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Albert Esteban José

M3 - Xapa

31/03/2015

1. ¿Cuáles son los procedimientos de corte más utilizados en matricería? - Corte. - Cizallado. - Punzonado. - Muescado. - Recortado. - Recalcado. - Corte interrumpido. - Corte fino o corte de precisión. 2. Definir el proceso de corte. El proceso de corte consiste en la separación, mediante punzón y matriz, de una parte del material a lo largo de una línea definida por el perímetro de ambos elementos. 3. ¿Sobre qué materiales se pueden aplicar los procedimientos de corte por matricería? Los procedimientos de corte por matricería se aplican principalmente sobre materiales metálicos, aunque también en algunos polímeros termoplásticos y elastómeros, cartón prensado, papel, cuero, mica y maderas de fibra larga.

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4. ¿Cuáles son los efectos producidos en la pieza por el corte de la chapa? - Las piezas correctamente cortadas presentan en su pared de corte, sea cual sea su espesor, una franja laminada o brillante de una anchura equivalente, aproximadamente un tercio del mismo espesor del material a cortar. - En los dos tercios restantes de la pared del material se produce una zona rugosa debida a su rotura o desgarro, formándose un ángulo ficticio respecto a la pared de corte de entre 1º y 6º, una vez fueron seccionadas las fibras del material. 5. ¿Sobre qué porcentaje del espesor de la pieza se estima la pérdida de medida nominal de ésta por efecto de la rotura del material? Alrededor de un 5% del espesor.

6. ¿Qué factores intervienen en el cálculo del esfuerzo necesario para el corte de una chapa? - El esfuerzo de corte o cizallado. - La fuerza de extracción del punzón una vez cortada la chapa. - La fuerza de expulsión de la pieza que queda alojada en la matriz.

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7. Calcular la fuerza de corte (Fc) necesaria para cortar una arandela de acero al silicio recocido de 3mm de espesor, cuyo diámetro exterior es de 48mm, sabiendo que su diámetro interior es de 26mm. (Solución: Fc=307.597 kN) Hoja aparte. 8. ¿Con que finalidad se realiza el rectificado de los punzones a diferente longitud y qué valor máximo debe tener esa diferencia? ¿Por qué motivo? La diferencia de longitud de los punzones no conviene que sea superior a un tercio del espesor de la chapa, pues con este método se produce un efecto de rebote sobre el movimiento de las prensas que trabajan por inercia. 9. En matricería, ¿qué es la fuerza de extracción y de que factores depende? Es el esfuerzo que se requiere para separar los punzones del recorte de chapa adherida a los mismos, una vez ha sido efectuado el corte. Depende del material a cortar, su espesor, de la forma de la figura y del material circundante a su perímetro de corte. 10. Calcular la fuerza de corte (Fc) y la fuerza de extracción (Fext) necesarias para punzonar un cuadrado de acero inoxidable duro de 5mm de espesor y de 40mm de lado, en el interior de una chapa cuadrada de 80mm de lado. (Solución: Fc=470.74kN; Fext=32.928kN) Hoja aparte.

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11. Calcular la fuerza de corte (Fc), la fuerza de extracción (Fext) y la fuerza de expulsión (Fexp) necesarias para punzonar un cuadrado de acero al silicio recocido de 1 mm de espesor y de 20 mm de lado, en el interior de un disco de 56 mm de diámetro. (Solución: Fc=35,20 Kn; Fext=2,464 Kn; Fexp=0,528 Kn). Hoja aparte. 12. ¿Qué es la holgura o franquicia de corte de una matriz? Es la distancia que se deja entre punzón y matriz de un mismo perfil, con objeto de aliviar la expansión lateral, producida por un efecto de la presión de los elementos cortantes de la chapa. 13. Explicar las diferencias producidas en dos utillajes iguales, el primero con una franquicia de corte demasiado grande y el segundo, con una franquicia prácticamente nula. Una tolerancia de corte demasiado grande permite una fluencia excesiva de la chapa entre el punzón y la matriz, de tal forma que no existe la compactación necesaria de las fibras para que se produzca su rotura. Una tolerancia nula o insuficiente impide la expansión del material presionado entre el punzón y la matriz. De este modo, las piezas matrizadas suelen presentar una excesiva laminación de la pared de corte. También acortará a vida útil de las herramientas de corte.

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14. ¿En cuál de los elementos cortantes debe aplicarse la tolerancia o franquicia de corte? Depende del tipo de corte a efectuar sobre la chapa. Si se trata de cortar el perímetro exterior de una pieza, la matriz deberá tener la medida nominal. Así, habrá que restar el valor de la franquicia al punzón y éste será más pequeño que la medida de la pieza. Si se desea hacer un punzonado interior o un entallado en la pieza, el punzón tendrá lamedida nominal y a la matriz deberemos sumarle el valor de tolerancia. 15. Teniendo en cuenta las tolerancias de corte, calcular las dimensiones de los punzones y de los agujeros de la matriz de un utillaje diseñado para cortar arandelas de acero duro con un 0’2% de carbono (Kc=392 N/mm2) de 5 mm de espesor, sabiendo que su diámetro exterior (D) mide 60 mm y su diámetro interior (d) es de 34 mm. (Solución: Dmatriz=60 mm; Dpunzón=59’75 mm; dmatriz=34’25 mm; dpunzon=34 mm) Hoja aparte. 16. ¿Por qué motivos suelen producirse las rebabas en las piezas cortadas? Suele producirse por el rozamiento que se genera entre el material, el punzón y la matriz durante el proceso de corte. También se producen por aristas romas o poco definidas de los elementos cortantes.

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17. ¿En qué consiste el alomado o alojamiento de una pieza? Es la pequeña curvatura que existe en las aristas formadas entre el plano y la pared de corte del material. 18. ¿Por qué motivo las piezas no salen completamente planas después de efectuar un proceso de corte? Porque la compactación de las aristas de la pieza durante el proceso de corte disminuye la elasticidad en esa zona, pero no en toda la superficie de la pieza, al variar estos valores de elasticidad, se crean tensiones en la chapa capaces de alabearla. 19. Respeto a la disposición de las piezas sobre la chapa, ¿qué valor porcentual de aprovechamiento es considerado como óptimo? 75-80%. 20. En una disposición consecutiva de piezas sobre una tira de fleje, ¿qué es el paso? Es la distancia que hay entre dos puntos homólogos de dos piezas situadas de forma consecutiva sobre un fleje de una anchura determinada por la pieza a procesar. 21. Enumera las distintas disposiciones de las piezas sobre el fleje de material atendiendo a su forma geométrica. -

Simple o normal.

-

Oblicua.

-

Doble invertida.

-

Multiple.

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22. Realizar un estudio económico para la producción de una serie de 220.000 discos de chapa de acero inoxidable de 1mm de espesor y de 32 mm de diámetro, mediante una matriz progresiva. Calcular el paso, la anchura del fleje, el peso de las piezas y el peso del material consumido para la producción de dicha serie en disposición simple y en disposición múltiple. (Solución: Disposición simple: P = 33,5mm; B = 35mm; Ppiezas = 1.388,42kg; Pmaterial = 2.024kg. Disposición múltiple: P = 33,5mm; B = 93mm; Pmaterial = 1.793,43kg) Hoja aparte. 23. ¿Cómo se desarrolla un proceso de cizallado? Similar al de corte. En este la chapa se introduce entre las dos cuchillas en posición plana y perpendicular a las mismas. Al desplazar unas cuchillas contra la chapa con cierta presión se produce una rotura de sus fibras, separándose así una porción del material.

24. ¿Cuántos tipos de cizallas existen? Dos tipos: de guillotina y de discos o circulares; según su forma. 25. ¿Qué tipos de matrices admiten las operaciones de punzonado? Coaxiales, progresivas o transferizadas. 26. Dibujar un croquis sencillo de una pinza cortada y punzonada, donde pueda verse la posición de la rebaba y el alomado de la chapa en cada operación. Pág. 122

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27. ¿Qué particularidad respecto a los defectos de corte se produce en la fabricación de piezas mediante matrices coaxiales? Debido al modo de trabajo de los elementos activos del útil, las rebabas de ambos cortes aparecen en la misma cara de la chapa. Lo mismo sucede en su cara inversa, donde se pueden apreciar el alomamiento tanto en el corte exterior como en el punzonado. 28. Citar uno de los problemas típicos del punzonado de agujeros de pequeño

diámetro.

A

continuación,

explicar

dos

posibles

soluciones a este problema. La forma de mecanizado para la caída de los retales o “pipas”, es uno de los aspectos a cuidar de manera minuciosa. La posibilidad de quedar atravesadas o atascadas en el interior de la matriz, tapándolas y provocando el pandeo y la rotura del punzón. El uso de lubricante favorece la aparición de este contratiempo. Las pipas quedan pegadas debido a que su peso mínimo les impide caer por gravedad. Pág.:123 (soluciones) 29. ¿Qué fenómeno se produce en las operaciones de muescado, respecto a las rebabas aparecidas en la pieza? Se deben tener en cuenta los mismos principios de corte que en el punzonado, en cuanto al sentido de las rebabas y el alomado de la pieza. Estas aparecerán en el lado opuesto a las del corte, si se trabaja mediante matriz progresiva o transfer. Si se trabajase mediante matriz simple, la solución será girar la chapa para que queden las rebabas en la misma cara.

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30. ¿Qué detalle debe tenerse en cuenta en las operaciones de recortado cuya superficie a recortar no sea plana? Que el punzón, la matriz y el pisador deberán tener la misma forma o curvatura que la pieza embutida, con objeto de no aplastar la chapa en el momento en que se inicia el corte. 31. ¿Sobre qué tipos de piezas es posible el desarrollo de un proceso de recortado mediante rulinas o cizallas circulares? Cuando las piezas a recortar son pieza de revolución o su forma embutida presenta cierta similitud con éstas, y cuando el corte pueda efectuarse sobre la pared lateral de dichas piezas. 32. ¿En qué consiste el proceso de recalcado de una chapa? Es un proceso de punzonado que ha sido interrumpido en el instante preciso de la rotura de fibras del material y la separación del recorte o pipa. En consecuencia, el perimetro del punzón ha desplazado el material de su plano original, formando una especie de tetón, sin llegar a separarlo de la chapa. 33. ¿Qué aplicación tiene este proceso? Suele aplicarse en piezas que posteriormente deberán ser soldadas por puntos (el tetón sirve como material de aportación). También se utiliza en la producción de piezas que tengan que guardar una determinada posición respecto a otras. 34. ¿Por qué motivo debe dotarse a la matriz de unas varillas expulsoras en la zona próxima donde se produce una operación de recalcado? Porqué el material que queda dentro de la matriz se ha expandido hacia las paredes del corte y tendrá dificultad para salir por sí solo. Unitat Formativa de Tall

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35. Cita algunas aplicaciones del procedimiento de semicorte o corte interrumpido. - Producción de piezas cuyo diseño presenta alguna pestaña o patilla no soldada. - Aplicación de semicortes de refuerzo sobre superfícies planas de una pieza que requiera una determinada consistencia. - Fabricación de rejillas de ventilación. 36. ¿Cuáles son los principales detalles constructivos de una matriz de corte interrumpido? - Trabajar siempre con la chapa pisada. - Redondear o matar las aristas de los elementos de cortye en la zona de perímetro que no se desea cortar. - Afilar el plano de la cara de corte del punzón con la inclinación o la forma que deba tener la pieza una vez acabada, teniendo en cuenta la posible recuperación del material por su propia elasticidad. - Dotar al utillaje de unos topes que limiten el punto inferior de su recorrido, para evitar el arrastre o estirado del material en dicha zona, dando lugar a su rotura. 37. Cita algunas aplicaciones del procedimiento de corte fino. - Producir piezas de chapa cuyas paredes y aristas de corte pueden alcanzar tolerancias dimensionales que rondan los 15 mm y rugosidades menores de 1mm. - Operaciones de recalcado. - Pequeños estampados. - Obtención de avellanados.

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38. Cita algunas particularidades de las piezas obtenidas por corte fino. - Las superficies obtenidas son mucho más planas que las obtenidas con corte convencional. - El volumen de rebabas en las aristas de la pieza y los radios de alomado són mínimos, se consiguen filos o cantos unas 10 veces más precisos. 39. En los procesos de corte fino, ¿sobre qué porcentaje del espesor de la pieza se estima la pérdida de medida nominal de la misma por efecto de la rotura del material? Sobre el 60% de espesor con relación a los diámetros de la chapa. 40. ¿En qué consiste y cuál es la función del dentado anular de la placa de presión de una matriz de corte fino? Impide la fluidez excesiva de la chapa en la zona de corte proximidades

durante

la

operación,

actuando

como

freno

minimizando cualquier desplazamiento de las fibras del material.

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