Tipos de herramientas de prensa

Las herramientas de prensado se utilizan comúnmente en prensas hidráulicas, neumáticas y mecánicas para producir componentes de chapa metálica en grandes volúmenes. Generalmente, las herramientas de prensado se clasifican según los tipos de operaciones que se realizan con ellas, como troquelado, perforación , doblado, conformado, forjado , recorte , etc. La herramienta de prensado también se especificará como herramienta de troquelado, herramienta de perforación, herramienta de doblado, etc. ^[1]

El troquelado es una operación de punzonado en la que se corta toda la periferia y la porción recortada necesaria se conoce como SELLO o BLANCO.

• Cuando un componente se produce con un solo punzón y matriz donde todo el perfil exterior se corta en un solo golpe, la herramienta se denomina herramienta de troquelado.
• El troquelado es la operación de cortar formas planas a partir de chapa metálica.
• La superficie exterior de metal que queda después de una operación de troquelado generalmente se descarta como desecho.
• El tamaño de la pieza en bruto o del producto es el tamaño de la matriz y el espacio libre se proporciona en el punzón.
• Es una operación de corte de metal.

En el troquelado, el metal obtenido después del corte no es un descarte si es utilizable.

• El tamaño del espacio en blanco depende del tamaño del troquel.
• Por lo tanto, el tamaño de la abertura del troquel es igual al tamaño de la pieza en bruto.
• Se da autorización para el punzón.
• Hoja en blanco para utilizar como producto final.

La perforación consiste en cortar agujeros limpios y obtener un trozo de material sobrante. Esta operación se denomina troquelado y también permite producir componentes planos en los que el troquel, la herramienta moldeada, se presiona sobre una lámina de material mediante una acción de corte para cortar agujeros. Este método se puede utilizar para cortar piezas de distintos tamaños y formas en láminas de metal, cuero y muchos otros materiales.

Es una operación de corte en la que se separan piezas en bruto de una tira de chapa metálica cortando los lados opuestos de la pieza en secuencia.

Esto es similar a una herramienta de corte, en la que se corta una pieza discreta de una hoja o tira de metal a lo largo de una trayectoria geométrica deseada. La diferencia entre un corte y una separación es que un corte se puede encajar perfectamente en la hoja de metal, debido a su geometría. Con los cortes, el corte de la hoja de metal se puede realizar en una trayectoria a la vez y prácticamente no hay desperdicio de material. Con las separaciones, la forma no se puede encajar con precisión. La separación implica cortar la hoja de metal a lo largo de dos trayectorias simultáneamente. Las separaciones desperdician una cierta cantidad de material, que puede ser significativa.

Cuando se extraen copas y carcasas de una chapa metálica plana, el borde queda ondulado e irregular debido al flujo desigual del metal. Se muestra una carcasa con brida, así como el anillo recortado que se ha quitado de alrededor del borde. Mientras tanto, se quita una pequeña cantidad de material del costado de un componente en la herramienta de recorte. ^[2]

El afeitado elimina una pequeña cantidad de material alrededor de los bordes de una pieza estampada o perforada previamente. Se obtiene un borde recto y liso, por lo que el afeitado se realiza con frecuencia en piezas de instrumentos, piezas de relojes y similares. El afeitado se realiza en herramientas de afeitado especialmente diseñadas para este propósito. También se requiere una holgura adecuada para la matriz. ^{[ cita requerida ]}

El conformado es la operación de deformar una pieza en un perfil curvo. Las herramientas de conformado aplican formas más complejas a las piezas de trabajo. La línea de curvatura es curva en lugar de recta y el metal se somete a un flujo plástico o deformación.

Las herramientas de dibujo transforman láminas planas de metal en copas, conchas u otras formas dibujadas al someter el material a una deformación plástica severa. En la figura se muestra una concha bastante profunda que se ha dibujado a partir de una lámina plana. Se trata de un alargamiento axial mediante la aplicación de una fuerza axial.

Este tipo de herramienta de prensa se utiliza para realizar solo una operación en particular, por lo que se clasifica dentro de herramientas de etapa.

Una herramienta progresiva se diferencia de una herramienta por etapas en el siguiente aspecto: en una herramienta progresiva, el componente final se obtiene haciendo avanzar la chapa o fleje en más de una etapa. En cada etapa, la herramienta moldeará progresivamente el componente hasta alcanzar su forma final; la etapa final normalmente es el corte.

La herramienta compuesta se diferencia de las herramientas progresivas y de etapas por la disposición del punzón y la matriz. Es una herramienta invertida en la que el troquelado y la perforación se realizan en una sola etapa y, además, el punzón troquelador actúa como matriz de perforación. Esto significa que el punzón estará en el lado inferior de la herramienta y los punzones de perforación en el lado superior de la herramienta. La rebaba forma solo un lado.

En una herramienta combinada, se realizan simultáneamente dos o más operaciones, como doblado y recorte. Se pueden combinar dos o más operaciones, como conformado, embutición, extrusión y estampación, en el componente con varias operaciones de corte, como troquelado, perforación, brochado y corte; se pueden realizar operaciones de corte y no corte en una sola herramienta.

La construcción general de la herramienta de prensado tendrá los siguientes elementos:

• Vástago: Se utiliza como pieza para instalar la matriz de la herramienta de prensa en la corredera de la máquina de prensa con la alineación adecuada .
• Placa superior: se utiliza para sujetar la mitad superior de la herramienta de prensa con la corredera de prensa. También se denomina placa de soporte.
• Placa posterior del punzón: esta placa evita que los punzones endurecidos penetren en la placa superior. También se denomina placa de presión o placa de respaldo.
• Porta punzones: Esta placa se utiliza para acomodar los punzones de la herramienta de prensa.
• Punzones: Para realizar operaciones de corte y no corte se utilizan punzones lisos o perfilados.
• Placa de matriz: La placa de matriz tendrá un perfil similar al del componente, donde las matrices de corte generalmente tienen orificios con espacio libre y angular y las matrices que no son de corte tendrán perfiles.
• Placa posterior de matriz: esta placa evita que los insertos de matriz endurecidos penetren en la placa inferior.
• Pilar guía y casquillo guía: se utilizan para la alineación entre las mitades superior e inferior de las herramientas de prensa.
• Placa inferior: se utiliza para sujetar la mitad inferior de la herramienta de prensa con la corredera de prensa.
• Placa decapante: se utiliza para retirar el componente de los punzones.
• Guías de tira: se utilizan para guiar la tira hacia la herramienta de prensa para realizar la operación.

En general, la fuerza de corte se puede calcular utilizando la fórmula: CF = L x T x ζmax

La fuerza de corte estará en Newton (N) Donde, L = Longitud de corte en mm,(perímetro del perfil a cortar) Ej: Un cuadrado de 40 mm a cortar tendrá una longitud de corte de 160 mm

T = Espesor de la chapa en mm,

ζmax = Resistencia máxima al corte de la chapa metálica en MPa

La fuerza de desprendimiento es la fuerza necesaria para expulsar la tira de los punzones, lo que ayuda a que la tira avance para la siguiente operación. La fuerza de desprendimiento será normalmente del 10 al 20 % de la fuerza de corte (CF).

La fuerza de prensa es la fuerza de corte sumada a la fuerza de desforre: Fuerza de prensa = Fuerza de corte + Fuerza de desforre

• Porta punzones y punzones =H7/k6
• Punzón y decapante = H7/k6
• Pilar guía y casquillo guía = H7/g6
• Casquillo guía y placa superior = H7/p6
• Pilar guía y placa inferior = H7/p6
• Pasador y placa = H7/m6
• Agujeros para pasadores = H7/m6