. La magnitud del huelgo depende. en primer lugar. del tipo de material y de su espesor. Si se deja penetrar el punzón sólo una quinta parte del espesor de la plancha a punzonar. en ésta no se presentan grietas. pero sí una clara deformación. de manera que. según la figura 38 b. la zona periférica a la huella del punzón experimenta un bombeado hacia dentro. formándose en la otra cara de la. plancha. debajo del punzón. una grieta. que empieza en la arista de corte de la placa matriz. Así. primero el material se desgarra. según la figura 38 c. a partir de la placa matriz y no a partir del punzón. De todas formas. al proseguir la presión aparecen enseguida,-como se ve en la. figura 38 d. grietas que penetran oblicuamente en el material a partir del borde del punzón. En el caso de huelgos grandes. las dos líneas de rotura parten de la arista del punzón y de la arista de la placa matriz coincidiendo sobre una misma alineación. No se presentan roturas en los bordes del material. pero la superficie de corte del disco resultante no es limpia. Este proceso presenta las ventajas de que la fuerza de corte necesaria es relativamente pequeña y de que se consume poco trabajo de corte. Así. en la figura 39 se muestran 6 curvas de fuerzas superpuestas obtenidas al cortar una chapa de acero de embutición profunda R Sto13.03. de 2.8 mm de espesor. con un punzón de 10 mm de diámetro. al variar el huelgo de corte u. Cuanto más estrecho es este huelgo. tanto mayores son h~fuerza y el trabajo. El aumento para la fuerza de corte es insignificante. mientras que el incremento del trabajo de corte es considerable. pudiendo alcanzar hasta un 40

%. Cuanto

l

íf

:s

39


(

u, = 0,01

( 0,05

(

~

ti I

f

t

o¡, I

t.~ .

\

\.

(

0,08

( 0.12

0.18

( 0.27

( (

Fig. 40. Recortes obtenidos con dis. tintos huelgas de corte (izquierda) y superficie interior de los agujeros earrespondientes (derecha). (u. =0,01, 0,05, 0,08, 0.12, 0,18 Y 0):1 mm; $ = 2 mIn, "/1 = 75 kp/mm').

( (

más estrecho es el huelgo. más limpia resulta la

superficie de corte (sobre ello se profundizará al estudiar el proceso de corte por rasqueteado en el capítulo B 24). Por tanto. la impresíón de que solamente existe un huelgo de corte favorable es falsa. El estado actual de la investigación pone de relieve que existen dos huelgos de corte óptimos. según se valore la limpieza de la superficie de corte o la intervención de una fuerza y un trabajo mínimos de corte. Para el primer caso. en las fórmulas (23) y (24) se da al coeficiente e un valor de 0.005 y para el segundo. un valor de hasta 0.035. Pueden elegirse también valores intermedios. En la práctica suelen tomarse valores que corresponden aproximadamente a e = 0.01. pero para herramientas equipadas con metal duro. debería elegirse e = 0,015 oo. 0.018. Tomando en consideración la resistencia al cizalla. miento TB, en kpjmm2. y el espesor de la chapa s, en mm, para determinar el huelgo de corte sirven las siguientes relaciones:

1

\.

t

(

i

,

(

.

(

.t~

(

~

I

Fig. 41. Agujeros troquelados sólo en parte, con huelgo de corte estrecho. h,

= 0,45,

h¡ = 0,13 $; en b se aprecia

. ~

el

inicio de la formación de la grieta (Aumento

a) para chapas de hasta 3 mm de espesor (chapas delgadas). u, = e . s VT;;

= 1,4).

(23)

b) para chapas de más de 3 mm de espesor (chapas medias y gruesas). u, = (1,5 c' s - 0,015)' VT;.

(

(24)

Las anteriores fórmulas empíricas se obtuvieron a partir de ensayos y experiencias de trabajo y los valores que de ellas resultan coinciden parcialmente con los que da el diagrama de anchos de huelgo de corte recomendado por G6hre. ~ Ejemplo 9: Para una chapa de estampación de 2 mm de espesor, de acero con un contenido de e de 0,2 % y una resistencia media al cizallamiento, según la tabla 3. de 36 kp/mrn'.

Fig. 42.. Momento en que se produce la rotUra del recorte de la figura anterior, durante la operación del taladrado. d 25 mm. $ 8 mm. h, = 3 mm,

=

h, = 1 ~

=

(aumento= 20).

..

Ll.d ~-

.JO

A.

J I


al aplicar la fórmula (23) se obtiene un huelgo de corte de 0,06 mm para el caso de huelgo mínimo posible con superficie de corte limpia, y de 0,4 mm para un huelgo grande con fuerza y trabajo de corte reducidos.

t

f I

Ejemplo io: Para una chapa de metal ligero AIMgSi 1 F 32, templada en caliente, de 8 mm de espesor, según la tabla 36 con .,.. = 22 kp/mm', el huelgo de corte u.. según la ecuación (24), es 0,04502=

0,21 mm pára superficie limpia (e

para consumo reducido en fuerza y trabajo de corte (e

= 0,(05),

=0,035).

y 0,405

~ = 1,9 mm

f

Según las investigaciones de Kokkonens, el hecho aceptado hasta ahora de que el aspecto superficial, en el caso de huelgo de corte reducido, aparece más liso y limpio que en el caso de huelgo grande, debe limitarse a materiales delgados y planos, de una resistencia de hasta 45 kplmm2, como máximo. Para chapas medias y gruesas, más duras, esto ya no sirve, como lo demuestran las superficies interiores de los agujeros representados en la parte derecha de la .figura 40 y hs superficies exteriores de los discos de recorte que se ven en la parte izquierda de la misma figura. En este caso se punzonaron agujeros de 5 mm de diámetro en una tira de 2 mm de grueso, de acero con un contenido de C del 0,95 % y una resistencia de Us = 75 kplmm2, y las seis pruebas se efectuaron con huelgas de corte de 0,01, 0,05, 0,08, 0,12, 0,18 Y 0,27 mm. Ciertamente, con. huelgos pequeños se puede observar que el material queda más plano (fig. 40); sin embargo. aparecen grietas en el interior del agujero, de forma que no puede hablarse de una superficie correcta. Si el e~tado de la superficie de la parte inferior de la figura 40, donde se ha utilizado un huelgo de corte amplio en razón de los conocimientos actuales, coincide con el de piezas perforadas de poco grueso, parece importante observar las fuertes grietas que aparecen en la superficie interior del agujero del casq de huelgo estrecho. y analizar por etapas la cota h1 del punzón progresivo. En la figura 41 se muestran dos cortes de las chapas punzonadas en los ensayos con huelgo de corte estrecho, de forma que, en la chapa superior. el punzón ha penetrado

una cota h,

= 0.1 s,

y en la inferior, h,

= 0,4 s,

sin que se haya com-

pletado la perforación. Como material se utilizó una banda de un espesor de 8 mm. un ancho de 50 mm y una dureza Vickers media HV !O, de acero St 60-2 de unos 200 kp/mm2. A causa del fuerte asentamiento de la banda de acero punzonada con respecto a la arista del punzón, la grieta no empieza alli, sino sobre la cota h2, como demuestran claramente las señales b en la figura 41. Mientras tanto, el material también ha empezado a romperse a partir de la arista de la placa matriz. La zona asentada dificulta e impide la formación de una grieta de corte

en línea recta desde la arista del punzón a la arista de la placa matriz.Por tanto. .

=

la grieta discurre en zigzag, según la figura 42, y, en general, se tiene d' - d h2. Para determinar cuando y a qué altura h aparece la grieta, la magnitud de la altura h2 de la huella y, sobre todo, si aparecen tales huellas, a menudo llamadas erróneamente rebabas de punzonado. los valores de las relaciones h¡Jso y h2/so obtenidos en los ensayos anteriores en función del ancho del huelgo y del coeficiente e, según las fórmulas (23) y (24). se han trasladado a la figura 43, itiendo una "'s = 50 kp/mm2. Según ello, se obtiene una formación de huella condicionada por el asentamiento, de una altura h2, con la correspondiente rotura de la estructura del interior del agujero, sólo para huelgo de corte reducido, ~'on e < 0,01. Los valores allí introducidos en virtud de los ensayos, sirven asimismo para chapas de acero con Us = 60 a 70 kp/mm2. Para materiales todavía má~ duro~. las curvas quedan más altas y se corresponden aproximadamente con

- ~

'--

~-

11.


41

las de trazos. Para chapas más blandas, las curvas quedan más bajas, por lo que la curva h2/So desaparece casi por completo en el campo de las chapas de espesor medio. A este respecto hagamos mención del punzonado escalonado, o por fases sucesivas. desarrollado por Stromberger y Thomsen. En la figura 44 se compara la perforación de una plancha de espesor S, sobre una placa matriz de diámetro d"" aplicando tres procesos distintos: por medio de un punzón de diámetro dp, con huelgo de

I

G

r t

,

tr

qtl

r

~

t

0,4!

~I~o, .c!1~

0,1 ~ i

o Fig. 43. Relaciones h.l s, y h.l s, en función del factor e de huelgo de corte. s, = 8 mID, d = 2S DUD, f1. = 60 a 70 kpfmm'.

corte u, pequeño; por medio de un punzón de diámetro dP2con huelgo de corte u, grande, y, finalmente, por medio de un punzón de dos diámetros dp, y dP2(punzonado por fases o escalonado). En los tres casos se ha indicado con doble rayado la variación de la fuerza de corte P, en función de la carrera (diagrama de trabajo). Como ya se deduce de la figura 39. en el caso de un huelgo de corte pequeño se efectúa un trabajo de corte relativamente mayor que en el caso de un huelgo grande, con el cual el recorte cae, a través de la matriz, tan pronto el punzón ha penetrado aproximadamente hasta 0.7s (s espesor de la plancha), puesto que las grietas que afluyen oblicuamente a los bordes o aristas cortantes del punzón y de la matriz. aparecen ya antes de la completa perforación de la plancha. El recorte posee entonces una forma relativamente cónica, con estructura de rotura rugosa. El borde interno del agujero, presenta una superficie análoga, también de forma cónica; en cambio esta superficie es mucho .más lisa cuando se trabaja con un huelgo de corte pequeño. El punzonado escalonado (fig. 44. derecha), donde

=

-~ 42

A.

---

--.,.


~

I t

-

r--T

~

~~"

\1

t

'

Fig. 44. Punzonado de agujeros con distintos huelgos de corte y punzonado escalonado. se,gúDStromberger y Thomsen.

t

,1,

primero cae el recorte cónico y luego el anillo restante, tiene' lugar cumpliéndose las siguientes relaciones, una vez considerada la ecuación (23):

= d".- 0,01 s...;;;, dP2 = d".- 0,07 s V;;,

h

d;l

r = 0,3 (dp1-dp2),

= 0,70 a

J

~

0,85 s,

a. = 3° a S°,

..

~ = 5° a 8°.

\

,

Según Stromberger y Thomsen. a. debe ser mayor que el valor indicado, es decir, ha de valer 6,35° con ~ = O. Respecto al valor óptimo de 13,lo mejor es determinarlo mediante un ensayo. Se ite que, para materiales blandos, da mejores resultados un valor mayor de ~, y que, para materiales duros. debe elegirse eventualmente un valor de ~ negativo, es decir, haciendo que el borde exterior de corte discurra en ángulo obtuso. Resulta dificil mantener exactamente el huelgo de corte después de construida una matriz nueva, ya que, durante el funcionamiento, pueden presentarse condiciones no previstas que conducen a inexactitudes. Así, las durezas diferentes de los bordes de corte, una sujeción del punzón desplazada lateralmente o con oblicuidad, la flexión elástica de una mesa de prensa demasiado débil. un mango de fijación no situado en el centro de gravedad de las líneas de corte, y el desgaste o la construcción incorrecta de la placa de guía, dan lugar a huelgos irregulares y, con ello, a un deterioro prematuro del filo. Por esta razón, hoy en día se han abandonado las matrices con placa guiada y se prefieren bastidores de columna con placa matriz y punzón cambiables. Puesto que las placas matriz se desgastan y deben reafilarse las partes cortantes con gran exactitud, el agujero de corte debe mantenerse perfectamente cilíndrico en una profundidad de 3 veces el espesor de la chapa a partir del borde de corte, pero de no más de 2 mm. A partir de aquí debe agrandarse cónicamente el agujero para el recorte, a base de un ángulo de hasta 2° o una conicidad de 1:30. Según una propuesta americana, el agujero discurr~ primero verticalmente basta

~

t I

~

I

i~

I

, , t

_.

-

~~.

",

~~,,"'''''''---,",,-''

".,~

~

""-"'

;y...~.

tIJ<.~

11. 1.5 So (so

I

-«.--

~

r

.. ,_._~-~

~~

= espesor

ORIFICIODE CAmA DEL RECORTE

nominal de la chapa); después, se ensancha

43 con ángulo de 1,5°

a cada lado hasta una profundidad de 6 So y, finalmente, con un ángulo de 3° hasta una profundidad de 8 So.Sin embargo, las opiniones al respecto de los especialistas están divididas. Una tal zona cilindrica de introducción tiene el inconveniente de exigir un ángulo de ataque, o de cuña, más agudo, lo que, ya de por sí, condiciona una fuerza de corte más reducida que lo que crea un ángulo de ataque de 90°, pero hay que contar con la presencia de la fuerza adicional de comprensión transversal del recorte; por otra parte, la reducción de la fuerza de corte lleva involucrado un aumento de la duración. Además, hay que tener en cuenta que una guía cilíndrica de este tipo al principio del orificio de la placa matriz permite la ya citada conservación de las dimensiones exactas de la figura, incluso al reafilar. En las herramientas de punzonado fino, que se describirán en el apartado 15 de este capítulo A y en el apartado 25 del capítulo B, todo el orificio de la placa matriz se construye cilíndrico. Incluso en algunos talleres se considera ventajoso el efecto de compresión citado, ya que elimina la enojosa e indeseable subida del disco de recorte y la adherencia del mismo al punzón. Cuanto menor es el huelgo de corte, tanto menor es el peligro de que suba el disco de recorte. Ello puede también evitarse rectificando en forma de cuña la superficie de presión del punzón, o, cuando se trata de punzones grandes, disponiendo un tope y un extractor, que actúe bajo la tensión de un resorte, del tipo del centrador descrito en 1 de la tabla 7. En herramientas diseñadas para corta duración, unos tapones de goma cumplen el mismo cometido. Los punzones de corte de pequeño diámetro se pueden ejecutar asimismo con aportación elástica, cuando no hay sitio para alojar un pasador con resorte de descarga. En tal caso, la elección elástica tiene lugar tras la perforación de la plancha. Otro medio recomendable contra la subida del disco de recorte consiste en afilar el canto de la placa matriz después de rectificarla y disponer un saliente en la cuchilla lateral. Mediante un tratamiento electroerosivo o un recubrimiento por pulverización de metal duro, así como mediante un cobreado utilizando electrodos de cobre, se hace rugosa la superficie del orificio de salida del recorte, lo que evita la subida del mismo. En orificios redondos ayuda también un escariado en vez de un rectificado. Donde sea de todo punto necesario el lubricante, conviene aplicarlo lo más finamente pulverizado posible, sirviéndose para ello del aire comprimido. Una lubricación excesiva y los lubricantes viscosos favorecen la subida de los recortes. Deben eliminarse los residuos de grasa resinificados. Si la causa de la adherencia de los recortes al punzón es el magnetismo remanente, hay que desimantar completamente la herramienta. En la perforación existe la posibilidad de que quede sin efecto el ángulo de despulla de la matriz entre dos lados opuestos del agujero de la misma, de forma que el recorte, al hacer flexión, se pega a la placa cortante. Por medio de una boquilla de aire comprimido, situada inmediatamente delante del punzón y sujeta el carro portapunzones, pueden desprenderse por soplado las piezas que se adhieren al punzón. Utilizando aire comprimido se puede también aspirar el recorte creando, debajo de la placa matriz, una depresión obtenida haciendo pasar a través de una estrecha abertura anular el aire que ha entrado, el cual sólo puede salir hacia abajo y arrastrando con él el recorte. Asimismo se puede emplear el aire a presión para expulsar el recorte, haciendo que lo desplace a través de un canal practicado en el punzón, lo suelte tras su separación del punzón y lo impulse hacia abajo a través de la placa matriz. Por otra parte, se puede seguir el camino no recomendable de

.-.--

1 40

A.

11.


ción

= 0,21

(24), es 0,045 \/1.'i

mm

para

superficie

limpia

para consumo reducido en fuerza y trabajo de cone (e

(e

= 0,005),

= 0,035).

y 0,405..¡22

=

1,9 mm

Según las investigaciones de Kokkonens, el hecho aceptado hasta ahora de que el aspecto superficial, en el caso de huelgo de corte reducido, aparece más liso y limpio que en el caso de huelgo grande, debe limitarse a materiales delgados y planos, de una resistencia de hasta 45 kpjmm', como máximo. Para chapas medias y gruesas, más duras, esto ya no sirve, como lo demuestran las superficies interiores de los agujeros representados en la parte derecha de la .figura 40 y hs superficies exteriores de los discos de recorte que se ven en la parte izquierda de la misma figura. En este caso se punzonaron agujeros de 5 mm de diámetro en una tira de 2 mm de grueso, de acero con un contenido de C del 0,95 % y una resistencia de as = 75 kpjmm', y las seis pruebas se efectuaron con huelgas de corte de 0,01, 0,05, 0,08, 0,12, 0,18 Y 0,27 mm. Ciertamente, con..huelgas pequeños se puede observar que el material queda más plano (fig. 40); sin embargo, aparecen grietas en el interior del agujero, de forma que no puede hablarse de una superficie correcta. Si el e~tado de la superficie de la parte inferior de la figura 40, donde se ha utilizado un huelgo de corte amplio en razón de los conocimientos actuales, coincide con el de piezas perforadas de poco grueso, parece importante observar las fuertes grietas que aparecen en la superficie interior del agujero del caso de huelgo estrecho, y analizar por etapas la cota h, del punzón progresivo. En la figura 41 se muestran dos cortes de las chapas punzonadas en los ensayos con huelgo de corte estrecho, de forma que, en la chapa superior, el punzón ha penetrado una cota h, = 0,1s, y en la inferior,h, = 0,4 s, sin que se haya completado la perforación. Como material se utilizó una banda de un espesor de 8 mm, un ancho de 50 mm y una dureza Vickers media HV lO, de acero St 60-2 de unos 200 kp/mm'. A causa del fuerte asentamiento de la banda de acero punzonada con respecto a la arista del punzón, la grieta no empieza allí, sino sobre la cota h2, como demuestran claramente las señales b en la figura 41. Mientras tanto, el material también ha empezado a romperse a partir de la arista de la placa matriz. La zona asentada dificulta e impide la formación de una grieta de corte en línea recta desde la arista del punzón a la arista de la placa matriz. Por tanto, . la grieta discurre en zigzag, según la figura 42, y, en general, se tiene d' - d = h2. Para determinar cuando y a qué altura h aparece la grieta, la magnitud de la altura h2 de la huella y, sobre todo, si aparecen tales huellas, a menudo llamadas erróneamente rebabas de punzonado, los valores de las relaciones h,jso y h2/so obtenidos en los ensayos anteriores en función del ancho del huelgo y del coeficiente e, según las fórmulas (23) y (24), se han trasladado a la figura 43, i-

tiendo una

TS

= 50 kp/mm'. Segúnello, se obtieneuna formaciónde huellacon-

dicionada por el asentamiento, de una altura h2, con la correspondiente rotura de la estructura del interior del agujero, sólo para huelgo de corte reducido, (on e < 0.01. Los valores allí introducidos en virtud de los ensayos, sirven asimismo para chapas de acero con as = 60 a 70 kp/mm2. Para materiales todavía má~ duro~. las curvas quedan más altas y se corresponden aproximadamente con

--

h

41

las de trazos. Para chapas más blandas, las curvas quedan más bajas, por lo que la curva h2/So desaparece casi por completo en el campo de las chapas de espesor medio.

al aplicar la fórmula (23) se obtiene un huelgo de cone de 0,06 mm para el caso de huelgo mínimo posible con superficie de cone limpia, y de 0,4 mm para un huelgo grande con fuerza y trabajo de cone reducidos. Ejemplo io: Para una chapa de metal ligero AIMgSi l F 32, templada en caliente, de 8 mm de espesor, según la tabla 36 con "s = 22 kplmm', el huelgo de corte u., según la ecua-


t

i

A este respecto hagamos mención del punzonado escalonado, o por fases sucesivas, desarrollado por Stromberger y Thomsen. En la figura 44 se compara la perforación de una plancha de espesor S, sobre una placa matriz de diámetro dm,aplicando tres procesos distintos: por medio de un punzón de diámetro d¡>1con huelgo de

r

1Q

qGl

t~

~

t ~ t ~, ~1c.?4 .~

-¡

..!"Ic.? o.

0,1

;¡

~ i 8 -:; .. ~

I

o

Fíg. 43. Relaciones h.!s. y h,/ s. en función del factor e de huelgo de corte.

s.

= 8 mm, d = 2S mm,

corte u. pequeño; por medio de un punzón de diámetro dP2con huelgo de corte u. grande, y, finalmente, por medio de un punzón de dos diámetros dP1y dP2(punzonado por fases o escalonado). En los tres casos se ha indicado con doble rayado la variación de la fuerza de corte P, en función de la carrera (diagrama de trabajo). Como ya se deduce de la figura 39, en el caso de un huelgo de corte pequeño se efectúa un trabajo de corte relativamente mayor que en el caso de un huelgo grande, con el cual el recorte cae, a través de la matriz, tan pronto el punzón ha penetrado

I !

~

L

(Ss= 60 a 70 kp/mm'.

aproximadamente

hasta 0,7 s (s

= espesor

de la plancha),

puesto que

las grietas que afluyen oblicuamente a los bordes o aristas cortantes del punzón y de la matriz, aparecen ya antes de la completa perforación de la plancha. El recorte posee entonces una forma relativamente cónica, con estructura de rotura rugosa. El borde interno del agujero, presenta una superficie análoga, también de forma cónica; en cambio esta superficie es mucho. más lisa cuando se trabaja con un huelgo de corte pequeño. El punzonado escalonado (fig. 44, derecha), donde

'--

~

42

,.,

A.

,,-

DIREcrRICES

0_-

M

. -_o '""~

11.

PARA LA CONSTRUCCIÓN DE MATRICES CORTANTES 1.5 So (so

...!"-

~ l4W ,

~ .

-

~

v

;

'J

~'\~~

I

Fig. 44. Punzonado de agujeros con distintos huelgos de corte y punzonado escalonado. se,gúDStromberger y Thomsen.

t primero cae el recorte cónico y luego el anillo restante, tiene-lugar cumpliéndose las siguientes relaciones, una vez considerada la ecuación (23):

= 0,70 a 0,85s, a. = 3° aSo, ~ = 5° a 8°.

= d",- 0,01 s V;;, dpz = d",- 0,07 s V;;,

h

d;l

r

= 0.3

(dp

1

-

dpz),

Según Stromberger y Thomsen, a. debe ser mayor que el valor indicado, es decir, ha de valer 6,35° con ~ = O. Respecto al valor óptimo de ~, lo mejor es determinado mediante un ensayo. Se ite que. para materiales blandos. da mejores resultados un valor mayor de ~, y que, para materiales duros, debe elegirse eventualmente un valor de ~ negativo, es decir, haciendo que el borde exterior de corte discurra en ángulo obtuso. Resulta difícil mantener exactamente el huelgo de corte después de construida una matriz nueva, ya que, durante el funcionamiento, pueden presentarse condiciones no previstas que conducen a inexactitudes. Así, las durezas diferentes de los bordes de corte, una sujeción del punzón desplazada lateralmente o con oblicuidad, la flexión elástica de una mesa de prensa demasiado débil, un mango de fijación no situado en el centro de gravedad de las líneas de corte, y el desgaste o la construcción incorrecta de la placa de guía, dan lugar a huelgos irregulares y, con ello, a un deterioro prematuro del filo. Por esta razón, hoy en día se han abandonado las matrices con placa guiada y se prefieren bastidores de columna con placa matriz y punzón cambiables. Puesto que las placas matriz se desgastan y deben reafilarse las partes cortantes con gran exactitud, el agujero de corte debe mantenerse perfectamente cilíndrico en una profundidad de 3 veces el espesor de la chapa a partir del borde de corte, pero de no más de 2 mm. A partir de aquí debe agrandarse cónicamente el agujero para el recorte, a base de un ángulo de hasta 2° o una conicidad de 1:30. Según una propuesta americana, el agujero discurr~ primero verticalmente hasta

.

<

I

~ -~ ;

l I

\

<1

i i

,

I

r I

I1

--

--"'

:. ..,.,,.."'~,~.~..-r."""" ~...""'"" ,.",.,.."'~

,-

= espesor

'

43

ORIFICIO DE CAlDA DEL RECORTE

nominal de la chapa); después, se ensancha

~-

con ángulo de 1.5°

a cada lado hasta una profundidad de 6 So y. finalmente, con un ángulo de 3° hasta una profundidad de 8 So.Sin embargo, las opiniones al respecto de los especialistas están divididas. Una tal zona cilíndrica de introducción tiene el inconveniente de exigir un ángulo de ataque. o de cuña, más agudo, lo que, ya de por sí, condiciona una fuerza de corte más reducida que lo que crea un ángulo de ataque de 90°, pero hay que contar con la presencia de la fuerza adicional de comprensión transversal del recorte; por otra parte, la reducción de la fuerza de corte lleva involucrado un aumento de la duración. Además, hay que tener en cuenta que una guía cilíndrica de este tipo al principio del orificio de la placa matriz permite la ya citada conservación de las dimensiones exactas de la figura, incluso al reafilar. En las herramientas de punzonado fino, que se describirán en el apartado 15 de este capítulo A y en el apartado 25 del capítulo B, todo el orificio de la placa matriz se construye cilíndrico. Incluso en algunos talleres se considera ventajoso el efecto de compresión citado, ya que elimina la enojosa e indeseable subida del disco de recorte y la adherencia del mismo al punzón. Cuanto menor es el huelgo de corte, tanto menor es el peligro de que suba el disco de recorte. Ello puede también evitarse rectificando en forma de cuña la superficie de presión del punzón, o, cuando se trata de punzones grandes, disponiendo un tope y un extractor, que actúe bajo la tensión de un resorte, del tipo del centrador descrito en 1 de la tabla 7. En herramientas diseñadas para corta duración, unos tapones de goma cumplen el mismo cometido. Los punzones de corte de pequeño diámetro se pueden ejecutar asimismo con aportación elástica, cuando no hay sitio para alojar un pasador con resorte de descarga. En tal caso, la elección elástica tiene lugar tras la perforación de la plancha. Otro medio recomendable contra la subida del disco de recorte consiste en afilar el canto de la placa matriz después de rectificarla y disponer un saliente en la cuchilla lateral. Mediante un tratamiento electroerosivo o un recubrimiento por pulverización de metal duro, así como mediante un cobreado utilizando electrodos de cobre, se hace rugosa la superficie del orificio de salida del recorte, lo que evita la subida del mismo. En orificios redondos ayuda también un escariado en vez de un rectificado. Donde sea de todo punto necesario el lubricante, conviene aplicado lo más finamente pulverizado posible, sirviéndose para ello del aire comprimido. Una lubricación excesiva y los lubricantes viscosos favorecen la subida de los recortes. Deben eliminarse los residuos de grasa resinificados. Si la causa de la adherencia de los recortes al punzón es el magnetismo remanente, hay que desimantar completamente la herramienta. En la perforación existe la posibilidad de que quede sin efecto el ángulo de despulla de la matriz entre dos lados opuestos del agujero de la misma, de forma que el recorte, al hacer flexión, se pega a la placa cortante. Por medio de una boquilla de aire comprimido, situada inmediatamente delante del punzón y sujeta el carro portapunzones, pueden desprenderse por soplado las piezas que se adhieren al punzón. Utilizando aire comprimido se puede también aspirar el recorte creando, debajo de la placa matriz, una depresión obtenida haciendo pasar a través de una estrecha abertura anular el aire que ha entrado, el cual sólo puede salir hacia abajo y arrastrando con él el recorte. Asimismo se puede emplear el aire a presión para expulsar el recorte, haciendo que lo desplace a través de un canal practicado en el punzón, lo suelte tras su separación del punzón y lo impulse hacia abajo a través de la placa matriz. Por otra parte, se puede seguir el camino no recomendable de

-.-

.---.

---~

--

-...

I

4~

A.

t


11.

.~

~ I

conseguir que el disco de recorte se adhiera al orificio de salida mediante el embotamiento del borde de corte. como protección contra la indeseable subida de aquél. Puesto que una guía de corte cilindrico mantenida tan corta, no excluye la solicitación de aplastamiento que produce el desgaste, a menudo queda con éste suprimida tal zona cilíndrica, llegando el ensanchamiento cónico hasta el borde de corte; en este caso. la dimensión del huelgo de corte debe tomarse 0,3 s menor que el calculado antes con las fórmulas (23) y (24). La precisión deseada se consigue después con matrices especiales de rasqueteado o de repasado. según las figuras 185 a 187. Un huelgo de corte excesivo involucra frecuentemente una formación indeseada de rebabas. Así. después de 100.000 cortes en una chapa de dínamo de un espesor de 0,5 mm y VIO = 3,6 W/kg, se obtuvo: para u. = 0,015 mm, una altura de rebaba h = 0.14mm; para u. = 0,075mm.h = 0.25mm. y para u. = 0,130mm,

t J .' ,!

,\

h = 0,29 mm. Mientrasque, para u. = 0.015mm, la altura de rebabano es exagerada, para u. = 0.075 Y u. = 0.130.se aprecia enseguidaun aumentobrusco en dicha altura.

!:

. i K

t

~L

45


el punzón de corte en la plancha. se pueden fonnar. en la cara opuesta de la plancha, botones para producir uniones por remachado o botones para la solda dura por puntos. Las figuras 47 a 50 presentan la realización de tales uniones por remachado. La plancha, o la banda, sobre la que debe marcarse previamente el botón de remachado (fig. 47). se apoya sobre un casquillo de corte con agujero cilíndrico -sin ensanchamiento cónico- de diámetro interior d. El botón se embute, hasta una profundidad h ~ 0.5 s. con un punzón (fig. 48) que presenta un adelgazamiento ligeramente cónico; sin embargo, la superficie inferior del punzón debe ser algo mayor que el área del agujero, previéndose un aumento en el diámetro en 1 mm aproximadamente. Después. y según se ve en la figura 49, la plancha a unir por remachado, ya perforada, se coloca sobre los botones y. mediante un punzón de punta como el de la figura 50. se ensancha y abre la parte superior del botón, con lo que queda listo el remachado. La profundidad de penetración h debe tomarse menor que d/2. Probablemente. podría aumentarse la resistencia del botón si el borde del agujero y el borde inferior de la base del punzón fueran ligeramente redondeados. Empleando una presión elevada se pueden también producir botones sin necesidad de punzón.

\

, ~

Figs. 45 Y 46. Disposición y errónea (B) del agujero recorte.

correcta (A) de caída del

J

El agujero para el recorte en la sufridera y en la placa de base no debe ser, en caso alguno, mucho mayor que el diámetro inferior del ensanchamiento cónico del orificio de corte, puesto que, de lo contrario. los discos de recorte pueden causar obstrucciones, como se indica en la figura 46. lo que, no sólo representa una pérdida de tiempo para la expulsión, sino que conduce a la producción de piezas defectuosas y, frecuentemente, a la rotura del punzón. En tales casos, los casquillos de corte sufren un levantamiento. lo que tiene como consecuencia que, por lo general. los mismos no se mantienen ya más en su posición nonnal de asiento debido a la compresión o a la fijación incorrecta que han sufrido. Se precisa el ensanchamiento cónico del agujero para el recorte, tal como se ve en la figura 45, cuando no se produce la caída inmediata del disco recortado y cuando el corte de desprendimiento queda incompleto. Es sabido que en matrices cortantes que trabajan con planchas medias y gruesas, al penetrar parcialmente

i '" (

, B

, ,

!

¡ir..

I ~ i t f t

Figs. 47, 48, 49 Y SO. Procedimiénto de obtención ~e uniones remachadas partiendo de botones embutidos.

"

Fig. 51. Matriz con reglillasde tope para la obtención de chapas de rotor. Para conservar la capacidad de corte. es conveniente mantener la profundidad de penetración, con un huelgo de corte u. pequeño, lo más reducida posible. A causa de la elasticidad del bastidor de la prensa, esto no siempre es posible a no ser que se garantice de antemano la profundidad de penetración mediante topes en la herramienta superior y en la inferior, como los pernos de tope dispuestos junto a los manguitos de guía de las columnas de la matriz progresiva de la figura 114 y las reglilIas de tope de la matriz para chapas de rotor de la figura 51. Hay que destacar además. en esta matriz. la modalidad de construcción del punzón para las ranuras. el cual se puede ver arriba, en una sola pieza. Al cortar plancha y tira recubierta de plástico, debe ajustarse exactamente el huelgo de corte, a fin de que no pueda producirse rebaba alguna que dañe seriamente la superficie de plástico. Por el mismo motivo, es preciso apilar siempre las planchas de esta clase recién cortadas procurando no desplazarlas unas sobre otras. aunque no sea visible ninguna rebaba. El fácil desprendimiento de la película de recubrimiento en el botde de corte, provocado por el punzón durante la carrera

, ~

-

--

"-

~

e

46

A.

.Al

~

'..,-..~

~

'".-~-~._-~

~~

.-w :"-.:-.~"-;1o:,...;óf~~..-~


12.

de avance. puede evitarse disponiendo el recubrimiento debajo. entre el material principal de la plancha y la placa matriz.

12.

Hace más de cuarenta años que se conoce la aleación «Cerromatrix». compuesta de plomo, bismuto, estaño y antimonio, y que sirve para anclar, por colada de la misma, los punzones y los casquillos de corte. Recientemente. este procedimiento, desarrollado en América, se ha introducido en Alemania y otros países. Básicamente se dan dos posibilidades diferentes de utilización. Los punzones se pueden atornillar a una placa, la cual, considerada como plantilla, sirve en prin. cipio sólo para determinar la situación del punzón; por ello, para punzones redondos es suficiente un agujero roscado, mientras que para los no redondos debe disponerse más de uno. Hasta ahora, no se ha investigado}()Qavíasi. en lugar de una fijación por rosca, sería suficiente una fijación por pasador, lo que de ante.

~~ Fig. 53. Placa portapunzones preparada por colado siguiendo .el procedimiento Cerromatrix.

mano permite también una gran exactitud. Después, o bien se procede a colar la aleación en la placa con el punzón fijado a ella directamente sobre el bastidor (véase la figura 52), o bien, con los punzones fijados a la plantilla, se centran los casquillos de corte en el bastidor de la placa matriz; entonces se procede a colar en el bastidor de esta, y después, en el bastidor superior. Para mantener el huelgo y para conseguir también un centrado exacto. se colocan pequeñas tiras de lámina metálica delgada entre punzón y casquillo de corte. A fin de que los punzones y los casquillos no se caigan ni giren, se fresan en su periferia canales longitudinales y transversales. En la figura 53 puede verse una placa portapunzones preparada por colado según este sistema. El exceso de metal se quita con una rasqueta. La aleaciÓn Cerromatrix tiene una temperatura de fusión de sólo 120: C, por lo que las piezas de la matriz ya templadas, no corren el riesgo de revenido. Experimentalmente, se ha comprobado que la temperatura óptima de colada es de 1800C, y se ha visto la conveniencia de calentar las partes de la placa soporte preparadas para recibir el punzón de la herramienta. El proceso de endurecimiento final, una

""'-'--~~.,,;.,,A;.;:'-.,,.~''''-'''

''-Mt='.:Si..,.,-~-..,

~~,-"--~~J.-

ANCLAJE DE PUNZONES Y CASQUILLOS POR COLADO DE ALEAC¡Ó:-;

....

47

vez producida la solidificación. necesita un tiempo de 10 a 15 horas. de modo que hasta después de transcurrido el mismo no se puede utilizar la herramienta. Al solidificar. la aleación se dilata alrededor de 0.5 a 0.6 p./mm' oresenta una dureza suficiente y, con ello, garantiza una correcta sujeción del punzón, incluso para fuertes solicitaciones por compresión. Después de utilizar la matriz, puede refundirse la aleación y aplicar.se de nuevo. No es necesario construir según este procedimiento tanto la parte superior como la inferior de la matriz. Resulta económico construir la placa matriz según los sistemas usuales y fijar, colando una aleación de este tipo, los punzones de corte con aplicación de las tiras distanciadoras, puesto que. de esta forma, no es preciso ningún trabajo de precisión en la placa portapunzones. Esta construcción, representada en la figura 54. resulta ventajosa, frente a la construcción representada en la figura 52, cuando la pieza a recortar tiene un contorno que no puede disponerse bien dentro de un casquillo de corte, y cuando la distancia entre los agujeros a cortar es tan estrecha que las paredes de los casquillos serían demasiado delgadas y habría una tendencia al agrietado en virtud del temple. La construcción según la figura 54 se utilizará con preferencia a la construcción indicada en la figura 52, especialmente cuando el contorno a recortar no es reducido y es, en cambio, irregular. y también, cuando se trate de punzones grandes. La placa portapunzones representada en la figura 53 puede asimismo construirse según este procedimiento. Un método utilizado desde hace tiempo, especialmente por la firma alemana Bosch, se refiere a la colada en placas de guía, alrededor de los punzones, según muestra la figura 55. Las guías elaboradas por este sistema pueden renovarse

Anclaje de punzones y casquillos de corte por medio del colado de una aleación de bajo punto Cle fusión

Fig. 52. Anclaje por colado del punzón en la placa superior y del manguito de corte en la inferior.

,

~

~ ~ Fig. 54. Anclaje por colado del punzón en la placa portapunzones.

Fig. 55. Anclaje por colado de las guías de la placa guiapunzones.

siempre fácilmente; además, el material colado proporciona un rozamiento reducido y una buena retención del lubricante. Para llevar a cabo estas coladas se utilizan aleaciones no demasiado blandas, pero tampoco demasiado duras, por ejemplo de la siguiente composición: 93,7 % de Zn. 2,5 % de Al, 1.3% de Cu. 1 % de Pb. 1 % de Mg y 0,5 % de Cd. Las coladas de metal ligero, como las que pueden encontrarse en las guías de las columnas de antiguas matrices de columnas, resultan demasiado blandas para ello. Existe una aleación muy fácil de colar, pero cara, a base de estaño y antimonio, compuesta por 55 % de Sn, 29 % de Sb, 6 % de Cu y 10 % de Pb. Resulta evidente que colar la parte superior y, a continuación, la placa de guía, no comporta ninguna dificultad adicional especial y que, además, puede ser muy rápido. Otra cuestión es si se necesita una placa de guía cuando los elementos de la matriz se incorporan a un bastidor de columnas. En pequeñas series siempre presta un buen servicio este procedimiento, puesto que

( (

( (

(

48

A.


la placa de guía. no solamente sirve para guiar los punzones. sino también para desprender la tira troqueJada. Sólo por esta razón. el material colado no debe ser demasiado blando. En el apartado 19 de este mismo capítulo A se trata del recubrimiento de las guías de punzones y columnas con materiales plásticos. En los últimos años se ha tendido cada vez más no sólo al anclaje de las guías. sino también al de punzones y placas matriz por medio de resinas sintéticas en lugar de colada metálica. de forma que los ejemplos explicados aquí. de las figuras 52 a 55. sirven también para las resinas epoxídicas descritas en L. 11.

13. Matrices cortantes para pequeñas series de fabricación En el caso de chapas delgadas de espesor menor de 1 rom. y para pequeñas series. es posible. a veces. construir equipos provisionales muy sencillos. en los que. en principio. se aglutinan punzones cortos. de 6 a 15 mm de !llt\lra. con una chapa portapunzones. o se remachan a ella. En el último caso. sólo se debe templar la superficie de trabajo del punzón. Conjuntamente con esta chapa portapunzones. se perforan. una. después de otra. tres planchas rectangulares más. que son: la placa de guía. la plaéa matriz. que deberá templarse después. y la placa de base. Entre ellas se interponen dos tiras metálicas como sustitutos de las regletas de guía laterales. y luego. se taladran y remachan conjuntamente dichas tres planchas restangulares. Estas matrices' provisionales. habituales en EE.UU. para series muy pequeñas. tienen cierta similitud con el cortador Schmidt. también llamado «cortador de cinco horas». En la industria de cartonajes. y para la fabricación de cajas plegadas. se conocen. ya desde principios de siglo. las cuchillas de fleje de acero formadas por: secciones de tira delgada. flexibles. con temple propio de acero de resortes y borde afilado cortante; tableros de madera contraplacada aserrados. y piezas de goma esponjosa interpuesta que sirven para llenar los huecos entre madera y fleje y para expulsar los recortes. En los primeros tiempos del mecanizado de chapas se desarrollaron herramientas de corte análogas a este modelo. si bien con la diferencia de que. en el corte de cartones. los flejes de acero se hallan sólo en la herramienta superior. y de que. en vez de una herramienta inferior. basta un cartón duro como apoyo. Mencionaremos aquí. sólo someramente. los procedimientos de MaIew. de Templer y de Philips. Los tres cuentan con herramienta en las partes superior e inferior. guiadas. una respecto a otra. por columnas generalmente dispuestas en diagonal. Según el primer procedimiento. se dibuja ante todo la figura a cortar sobre una placa de madera contraplacada. Las placas superior e inferior se sierran luego conjuntamente mediante una sierra de cinta. El espesor de la cinta corresponde al doble del espesor de las reglas de acero utilizadas como borde de corte. Las placas de madera así cortadas sirven. desde ahora. como piezas de sujeción interiores para las reglas de acero dispuestas. en virtud del corte de sierra. junto con una tira de relleno; para ello. en la parte superior. las tiras se hallan entre la pieza de sujeción interior y las reglas de acero. Y Qll la parte inferior. entre la placa exterior aserrada y las reglas de acero. Las reglas de la parte inferior son

> )

} ) )

\ \

) } ) ) } )

) ) )

13.

49

MATRICES CORTANTES PARA PEQUEÑAS SERIES

más altas que las de la parte superior y van circundadas exteriormente por rasca. dores de goma; en la parte superior. los rascadores de goma se hallan dentro de los filos de corte. En los vértices. o sea. donde la figura a cortar forma un ángulo. se hace deslizar una de ambas reglas. es decir. la terminada en un agujero. de modo que no es preciso cortar las reglas exactamente en cuanto a longitud. En los puntos donde la pieza debe presentar agujeros o huecos. se introduce el punzón correspondiente en la placa de sujeción de la parte superior. y el casquillo de corte se introduce en la de la parte inferior (y eventualmente se fijan con la placa de base o de cabeza). de modo que no puedan caer. La mecanización de los agujeros de encaje para el punzón y el casquillo se efectúa estando la matriz cortante montada. El procedimiento de Templer. así como otro similar de Trautmann. son análogos al de Malew. También aquí se dibuja la figura a cortar sobre una placa de madera y se recorta a lo largo de su contorno exterior mediante una sierra de cinta. A los bordes laterales de la abertura así practicada se adosan reglas de acero rectas y parcialmente curvadas. Una vez adosadas las reglas. la parte central extraída de la placa de madera se vuelve a introducir en la abertura; su objeto es mantener las reglas de acero baja un ligero tensado previo. Estas tienen un espesor que supera ampliamente al de la chapa a punzonar. Con auxilio de la matriz así confeccionada. se traza una placa de acero de 6 a 8 rom de espesor. la cllal después se sierra siguiendo este trazado y. eventualmente. puede templarse. Esta placa. dotada de aberturas para el punzón a colocar en la parte superior. será la de la parte inferior de la matriz. También aquí deben preverse. exteriormente a los bordes cortantes de tal placa en la parte inferior de la herramienta. e interiormente a las reglas de acero en la parte superior. láminas o tiras de goma para la expulsión de los recortes de chapa. Lo propio rige para el tercer procedimiento. debido a Philips. Para alcanzar una mayor exactitud. en él no se trabaja con madera. sino con placas de acero aserradas. de unos 10 mm de grueso. Para sujetar las reglas de acero. se recubren con araldit pulverizado a presión (fig. 56). Estas herramientas tienen. además. una mayor duración que las de cuchillas de flejes de acero descritas anteriormente.

Z 3

Fig. 56. Matriz para punzonar tira de chapa según el procedimiento Philips. J, placa de base para el punzón; 2, pla. ca portapunzones; 3, cuchillas de fleje de acero; 4. lecho de Araldit; S, placa de goma; 6, placa matriz de acero; 7. bandas de goma; 8, placa de base para la placa matriz.

.7

>

;.-.-- ,--:~--~.:

::...:..:-

....-

--0-

-'--"..-

._- -.

-

-~~

-

o., -_._-

50

A.

DIRECTRICES

PARA LA CONSTRUCCIÓN

DE MATRICES

- -

..JLo

'W Fig. 57. Obtención de la placa matriz colando alrededor del punzón.

2700 e, se enfrían bruscamente en agua para darles temple. Pero incluso cuando el punzón o la matriz son de acero o hierro colado, puede construirse la pieza contraria de modo que la pieza de acero o hierro colado se inserte por colada en la aleación de cinc. recomendándose. también en este caso. recubrir con grafito coloidal; de esta manera. es posible aportar un recubrimiento cuyo espesor se corresponde con el de la plancha. En este procedimiento es conveniente fijar la parte superior del punzón de acero sobre una placa de cabeza grande. a fin de que se pueda conseguir el apoyo necesario en los dos lados. Se consigue aumentar la duración de tales matrices cortantes. si se dispone una placa de cubrimientoa modo de tapa como en la figura58; esta placa primerose punzona junto con la matriz y. en caso necesario. se ajusta y templa para montarla luego de nuevo sobre la herramienta de cinc. La mejor fijación es por tornillos situados lateralmente. Se han efectuado experimentos,..y. obtenido resultados en parte satisfactorios, con pegamentos a base de Araldit. si bien, por otro lado. este ~islema es objeto de discusión. ya que no se han desarrollado pegamentos orgánicos para trabajar a percusión. La fabricaciÓn de tales chapas de cubrimiento, de acero de resortes. se lleva a cabo cortando primero una serie de ellas en el punzón de acero y la matriz de 'cinc. Finalizada la fabricaciÓn.S4f, coloca una de tales chapas dc- acero de resortes y. cuando ya se ha desgastado, se cambia por otra. sin

.~

13.

CORTANTES

A veces, para fabricación en series cortas. se utilizan placas matriz de una aleación de cinc, denominada Zamak Z 430 S. la cOal corresponde aproximadamente a la aleación americana Kirksite B. Sobre ella se encuentran más datos en el apartado 3 del capitulo L. Su punto de fusión es de 3900e, estando considerablemente por debajo de las temperaturas que influyen sobre la resistencia y la estructura del bastidor y de los punzones de acero. Se consigue una dureza Brinell Ha de unos 130 kg/mm2. Según indicaciones del constructor. pueden cortarse chapas de acero de hasta 2 mm de espesor con tales herramientas. El punzón de acero se inserta en el bastidor al efectuar la colada. después de haberlo calentado hasta unos 200-2500 e y flameado o cubierto con un barniz de grafito coloidal. El material se vierte en el bastidor y rodea al punzón de acero. Después de haberse solidificado el material colado, los punzones se extraen de la placa matriz construida de esta forma. según se ve en la figura 57. En la mayoria de los casos, no se precisa de ningún trabajo posterior. a excepción de un rectificado superficial de la placa matriz con el bastidor. La aleación Zamak Z 430 S no se utiliza sólo para matrices cortantes. sino, sobre todo, para matrices de dar forma. Para tales herramientas. el punzón y la estampa, teniendo en cuenta la contracción del 1.1 %. se modelan en madera o yeso y se moldean en arena. Después de llenar los moldes. las piezas se desmoldean en caliente inmediatamente después de la soliaificación y, a 250-

~

',...-

,~..~---

.-.

-

«

1


-

.- -_o-~...

51

( ( { (

..

Figs. 58 y 59. ptaca de cubrimiento y chapa anexa en matrices constantes obtenidas de aleación de zinc fundida.

que sea necesario ningún reafilado. Las chapas de acero de resortes de espesor hasta 0.3 mm pueden perforarse en su estado de utilización, mientras que es recomendable hacerlo en estado de recocido blando cuando son más gruesas. procediéndose después a templarlas. Para perfiles de corte encajados. pueden disponerse también, en el material colado, chapas templadas, dobladas en ángulo de 900 y dirigidas hacia arriba, como se ha representado en la figura 59 para una ranura rectangular encajada. Es frecuente que los punzones de acero acepillados se fijen a la parte superior de la matriz (construida de una sola pieza) mediante pasadores y por lo menos, un tornillo vertical (figura 60). soldando también con estaño; más tarde, después de quitar el tornillo y de calentar. se pueden desprender fácilmente. Esta parte superior de la herramienta dispone de reglillas laterales. En la placa de base de la parte inferior de la matriz. se han clavado pasadores para la guía de la tira metálica. Debe preverse la placa de base con un orificio para .el punzón. que debe quedar con una tolerancia amplia. Toda la placa matriz puede estar formada por colada de aleación de cinc. como se representa en las figuras 60 (desde arriba) y 61 (desde abajo). En la figura 61 se puede reconocer claramente

f' ¡ .

Fig. 60. Matriz cortante para series pequeñas con placa matriz de aleación de zinc fundida.

-"

1

i

.

Fig. 6t. Placa matriz de la figura 60 vista desde la parte inferior.

I

I

\ I

!

..J

(

52

A.

13.


las zonas porosas en el perfil interior del agujero y en la superficie acepillada. En la parte delantera de la derecha de la figura 60 puede verse la pieza troquelada. que en operaciones posteriores se ha doblado en U y se ha taladrado. Para pequeñas series. puede utilizarse acero para estampado en frío como material de la placa matriz. Para ello se construye primero el punzón. en la forma habitual. en acero al 12 % de cromo, templado. según se expecifica en la tabla 30 de L. 5. columnas 15 a 18. El punzón puede tener en el borde un chaflán de 0,2 mm de ancho, a 45-600. el cual puede quitarse después por fresado o limado. Pero primero se utiliza el punzón como estampa para estampar la matriz; una vez la estampación ha alcanzado una determinada profundidad (véase la figura 62). que después corresponderá al espesor de la placa matriz. se sierra ésta transversalmente en la dirección de la flecha y se templa después. Es de notar que. después de este proceso. se dispone de un huelgo suficientemente amplio para chapas delgadas y, además, al estampar. se consigue simultáneamente un agujero cónico de 1 a 2°. que


53

el interior de un marco con base. La inamovilidad puede también garantizarse utilizando unos simples pasadores. clavados en la base para la chapa. en vez de las reglas del marco. Esta base actúa de plantilla, y en ella están ya perforados o punzonados los agujeros. a las distancias deseadas. Una vez dispuesta la pieza en el marco o sobre la plantilla de base. se aplica, con la base hacia arriba (fig. 63). contra los punzones. de modo que éstos. por sus superficies inferiores de corte. penetren en los agujeros de la plantilla. La chapa o parte de chapa a perforar puede sujetarse por ambos lados con las manos, junto con la base situada encima. o bien asegurarse contra caídas mediante reglas que se atornillan por debajo, u otro elemento de fijación análogo. Al utilizar este dispositivo auxiliar, que sólo entra en consideración para matrices universales sencillas constituidas por punzones de perforar y casquillos de corte, se recomienda mantener la carrera lo menor posible y trabajar con guantes. al objeto de no lesionarse las manos a causa del rápido descenso del portapunzones.

Fig. 62. Estampado en frío de la placa matriz.

puede utilizarse luego como ensanchamiento del agujero de caída del recorte. Como se aprecia en la figura 62, la superficie que se ha cortado será la superficie superior de la placa matriz. y la superficie por donde se ha estampado será la superficie inferior. Mediante un cromado duro resulta posible un mejoramiento adicional y un endurecimiento para aumentar la resistencia al desgaste y la duración. Se pretende construir placas matriz por proyección de polvos endurecibles alrededor del punzón; sin embargo, este procedimiento se encuentra todavía en estado de desarrollo. A veces. .para pequeñas series. se utiliza también el punzonado con plantilla. Para ello. en la mesa de la prensa se dispone un bastidor con un dispositivo de fijación para la plancha a punzonar. desplazable en cualquier dirección mediante un mando manual. Este dispositivo consiste en una regla que puede deslizarse longitudinalmente sobre una guia que. a su vez, puede moverse en sentido transversal. Sujeta a la mesa de la prensa queda la plantilla con agujeros, 'en la que puede encastarse un indicador montado sobre la regla móvil. De esta forma, es siempre posible que la chapa sujeta en la regla móvil, haciendo encastar el indicador en la plantilla. pueda colocarse en una posición perfectamente determinada debajo del portapunzón. Muchas prensas están equipadas con discos revólver para soportede casquillosy punzonesde corte. de modo que se disponede un considerable número de diámetros y formas de agujeros, en tanto que las plantillas con indicador están siempre previstas para agujeros de diámetros iguales. si bien se caracterizan por un color distinto. de acuerdo con la correspondiente herramienta. Esto ya no es necesario en máquinas de control numérico por cinta. Cuando hay que perforar pequeñas chapas o partes de chapa en distintos puntos con agujeros de igual diámetro, puede emplearse Utla plantilla muy sencilla y barata. La plancha o parte de chapa a perforar se fija de un modo inamovible en

Fig. 63. Dispositivo plantilla.

para punzonar

con

Fig. 64. Par de casquillos de corte autocortante pegados con cola.

Desde hace:!algunos años, se han introducido en Suecia matrices punzonadoras universales formadas por pares de casquillos de corte autocentrantes. los cuales se pegan con cola. Según la figura 64. se trata de unos punzones (2, 7) que se encuentran bajo la presión de muelles de plato (5. 8). cuyas carcasas (3. 6) pueden adherirse fácilmente por presión, mediante las tiras adhesivas (1. 11), en las superficies planas de la mesa y del portapunzones o en bastidores de columnas. En primer lugar, se coloca sobre la mesa la tira adhesiva 1. Si en una sola carrera deben punzonarse varios agujeros con dichos pares de casquillos. se coloca sobre esta tira adhesiva una plantilla con un número determinado de agujeros. señalada con línea de trazos en la figura 64. En estos agujeros, exactamente calibrados. se mtroducen los extremos inferiores de las espigas de los punzones 2. La carcasa 3 del casquillo punzón circunda. mediante la placa de apoyo 4 atornillada. el punzón 2 que se encuentra pretensado por los muelles de plato 5. Debe procurarse que 3.

OEHLER.ICAISEJt.

-

._-

---

-_o - ._-,-

- ---

--

--

-

~

54

A.


13.

el extremo del punzón de diámetro dp quede alrededor de 1.0 mm por detrás de la superficie de la carcasa 3. Gracias a ello. el agujero de ésta sirve para situar correctamente el tetón centrador que sobresale 0.8 mm de la carcasa superior 6 Ésta se ha construido en acero templado para herramientas; y es la placa matriz correspondiente al punzón 2. que. en consideración al huelgo de corte. debe tener el agujero d", mayor que dp (para 2 y 7). El plato del resorte. con el tetón centrador 7, se encuentra bajo la presión del muelle de plato 8 comprimido. que hace tope en su parte superior con un disco 9 y una arandela de presión ID, para la que se ha tallado una entalla en el interior del casquillo matriz 6. Una vez el tetón 7 ha quedado centrado frente al agujero superior del casquillo 3, y el casquillo superior 6 situado sobre el inferior 3, se coloca encima la tira adhesiva superior 11. Ahora se embraga la prensa y el portapunzones comprime los casquillos contra las láminas adhesivas (1 y 11). de forma que el punzón 2 queda pegado a la mesa y la matriz 6 a la superficie inferior del portapunzones. Cuando la prensa ha subido. como se ve en la parte izquierda de la figura 64. puede empezar el punzonado. Según se aprecia en la parte derecha de la misma figura. la chapa se comprime hacia abajo en tanto el disco de recorte quede sobre el punzón 2. Además de los pares de casquillos. pueden pegarse a la mesa topes de la misma altura. Para retirar estos casquillos y topes adheridos. se utiliza una llave de palanca grande. Según este sistema pueden perforarse chapas de acero de hasta 15 mm de espesor.

-,

.,., }.~-


.~- ,-'

,-~-1.

55

se divide en dos subgrupos: las unidades según las figuras 65 a 69. que solamente pueden utilizarse en prensas, y las unidades según la figura 70. que representan prensas miniatura automáticas por sí mismas. con independencia de cualquier otra prensa, es decir. algo así como las unidades taladradoras equipadas con electromotor propio, y las unidades que no lo tienen. convertidos en una máquina para un sólo uso. La figura 65 muestra once de tales bloques cortantes, para mortajar y punzonar chapas rectangulares. montados en un mismo bastidor. En las esquinas se encuentran los cuatro bloques e, cuyos punzones mortajadores rectangulares. bajo la presión de muelles quedan por encima del bastidor. posición a partir de la cual son comprimidos por la parte inferior del portapunzones al embragar la prensa. Junto a ellos se han dispuesto otras unidades para punzonar. con las que se efectúan 2 agujeros pequeños. 3 medianos y.2 grandes. En el grabado de la derecha de la figura 65 puede verse la amplia separación de estas unidades punzonadoras l. Naturalmente. además de las unidades punzonadoras y mortajadoras deben montarse también. sobre la misma placa de base. regletas de apoyo. La gran ventaja de esta disposición es que las unidades montadas sobre tal placa de base constituyen un grupo de herramientas único. Esta placa no precisa atornillarse a la mesa. sino que puede colocarse en cualquier zona de ella; tampoco tiene ninguna importancia que la misma quede oblicua o inclinada. ya que sólo importa que-sus cuatro esquinas apoyen firmemente sobre la mesa. y que las cabezas de los punzones. que sobresalen por arriba. sean accionadas simultáneamente por el portapunzones. Para ello. todas las unidades -independientemente de si son mortajadoras. punzonadoras. etc.- deben tener la misma altura.

t (

(

, (

e

e

'"

e ((~

{

~

(

I I i -.LFig. 66. Adaptación de una unidad punzonadora en una prensa de curvar entre matrices.

(

Fig. 65. Placa con 7 unidades punzonadoras y 4 unidades mortajadoras.

En EE.UU. se prefieren unidades punzonadoras intercambiables. En este caso, debe distinguirse entre las compuestas por dos partes completamente separadas. la parte superior o punzón y la parte inferior o matriz propiamente dicha, y las constituidas por bloques de corte. las cuales sólo pueden usarse para agujeros en los bordes. a causa de la limitada separación entre el eje de la herramienta y la columna. Del primer grupo se trata, conjuntamente
Estos bloques de corte se han acreditado trabajando. no sólo bajo las prensas habituales. sino también bajo las prensas de curvar entre matrices. Para ello. como muestra la figura 66. y especialmente cuando las bandas de fijación a la mesa t son estrechas. las unidades a se centran y se atornillan a unas placas de fijación b. que se unen firmemente a la mesa de la prensa mediante cuñas k atornillables. Adicionalmente, se montan, sobre la mesa de la prensa, topes para la chapa a punzonar. Las cabezas de los punzones e provistos de resortes son accionadas por una pieza intermedia o directamente por la colisa.

- -~

-

f 56

A.


13.


57

inclinada inferior cuya misión es empujar al punzón hacia la derecha. después de vencer la contrapresión de dos muelles helicoidales. El punzón está guiado. .en su parte anterior. por una vaina igualmente móvil. cuya brida exterior se encuéntra bajo la acción opuesta de ambos muelles. En la posición de trabajo representad'a. esta vaina actúa como el prensadiscos de una matriz. Pueden cambiarse el punzón y la vaina desenroscando el tomillo de la izquierda.

) ) 'e .~

) \

Fig, 67. Punzonado de perfiles U me. diante unidades punzonadoras dispues. tas en una prensa de curvar entre matrices.

Fig. 68. Unidad punzonadora de plato.

-

y~

\ I \

) ) \

) ) ) ) )

La figura 69 muestra uno de estos punzomtdores laterales en posición de trabajo con el vástago vertical comprimido hacia abajo; este vástago posee una superficie

)

-.,.=~-~'. ~'~

)

r

)

I ~, t:!

) )

I

¡

~

17$

) fig.

69.

Unidad

punzonadora

para

efectuar

agujeros

laterales.

B

\-1, "

;;~ ~.

A-,,,~

0

I SecciónA-S

Fig. 70: Unidades perforadoras de funcionamiento por aire comprimido.

j I }!

/

o

~\~':~' ::--~~~'" .

, )

¡

[1j

No siempre es preciso montar los muelles de recuperación del punzón en el interior, como en las figuras 65 y 66, sino que, según se aprecia en la figura 67. pueden monlarse también en el exterior. Esta figura muestra el momento de retirar un perfil en U ya perforado. de una hilera de unidades dispuestas en una prensa de doblar entre matrices. La construcción especialmente compacta. permite una separación estrecha entre agujeros, que, según las necesidades, puede reducirse al mínimo. La figlira 68 muestra una pequeña herramienta de este tipo. El zócalo a está atornillado a la placa de base e y sirve para soportar el casquillo de corte y para guiar la cabeza d del pistón mediante muelles de plato c. El juego de guía se ajusta mediante el tornillo b. Esta herramienta resulta especialmente indicada para pequeños servicios en los que se trabaja Con prensas de pedal, y, no sólo se utiliza para trabajos de corte, sino también para punzonar. Junto a las indicadas. cuyos punzones están guiados verticalmente. paralelos a la carrera de ]a prensa, existen también otras, con sentido de corte horizontal, que sirven para punzonar bordones o cercos de piezas embutidas. El portapunzones no golpea directamente sobre los punzones de corte. sino sobre pernos que. a su vez. actúan sobre los punzones horizontales a través del empuje proporcionado por la acción de cuñas o de palancas acodadas.

Para funcionamiento automático. independientemente de unidades con descenso de un portapunzones o dc un travesaño de prensa. existen perforadoras prov.istas de accionamiento oleohidráulico del pistón. las cuales tienen aplicación cuando la tira a mecanizar sólo precisa perforarse en el borde. Esta tira es conducida por dispositivos de transporte a base de rodillos accionados por electromotores. entre los cuales están disput.stas las unidades de perforar; según convenga. puede dejarse fuera de servicio un número determinado de ellas. La puesta en marcha de tales unidades puede gobernarse mediante tetones que encajan en uno de los agujeros previos. Para el punzonado de bordones se utilizan a m::nudo unidades perforadoras intercambiables, de accionamiento neumático o hidráulico. independientes del tipo de prensa y que actúan en cualquier dirección. Así. ]a figura 70 muestra 5 grandes unidades conectadas a lIna tuberia de aire comprimido; este aire. al entrar por arriba, impulsa el cilindro hacia adelante. regresando a su posición. tras el punzonado, gracias a un muelle de recuperación. Al grupo de procedimientos de corte para pequeñas series pertenece también el sistema de corte por placa matriz y placa de goma. el cual, a causa del desgaste de la goma. sólo es económico en virtud de su rápido montaje y breve tiempo de corte. En el apartado 9 del capítulo G se expone más extenS'amenteel troquelado con almohadillas de goma en relación con el procedimiento que involucra la deformación de la goma, Las herramientas de corte consisten en planchas delgadas. de aristas vivas y con temple natural, que frecuentemente se fijan al portapunzÓn por medio de una placa magnética; ]a placa de goma, con la plancha que soporta. se sitúa sobre la mesa de ]a prensa. El material se comprime contra las aristas.

) - -"--

._--

-~--"""''''.,-~""~,,,,.,,- ,.ro"'""'~",.~::>'~.;

58

A.

DIRECTRICES

PARA

@

LA CONSTRUCCiÓN

DE

ej."",,. .

MATRICES

:!W"'~~:

-'".

~

"'"

."'""""'...,.'"" ~...'...~-,~"'

14.

CORTANTES

._~..,-

PERFORACIÓNPOR ATAQUE QUÍMIco

. -

.-. -:.. ':--

59

"

'-t. e

.

"&

99Ef5

000

"\

-,

. l.

Ef)

,+,

I

ED

'4'

:: E 8

S

0=0 tltltl

00

000 -.-.

I I u> ;...; tltl o tltltl ..

S eo

Figs. 71 Y 72. Corte por placa y rodillos.

:<\ 22

titi

.2.V')

que la pieza

de modo

presenta

un

borde

plano

y

redondeado,

sin

aristas

X

vivas.

CJ

:gS

c:s .51

00 S""o .-

Q os Q,

..ss Una

construcción

y 72. Sobre

un transportador

herramienta capa

especial es la de corte por placa y rodillos. según las figuras 71 de rodillos se desliza la placa de base a, con la placa

W, en la dirección de la flecha. Encima

elástica e que, generalmente.

es una

esta placa elástica se recubre con una

o

atornillada

soldada

pude

verse

al desgaste riales

de

sujetos

en

comprime

la figura

]a goma;

se

a .desgaste,

la chapa

72. Como ha

placas

de

una

b y la

siempre-

de entrada

contra dicho,

pasar

por

lugar

de

frágil, no

no

8. S:s

goma

u otros

elástica,

de

'd", :001

debido

.

mate-

descrita que

en

ha

C

7, o

pasado,

se

bien.

el metal

rompe

y se

Woods. sumerge

Cada en

placa

agua

de

esta

hirviente.

una

.., .. Q

00

000

ti ti

+1+1+1

I

(I

f u>:g

(

oo

en

00 cco titi +1+ltl

I

e= ..

""'UI")

8:2"'

a.c:;. .a.8.

o e 'O..

caldo que sirvepara colar una nueva placa.

o

",o

tn co

00

eco

tltl

ti ti ti

I

\

( I

C) o ..

I

O .. -o

.

a

oc.

14.

..

Procedimiento de perforación por ataque químico

oS

.

""

y contorno.

De

un dibujo de la pieza deseada

se obtienen bolsa. Las

dos

negativos

con

la imagen

superficies metálicas de la chapa

invertida, que se limpian

de copias por o. se unen

formando

a fondo, se cubren

barniz sensible a la luz y se secan; entonces se introduce la chapa

una

con un

dentro la bolsa

t:

o

parecer mediante como,

por

ejemplo,

lavado una

con

de barniz se hace desa-

un disolvente, son luego atacadas

solución

de

cloruro

de

hierro

o

de

por un mordiente

persulfato

amónico.

ácido sulfocrómico o ácido fluorhídrico(fig. 73). La forma del cráteroriginado por la corrosióndepende de la temperatura y de la presiónde rociado del mordiente.En los bordes de la capa protectorailuminada aparece una subcorrosión lateralque es función del factorn t/e, la cual debe tenerse en cuenta en el

=

dibujo patrón. En la terceracolumna de la tabla 4

se

indicael valor de

n para

diversos mordientes y metales. Para metalesduroscorno.por ejemplo. aceropara resortes, n es mínimo (n = 2). A causa de la inevitable sub corrosión producida

11

(

M""""

( o

QQ

-;o.

v.:::g "".. .. Q,8

:s C\I

"8; ..c. ,:1.,,,,

. .59

:=.s

capa

I

NN

0.-

una

zonas no iluminadas. cuya

I

(

a

üc.

...,0 =

protectora. Las

-- 0--

OCI."I. 0."1.C!.

o",

y se ilumina ésta. Al polimerizarse el barniz en las zonas iluminadas se forma allí capa

o...... r-:."I.

..

por vía fotográfica y tras

varias etapas intermedias en las que se usa el procedimiento

..,..,..,

"''O 0.0

de forma

..,..,

¡:¡

.'5 "' Para un pequeño número de piezas y para cortes de forma complicada. con espesores inferiores a 0,5 mm. resulta económicamente interesante el mordentado

I

q

O..Cl

.

vez

se convierte

o

Q, o'

:2= "'C)

pequeña

naturaleza.

donde

=

= :s

tenacidad y bajo punto de fusión,como, por ejemplo. la aleación «Cerrobend»

:q

.!!

..'S

debajo

es barato

os ii

S.!! 00

las arist¡¡.s. de la herramienta. el proceso

utilizar, en fundición

k. Al

Ct""":. ..=..0..

0= lOCO I tltl 8 800 +1+1+1

.",

,5'0

protectora d, delgada y dura, que va

se ha

intentado

la chapa

A veces -no

placa de goma.

chapa

y posee delante una cuña

del rodillo e, la goma como

se encuentran

';;

] :ti

-='-='-='» I uuu::s e

O-='

Zu :¡:

o

g = e >-

°8 . ..

., o.,§ -.-

I

"'

..

o¡:

-;

5 -., ".-1("

o g;.. C:.-

E

e e E.o

«8888.2'z

., .. ::!

o .¡)

I I

I

I I

60

A.


15.

,

i

}

¡1

) )

~ ,.

~

.

)

iI

1

)

~~

~ ~.

}

4:, ~'

\ )

.fC

r~

~-

',';

)

""

~,. .

,

'-;'-~

)

"

:,-¡.

'

,

~

n

!

por la desviación horizontal de los chorros de rociado (fig. 73, debajo), que obliga a una rectificación de las superficies interiores del agujero, en la columna 4 de la tabla 4 se indica el diámetro minimo dm'n,posible para agujeros cilíndricos, rendijas y otros contornos perforados con paredes verticales respecto a la superficie de la chapa. El proceso de trabajo concluye con un lavado final para eliminar la capa protectora. En las 6 columnas restantes de la derecha de la tabla se indican las tolerancias de ejecución en función del espesor s de la tira o chapa.

1

"

I

,

-:;' "~

I

,,7'

:-

c'" ,8

LO:

T--'---l : I "

"

I "'" I

,:<,,,

I

:

-io..,.',

,

--~~.. I Co)

_',L.. '

I

,

~

;,

I

:-., ,";: '. I

' ,

I

,

-

I

.'~

:'

"

I

';.o:; /

~~'"

I

:/

~1,'~I@ ',:

I

J

r~~

1

..'

I

.,

~,-".s"" .

f

,'"

, "

. ,t.

C::§"

L

~

1 1".

' I

Cb\

Ih

;.

~

. '".

'"

,/

~"''''-'

"

e,

Q I--I--l

5'~¡ ~ ,

,

'~',

~

]}?,

',,'

~--I

'."

'

'

'

'.'

""~"

X~

'-

'_0"

T' ,'/.

r--

¡cjJ~i~ 'L I

G=J

,:'\.

O -_J--I! r---~r-~~ I I II

J

Y"_

,

-

.-;-.

. I <=¡

1:

'>

.',

b~

I I ,

Fig. 73. Perforación por aplicación de un mordiente.

)

)

~

"

.

il

}

)

61

TROQUElADO DE PRECISiÓN

J

J

~

) ) ) )

) ) ) ) '>

) )

15.

Procedimientos de troquelado de precisión

,~

'~

.,.31'.:

~

En la figura 74 se muestran diversos procedimientos de troquelado de precisión. El procedimiento más antiguo es el de corte con' rasqueteado que se expone con más detalle al explicar las figuras 185 a 187 de este libro. Al producir un disco de recorte, queda pulida sólo la parte inferior del mismo hasta aproximadamente un cuarto de su espesor, o sea, en la altura e de la figura 74 a,mientras que el resto presenta una estructura con roturas, grietas y rebabas. Estas- anormalidades alcanzan una profundidad i, de modo que debe rasquetearse el material hasta el fondo de la misma. Pequeñas piezas de precisión, como a menudo se presentan en la industria relojera, del tipo de ruedas dentadas y similares, no se rasquetean en prensas de tipo corriente, sino en prensas especiales denominadas prensas de repasar. Estas prensas están constituidas de tal forma, que su colisa lleva un segundo motor, el cual tiene la misión de proporcionar el movimiento de oscilación al punzón fijado a la misma. La pieza que se encu¡ntra sobre la placa matriz avanza con una velocidad de 0,05 mmfcarrera..llegando a recibir de 700 a 1000 golpes secos y de corto recorrido por minuto. '

~

m

fl

~ ""..'

,

-

,,", '-.'

P

Fig. 74. Distintos

procedimientos

de troquelado

de precisión.

) , ) \-_.~:::

._~ '.-- ---

-

-

--- -----

.

62

-

r-

~.~~...

"'.

~-v..~~'-',~

~...r-Jlúa

c~""\"j

,

iIM~.

..~_.

._-~.L...

-

15.

63

TROQUELADO DE PRECISIÓN

A. DIRECTRICESPARALA CONSTRUCCIÓN DE MATRICESCORTANTES}

La ventaja de las prensas con colisa vibratoria, en contraposición con las prensas normales, está en que no aparecen roturas en forma de remolino en la arista de corte, pOCOantes de que finalice la operación de troquelado. La firma suiza Essa ha recomendado, para el rasqueteado en sus prensas de repasar, un sobredimensionado i de las piezas confirmado por Gabler y Paquin. el cual puede obtenerse partiendo de la siguiente expresión empírica: i

=

0,003

. s . UB.

(25) .

SecciónA.a

QI~

, f

:

. f

g!

I

I

.

m

¡

lU

!e

dz

a~

az

.1 I

(

.~-$í~.,

,

1/

( ( ( (

Pieza

J[

JI

1

. (

Fig. 75. Disposición de los punzones rasqueteadores e y f en una matriz progresiva de precisión.

( (

01.

A menudo, por ejemplo en la fabricación de palancas portaletras de las máquinas de escribir, basta efectuar el repasado unilateral de una superficie -en este caso la superficie en donde irá soldada la letra-, utilizando una matriz progresiva y un punzón adaptado en su parte posterior, de forma parecida a la indicada en la figura 87 B. A la izquierda de la figura 75 puede verse una de estas palancas; las partes de contorno dibujadas con perfil grueso han de repasarse para que queden ~ la medida exacta. La tira, alimentada por la derecha, se punzona en al Ya2,constituyendo esta operación la etapa I de la matriz progresiva; en b se le hace una ranura, y en e, se punzona. En las siguientes etapas H y HI, se introducen los pasadores de verificación dl y d2 en los agujeros al ya., para que quede determinada de forma clara la posición de la tira. En la etapa 11,la ranura b se ensancha en todo su perímetro, en una medida i obtenida de la expresión (25), mediante el punzón de rasqueteado mientras que el punzón de rasqueteado e, provisto de una arista de corte muy aguda. efectúa un punzonado unilateral, para lo cual va guiado por su parte posterior como el punzqn lateral de la figura 87 BID. El punzón separador g va también provisto de prolongaciones de guiado en ambos lados para su introducción anticipada en la placa matriz; de este modo se corta la pieza en la etapa 111.de acuerdo con la figura 110, hoja de construcción 7. En la figura 32 se ve la posibilidad de fijar casquillos de matriz con arista de corte achaflanada. Al realizar el rasqueteado, cabe considerar la conveniencia de achaflanar también la parte inferior del agujero de la placa matriz, para facilitar la salida de la viruta por encima de la aguda arista de corte. A pesar de mejorarse la salida de la viruta. una disposición similar a la de la figura 74 c no resulta rentable, puesto que al utilizar ángu\os de corte pequeños la herramienta se embota

t.

"".""

M~ I~ M~ M ~__IM

_M~.

---

-'ra

parte,

el afilado

de estos

casquillos

(

( ( (

(

de

-

64

) j ) ) ) )

) ) ) ) ) \ ) )

) ) ) ) ) i

I

A.


corte es de ejecución notablemente más cara. precisándose mucho más tiempo que cuando el ángulo de corte ~ es recto, como en la disposición b. El pulido por medio de la arista redondeada, indicado en la figura 74 d. se corres. ponde plenamente, en cuanto a su disposición. con el rasqueteado. sobre todo con el de la figura 74 b. Pero aquí. dado que en lugar de una arista de corte aguda. se ha previsto una redondeada, la abertura será cada vez más estrecha en relación con el espesor de la chapa que se quiere pulir. dando esto lugar a una compresión. En otril operación con arista redonda. como la que se indica en la figura 74 e. el punzón se introduce en la placa matriz sólo hasta una profundidad igual al radio r de redondeado de la arista. Esto es posible gracias a los dos topes dispuestos a ambos lados del punzón. conforme se ha dibujado de trazos en la figura 74 e. tienen su extremo final a una distancia r por encima de la superficie de corte del punzón. En materiales "que no sean demasiado duros y de espesor no excesivo. ha dado buen resultado un ligero ahuecamiento de la superficie de corte del punzón. El pulido por medio de la arista redondeada. de poca aplicación hasta hoy. resulta interesante. puesto que según los descubrimientos más recientes, el redondeado de la arista de corte tiene su importancia adoptándose a menudo la profundidad de inserción r limitada por medio de topes, tal como aquí se ha descrito. De una forma similar a como se procede en el punzonado por -fases, o escalonado, descrito en A. 11, figura 44, se hacen agujeros de paredes calibradas exactamente a la medida, por medio de punzones que. por encima de la arista de corte deter. minada teniendo en cuenta el huelgo de corte, y a una distancia algo mayor que el grueso de la chapa. llevan otra arista de corte que tiene un diámetro igual al deseado menos 0.02 n;¡m, y encima de ésta, todavía una tercera arista de diámetro igual al que se desea para el agujero. Esta tercera arista de corte se redondea con un radio r = 0.4 mm, con el fin de conseguir un pulido mediante arista. Entre las tres aristas de corte del 'punzón. que penetra bastante en la abertura de la matriz realizada según el diámetro teórico que se desca. pucdc prcversc un diámetro un poco menor para conseguir un ligero pulido a la medida. Otro sistema suizo para la fabricaciÚn dc piezas punzonadas de precisión. se basa cn el punzonado con prcsiÚn antagÚnica elevada. La chapa se fija a prcsión sobre la placa matriz. conforme se indica en la figura 74 f. como se hace al embutir una dlapa utilizando a veccs un soporte dentado. Mientras que los procedimientos il1liicadoscn las figuras 74 a hasta e. se realizan en varias etapas. en el procedilIIicnlo l"Orrcspondientea la figura 74 f. Y también en los que se describen a continuacit"ln.la picza punzonada de precisión se obtiene en una sola operación. El ingenjero sueco Larsson fue el primero que. en el año 1943. dio a conocer los procedimientos para recortar con exactitud mediante el recalcado transversal. que es el proceso más generalizado hoy en día y que. en el lenguaje técnico. se conoce como «el» punzonado de precisión o «el» troquelado de precisión. A este respecto, Larsson señaló fundamentalmente dos posibilidades: o bien presionar hacia dentro el material. como se indica en la figura 74 g. mediante un punzón que rodea concéntricamente al punzón de corte. o bien, realizar esta operación. como se indica en la figura 74 i, mediante punzones laterales de acción radial. El método que más se ha extendido es el primero, en el que se ha previsto, además, para piezas de gran espesor (fig. 74 h). un resalte anular con canto agudo sobre la placa matriz. que se corresponde con el punzón concéntrico (hoja de <¡.onstrucción23). La solu. ción representada en la figura 74 i presenta una ventaja, con respecto a las solu-

15.

65

ciones indicadas en las figuras 74 g Y 74 h. en el sentido de que el material resulta realmente presionado lateralmente, mientras que en g. el canto exterior de la conicidad de ángulo 8 representa un obstáculo. Las inspecciones ópticas de tensiones. realizadas por el autor, pusieron de manifiesto que la calidad alcanzada con el procedimiento de la figura 74 i, en comparación con la obtenida según las figuras 74 g Y 74 h, resulta insignificante a pesar de tener en cuenta la ventaja citada. Los útiles para los procedimientos de las figuras 74 g Y 74 h son notablemente más baratos que los requeridos por el procedimiento de la figura 74 i. sobre todo porque, en éstos, el contorno de punzonado ha de articularse a base de distintas secciones y para punzones radiales diferentes. La deformación originada por el resalte anular no tiene un efecto excesivamente intenso sobre la estructura, como lo demuestran los experimentos de Guidi, quien hizo microfotogramas de la zona de cizallamiento en distintas chapas. En la figura 76 se muestra el microfotograma de la zona de cizaJlamiento y del perfil exterior de una pieza de precisión punzo-

'" Fig. 76. La estructura de la zona u entre la zona de corte z y el resalte anular pennanece intacta. Material: Acero R St 1303.Espesor de la chapa, 4 mm; profundidad de penetración del punzón, 3 mm (fotografía ampliada 2S veces).

"

nada, de chapa de acero R St 1303. que aún no está totalmente separado de la tira. La fotografía muestra la profundidad de ataque del punzón, de más de 3 mm, con un espesor de chapa de 4 mm. Se ve claramente el reforzamiento que sufre la zona de corte en z. alrededor de la linea de confrontamiento entre las aristas; pero z sólo tiene una amplitud igual a 1/3 de la distancia u entre la arista de la matriz y el inicio del resalte anular, en cuya zona la estructura se ve completamente intacta. Solamente alrededor del perfil triangular del resalte puede verse una estrecha zona de compresión de la estructura. Las fotografías hechas por Guidi de otros materiales estudiados resultaron sensiblemente iguales. Esto quiere decir que no debe darse excesiva importancia a la influencia del resalte anular sobre las variaciones de estructura. Las opiniones acerca de las dimensiones de este resalte y su distancia a la arista de la matriz, son diversas. Guidi señala que. con un resalte anular pequeño. situado cerca de la línea de corte. se puede obtener el mismo resultado como uno grande situado a una distancia correspondientemente mayor de la línea de corte. Si el resalte anular de la placa de presión se sitúa dema.

} ) )


--

-~

"

66

A.


15.

siado cerca de la línea de corte, cuando la tira de cbapa se curva al iniciarse el corte. puede «sustraer» material, con lo que se verá reducida su eficacia. Por el contrario, si crece la distancia del resalte anular a la arista de corte, se puede «añadir» material, aumentando. además. la fuerza de presión necesaria y disminuyendo. con ello. el rendimiento de la prensa. Se recomienda que la distancia desde el vértice del resalte anular a la arista de corte sea igual al doble de la profundidad de penetración; para ello. se toma un ángulo de 30° entre la vertical que pasa por el vértice de dicbo resalte y el flanco del mismo que está en el lado de la arista de corte, y un ángulo de 45° entre la vertical anteriormente citada y el flanco del resalte que está en el lado opuesto a la arista de corte. Las matrices troqueladoras de precisión presentan. en su mayoría, una combinación de las características de los procedimientos indicados en las figuras 74 e basta 74 h. dentro de la zona delimitada por lioea de trazos gruesos. En la boja de construcción 23, la figura 188 muestra detalladamente un diseño correspondiente al esquematizado en la figura 74 h. Debe prestarse mucha atención: al huelgo de corte [obtenido según las expresiones (23). (24) con e -< 0.0005]; a una presión suficientemente elevada del punzón. del contrapunzón y del recalcado transversal; a los topes limitadores de la carrera; a la lubricación de la abertura en la placa matriz; a la salida de las piezas troqueladas sin que entreñen o con la tira después de punzonadas, y a una disposición absolutamente rígida de la matriz y el armazón de. la prensa. Desde luego. con estas herramientas se aumenta el consumo de material. puesto que la acanaladura periférica f (fig.77). estampada con el punzón de recalcar. exige un mayor avance y un ancho mayor de la tira.

--.L..

.

67


resalte anular, no es siempre tan elevado. Cabe muy bien la posibilidad de situar las piezas suficientemente juntas entre si para que, entre las acanaladuras estampadas f (fig. 77). no quede espacio alguno. Sólo con material delgado deberá tenerse en cuenta un ensanchamiento adicional de la tira. motivado por el estampado que produce el resalte anular. La figura 78 muestra en trazo continuo la curva de la distancia entre la acanaladura estampada por el resalte anular y la arista de corte, que vale 1 + VS en mm, en función del espesor de la chapa s. Se incluyen también en este diagrama los anchos mioimos posibles del borde lateral de tira sobrante para distintos materiales y distintas longitudes de dicho borde. según

\

7 mm 6 'ii "

:2s .. e

~11~.llc-'

~

o Fig.78. Comparación entre el valor 1 + "l/s, correspondiente a la distancia de la acanala. dura .anular a la arista del borde lateral sobrante, y el ancho b de este borde. En 1, con chapas de acero, latón y bronce; en n, con chapas de aluminio, zinc y cobre. En ambos casos, para longitudes de borde lateral menores de 10 mm (a), de 10 a 80 mm (b), y mayores de 80 mm (e).

la tabla 5 insertada en el apartado 17 de este mismo capitulo. Cuando el ancho no es preciso prever material del borde lateral es el doble del valor 1 + adicional para la acanaladura producida por el resalte anular; sin embargo, esto solamente es válido para las curvas TIb y II c con espesores de chapa de hasta 0,5 mm, para la curva II c en la zona situada por encima de s 2.5 mm, para las

vs.

curvas 1c y II b en la zona situadapor encimade s Fig. 77. Tira de chapa con acanaladura periférica estampada f. Debajo están dispuestas las piezas troqueladas con matriz de precisión.

=

= 4 mm, y para la curva1b

por encima de s= 6 mm. Por tanto. muy raramente :¡e da el caso en que pueda prescindirse de prever material adicional. La cuestión de si debe estamparse. en el material que se desea punzonar, el resalte anu~ar por un lado o por dos, no puede quedar siempre determinada sólo por la resistencia y el espesor de dicho material, aunque se citan, como valores obtenidos de la práctica que limitan el paso del estampado de resalte anular por un lado al estampado por los dos lados, un espesor de s = 3 mm hasta 5 mmy una resistencia de 40 basta 60 kp/mm2. También puede presentarse la cuestión. de importancia decisiva, de si la forma del corte en un punto crítico exige el estampado de una acanaladura adicional por la parte inferior. Este es el caso de la pieza de la figura 79; la tira de la derecha presenta, en la cara de arriba, un perfil de corte redondeado por la acanaladura estampada del resalte anular, formando un

Esto tiene menor importancia en tiras de acero delgadas que en las de mayor espesor y de materiales más caros. Los costes de realización del resalte anular en la matriz. que se hace en talleres de utilaje especialmente equipados para estos trabajos. no son elevados. puesto que se cuenta con los dispositivos y herramientas especiales correspondientes. Puede calcularse que se bacen de 20 a 30 mm de resalte anular por hora de trabajo en el taller de utilaje. En perfiles de corte complicados, será menor la longitud de resalte anular que se consiga por hora, pero. en perfiles sencillos. se podrá, por el contrario. oPtener una mayor longitud de resalte pOI hora. Además, el consumo de material cuando se trabaja con

\

J

I

--

~-_P.

-

_.

-

.- ..

'

~'..-

-

68 ) ) ) ) } ) ) )

A.


15.

contorno cerrado; la misma tira, a la izquierda, presenta, en la cara inferior, junto al dentado, un acanalado adicional rectilineo producido por estampación del resalte .anular. A ambos lados de la tira se ven, en la misma figura, dos piezas conseguidas mediante punzonado de precisión. Resumiendo, puede decirse que, basándose en las experiencias más recientes proporcionadas por la práctica, el procedimiento con resalte anular es el mejor, en lo que se refiere a la calidad de la superficie y a la exactitud, en comparación con otros procedimientos de punzonado de precisión. Se alcanzan diferencias de profundidad de rugosidad de hasta un máximo de 0,1 pm, y diferencias del ángulo formado por la superficie de corte y la superficie de la chapa de, como

} ) ) )

)

)

} ) )

) ) ) ) ) ) ) ) )

Fig. 79. A la derecha, acanaladura estampada alrededor del perfil de corte de la parte superior de la tira punzonada, y a la izquierda, acanaladura adicional estampada sobre la zona dentada de la parte inferior de la tira (herramienta de precisión).

máximo, 20' hasta 40' sobre un ángulo de 90°. No se trata solamente de que el punzonado dé precisión, descrito hasta ahora, ofrezca solamente ventajas económicas frente a los demás procedimientos, sino de que, con el nivel actual alcanzado por técnica del punzonado de precisión, pueden obtenerse piezas planas que eran imposibles de realizar con los equipos de fabricación de que se disponía hasta recientemente. Los restantes procedimientos que se describen son de menor importancia, aunque el desarrollo técnico ofrezca todavía posibilidades en este campo. Uno nuevo a citar es el procedimiento de doble efecto con inversión del movimiento de los punzones, o de punzonadoantagónico(fig.74k). Ocurre, como en la matriz de punzonado total, que la placa matriz, la sufridera y el punzón, al bajar, presionan la chapa contra el punzón inferior. La diferencia consiste en que el diseño de la herramienta superior es idéntico al de la inferior, es decir, que el punzón no tiene en frente una abertura sino un punzón antagónico. Mientras que la chapa queda fijada por las dos placas matrices e~teriores situadas una frente a la otra, y también por los dos punzones exteriores, los dos punzones situados a ambos lados se mueven, primero hacia arriba un trayecto igual a un cuarto del espesor de la chapa y, seguidamente, en sentido contrario, es decir, hacia abajo, punzo. nando totalmente la pieza. Mediante un dispositivo de maniobra hidráulico dise. ñado para este fin, se evita que el disco de recorte ejlH'Zauna presión de retro. ceso sobre la tira, tal como sucede en el procedimiento de punzonado de precisión

n

, j

> )-

--., ---.-

69

de la figura 74 desde g hasta i. Además, es posible efectuar el punzonado, no con un movimiento en sentido contrario, sino con varios movimientos sucesivos en sentido inverso, de forma similar a un movimiento oscilatorio en el que la amplitud va creciendo y la frecuencia va disminuyendo, para contrarrestar la formación de rebabas que aparecen en ambos lados y para mejorar todavía más la calidad de la superficie. Otro procedimiento desarrollado recientemente (fig. 73 1) se basa en el efecto de resorte anular que presentan los casquillos de corte de paredes delgadas, debido al cual, durante la operación de punzonado la cota n, entre el punzón de presión antagónica y el casquillo de corte, pasa a ser cero. El efecto de recalcado transversal se consigue aquí, no por la parte de fuera, sino por la parte de dentro de la matriz, mediante la disminución del diámetro interior, como ocurre en el caso de ~ resorte anular interior que se encuentre bajo presión. La aplicación de este procedimiento, poco generalizado hasta hoy, se limita a chapas delgadas y fuerzas de corte pequeñas, así como a formas redondas y, en un caso extremo, a ruedas dentadas pequeñas y de poco espesor con módulo pequeño. La gran dificultad en este procedimiento, que parece sencillo, viene originada por el material. Ante todo, la necesaria disminución del diámetro exige un ancho de corona b pequeño y un acero para herramientas que sea elástico. Los aceros elásticos utilizados corrien. temente para los resortes anulares no alcanzan en ningún caso la dureza necesaria para los aceros de corte, mientras que la mayoría de los aceros de corte, especialmente aquellos aceros que contienen cromo, no presentan prácticamente elasti. cidad alguna una vez que han sido templados. En todo caso, pueden utilizarse aceros al tungsteno. Existe además otra dificultad consistente en que, al tener un ángulo tan cerrado la conicidad del casquillo de corte, éste se queda en su posición más baja, lo que puede dar lugar a incrustaciones «por soldadura en frío». Para. evitado, se ejerce una contrapresión sobre el casquillo de corte, ya sea mediante un apoyo en forma de resorte anular, o bien, mediante un punzón de pre. sión antagónica maniobrado hidráulicamente. La fuerza necesaria para conseguir la contracción n puede determinarse mediante el procedimiento de cálculo para resortes anulares descrito en el apartado 3 dei capítulo K (fig. 601), válido para

)

)

TROQUELADODE PRECISIÓN

'mi..

=f

tg d, en donde f representa el desplazamiento

perpendicular

del resorte, en

milímetros. Existen pocos argumentos contra el siguiente procedimiento, representado.en la figura 74 m, en donde una cuchilla dispuesta lateralmente y guiada de forma que siga una trayectoria inclinada, sufre una presión que la obliga a desplazarse una distancia n hacia el interior, consiguiendo así un efecto de recalcado transversal sobre la pieza que se punzona. En este caso, puede hacerse la cuchilla de acero no elástico y resultar suficientemente resistente, puesto que el acortamiento n no se consigue por efecto de resorte, sino por la introducción inclinada de la cuchilla.Este procedimientono permite el punzonado de precisión de todo el contorno, sino solamente de un lado del mismo. La figura 191 muestra una herramienta diseñada para trabajar según este procedimiento, la cual sirve también como ejemplo para poner de manifiesto que las características señaladas aquí para los distintos procedimientos de punzonado de precisión, muy a menudo se presentan combinadas; así, en el presente caso se combina el efecto de recalcado transversal según el procedimiento de la figura 74 h con el procedimiento de la figura 74 m.

-'

70

A.

16.


En los países anglosajones se conocen los procedimientos de punzonado de precisión desarrollados por PERA (Product. Eng. Res. Ass.), que en cierta manera, son una combinación de los procedimientos según las figuras 74 e y 74 f. descritos anteriormente. Aquí debe hacerse una diferencia entre el procedimiento correspondiente a la figura 74 n, donde, al igual que en los procedimientos 74 d Y 74 e, la arista de la matriz es redondeada mientras que la del punzón es aguda, y el procedimiento correspondiente a la figura 74 o, donde, por el contrario, la arista del punzón es redondeada y la de la matriz es aguda. Al deslizarse el material que se está cortando sobre la arista redondeada de la herramienta, se consigue el alisado de su superficie. Para ello el punzón -tal como se indica con la linea a trazos y la cota h- se introduce en la abertura de la placa matriz hasta donde termina el redondeado de la arista. Por tanto, el procedimiento PERA correspondiente al caso n se aplicará cuando se desee que la superficie de la pieza quede lisa (troquelado). mientras que el procedimiento correspondiente al caso o interesará cuando el disco de recorte se tira y lo que se desea es que la superficie del agujero sea lisa (punzonado). Finalmente, cabe citar un procedimiento de punzonado de precisión dado a conocer recientemente, representado en la figura 74 p, que se asemeja a los procedimientos anteriormente descritos según las figuras 74 f Y 74 n, pero que trabaja con un dispositivo sujetador de la chapa, el cual actúa por presión central. La superficie de este sujetador no es plana, sino que presenta una ligera conicidad, elevándose hac!a fuera. formando un pequeño ángulo de 45' con la superficie de la chapa. Actualmente no se han realizado todavía suficientes experiencias con este procedimiento; las pruebas realizadas hasta ahora se han limitado a chapas delgadas, ligeras y aptas para punzonar. Para que sea efectiva la sujeción por presión conseguida mediante la superficie inclinada del elemento sujetador de la chapa. ha de preverse también un borde lateral sobrante de la tira de chapa, de un ancho similar al que se precisa en. el procedimiento de punzonado con resalte anular; por ello, este procedimiento no representa una ventaja, en lo que atañe a un menor consumo de material. respecto al procedimiento con resalte anular. Un inconveniente lo constituye el hecho de que, en perfiles de corte con salientes angulares, resulta a menudo imposible un alisado bajo un ángulo de 0° 45', Yen caso de que sea posible, resulta muy costoso. En comparación con la distancia del resalte anular a la arista de corte, la única ventaja de este procedimiento consiste en que la presión para 'la sujeción de la chapa se realiza inmediatamente alIado de la arista de corte. Resultaría rentable recubrir con cera la parte interior de la arista del elemento sujetador de la chapa y eliminar por corrosión la superficie del elemento sujetador que queda por la parte de fuera. La fabricación de estas matrices no es más barata que en el procedimiento con resalte anular y el mantenimiento de las mismas puede resultar todavía más caro, dependiendo esto, naturalmente, del tamaño, perfil de corte, espesor y resistencia del material.

Las placas-guía de los punzones, situadas, en las operaciones de punzonado con tira guiada. sobre la propia placa matriz. deben dimensionarse suficientemente, eligiéndose de 15 mm, como mínimo, para punzones ~queños, y de hasta 25 mm

--

( (

( (

Fig. 80. Punzonado de tira guiada con dispositivo de seguridad y plaquita de protección. 4 ,1 1

'j'

Placa-guía del punzón y guía lateral intermedia

.-'--~

71

para punzones grandes. Cuanto mejor guiado vaya el punzón en la placa-guía, mayor será la duración de'la herramienta. Como material, se utiliza, por lo general, un acero correspondiente al tipo St 52-3, y sólo se usará material más duro en casos muy especiales. Tratándose de trabajos ligeros y solicitaciones pequeñas, la guía del punzón. en lugar de ser una entalladura limada. puede realizarse mediante una colada de aleación de cinc. Para ello. se vierte el metal fundido en la placa-guía mecanizada con exceso, en la que. previamente a la colada, se ha introducido el punzón. Este sistema se explicó ya en el párrafo 12 de este capítulo

I

16.

PLACA-GUÍA DEL PUNZÓN Y GUÍA LATERAL INTERMEDIA

-,. - -

o I

(figura 55). Es importante la lubricación frecuente con aceite de las guías del punzón. Se recomienda fijar la placa-guía del punzón a la placa matriz, no solo mediante tornillos de cabeza cilíndrica hundidos, sino también mediante pasadores cilíndricos, a fin de que no puedan separarse. En las matrices guiadas por columnas, en las cuales el guiado del punzón queda garantizado por las propias columnas, se prevé, en lugar de la placa-guía de exacto mecanizado y. por tanto, cara. una placa separadora o extractora de pequeño espesor y afectada de tolerancias mucho mayores. Encima de la placa extractora, o de la placa-guía, con el fin de evifar accidentes, se coloca una chapa perforada que puede adoptar la forma de un cuerpo prismático, el cual se fija mediante tornillos, tal como se aprecia en e, o bien en d de la figura 80. En la misma figura puede verse que, entre la placa-guía y la placa matriz, cuando hay que efectuar el punzonado de una tira guiada. se disponen las denominadas guías laterales intermedias de espesor a. una de las cuales suele sobresalir de la herramienta para conseguir así una mejor predisposición de la tira a punzonar. Si las guías laterales intermedias son demasiado gruesas. tienen el inconveniente de que el operario, al empujar la tira de chapa. puede fácilmente introducir la punta de sus dedos en el canal de paso de la misma. con el consiguiente peligro de que le alcance el punzón más cercano. Para evitar la introducción de los dedos por debajo de la placa-guía. se prevé una pequeña plaquita de protección b, la cual puede verse en la figura 80. Se recomienda disponer esta plaquita de manera que pueda moverse hacia arriba, haciendo colisos los agujeros de fijación para los tornillos. con el eje más largo en sentido vertical. y dejando un ligero juego entre la plaquita y las cabezas de los tornillos después de apretar éstos. Con esto se consigue que la cinta de chapa quede totalmente apoyada a la superficie inferior de la placa-guía del punzón. cuando se separa el recorte. Las guías laterales intermedias no pueden tampoco ser demasiado delgadas porque, en caso de averías, especialmente si el material queda cogido en las aberturas de

\. I

I I (

I . . (

. . ....

72

A.


17.

la placa matriz, el canal de paso de la banda de chapa ha de ser accesible. Debe tenerse en cuenta que la cara lateral de las guías intermedias que está más cercana a la tira de chapa ha de estar ligeramente inclinada hacia arriba y hacia fuera. De acuerdo con esto, la separación entre las guías laterales, a la altura de la superficie de la placa matriz, es algo menor que a la altura de la superficie inferior de la placa-guía del punzón. Esta diferencia es de aproximadamente 0,5 hasta 1,0 mm. El espesor de las guías laterales depende del espe\or del material que se va a punzonar y debe determinarse de forma tal que, como minimo, quede un

) ) ) )

espacio de 1,5 s (s

)

= espesor

) )

de la chapa) por encima del pasador de fijación, el

17.

)

I

) )

Disposición de la pieza a troquelar en la tira punzonada y limitación del avance de la cinta y de la tira de chapa

Un ejemplo dará idea de las distintas posibilidades de disposición de ]a pieza. La figura 82 muestra el triple punzonado necesario para la obtención de un ángulo. la cual exige cortar una tira de material. Disponiendo la herramienta tal como se indica en la ejecución 1. con prepunzonado. queda una .cantidad de desperdicio no despreciable debido al rectángulo que se forma en la zona inservible comprendida entre los brazos del ángulo. La tira

~".

! ) ) )

) ) ) ) )

) ) \ ( ) ) )

Fig. 81. Piezas de compresión por resorte.

diante muelle. La ejecución 1 muestra un fleje-resorte b, de unos 0,3 mm de espesor, introducido bajo tensión en ranuras realizadas en la guía lateral a. En la ejecución n, la guía lateral a se ha taladrado por su parte interior; la chapita e va remacl1ada al perno d y presiona, a través de un resorte, la tira de chapa introducida, empujándola contra la guía lateral situada en frente. La distancia x, entre la chapita e y la pared interior de la guía lateral. se limita mediante una arandela y un pasador de aletas e. La ejecución In muestra una disposición parecida, pero utilizando dos resortes k y 1; la fijación mutua entre la chapita g, el perno h y la arandela con el pasador de aletas i, se realiza de forma igual a la indicada para la ejecución n. Finalmente. en IV se ofrece un nuevo ejemplo de ejecución en la que el elemento compresor m queda introducido en una entalladura de la guía lateral; la presión está aquí también originada por un resorte helicoidal n, uno de cuyos extremos aprieta contra el elemento compresor y el otro contra una plaquita o atornillada a la guía lateral. Cuando el material sea de poco espesor, la placa intermedia se elegirá lo más delgada posible. para que el material no sufra abOlpbamiento al pasar por el interior del canal formado por las dos guías laterales intermedias, la placa-guía

t

) .

"-".-.

---

~--~

.

~

\. J

~ I

1 .i 1 .

)

73

del punzón y la placa matriz. Las piezas punzonadas provenientes de una tira que haya sufrido abombamiento no se obtienen a la medida. quedan parcialmente colgando de la abertura de la matriz e impiden el avance correcto de la tira de chapa. Esto ocurre especialmente con películas de metal y cartón delgado. siempre y cuando estos materiales no puedan punzonarse mejor con una cuchilla. según la hoja de construcción 21 (fig. 182). que con un punzón. El mejor sistema para punzonar material delgado, que puede abombarse entre la placa matriz y la placa-guía, consiste en utílizar herramientas con la placa-guia adaptada a la parte superior por medio de resortes. según las figuras 100. lO\. 106. 130. 135Y 137 hasta la 140; esta placa comprime el material contra la placa matriz durante la operación de punzonado.

~

cual no debe sobresalir menos de 4 mm. Las guías laterales intermedias con espesor excesivo se prestan a otros inconvenientes, como oscilaciones perturbadoras que pueden llegar a estropear el punzón, según se ve en la figura 30. Se consigue un buen apoyo unilateral de la tira de chapa a punzonar mediante la incorporación de tensores, o piezas empujadas por resorte, en las guías laterales intermedias. En la figura 81 se representa este tipo de piezas de compresión me-

)

DISPOSICIÓN DE LA PIEZA A TROQUELAR

I

~

y

H

Fig. 82. Disposición de las aberturas punzonadas en una tira de chapa.

-~'._-_._-

.... (

74

( A.


17.

se hace avanzar primero hasta quedar debajo del punzón lateral S. y, seguidamente, se punzona. Los punzones laterales son punzones rectangulares que cortan la banda lateralmente, dejándola de 2 hasta 4 mm más estrecha; se sitúan a un lado y, muy a mendo, a ambos lados de la tira. Acerca de los distintos diseños y disposiciones de los punzones laterales se informa extensamente más adelante en este mismo apartado. Con la disposición inclinada de la pieza a troquelar en la tira, como se indica en n, el aprovechamiento de material es mejor. Entre las distintas aberturas producidas por el punzonado quedan unas fajas de material sobrante, que mantienen unida la tira de chapa; si estas fajas de material sobrante son demasiado estrechas, debido a que el punzón ha de tener algo de juego dentro de la abertura de la matriz, pueden llegar a romperse y a introducirse en la misma, con lo que el material será aplastado. Las aristas cortantes de la herramienta sufrirán una solicitación excesiva debida a este aplastamiento del material, embotándose y estropeándose el filo; de este modo, el contorno del corte aparecerá mellado y poco limpio. Ha de tenerse en cuenta que el ancho de estas fajas entre punzonados sucesivos no tiene en absoluto porqué estar en una determinada relación con el espesor del material. Precisamente el material muy delgado tiende fácilmente a doblarse o a abombarse hacia arriba al introducido en el canal de la herramienta. por lo que requiere una faja entre aberturas' especialmente ancha. La longitud de la faja es también importante para el dimensionado de la misma. En el caso de q¡últiples cortes circulares, las fajas son cortas y, por tanto,. pueden ser estrechas, contrariamente al caso de que se corten tiras largas, las cuales necesitan fajas que sean resistentes y, por tanto, anchas. En la tabla 5 se dan los anchos de faja mínimos.

Tabla 5.

Ancho mínimo de la faja entre aberturas y dimensiones de corte

Material

Chapa de acero Chapa de latón Chapa de bronce Chapa de cobre Chapa de zinc Chapa de aluminio Cartulina

Fibra Material para juntas Cartón Fieltro

Ancho minimo para fajas de longitud menor de 10 mm

Ancho minimo para fajas de longitud comprendida entre 10 y 80 mm

0,2-0,4 0,4-0,6 0,6-1,0 1,0-1,5 más de 1,5 0,2-0,5 0,5-1,0 1,0-1,5 más de 1,5 hasta 0,4

1,0 mm 0,6mm 0,8 mm 1,0 mm Is 2,Omm 1,0 mm 1,5 mm 1,2s

1,5 mm 1,0 mm 1,5 mm 2,Omm 1,2s 3,0 mm 2,0 mm 2,5 mrn 1,5s

2,5 mm 1,5 mm 2,0 mrn 2,5 mrn 1,5s 4,0 mrn 3,0 mrn 3,5 mm 2,0s

2mm 1,5mm

3mm 2,5mm

S mm 4mm

más de 1,0

25

2,5s

3s

1,0s (parla menos,

1,5s (por lo

Espesor s del material, en mm

{

{ (

}

0,4-1,0

4mm)

.

75

Si se ha de troquelar un corto número de piezas, basta' utilizar una clavija de retención E como tope para la tira, quedando la abertura originada por el punzonado cogida en este tope cada vez que se hace avanzar aquella. Las clavijas de retención llevan un saliente, que es la parte que sirve de tope. sobresaliendo sólo unos pocos mm por encima de la placa matriz, a fin de permitir que la tira pueda desprenderse y desplazarse fácilmente. Una vez preparada ésta, el primer punzonado es desperdicio, el segundo no queda perfectamente acabado, siendo solamente el tercero el primero que sale correcto. Cuando se trata de un gran número de piezas, por ejemplo más de 200. vale la pena incorporar topes especiales para el punzonado. cuyo diseño puede verse en las hojas de construcción 5 y 6 y cuya disposición se describe en la tabla 7. El tope Al (fig. 82) está previsto para el prepunzonado, y el tope A., para el punzonado propiamente dicho. Los dos topes deben quedar a una distancia igual al paso x. En el caso n la clavija de retención El ha de ser muy plana, pero es mejor prever un tercer tope A3 y, en lugar de la clavija de retención E" disponer una clavija de retención E. desplazada una distancia igual a la del paso x. La disposición III de la figura 82 muestra un punzonado que casi carece de desperdicios, aunque debe prestarse especial atención a que la tira quede bien situada y retenida, a fin de que no aparezcan muescas ocasionadas por los punzones que cortan el desperdicio A.. en los puntos de corte A y B de la arista exterior del ángulo que se punzona. En muchos casos, estos punzones para cortar desperdicio pueden disponerse (fig. 82 111)como punzones de recorte lateral, con lo que desa. parecen los punzones laterales S.; de este modo se ahorra el coste de fabricación de dos punzones laterales, así como el del mecanizado de las aberturas necesarias en todas .las placas. Las tiras de espesor menor que 1,5 mm, y el material que se doble con facilidad. como. por ejemplo, piel o cartón. no pueden cortarse correctamente con este sistema.

punzonadas Dimensiones de corte del punz6n lateral ° ancho minimo para fajas de longitud ma¡or 8 mmde


La ejecución IV muestra una distribución de las piezas en la tira parecida a la 1, pero con las aberturas de punzonado contrapuestas. En IVa, puede verse la tira después de haber realizado el primer paso a través de la herramienta, y en IV b, después de haber pasado por segunda vez. La tira. tal como se muestra en IV a, se hace avanzar primero hasta llegar al primer tope de punzonado Al> efectuándose allí el prepunzonado. Frente al segundo tope se efectúa el punzonado propiamente dicho y, en la próxima etapa, puede retenerse la tira en una o más clavijas de retención E. En punzonados de este tipo resulta conveniente prever dos clavijas de retención en la forma que queda indicada. Una vez que ha pasado a través de la herramienta toda la tira, se gira ésta un ángulo de 1800 alrededor de su eje transversal. La tira queda retenida mediante el tope Wa (fig. 84 IV b) en la abertura de punzonado situada en la parte más anterior; este tope Wa está constituido por un perno unido a la placa-guía del punzón mediante un resorte, pudiendo quedar comprimido contra ella en caso necesario. En la hoja de construcción 6 (pieza 18) se muestra su diseño. Las dos aberturas de punzonado siguientes también han de efectuarse mediante retención en este tope; a partir de ahora ya es posible el punzonado posterior utilizando la clavija de retención sin necesidad del tope. La matriz troqueladora para la tira V está prevista también para el corte por punzonado contrapuesto. En este caso. el aprovechamiento de material es todavía mejor. Otra ventaja la constituye la disposición del perno de retención. puesto que

menos, 6 mm)

(

( ( ( ( (

( ( ( (

(

(

~ ( ( t ( (

~'1.;u.

( ......

76

) ) ) ) ) ) ) ) ) )

A.

está situado lateralmente de tal forma que, una vez girada la tira, el mismo no puede coincidir en ninguna de las aberturas realizadas en el primer paso de ella a través de la herramienta. La ejecución VI es similar a la de V. La tira de chapa no se gira alrededor de su eje transversal. sino alrededor de su eje longitudinal. Sin necesidad de girar la tira, se obtiene un ahorro de material similar al conseguido en Vy VI cuando Se prevén dos punzones de punzonar y recortar girados de 1800 alrededor de un eje de simetría, según se muestra en las figuras 618 y 620 de L 8. Esta disposición está hoy en día mucho más generalizada en la fabricación en serie, mientras que las matrices de punzonado contrapuesto, más sencillas, se aplican sólo para pequeñas series y en talleres pequeños, en donde se realiza el punzonado partiendo más de tiras que de cinta. En la tabla siguiente puede verse la rentabilidad del aprovechamiento de la tira en las distintas ejecuciones, desde la 1 hasta VI: Tabla 6. Resumen de las posibilidades de aprovechamiento de la tira para la obtención de la pieza representada en la figura 82

)

Ejecución

)

1 11 III IV V Y VI

)

17.

. '.¡.

) ) ) ) ) ) )

\ )

) ) ) ) )

iempToTAprovech. jecuciónlinadecua. tira

J]

~

o o

;'

77

Mejor aprovechamientode la tira a medianteg.ro de la pieza

Véase

la li9, 8" I ejecución I

b mediantecorte sin desperdiciO mediante punzonado contrapuesto e sin variar el ancho de la tira d variando el ancho de la tira (ver ejee, 11, 111,IV, V Y VI en lig, 81)

&llEJI&GJ o

l'

o

o

o

o

o

o

o >- o ..;I~~

e mediante

modificación

del diseño

j i

~ (vl

~.:

.~.c:,~!~~

~9

f mediaC1tedisposición de otras pieza

.'\

Avance x mm

Ancho de la tira b mm

27 17 14 40 (20) 25 (t2,5)

48 50 53 44 57

Superficie por corte cm' 13,0 8,5 7.4 8,8 7,5

Aprovecha. miento del material % 41 62 72 60 75

9 mediante disposición multiple

Fig. 83. Distintas posibilidades de mejora del aprovechamiento de la tira a punzonar.

) )


~

)

)

I ~


Aparte de las posibilidades de aprovechamiento del material que se ven en la figura 82 con una pieza en forma de ángulo recto, y que se citan de nuevo en los casos a hasta d expuestos en la parte superior de la figura 83, existen otras tres posibilidades, de cada una de las cuales se muestra un ejemplo en la misma figura 83. Aquí interviene primeramente la modificación del diseño de la pieza en sí, lo cual es raramente posible, pero que en la fabricación en serie conduce a ahorros muy notables. La pieza representada en la figura 83 e permitió ya un mejor aprovechamiento de la tira al efectuar el punzonado contrapuesto y con el ensanchamiento de la misma. Después de haber modificado la pieza tal como se muestra, se consiguió un punzonado carente de desperdicios, si se exceptúan los pequeños recortes triangulares procedentes de los punzones de recorte lateral; por otra parte, dado que el punzón separador sólo corta un tercio de todo el contorno, tanto el punzón como la placa matriz resultan de fabricaciónmás barata que cuando se punzona toda la pieza entera. Es factible la obtención de un contorno de la pieza tal que permita su troquelado sin ningún desperdicio. En contornos con forma de rectángulo o de hexágono regular esto resulta evidente; en las formas irregulares es preciso realizar un estudio del contorno, lo que se recomienda, especialmente en matrice.ría, para el punzonado de materiales caros. Otra posibilidad se refiere a la disposición en la tira de distintas piezas que, en lo posible, pertenezcan al mismo grupo de fabricación. Si, por ejemplo, como se indica en la figura 83 f, en la misma tira de chapa que se utiliza para el troquelado del

~

>

~

f

anillo de carcasa, pueden disponerse dos pequeñas platinas, se habrá conseguido eliminar los costes del material correspondiente a estas últimas si, como en el caso presente, no tiene que aumentarse el ancho de la banda ni el paso del avance. Queda por decidir si ha de hacerse pasar una misma tira dos veces a través de dos matrices, o sólo una vez a través de una matriz que contenga los punzones para el troquelado de todas las piezas. La última solución es más rentable, especial. mente cuando las piezas caen por debajo de la matriz en distintos canales o recipientes de recogida (figs. 85 y 86), quedando clasificadas. En tal caso, a veces el contorno exterior de una abertura puede inscribirse en el perímetro del agujero que ha de dejar la próxima pieza a troquelar. La figura 8~ muestra un buen ejemplo de este tipo de aprovechamiento de la tira de chapa; en este caso, la tira queda punzonada en seis etapas por una matriz progresiva, obteniéndose, no sólo la chapa de rotar a con ranuras redondas y un anillo intermedio b. sino también las zapatas polares c y d Y la chapa de estator e. Las guías curvadas para conducir las piezas al recipiente o depósito donde se recogen, van, la mayoría de las veces, atornilladas. según se indíca en la figura 86, debajo de la placa de base de la matriz a, y raramente debajo de la mesa de la prensa b. Se componen de 4 a 6 tubitos delgados e y varios anillos d; estos van dispuestos uno detrás del otro a distancias determinadas y mantienen unidos los tubitos delgados que hacen la función de guías de deslizamiento. Las piezas troqueladas (en este caso, discos) son

t

r i~c,

,.,...~,

-.

;v-.-"''''''

-,.,;'

~ -, ~',~ -,"~,~

. -

7> -,~

ie.-

,

-""'

,

,,~,..~'.."

-

~~

._'

~

,..

.........

"..~~

,-

78

¡ A.


t

17.

79


!

,o

"

0

::61 LI:l OO~QW-Y JI

I -¡-o°

O°

~ ID .l.

.

00

11

.m

.

~d

b

°

,

~. 1I

lV

00

I

1-1-.~ I fE 'i

1'1

o

I FT

Fig. 84. Tira de chapa punzonada .en una matriz progresiva, con lo que se obtiene, no sólo chapas de estator y rotor, sino también zapatas polares.

empujadas hacia abajo, una detrás de otra, a través de tales canales de guía y pueden recogerse cómodamente apiladas a1 final d.eéstos y empaquetarse en cajas. del mismo modo que si cayeran en un recipiente situado debajo de la mesa de la prensa. Según se indica en la figura 85. en las matrices de punzonar tira de chapa, se adaptan, uno al lado del otro. varios canales de guía, cuya sección se corresponde con el contorno de cada una de las piezas. La figura 89 muestra cómo se adaptan los canales de guía a la matriz. la cual aparece en esta figura levantada, mediante giro alrededor de una arista lateral, para que sean visibles las aberturas de caída; al ladQ pueden verse las piezas apiladas. tal como se extraen. Para man-

f ~

, 1 f i ~ ,¡ j

( ( Fig. 86. Matriz levantada a la que se ha quitado la placa de conexión a dos canales para la conducción de las piezas punzonadas.

t 1 ~ :1

.J

.

~~ .\ I

puesto que para otras formas de corte pueden ser más indicados otros ángulos. Se conoce un troquelado carente de desperdicios, realizado con esta disposición múltiple para obtener tuercas hexagonales o cuadradas. en el que el ángulo de esca. lonado es de 60° para las primeras y de 45°. o bien 90°. para las segundas. Además se recomienda disponer las piezas de la fila que se encuentra entre. otras dos, desplazadas con respecto a las de éstas. Efectuando en varios trozos de papel el punzonado de las piezas que se desea obtener y tanteando las distintas posibilidades. se llega más rápidamente a la consecución del objetivo que con el proyecto realizado en la mesa de dibujo. En relación con la 19ura 82 se informó brevemente acer..:a de la disposición del punzón lateral. Estos punzones cortan el borde de la tira quitándole un recorte de anchura c. cuyo valor puede obtenerse en la última columna de la tabla 5. El ancho del punzón lateral es de 6 a 10 mm y su longitud corresponde exactamente a la del paso x. La sencilla forma rectangular A de la figura 87 es. todavía hoy, la más utilizada. por ser la de fabricación más barata. A pesar de ello. esta ejecución no es aconsejable. puesto que. debido a la solicitación unilateral de la arista de

( (

( ( ( (

(

i

(

i

(

.

¡

Fig. 85. Canal para la conducción de las piezas punzonadas.

tener estas pilas se utilizan unas barritas metálicas de sección redonda, uno de cuyos extremos está doblado, estando el otro roscado para poder enroscar en él una tuerca; dichas barritas se introducen por un orificio de la pieza troquelada. Para evitar que, al inicio de la operación. caigan las piezas troqueladas, el canal de guía se rellena con papel de seda arrugado que va siendo desplazado por las piezas que caen a continuación. El último sistema de punzonado de la tira indicado en la figura 83 g, que implica un punzonado antes del troquelado de separación, corresponde a una disposición múltiple muy conveniente en la fabricación de grandes series. por el ahorro de mano de obra que representa. Para simples anillos o piezas similares, se obtiene un aprovechamiento rentable con una disposición .escalonada bajo un ángulo de 60°, según se ve en la citada figura 83 g. Esto no constituye regla fija alguna,

t

'\ ,

, s

'1 ¡

f

L:7 A

J

1

\.d:7

kl:2)

lJ B

U'e

i~f~~

<...

L.i

lL.) O

(

~

Fig. 87. Distintos diseños de punzones laterales. iI:.

.

J=~~

- -\--

'-

-.-'

00 o

Tllbla 7. Limitación del avance I. Clavijade retenciónE

Las clavijas cilíndricas sencillas son más baratas, pero no son muy apropiadas debido a su rápido desgaste y a la poca distancia existente entre el agujero para la clavija y la arista de corte, en relación con el ancho de la tira. Por ello, han de aplicarse clavijas de retención de seción cuadrangular, de acero de calidad no inferiOl', a St 50 KG, foro jados en forma de gancho, las cuales, en virtud de tat sección, excluyen cualquier aflojamiento o giro. Et gancho forjado en su extremo debe adaptarse a la forma del agujero puzonado en la tira, que, en el caso t, es de lados rectos. Para piezas mayores, es mejor utilizar 2 clavijas de retención, y en piezas gruesas, resulta mejor utitizar una placa fijada con tornillos.

2. Clavijas de guía, de agarre o de centrado Z

En la mayorla de los casos, la clavija de agarre está empotrada en el punzón separador, como en I. Sobresale una longitud igual a 5 s por abajo y tiene la punta redondeada. A una distancia de 1,5 s adopta la forma cilíndrica correspondiente al prepunzonado. Las clavijas de agarre, como en 2a y en 2b, pueden disponerse también por la parte de fuera de la abertura punzonada, requiriendo entonces prepunzo, nadores propios (5 espesor de la chapa).

=

3. Topes auxitiares H .. 4. Punzón lateral S

Los topes auxitiares pueden empujarse, desde arriba, según 3a, o desde delante, como en 3b, con un desplazamiento h hacia el interior del canal de paso de la tira. Sin un tope auxitiar H de este tipo, la primera pieza de la tira troquelada según 1 caería sin haber sido perforada. Téngase en cuenta la norma DIN 9849por lo que respecta a 3b. Para piezas estrechas, con avance pequeJio, dispuestas en cinta~ anchas, es suficiente un punzón lateral del tipo indicado en 4a, pero se prefieren 2 punzones laterales, como en 4b o en 4c. Estas últimas dis0siciones son especialmente apropiadas en matrices largas que invo. r,ucran operaciones de punzonado intermedias. Debido al efecto de cortadura y a la cota i, ha de tomarse una cinta más ancha que la requerida en los procedimientos indicados anteriormente. El suple. mento de acero templado dispuesto detrás de la abertura producida por el punzón lateral, sirve para evitar el desgaste de las gUlas laterales intermedias. Los punzones laterales han de diseñarse siguiendo la norma DIN 9862, y los topes para los punzones laterales, según la norma DIN 9863,

,~~

Tabla 7. 5. Punciones laterales recortadores F

.- -,,--.~,''''"'''''I,'h..~

~

_.~_""~r,,,

~~~

(Continuación)

Los punzones lalerales recortadores preparan el contorno de la pieza de manera que, sin que quede cinta o tira perforada residual, un punzón más sencillo puede separar la pieza. Debido a haberse elimi. nado la tira, puede adaptarse un avance más corto. Por esto, los pl1n. zones laterales recortadores se recomiendan en las matrices progresivas con varias operaciones de trabajo. Principalmente en aquellos casos en que 'e curva o estira el material en matrices progresivas, los punzones recortadores F dan. en parte, el contorno final a la pieza, ya en la primera operación. Esto eS válido también para las fajas residuales, de poca resistencia, pero imprescindibles, que quedan unidas a la tira.

.-

;-.J

o ¡¡¡ "1:1 oVI

ñ 6. Dispositivo de

avance

mediante rodillos

7. . Dispositivos de avance mediante garras o pinzas

Los dispositivos 6 y 7 consiguen el avance sin que el error, en el caso más extremo, cxceda de :t: 0,02 mm. Si, en casos que se requiere mayor precisión, se trabaja con clavijas de agarre, la tira no debe sujetarse durante la operación de centrado. Tal como se muestra a la izquierda, al bajar el punzón se desembraga el acoplamiento de los rodillos de sujeción, y, al subir el punzón (flechas de línea interrumpida), los rodillos giran, transportando así la cinta. Para evitar movimientos incontrolables de los rodillos, especialmente al iniciarse la carrera de retroceso, originados por la inercia de las masas en movimiento, se han incorporado frenos adicionales a los rodillos inferiores.

Estos dispositivos, en su mayoría accionados en la actualidad hidráu. licamente, atenazan con fuerza la tira, como se indica a la izquierda, mientras que las pinzas abiertas retroceden a su posición de partida de la izquierda. Este retroceso se efectúa durante la operación de punzonado, es decir, cuando la colisa de la prensa alcanza el punto muerto inferior. En la carrera ascendente (Hnea discontinua, a la de. recha), las vigas de atenazado se abren y las pinzas se cierran arras. trando la tira y desplazándose contra un tope de posición graduable, destinado a regular con precisión la longitud del avance. Debido al alargamiento de la tira ,.unzonada, los topes para el avance han de ajustarse en posiciones distintas en la palanca acodada del lado de en. trada respecto a la del lado de salida.

O. z O m

6

>

7

00 .-

~

82

~.

~'"' "

"Y.:~-~

"Iit;" ,

'."~"'_."""-'-'

-

~.~-

.~. -

~,._¡::

~

_.

~

aII.

.( A.


corte entre s y s. el punzón lateral tiende a deslizarse en ~ sentido de la flecha (figura 87 A) Y queda ligeramente asentado por la parte exterior. lo que. como mínimo. sígnifica que la arista de corte del punzón y la de la placa matriz sufrirán un embotamiento prematuro. Esto puede evitarse con un guiado por la parte posterior, de acuerdo con la figura 87 B. puesto que. en este caso, la cara del punzón que tiene tendencia a desplazarse hacia el exterior. se apoya contra la guía de la placa matriz. El acanalado del punzón lateral no debe establecer o con la tira que se introduce; ha de haber un juego mínimo d de 0,5 mm. Una solución algo más cara en cuanto a fabricación. pero ventajosa para acelerar el trabajo, consiste en hacer. en lugar de un corte liso, un corte con cantos salientes. muy redondeados. como se indica en la figura 87 C; según sea el tamaño del punzón. la cota a mide de 2 a 5 mm, y para la cota e ha de tomarse un valor igual a la mitad de c. La ventaja de esta ejecución consiste en que se elimina totalmente la posibilidad de formación del dentellado que entorpece el desplazamiento sin problemas de la tira de chapa. y que sólo se consigue evitar en instalaciones muy bien realizadas; además, no existe el peligro de que la operaria se lastime los dedos. pudiendo coger la tira sin temor al realizar su introducción. No obstante, esta última modalidad de ejecución. C. presenta, al igual que las anteriormente descritas, A y B, el inconveniente de que fosorecortes producidos por el punzón lateral, son fácilmente arrastrados hacia arriba en la carrera ascendente. Esto se evita con la ejecución D, en donde los cantos que antes eran redondeados ahora se hacen agudos y dirigidos hacia el interior, con lo que se crea un efecto de sujeción sobre el recorte, impidiéndole que ascienda. Por otra parte, contrariamente a las ejecuciones B y C, en las cuales el punzón lateral y la guía de la parte posterior constituyen una sola pieza en la ejecución D se realizan en dos piezas separadas, lo que facilita el afilado del punzón lateral. A veces, al lado del punzón lateral se coloca la pieza de tope en forma de regla móvil, tal como se representa a la derecha de la figura, en D; la ventaja que con ello se consigue es discutible. Generalmente se adaptan topes templados fijos en las zapatas de guía, según norma DIN 9863. Se recomienda disponer un tope adicional frente al punzón lateral, que pueda desplazarse en el sentido de paso de la tira. a fin de que, con este tope, sea posible variar las distancias entre agujeros en la tira punzonada, pudiéndose leer tal ajuste en una escala indicadora dispuesta en la parte exterior de la herramienta. Los topes de este tipo pueden desplazarse haciendo girar un husillo por medio de un destornillador o de una llave. En la tabla 7, se han reunido distintas posibilidades para la limitación del avance de la cinta y de la tira de chapa. Los elementos citados de 1 a 5, y que se han descrito en las ejecuciones anteriormente presentadas, se refieren a un avance de la tira a mano, mientras que las modalidades 6 y 7 se refieren a dispositivos de avance de funcionamiento autónomo. Con pocas excepciones, hoy en día todas las prensas preparadas para punzonar y doblar están concebidas de forma que se les pueda adaptar dispositivos de avance automáticos, como los que funcionan mediante rodillos y mediante pinzas representadas respectivamente, en forma esquemática. en las ejecuciones 6 y 7 de la tabla 7. Estos dispositivos pueden incorporarse también como un suplemento. En el caso en que el material a punzonar venga en forma de cinta, ésta se desenrolla de un torno y se conduce al dispositivo de avance de rodillos o de pinzas de la prensa, pasan~o, la mayoría de las veces, a través de un aparato enderezador de la cinta. A la salida, la cinta residual se

18.

t

, i t

I

.

f r

(. ~

,

.t. i.

\

\

AVANCE DE LA TIRA PUNZONADA A TRAVÉS DE LAS }.LURICES

83

enrolla en otro torno, o bien, se desmenuza mediante un aparato cortador de desperdicios. Para el punzonado automático del material que viene en tira, se construyen guías a través de las cuales la misma se lleva hasta el dispositivo de avance de la prensa. Para su accionamiento, partiendo del eje motor de la prensa, y a través de un disco de excéntrica, se transmite el movimiento a una palanca elevadora, la cual, en virtud de esta transmisión, se desplaza hacia arriba y hacia abajo. El movimiento de esta palanca elevadora se transforma en un movimiento de rotación a través de una palanca acodada. En el avance mediante rodillos, dicho movimiento sirve para hacer girar los rodillos, y en el avance mediante pinzas sirve para el accionamiento de las barras que se encargan de apretar y desplazar las mordazas de sujeción, siempre que esto no se realice mediante cilindros de accionamiento hidráulico o neumático. La velocidad de avance en el dispositivo con rodillos, según sea el proceso de trabajo y la herramienta, tiene un valor promedio de 20 m/min con un espesor de chapa s < 1,5 rom, y es proporcionalmente menor para chapas de mayor espesor. En los dispositivos de avance mediante pinzas, la velocidad media es de 10 m/min. En ambos casos, la velocidad real que el dispositivo de avance puede transmitir a la cinta o a la tira en cada movimiento de avance, es de aproximadamente el doble, puesto que tal dispositivo sólo dispone aproximadamente del tiempo de media vuelta del eje de la manivela o de la excéntrica, desde 90° antes del punto más' alto hasta 90° después del mismo, para ralizar el movimiento de avance. La aceleración de masas que interviene en este movimiento tiene influencia sobre la exactitud del avance, que depende naturalmente también del espesor de la chapa. En el dispositivo de rodillos, puede limitarse el error medio entre:!: 0,10 mm, y en el dispositivo mediante pinzas, entre:!: 0,05 InID.Utilizando topes ajustables y dispositivos de freno incorporados, puede disminuirse este error hasta un valor:!: 0,02 mm en ambos dispositivos de avance. También en ambos casos puede mejorarse la exactitud incorporando una clavija de centrado Z, según la ejecución 2 de la tabla 7. Es importante conse. guir la exacta coincidencia del avance del aparato con el que realmente se requiere. Esta circunstancia adquiere más relieve si se tiene en cuenta que hoy el dispositivo de avance se incluye en la herramienta, como se describe en el siguiente apartado 18.

(

(

( ( ( ( ( (

( ( (

( (

f 18,

. ,. i

f '1 ~ i \ . t

~.

Avance de la tira punzonada a través de las matrices

Las matrices en que la tira avanza dentro de ellas resultan rentables en aquellos casos en donde solamente se cuenta con prensas antiguas a las que se puede adaptar un dispositivo de avance. Hoy en día existen mecanismos, que pueden disponerse ante la prensa, provistos de mando independíente de tipo neumático, oleohidráulico o electromagnético, cuyo ajuste de sincronismo con el avance realmente requerido exige los correspondientes elementos de control. También puede haber talleres en los que hace falta muy raramente un dispositivo de avance, de forma que las pocas matrices que lo puedan necesitar, lo llevan ya incorporado. A continuación se describen brevemente algunas de estas matrices, que utilizan

( ( ( (

( (

: ._~".----

-

84

A.

DlRECfRICES

PARA LA CONSTRUCCIÓN DE MATRICES CORTAlIo'TES

18.

Fig. 88. Palanca impulsora unida a la colisa de la prensa.

) ) ) }

85

introduce el extremo en forma de gancho de una palanca, cuyo otro extremo va unido al armazón de la prensa a través de un resorte. La palanca de gancho puede girar alrededor del brazo corto de una palanca acodada que está unida por el codo a la parte inferior de la matriz mediante articulación, y cuyo brazo superior, más largo, es conducido por la colisa de la prensa, a la que va unido a través de un tirante de longitud regulable. De esta manera, al descender el pisón impulsor, el gancho, que está bajo presión en virtud del resorte, se desliza hacia la derecha por encima de la parte de material sobrante de la tira de chapa, pero, en cuanto se eleva la coJisa, este gancho agarra la tira y la atrae hacia la izquierda, desplazándola una longitud igual a la del paso de la tira, puesto que la palanca acodada es arrastrada por el tirante. Para este dispositivo se necesita una cinta (o tira) de espesor relativamente grande, al objeto de que la palanca tenga un agarre seguro; raramente puede aplicarse a chapas de espesor menor de 1 mm, siendo más adecuada, para este caso, una solución como la de la figura 88 o corno la de la figura 90.

I

)

AVANCE DE LA TIRA PUNZONADA A TRAVÉS DE LAS MATRICES

la parte de material sobrante de la tira perforada como punto de apoyo del elemento de empuje. La primera ejecución conocida, por cierto también descrita en la literatura americana (fig. 88), es relativamente sencilla. En la parte superior de la herramienta se adapta una palanca basculante que queda fijada en su posición de reposo mediante un resorte de fleje. La palanca posee una escotadura en a, que queda adaptada contra la superficie inferior de la placa porta punzones, en-ía posición de partida dibujada a la izquierda. Al descender el pisón impulsor, o colisa, la punta de esta palanca :se introduce a través de una abertura punzonada de la cinta y se desliza, basculando al mismo tiempo hacia fuera, sobre una superficie inclinada

_'JJ

~

i

m

.t

I Fig. 89. Palanca impulsora de la tira punzonada. accionada desde la colisa a través de un tirante y una palanca acodada. .

descendente que tiene la placa matriz. De esta forma, la tira de chapa que se apoya por encima contra un rodillo se ve impulsada hacia adelante. El perfil posterior de la palanca basculante tiene que estar diseñado de forma tal que, aun cuando el punzón siga descendiendo durante la operación de punzonado, no tenga lugar ningún desplazamiento de la tira, es decir, en cualquier caso, el avance de la misma tiene que haber finalizado antes de que el punzón empiece a cortar, aun cuando la colisa siga descendiendo. Esto presupone un perfil geométrico adecuado para esta palanca de arrastre conducid~ por la colisa de la prensa. La figura 89 muestra otra solución. En este caso, en la abertura punzonada se

I I

Fig. un 90. punzón Palanca endeforma arrastrede cuña. de la tira punzonada por

presionada

mediante

resorte

y accionada

La ejecución del dispositivo de avance de la tira según se representa en la figura 90, se basa en un patin movido por un punzón cuneiforme, que lleva adaptada una palanca de arrastre basculantey presionadahacia abajo mediante un resorte de fleje. Es condición indispensable que la parte más ancha del punzón cuneiforme haya alcanzado el agujero cilíndrico de guía del patín, o lo que es lo mismo, que la tira quede inmóvil, antes de que el punzón de corte empiece a punzonar. Al elevarse la colisa o pisón impulsor de la prensa hasta su punto más alto. tanto el punzón de corte como el punzón cuneiforme abandonan la parte inferior de la matriz. Así, el resorte tensor situado debajo del patín hace desplazar a este hacia la derecha, con lo que la palanca de arrastre presionada hacia abajo por el 4.

OEJlLER.K,\ISER

--~~-.........

.,

~....

~

-_.

-.:1 - ~,,~ ,,",,

' ".'w.~..:~..~t

~~~..

oO. -.-

-'

..---..

(

86

( A.


resorte de fleje. bascula de nuevo hacia arriba. De esta manera, tal como se ha indicado para la ejecución de la figura 89. dicha palanca desliza por encima de la parte de material sobrante de la tira. antes de hacerla avanzar en el nuevo ciclo de trabajo. Para conseguir que la sujeción de la tira sea suficiente segura, la zona en donde se apoya la misma tiene un rebaje fresado. de manera que la palanca de arrastre puede engancharse mejor a un agujero de aquella. La carrera en sentido horizontal de la palanca de arrastre debe ser algo mayor que el paso de avance t. Además, se recomienda incorporar un freno para la cinta, el cual se consigue de forma sencilla, en este caso. mediante un resorte de fleje ajustable por medio de un tornillo de regulación situado a la derecha, encima de la zona de tira que todavía no ha sido punzonada. Al diseñarse las soluciones representadas en las figuras 88, 89 y 90. ha de tenerse en cuenta que, debido a la necesidad de ahorro de material. las partes de material sobrante que quedan en la tira de chapa han de ser lo más estrechas posibles, según se indica en la tabla 5. Debido a esto. no ofrecen ninguna resistencia a la flexión. siendo por este motivo necesario comprobar si las tiras se doblan o llegan a romo perse por la acción de estos dispositivos de arrastre. Si se doblan, pueden dar lugar a inexactitudes en relación con el paso del avance; si se rompen. pueden llegar a producir averías en el dispositivo de avance posteriorde la cinta. Por tanto, prácticamente se trata más de dispositivos auxiliares que de soluciones perfectas; por ello, si es. posible, es mejor equipar las prensas con dispositivos de avance a base de rodillos o de pinzas. como se indicó en la tabla 7. ejecuciones 6 y 7. Y se describió en el apartado 17, a pesar de que, entonces, se originen costes bastante elevados. Aún en el supuesto de que no aparecieran las irregularidades mencionadas, tampoco la exactitud del avance merecería gran confianza. El error del avance, en el mejor de los casos, es de :!::0.1 mm cuando se trata de tiras de material sobrante cortas y resistentes, como, por ejemplo. al realizar punzonados redondos u ovales. Cuando se trate de tiras delgadas y largas. ha de contarse con errores de avance notablemente mayores.

19.

Utilización de. piezas normalizadas, especialmente de armazones con columnas de guía

87

( (

( ( (

t I

,

~

i J

,

, A

1

19.

UTILIZACIÓN DE PIEZAS NORMALIZADAS

I

Dentro de lo posible, deben utilizarse exclusivamente armazones con columnas de guía normalizados de acuerdo con las normas DIN que se relacionan al final de este libro. En la mayor parte de los casos, los fabricantes de armazones normalizados suministran al mismo tiempo dibujos realizados en papel apropiado j1ara poder sacar copías, en los cuales el diseñador de la herramienta puede esbozar las piezas que desee adaptar como. por ejemplo, la placa matriz, el punzón, la placa portapunzones y los elementos de fijación correspondientes, resortes, etc. Con la finalidad de poder obtener piezas distintas utilizando un mismo armazón. los fabricantes de armazones con columnas de guía construyen también armazones para matrices y punzones intercambiables. como el de la figura 91. En estos se disponen el punzón y la placa matriz o la estampa que hagan falta para la pieza que se desea obtener. En la figura 544 de H 4 serepresenta un armazón de este tipo provisto de dispositivo alimentador y dispositivo de seguridad. La figura 91

L(

Fig. 91. Armazón para matrices intercambiables, con columnas de guía dispuestas en las esquinas.

( (

muestra un armazón sencillo. En la placa superior (1). se fija el muñón de sujeción de la parte superior de la herramienta, que es intercambiable mediante dos tornillos y el fiador (2) correspondiente. En las esquinas de la placa de base (5) se disponen las robustas columnas de guía (3) y las dos bridas de sujeción (4), para fijar la parte inferior de la herramienta, que también es intercambiable. En la mayoría de los casos, las columnas de los armazones se fabrican de acero de nitruración o de cementación y van rectificadas en toda su longitud. En caso de ajuste de agujero único, el agujero de guía presentará una tolerancia H 7. Una vez medido exactamente el diámetro real de] agujero (Bi) la columna (S) deben presentar una tolerancia en menos IT 5. de forma que S valdrá: S = Bi IT 5. En caso de ajuste de eje único, la columna puede terminarse con una tolerancia h 7, de manera que. una vez determinada la medida real de la columna (Si). el agujero (B) será: B = Si + IT 5. Para preservar la intercambiabilidad. la sección inferior de las columnas de cero. deberá señalarse con la correspondiente diferencia respecto a la línea

-

( ( ( ( ( ( (

,

(

I

(

Existen distintas formas de disponer y fijar las columnas. Se recomiendan casquiUos de guía. templados y rectificados, corno el representado en la figura 13, los cuales pueden unirse elásticamente con la parte superior de la herramienta. También ha dado buen resultado rellenar con resina sintética el espacio comprendido entre e] casquillo de guía entrado en la columna y la placa portapunzones; en este caso, el casquillo y el agujero de la placa deben tener una acanaladura torneada. y el primero debe presentar ranuras verticales, tal corno se indicó al describir el procedimiento de anclaje por colada en las matrices (véase la figura 52). Tambiénlas ejecucionescon fundicióngris sin ranura de engrasehan dado buen resultado en el servicio, pero entonces el número de carreras de la máquina no debe superar al que corresponde a 80 revoluciones por minuto; en caso contrario. y en funcionamiento continuado, aparece un efecto de fresado. Son varios los tipos de fijación de las columnas. Así, por ejemplo, se conoce el tipo de sujeción en el que la columna presenta un ensanchamiento en forma de valona y ésta se fija mediante una placa situada encima y sujetada mediante tornillos de cabeza cilíndrica (fig. 92).

(I I ( I t I (

En este caso el pie de la columna entra con ajuste forzado medio en la placa d~ base. Pero también puede introducirse en ésta con ajuste prensado la columna

(

--

( (

.

I

.

<(.

(

.

(

.

.

~

88

J A.

que haya sufrido un rectificado fino en toda su longitud. Por otra parte, la figura 5, en la que se muestran las modalidades de sujeción del vástago a la placa portapunzones, se presta a diversas sugerencias para la fijación de las columnas. Así, por ejemplo, las columnas huecas puede!1 fijarse mediante espigas cónicas introducidas por debajo, según la figura 5 B. Puede predecirse que las columnas huecas tienen todavía un buen futuro, si se tiene en cuenta que el guiado es mucho mejor al aumentar el diámetro de la columna y que, aparte del peso que se ahorra, también en su obtención y fabricación resultan más baratas que las columnas macizas. El espesor de sus paredes no debe ser excesivamente reducido, dado el peligro de contracción que existe al templarlas. Según las prescripciones DIN vigentes hasta hoy, debe efectuarse una ranura semicircular en el pie de la columna. La placa de base presenta un orificio cuyo diámetro es algo mayor hasta la altura de esta ranura, a fin de hacer posible la inserción de 2 semianillos antes de introducir la

) ) )

)

19.



89

complicados, con guía de las columnas autolubricada, en los que un émbolo bajo presión de recorte, con un manguito de junta situado delante, comprime la grasa consistente en la ranura de engrase. últimamente han aparecido armazones de columnas con guiado mediante bolas. sobre todo para prensas de trabajo rápido y en aquellos casos en los que se desea

I

I

; I ~

) )

, t

) )

Fig. 94. Lubricación de la columna de guía.

I

Fig. 92. Fijación de seguridad para las columnas.

) )

columna en dicha placa. Las hojas de construcción 8, 11, 17, 19 y 22, Y otras, presentan ejemplos de este tipo de diseño. Esta propuesta, según la norma DIN 9825, es ciertamente práctica, puesto que así las columnas pueden rectificarse uniformemente en toda su longitud, el taladrado de la placa de base hasta la altura de la ranura da poco trabajo y la obtención en serie de los dos anillos de seguridad no presenta ningún problema. De ello se desprende que debería darse prioridad a la fijación por simple ajuste prensado. Si se desea una mayor seguridad, puede tornearse una ranura y poner lateralmente, como sujeción adicional, un prisionero roscado que se corresponda con esta ranura, tal como se aprecia en la hoja de construcción 23. La fijación rígida de las columnas, de forma que sea difícil que lleguen a aflojarse, no ha demostrado ser de gran importancia en matrices grandes. La introducción del extremo al que se le ha dado una conicidad, en un agujero cuyas paredes presentan una conicidad correspondiente con aquélla, resulta suficiente. En la figura 93 puede verse, a la izquierda, una columna introducida, y a su lado, a la derecha, una columna con su manguito de guía cónico. Puede conseguirse un engrase tal que las columnas que, al desplazarse hacia arriba y hacia abajo la parte superior del armazón, no se destruya la película de aceite conseguida. La figura 9~ muestra una solución apropiada para ello. Las ranuras de engrase, conforme se indica a la derecha de esta figura, presentan una cuña de engrase; las dos ranuras de arriba presentan esta cuña a ambos lados, hacia arriba y hacia abajo. y la ranura inferior solamente hacia arriba, de modo que la película del aceite no pueda romperse entre ram¡ras consecutivas. En la ranura superior, se ha taladrado un agujero inclinado para la carga del producto de lubricación, que se cierra con un prisionero roscado. Existen otros diseños más

J )

) ) )

) ) \ ) ) ) )

t , I

f

I I

t i

) ~-

gran exactitud de ejecución del armazón. La figura 95 muestra la sección de una guía por bolas. El casquillo de pared delgada que contiene las bolas, que en la mayoría de los casos es de latón Ms 70, lleva sendos agujeros en los sitios donde deben asentarse aquellas, pero estos agujeros no atraviesan completamente la chapa de latón, sino que tienen una profundidad tal que las bolas pueden quedar introducidas en parte, pero no pueden pasar a través de eUos.Después, desde la parte

~I

) \ -

Fig. 93. Columnas de guía con mango de fijación cónico (Weingarten).

Fig. 95. Gui¡¡do medi¡¡nte c¡¡squillo con bolas.

Fig. 96. Guiado mediante casquillo con bolas pro\'isto de seguro de sujeción.

exterior. se cierran parcialmente los agujeros comprimiendo el material mediante entalladuras anulares en la periferia de los mismos o mediante varias entalladuras rcctilincas en forma de cuadrado. de tal manera que la bola queda asentada por ambos lados en la pared del casquillo y no puede caer ni por la parte interior ni por la exterior. Si. según la figura 95, el diámetro de la bola es d" y el diámetro de la columna es dIo el diámetro interior del casquillo de rodadura será d" = d, +

d..,

'-'~-"''' 90

A.

-~~ ,," ,'!" --'

"' ..

'-~

---'T"''''

..

',.-19.


-

+ 2 do 0.005 mm. Si faltan estos 0,005 mm. no quedará asegurado un guiado correcto. Las bolas han de disponerse en el casquillo perforado siguiendo de preferencia una línea helicoidal. Últimamente los casquillos perforados se han hecho de poliamida (Nylon), y los casquillos colados en el cabezal del armazón, de metal sinterizado. Al tratar del guiado mediante bolas ha de distinguirse entre dos casos, es decir, entre el caso en el que la parte superior de la matriz se sale de la columna de guía durante una carrera de la colisa y el caso en que esto no sucede. El último caso, que especialmente en herramientas pequeñas está muy generalizado, resulta más favorable que el caso en que la parte superior de la matriz sale fuera de la guía. ya que entonces, para evitar que las bolas puedan caer.

.nO.

---

'-


"' 91

izquierda. para aumentar la fuerza del portaútil se ha incorporado una palanca acodada. En estos casos, además de los armazones de columnas, también se acciona neumáticamente el avance de la cinta. Para el accionamiento hidráulico y el empuje con gran fuerza del porta útiles, en la mayor parte de los casos se aplican unidades Hydroment. Los electroimanes pueden utilizarse sólo para carreras cortas y esfuerzos pequeños.

( I ( ! { ! I I

I

(

l' ( l' (

1I

{ 1; (

~

11

(

»

( R ( ~

. ( . (

Fig. 97. Armazones con columnas de guía, provistos de accionamiento neumático y dispositivo para el avance de la cinta (Festo).

han de asegurarse los casquillos de las mismas mediante un soporte atornillado por su parte inferior. tal como puede verse en la figura 96. Al adaptar estos casquillos de bolas, debe tenerse presente que su desplazamiento corresponde a la mitad de la carrera de la parte superior. Si esta parte superior no se sale de la columna de guía, será necesario procurar que los casquillos de bolas, cuando se alcance la posición más baja de la carrera. es decir. la posición en donde la herramienta efectúa su trabajo, tengan guiada la mayor parte posible de su longitud. Para evitar el desplazamiento del casquillo de bolas hacia abajo. se disponen debajo del mismo y alrededor de las columnas de guía. resortes helicoidales con poca fuerza de presión. Disponiendo debajo piezas elásticas para el ajuste (por ejemplo. de goma o de plástico). es posible situar los casquillos de bolas a la misma altura entre ellos. antes de colocar la pieza superior. Cuando se dispone de un seguro de apoyo como el de la figura 96, no es necesario adaptar los resortes ni las piezas elásticas de ajuste. También se emplean armazones de columnas de acción directa, sin necesidad de prensa. mediante la incorporación de elementos de accionamiento neumático. hidráulico o electromagnético. La figura 97 muestnt dos armazones de este tipo, que van equipados con cilindros neumáticos. En la ejecución del armazón de la

, J

t,

(

I I I

( ( (

I I I

I

I (

,

{

I

,

( ( ( (

I I I I

( I (

( {

.

. I

s

B. Disposición constructiva de distintos

tipos de matrices cortantes

Matriz simple, sin guía

Hoja de construcción 1

.

.1

_correcto

Incorre to Ejecución

1.

, ,,

Matrices simples, sin guía (hoja de construcción1)

A ! 1/

~

-

I correcto

r.¡;¡ -_o -. Ejecución B J:-: .rrL! Z 1/ 5 J

Fig.98

Los punzones cuyo diámetro no es sensiblemente mayor ni menor que el diámetro de su vástago de sujeción se fabrican con este vástago formando pieza única con el punzón. El vástago de sujeción y el reborde situado en la colisa de la prensa no deben templarse. En la ejecución en una sola pieza. debe realizarse una ranura anular pequeña y plana en el pie del vástago de sujeción. para- garantizar un buen apoyo de la parte superior del punzón sobre la superficie de la colisa. En los punzones grandes -un ejemplo de los cuales se da en la hoja de construcción adjunta- resufta indicado realizar un vaciado en su cara de corte inferior, quedando alrededor de la arista de corte una superficie anular de un ancho t de unos 3 hasta 8 mm. La ejecución A muestra un punzón con reborde. y la ejecución B. uno sin él. En el primer caso, los costes de fabricación son menores. debido a que el tiempo de rectificado es también menor. pero. por otro lado. el montaje de la herramienta en la máquina resulta más laborioso. En la ejecución A. la altura h en la arista de corte del punzón se hace unos milímetros mayor que la del elemento separador que aquí no se ha incluido. y que la profundidad con que el punzón se introduce en la placa matriz. para evitar que la tira punzonada quede colgada del reborde al elevarse el punzón. Si se utilizan las mismas matrices (pieza 2) con relativa frecuencia. se fijan a una placa de base (pieza 3). sin separarlas al realizar el rectificado. Si. por el contrario. se emplean un gran número de matrices y sólo durante un corto espacio de tiempo. en el taller se preparan una. o bien, unas pocas placas de base con los denominados anillos o reglas de fijación para los distintos tamaños de placa matriz. Si la placa matriz es cuadrangular. la regla de fijación (pieza 4) ha de apoyarse contra una regla dibujada de trazos en la ejecución A de la hoja de construcción 1. o debe calzarse por debajo. En algunos casos se prefiere una fijac:ón mediante un anillo rascado (pieza 5). tal como se representa en la ejecución B de la misma hoja de construcción. Los agujeros del anillo de fijación (pieza 4) sirven para la introducción de la clavilla de una llave de clavijas. Las placas matrices se planean casi sin excepción. realizándose. sólo para cortes grandes y para proteger la herramienta y la máquina. un planeado en forma de tejado. Ha de tenerse en cuenta que, al troquelar piezas, el punzón debe presentar una entalla $egún se indica en la figura 20 d y la placa matriz debe ser plana. mientras que, al recortar pIetinas redondas. la matriz tendrá forma de tejado (en la hoja de construcción 1 está dibujada de trazosf y el punzón estará rectificado plano. El ángulo a no será mayor de 3°. De esta manera se obtienen todavía

-

._- -.

-_o

,.u--

Pos.

2 3 4 5

..

Pieza

de sujeción Placa Punzónmatriz con vástagO} Placa de base Anillo de fijación Placa anular

Maleral Acero de herramientas Véase tabla 30 Acero St 33 Acero e 15 Acero St 42-2

Norma DIN 180

Observaciones Arista de corte templada templada cementado

cortes circulares bastante exactos. Para obtener un contorno completamente exacto. no se recomienda. desde luego, . un rectificado inclinado. Este tipo de punzonado o troquelado sencillo es solamente indicado para máquinas con un guiado totalmente seguro del punzón. puesto que, de lo contrario. habrá de contarse no solamente con irregularidades en el corte, sino también con el deterioro de las aristas de corte del punzón y de la matriz. Las herramientas simples de corte libre, sin guiado mediante columnas, se ven cada vez más a menudo desplazadas por las que llevan un armazón con columnas de guía, en las que la placa matriz y los punzones son intercambiables. Estas herramientas (fig. 91) resultan más rentables. incluso con series pequeñas, que las de corte libre. en aquellos casos en donde debe extremarse el cuidado de la matriz y en donde se desea acortar el tiempo de preparación de la misma. En herramientas guiadas mediante columnas con una matriz de corte libre incorporada, es decir, en donde, como en la matriz para realizar entalladuras representada en la figura 103. el perfil de corte se encuentra inmediatamente enfrente del punzón y en donde falta la placa-guía del punzón o la placa separadora, pueden adaptarse separadores en las columnas de guía. Una realización simple y barata consiste en fijar a las columnas, mediante tornillos, trozos de fleje de acero enroscados alrededor de las mismas. Los extremos finales de estos trozos de fleje rodean a las columnas y quedan comprimidos contra el punzón, de tal forma que los tlejes situados en la arista superior separan la chapa. Esto sólo puede aplicarse a chapas de espesor

superior a 1 0101. puesto que, de otro modo, la banda de materiala punzonarse I I

t i

L

deforma mucho, lo que dificulta su transporte. Las matrices simples de coste libre se aplican también para recortar material de desperdicio. puesto que, en este caso, por tratarse de chapa con las más diversas formas, no ~s posible su introducción en el canal para la banda de chapa ni cnlre las columnas de una herramienta. Para estos voluminosos recortes de chapa, que

-----...-..-..... ( 94

B.

2.

DISPOSICIÓN CONSTRUCTIVA DE MATRICES CORTANTES

MATRICES COMPUESTAS. SIN GUÍA

95

( (

tienen la tendencia a levantarse desde la placa matriz. se han acreditado unos topes de sujeción electromagnéticos. los cuales fijan la chapa de acero contra la placa matriz y la vuelven a dejar libre mediante una palanca accionada con el pie; sobre estos topes de sujeción se informa más detaIladamente en el capítulo 1. apartado 1. párrafo k. La figura 99 muestra la parte inferior de una matriz fijada sobre la mesa t de la prensa. La placa de base b tiene fijado en su centro el anillo de corte e y los topes de sujeción a graduables en cuanto a la altura de su posición. Los recortes que caen a través de la abertura de la placa llegan al vertedero d. ¡:

a

de la herramientano tienen suficientealcance.en lugar de adaptar bloques bajo la prensa. los cuales comprenden conjuntamente el punzón y la matriz. se adaptan las dos unidades por separado. montadas en la parte superior y la parte inferior. respectivamente. La hoja de construcción 2 muestra un dibujo en sección del dispositivo para efectuar agujeros con grandes herramientas. el cual se ve a menudo en los talleres de troquelado y punzonado americanos. Los casquillos de corte y los punzones pueden colocarse. sobre la mesa de la prensa los primeros. y en la superficie inferior del pisón impulsor o colisa los segundos. adoptando. tanto para unos como para otros. la distribución que se desee. En la figura 100'pueden verse

( (

a

( (

( I Fig. 99. Topes de sujeción

imantados

dispuestos

en el contorno

de una matriz

cortante.

desde donde caen en una caja o un dispositivo de 'apilado. Los topes de sujeción a están prolongados por su parte inferior mediante pernos que van unidos entre sí por medio de la traviesa e. y que pueden ser desplazados hacia abajo medianle cable de acero o palanca. venciendo la presión de los resortes f. El tope de sujeción a de la derecha está en su posición de descanso o de a punto para su funcionamiento; el de la izquierda está en su posición de retroceso. es decir. dejando libre la chapa que en este dibujo no se ha representado. En el contorno pueden repartirse más de dos topes de sujeción. La herramienta superior, no representada aquí. consiste en un punzón y una placa separadora provista de resorte de compresión que la rodea. tal como la que se representa en la hoja de construcción 2.

2.

\ ¡

Fig. 100. Ajuste de matrices del tipo representado en la hoja de construcción 2.

Matrices compuestas, sin guía (hoja de construcción 2)

Para la fabricación de series reducidas de grandes piezas donde se han de realizar agujeros pequeños. en lugar de grandes matrices en un solo bloque. suelen utilizarse matrices divididas en pequeñas unidades independientes. que pueden intercam. biarse cómodamente y cuya posibilidad de utilización está siempre asegurada. Ya en el apartado 13 del capítulo A. se informó acerca de las unidades empleadas para efectuar agujeros periféricos. Pero en aquello~ casos en donde los agujeros no han de realizarse en la periferia. sino en la parte central. y en donde los brazos

(

I

I

k . J \

L

varias herramientas de este tipo fijadas una al lado de la otra y adaptadas para realizar agujeros en los refuerzos de un larguero atirantado. herramientas que corresponden al dibujo de la figura 101.La parte superior (pieza 1). con el punzón (pieza 4) y la placa de sujeción de la chapa provista de resortes (pieza 11). debe estar exactamente alineada con los casquillos de corte (pieza 3) de la parte inferior (pieza 2); la figura 100 muestra una operaria realizando esta alineación. Los resor. tes (pieza 10) rodean concéntricamente al punzón o -como se ve en la hoja de construcción 2- a los tornillos distanciadores (pieza 9). La placa portapunzones (pieza 7) va fijada. mediante tornillos aveIlanados (pieza 8). a la regla de fijación con agujero coliso (pieza 1). mientras que la base de los casquillos de corte (pieza 5) va soldada a otra de estas reglas (pieza 2). Los discos de recorte caen hacia abajo a través de los canales para el desperdicio dispuestos oblicuamente en el zócalo; esto permite una fácil conducción del desperdicio de punzonado. y no exige ninguna abertura en la mesa o en la placa superior. Dado que es difícil sacar los casquillos de corte a través del canal de salida de desperdicios inclinado. se recomienda taladrar otro agujero vertical (fig. 101) que atraviese el zócalo. roscándolo interior-

( l

( '1 ( !I \ ~

t ~ t

Sf

Matriz simple fijada sobre una regla con agujero coJiso

~t,


I)m .

~"~

~.o ~ M"'O~1

~"I

,. J$

I

Fig. 102. Unidad para punzonar

@)(---~ Pieza

2

Regla de fijación con agujero coliso para montaje en la cara inferior del pisón de la Erensa I mismo tipo de regla para montaje en la mesa de la prensa Casquillo de corte

3 4 5 6 7 8 9 10

Punzón Zócalo del casquillo de corte Prisionero roscado Placa ortapunzón Tornil o de cabeza avellanada Tornillo de cabeza cilíndrica Resorte de presión

11

Placa de sujeción de la chapa

Material

Norma

'

con pernos-tope

I

,

de ajuste.

superior d, con el del vástago del punzón. El perno de centrado sirve al mismo tiempo como tope para el ajuste de la posición del punto muerto inferior de la prensa. En lugar de sujetar mediante tornillos este tipo de elementos para realización de agujeros. a veces se disponen simplemente sobre placas de sujeción electromagnéticas, fijadas sobre la mesa y bajo la colisa o pisón impulsor de la prensa.

Fig. 101

Pos.

--~-~ 97

150Conjur.:o del soporte

I

Observaciones

Acero St 37

3. Matriz universal para entalladuras

Acero St 37

}

Acero de herramientas Véase la tabla 30 Acero St 37 Acero 5 S Acero MSt 22.3 Acero 5 S Acero 5 S Acero de resortes Acero St 50

DIN 9845 DIN 9861

guiada mediante columnas

templado

(hoja de construcción 3)

templado soldado

a 2

La hoja de construcción3 muestrauna matrizuniversalmuy práctica.Esta herra-

DIN 417

mienta de corte rectangular va incorporada a un armazón guiado mediante columnas, las cuales están dispuestas en la parte posterior (lig. 103). Está especialmente indicada en los casos en donde ha de realizarse entalladuras en piezas que ocupan mucho espacio o hendiduras en chapas grandes. Ajustando de forma conveniente las reglas de posicionado desplazables (pieza 9), pueden realizarse con esta matriz las más diversas entalladuras. hendiduras en ángulo recto u obtuso, cte., lo que hace innecesaria la fabricación de herramientas especiales. El punzón (pieza 5) va provisto de una guia posterior H ancha y penetrante, la cual permite el guiado periférico en la placa matriz (pieza 6), antes de que el material quede recortado. Con ello se evita el asentamientodel punzón, así como cualquier desplazamiento o empuje lateral sobre el mismo. Esto es importante. puesto que, en las matrices que trabajan unilateralmente, el punzón tiene tendencia a apartarse y desplazarse, circunstancia que ya fue pue,ta de relieve al describir los punzones laterales en A. 17, figura 87 B. Por esto es ventajoso diseñar el punzón (pieza 5) con una zapata posterior para conseguir el mayor apoyo posible. Con un utilaje de este tipo pueden cortarse también chapas de gran espesor. La pieza para el apoyo del material (pieza 8). hecha de plancha de acero moldeado, va fijada a la placa matriz (pieza 6). La fijación se realiza a través de pequeños ángulos (pi.:za 7), que están fuertemente unidos a la pieza de apoyo (pieza 8). Los ángulos tien.:n aguj.:ros

DIN 87 DIN 84 DIN 2099

mente para que pueda atornillarse a él un pasador roscado que sirve de cierre (pieza 6). Este pasador tiene el extremo redondeado, para que no quede atrapado ningún disco del desperdicio, lo cua.l podría entorpecer la salida de los mismos. Puesto que, tanto la mesa de la prensa como la superficie inferior de la colisa, presentan ranuras en T, en las que pueden deslizarse tornillos hacia uno y otro lado. este tipo de herramientas son de fácil adaptación. Para evitar que, durante el ajuste, las matrices sufran daños, estas pueden disponerse como se indica en la figura 102. de forma que sean de fácil extracción. Para conseguir la fijación del punzón y de los casquillos de corte se aplican pasadores rascados dispuestos en posición inclinada. Para efectuar el ajuste de las matrices se quitan el casquillo de la parte inferior a y el punzón de la parte superior b, y, en su lugar, se monta el perno de centrado, que tiene la forma rep~sentada a la izquierda de la ligura 102. cuyo diámetro inferior D coincide con el del casquillo de la matriz, y el

! --~--

_.-

L.

"-~._~--,."

~""""-' ..-

-

~

'"'~ !'

,

...... ( (

4.

B. DISPOSICiÓN CONSTRUCTIVA DE MATRICES CORTA:-..ES

98 Sfs

Matriz universal para realizar entalladuras


99

l.l-\TRIZ PROGRESIVA CON PLACA GUÍA-PUNZONES

4. Matriz progresiva con placa guía-punzones

(

(hoja de construcción 4) Cuando se precisa una gran exactitud, la obtención de piezas provistas de agujeros se efectúa en matrices compuestas: de otro modo. basta con utilizar las llamadas matrices progresivas que tienen un punzón perforador y una matriz troqueladora, con columnas de guía o con placa guía-punzones y prepunzonador. El último tipo de diseño suele ser. aunque no siempre, el más barato. Actualmente, la placa guíapunzones tiene una importancia menor que los armazones de columna. La exactitud del corte depende del espesor de la chapa, de la ejecución de los topes y. finalmente, de la destreza y del cuidado del operario. Las tiras de hojalata o de chapa muy delgada. es decir, las que tienen un espesor menor de 0.2 mm. y también la cartulina y el papel de estaño, presentan mayores inexactitudes, al punzonarse con

s

6.

(

( ( ('

( (

Sfv

[

i '¡

: Pieza

.j

¡-.-.

Material

Pieza

l 2 3 4 5

Parte superior Vástago d~ sujeción Placa de base Columna Pulmón

6 7 8

Placa matriz Angula Plancha de apoyo

9

Regla de tope

~ J

Hoja de construcción 4 (

~

D

Fundición GG 25 Acero St 42 KG Fundición GG 25 Acero C 15 Acero de herramientas Véase la tabla 30 Acero St 42.2 Plancha de acero moldeado Acero

Norma DIN DlN DlN DlN

9822 9859 9822 9825

/(J

(

,

(

7 Z 3 q

(

fI)

-/3

Fig. 104

Fig. 103 Pos.

A-

Matriz progresiva con placa guía-punzones

Observaciones Ejecución A

Ejecución

(

/ IZ 111 S 11

(

13

(

Fig. 105

cementada templado templada

St 42.2

colisos. de tal forma que. no solamente pueden desplazarse las reglas de tope. sino también toda la picza de apoyo. Para efectuar el rápido desplazamiento de las rcglas de tope (pieza 9) sobre la pieza de apoyo del material (pieza 8) son muy indicadas las tuercas de palomilla. Las piezas A y B de la figura 104. representadas al lado de la matriz, muestran las múltiples posibilidades de aplicación de una herramienta universal de este tipo. Las partes rayadas indican las entalladuras realizadas en la pieza original rectangular. En lá vistacn plantade la hoja de construcción(fig.103).se indica,también mediante rayado. la posición de una entalladura rectangular a efectuar en una esquina de una pieza dispuesta en la matriz.

Pos.

Pieza

1

Punzón de troquelar

2 3 4

Manguito protector Clavija de apoyo del punzón Punzón de recortar

5

Placa matriz Ejecución A Ejecución B

6 7 8 (9)

Casquillo insertado en la matriz Placa portapunzones Contraplaca Placa sufridera

lO 11 12 13 14 15

Vástago de sujeción Placa de base Placa intermedia Placa guíapunzones Perno de retención Chapa protectora

Material Acero de herramientas Acero St 50-2 Acero St 50-2 Acero de herramientas

Norma DIN 9861

Acero MSt 52.3 Acero MSt 42.2 Plancha de acero moldeado bonificado

DIN 9867 DIN 9866

templado

(

DIN 9845

DIN 810/9859

Acero S t 33

DIN 9867

Acero S t 52.3

DIN 9867

Acero St 50 KG Acero St 33

(

( DIN 9867

Acero St 42

templado

(

DIN7

Acero MSt 52.3 Acero de herramientas Véase la tabla 30

Acero St 42 KG

Observaciones

Sólo para presiones de punzonado elevadas

( ( <( (

100

B.

este tipo de matriz, que el material de mayor espesor, siendo a menudo el desperdicio, en láminas de hojalata o de metal delgadas. de un 10 % con una tolerancia de + 0,5 mm para la distancia de los agujeros prepunzonados al contorno de corte. es por ello que. para material delgado. sólo deberían utilizarse matrices progresivas que llevaran adaptada una placa de sujeción mediante presión por resorte. y matrices compuestas (véase la hoja de construcción 19). La disposición de las clavijas de retención se aprecia en la figura 82 y se describe en la tabla 7; depende de la repartición de la tira punzonada. Dignas de mención son las modalidades de construcción de los punzones delgados. En la ejecución A de la hoja de construcción4, el manguitoprotectorse monta como un punzóny, a su alrededor, se coloca el propio punzón, el cual, para su fijación en la placa portapunzones, tiene su extremo superior recalcado como si se tratara de un remache. El punzón sobresale del manguito protector unos 7 mm. En la ejecución B, que muestra otro tipo de manguito protector. el punzón (pieza 1) se ha realizado más corto y se ha introducido en la parte inferior del manguito protector (pieza 2); el espacio hueco restante en el interior de este manguito queda ocupado por una clavija (pieza 3). La primera ejecución A suele preferirse porque el punzón va guiado en una mayor longitud dentro del manguito protector. En general, resulta mejor la ejecución sin manguito protector indicada en la figura 27 a. Según la norma AWF 5105, los manguitos protectores deben emplearse sólo en aquellos casos en donde el diámetro del punzón es mayor que 1.5 veces el espesor del material.

----

5.

DISPOSICiÓN CONSTRUCTIVA DE MATRICES CORTANTES

Fig. 106. Adaptación

de topes limitadores

para proteger

punzones

.

¡

~IATRIZ CON TOPE AUXILIAR L\TERAL Y TOPE BASCULANTE

101

puesto que, en el sistema más generalizado actualmente, de utilizar tornillos de tope apoyados sobre resortes helicoidales que les abrazan. existe el peligro de que los tornillos se aflojen. dado que el resorte tiene tendencia a aumentar la distancia entre la cabeza del tornillo y el punto donde éste está atornillado. Además, también se ha acreditado un refuerzo de los punzones de pequeño diámetro, él se obtiene mediante un tubo moldeado con resina sintética en unión con una guía del punzón también moldeada con la misma resina. Otra posibilidad, para muchos punzones delgados. consiste en establecer un refuerzo a ambos lados mediante zapatas de guía fijadas por apriete. Cuando se dispone un punzón delg~do al lado de otro mayor. a menudo es conveniente efectuar un rebaje del diámetro de éste y dejarlo a un tamaño tal que sirva al mismo tiempo de portaútil para el punzón delgado. Si en la placa matriz solamente hay agujeros muy pequeños, puede utilizarse un acero al carbono sin templar St 42-2, o bien, St 50-2, siendo los casquillos de corte (pieza 6) de acero fino revenido. Esto se recomienda porque los punzones pequeños exigen de la placa matriz solicitaciones superficiales específicas mucho mayores que los punzones grandes. Sin embargo, no resultaría rentable, puesto que, debido al desgaste prematuro de los agujeros pequeños, debería realizarse la placa matriz con acero de una calidad especial, o bien, si se utiliza un material de menor calidad, deberá sustituirse la placa después de un breve espacio de tiempo. De ahí que la regla general sea que, en matrices de uso muy frecuente, cuyo punzón en algunos casos presenta un diámetro menor que el espesor de la chapa a punzonar, se adapten casquillos de corte de acero de alta calidad, los cuales se empotran en la placa mediante ajuste prensado. Cuando los agujeros prepunzonados son mayores. se disponen clavijas de centrado en los punzones de recortar -denominadas clavijas de sujeción o clavijas de ajuste- como las descritas en la tabla 7 -1 Y 2- de A. 17, a1canzándose con ello una exactitud mucho mayor. De cualquier modo, estas clavijas de centrado solamente deben utilizarse en aquellos casos en que el agujero prepunzonado sea mayor que 3 mm. La longitud de clavija de centrado que sobre sale debe ser como mínimo de 4 mm, no debiendo en caso alguno sobrepasar de los 12 mm. Esta clavija no debe introducirse en el punzón por su parte inferior, puesto que debería hacerse un agujero ciego en el mismo, con lo cual éste se rompe fácilmente al templarIo y, además, es imposible efectuar un rectificado posterior del punzón sin sacar dicha clavija, lo cual es difícil.Por todo ello, es preferibleadaptar una clavija que atraviese el punzón de arriba a abajo y que pueda sacarse fácilmente.

delgados.

Los punzones delgados, que pueden romperse con facilidad, van en su mayoría guiados mediante una placa sobre la que ejercen presión unos resortes. Las figuras 100 y 101 muestran ejemplos de aplicación de este tipo de solución. Los tornillos sostenidos por resortes que les abrazan no suelen ofrecer, aplicados en este caso, seguridad suficiente para absorber los esfuerzos laterales. Para aumentar la seguridad contra la rotura del punzón. deben adaptarse, en la parte exterior a aquella donde van montados los resortes helicoidales, tal como se aprecia en la figura 106 a la izquierda, topes de limitaciÓn robustos, constituidos por pernos con casquillo desplazable. La disposición separada. de elementos de .tope y de resortes de presión puede también recomendarse ,.para las matrices compuestas,

5.

Matriz con tope auxiliar lateral y tope basculante (hoja de construcción 5)

La hoja de construcción siguiente presenta una matriz parecida a la de la hoja de construcción 4, sólo que, en el caso presente, en lugar de una clavija de retención, se prevé un tope basculante, con lo cual la placa portapunzones se ha prolongado hacia atrás, es decir. hacia el montante de la máquina, y lleva adaptado un perno de tope (pieza 12), consistenie, en este caso. en una varilla roscada provista de dos tuercas hexagonales Dara poder variar la longitud útil de la misma. Al descender,

"~-

~

~._-~..

Parte 1 83i5u

Overview 26281t

More details 6y5l6z

Related Documents 3h463d

Parte 1 83i5u

Parte 1 83i5u

Parte 1 83i5u

Parte 1 83i5u

Eurocodice 1 Parte 1 29152

Tema # 1 - Parte 2 (1) 1v43p

More Documents from "Yenjis H. Aimituma" g3t16

Parte 1 83i5u

Puntos De Inflexion Trabajo Final 2w6z1p

Jacaranda Business Management Units 1 And 2 Vce Chapter 2 37q2r

Caso 4 v4c1s

4p345f

4p345f