Prensa troqueladora

Una punzonadora es un tipo de máquina de prensado que se utiliza para perforar materiales. Puede ser pequeña y de operación manual, con capacidad para un juego de matrices sencillo , o muy grande, operada por control numérico computarizado (CNC) , con una torreta de varias estaciones y capacidad para un juego de matrices mucho más grande y complejo.

Las prensas punzonadoras son máquinas grandes con bastidor tipo "C" o tipo "pórtico" (puente). En el tipo C , el cilindro hidráulico se encuentra en la parte superior delantera, mientras que el bastidor tipo pórtico se asemeja a un círculo completo, con el cilindro centrado dentro del bastidor para evitar la deformación o la flexión del mismo.

Las prensas tipo C cuentan con una placa base que se utiliza para fijar el soporte inferior de la matriz. Para fijar la matriz, se utilizan pernos en T, por lo que esta placa contiene ranuras en T en las que se insertan dichos pernos. Estas ranuras se colocan en diagonal, con una ranura horizontal al lado más largo de la placa, según la práctica habitual. Estas ranuras se extienden hasta un orificio central practicado en la placa, lo suficientemente grande como para alojar un casquillo con un orificio, que se utiliza para dejar caer la pieza perforada al fondo de la prensa. La parte superior de la herramienta se apoya contra un pistón deslizante vertical con un sistema de sujeción que se adapta únicamente a un diámetro específico de un miembro cilíndrico roscado llamado "vástago" de la herramienta. La parte inferior de la herramienta se fija a la placa base y la parte superior al pistón deslizante. Las partes superior e inferior de la herramienta suelen estar guiadas por conjuntos de pilares y casquillos adecuados, lo que proporciona seguridad a los elementos de perforación de la herramienta.

Generalmente, la herramienta se coloca ligeramente por encima de la placa base inferior mediante dos bloques paralelos rectificados con precisión al mismo tamaño. Esto es necesario ya que, en muchas herramientas, los desechos (piezas cortadas que constituyen un desperdicio) se descargan a través del elemento inferior, no necesariamente en el centro. Los desechos o la pieza en bruto (la parte requerida) salen de la matriz en diferentes puntos. Estos deben extraerse horizontalmente entre los bloques paralelos colocados. De lo contrario, se acumulan dentro de la herramienta y la dañan gravemente.

En prensas muy pesadas con mayor tonelaje, el pistón deslizante también cuenta con una placa gruesa con ranuras en T para fijar la placa superior de la herramienta (denominada soporte superior). En estos casos, el cilindro roscado, llamado vástago, no está unido a la herramienta. Las abrazaderas pueden ser mecánicas (accionadas manualmente con llaves) o neumáticas.

Las punzonadoras de torreta cuentan con una mesa o bancada con cepillos o rodillos que permiten que la pieza de chapa metálica se desplace con baja fricción. Los cepillos se utilizan cuando es necesario minimizar los arañazos en la pieza, como en el caso del aluminio cepillado o los materiales de alto brillo.

La prensa punzonadora se caracteriza por parámetros tales como:

• Tipo de marco
• Mecanismo de transmisión de potencia al pistón (mecánico, electromecánico o hidráulico)
• Dimensiones del área de trabajo (por ejemplo, 2500 x 1250  mm)
• Estación única o múltiple
• Capacidad de fuerza (por ejemplo, 20 toneladas)
• El tipo de taller de herramientas y su capacidad (por ejemplo, taller rotativo, capacidad para 34 herramientas)
• Velocidad o productividad (caracterizada típicamente por la velocidad de las carreras con un movimiento de paso de 25 y 1  mm)
• Velocidad de movimiento sin impacto (velocidad-desplazamiento de carga)
• Peso máximo de la pieza de trabajo
• Características de seguridad
• Consumo de energía
• El tipo de software

Las prensas punzonadoras suelen clasificarse según su tonelaje y el tamaño de su mesa. En un entorno de producción, la prensa más utilizada actualmente es la de 30 toneladas. El tonelaje necesario para cortar y dar forma al material es bien conocido, por lo que dimensionar las herramientas para un trabajo específico es una tarea bastante sencilla. Según los requisitos, el tonelaje puede llegar incluso a prensas de 2000 a 2500 toneladas.

Un juego de matrices consta de un conjunto de punzones ( machos ) y matrices ( hembras ) que, al presionarse entre sí, forman un orificio en una pieza de trabajo (y también pueden deformarla según se desee). Los punzones y las matrices son desmontables; el punzón se acopla al pistón durante el proceso de perforación. El pistón se mueve verticalmente, empujando el punzón a través del material hacia la matriz.

La bancada principal de la mayoría de las máquinas se denomina eje X, mientras que el eje Y se encuentra perpendicular a este y puede desplazarse mediante control CNC. Dependiendo del tamaño de la máquina, las bancadas y el peso de la pieza de trabajo, los motores necesarios para mover estas mesas de ejes varían en tamaño y potencia. Las máquinas más antiguas utilizaban motores de corriente continua (CC); sin embargo, gracias a los avances tecnológicos, las máquinas actuales emplean principalmente motores de corriente alterna (CA) sin escobillas.

Para iniciar un ciclo, el controlador CNC ordena a los accionamientos que muevan la mesa a lo largo de los ejes X e Y hasta la posición deseada. Una vez en posición, el control inicia la secuencia de punzonado y empuja el pistón desde el punto muerto superior (PMS) hasta el punto muerto inferior (PMI) a través del plano del material. (Los términos PMI y PMS se remontan a prensas antiguas con embragues neumáticos o hidráulicos. En las máquinas actuales, PMI/PMS no existen como tales, pero aún se utilizan para indicar el inicio y el final de la carrera).

En su recorrido desde el PMS hasta el PMS, el punzón penetra en el material, empujándolo a través de la matriz, obteniendo la forma determinada por el diseño del conjunto punzón-matriz. El trozo de material (trozo) cortado de la pieza de trabajo se expulsa a través de la matriz y la placa de soporte y se recoge en un contenedor de chatarra. ^{[ 1 ]} El retorno al PMS indica al control que inicie el siguiente ciclo.

La prensa punzonadora se utiliza para la producción en grandes volúmenes. Los tiempos de ciclo suelen medirse en milisegundos. El rendimiento del material se mide como un porcentaje de piezas desechadas por hoja procesada. Los programas CAD/CAM maximizan el rendimiento mediante la optimización del anidamiento de las piezas en el diseño de la hoja.

• Máquina perforadora
• Troquelado