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• Harold Aguirre

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CORTE DE LAMINAS UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA

. GENERALIDADES DEL TROQUELAD PROCESO DE FORMADO DE HOJAS O LÁMINAS METÁLICAS: La fabricación de piezas a partir de un sólido existente o sólido de trabajo como: hojas, laminas, placas, alambres etc. Se denomina formado. Ejemplos de formado:

GENERALIDADES DEL TROQUELADO El troquelado de laminas es un proceso que realiza mediante el método de corte. METODO DE CORTE: El corte del metal entre los componentes del troquel es un proceso de cizallamiento en el cual el metal es sometido a fuerzas de cizallamiento entre dos bordes cortantes hasta el punto de fractura, o más allá de su última resistencia. El metal es sometido a esfuerzos tanto de tensión.

1.2 CIZALLAMIENTO: Es el proceso de corte o troquelado que se le realiza a la pieza en bruto para la fabricación de la pieza de lámina metálica

b

a

c

1.2 CIZALLAMIENTO PURO: En el caso cizallamiento puro, la máxima carga de cizallamiento es igual que la máxima carga de tracción; de tal manera, es de esperar que la deformación por cizallamiento sea mucho más extensa

VELOCIDAD DE CORTE la calidad de las orillas o bordes mejora al aumentar la velocidad del punzón; esas velocidades pueden llegar de los 10 a 12 m/s (33 a 39 pies/s)

PUNZONADO Etapa 1: el punzón hace contacto con el material y se empieza a ejercer presión hasta el límite elástico del material se excede y comienza la deformación plástica. Etapa 2: la presión continuada hace que el punzón penetre en el material, desplazando el recorte o plantilla de material dentro de la abertura de la matriz; el desplazamiento iguala la cantidad de penetración. Etapa 3: ocurre la fractura. En este punto, el recorte o plantilla se separa del material base.

LA HOLGURA En el proceso de troquelado clásico, la holgura es la separación que existente entre dos elementos de corte (punzón y matriz)

• En operaciones de corte ideales, el punzón penetra en el material a una profundidad igual a un tercio de su espesor, antes de que se produzca la fractura • Al aumentar la holgura, la orilla cizallada se vuelve mas rugosa

Grupo 1. Aleaciones de aluminio en todas sus durezas. Una holgura promedio de 4 % del espesor del material es recomendable para cortar y perforar. Grupo 2. Aleaciones de aluminio, latón, todas las durezas, aceros laminados en frío, completamente recocidos; aceros inoxidables blandos. Se recomienda un promedio de holgura del 6 % del espesor del material para el corte y perforado normal. Grupo 3. Aceros laminados en frío, medio duro, acero inoxidable, medio duro y duro. Se recomienda un promedio de holgura del 7-14 % para el corte y punzonado normal.

HOLGURA NULA. En algunos casos se viene utilizando un sistema de troquelado donde la holgura de los elementos cortantes es muy reducida, del orden de 1 % del espesor del material,

FUERZA DEL PUNZÓN La fuerza que se requiere para punzonar es básicamente, el producto por la resistencia al corte de la lámina metálica por el área que está siendo cortada. Sin embargo, la fricción entre el punzón y la pieza puede aumentar en gran medida esta fuerza. La fuerza máxima del punzón, F, se puede estimar con la ecuación  

T = es el espesor de la lámina L = es la longitud total que se corta (el perímetro del orificio) (UTS)(ultimate tensil strengh)= es el esfuerzo último de resistencia a la tensión del material

 

Estímese la fuerza requerida para punzonar un orificio de 1 pulgada (25.4mm) de diámetro a través de una hoja aleada de titanio Ti-6AL4V, recocida, de 1/8 de pulgada (3.2mm) de espesor, a la temperatura ambiente. Solución: En la tabla 6.10 UTS = 1000 MPa = 140000psi Datos T= 1/8in Utilizamos la ecuación Remplazando en esta nos queda

TROQUELADO (CORTE POR MEDIO DE UN DADO O MATRIZ) El troquelado es un proceso mecánico de producción industrial que se utiliza para trabajar en frío lámina metálica y fabricar completa o parcialmente piezas por medio de una herramienta (troquel). En el troquelado se cortan láminas sometiéndolas a esfuerzos cortantes, desarrollados entre un punzón y una matriz, El producto terminado del troquelado puede ser la lámina perforada o las piezas recortadas.

OPERACIONES DEL TROQUELADO Existen varias operaciones que se basan en le proceso de cizallado, pero en el troquelado solo se tienen en cuentas los siguientes términos. PUNSONADO: Se descarta el material cortado. OBTENCION DE LA FORMA BRUTA (blanking): La pieza interior es la importante y el resto es desecho.

Se puede llevar a cabo mediante las siguientes operaciones:

PARTIDO: corte de la lámina en dos o más piezas.

PERFORADO: punzonado de varios orificios en una lámina.

MUESCADO: remoción de piezas (o de diversas formas) de las orillas.

LANCETEADO: dejar una oreja sin quitar material alguno.

RANURADO: operaciones de corte que siguen una línea recta, trayectoria circular o curvada.

(TROQUEL) PROPIEDADES DE LAS MATRICES Y DADOS DE CORTE

EL troquel es el instrumento principal de la máquina herramienta ya que este es el que realiza los tipos de cortes al solido de trabajo, Conformado por un punzón y una matriz, también llamados ‘macho’ y ‘hembra’, respectivamente.

EL TROQUEL CONSISTE EN: La matriz que es la parte a la cual se fija el material que va a ser perforado, la matriz se considera como la hembra del troquel, debido a que ella es la encargada de sostener firmemente el material para que el punzón pueda aplicar la fuerza necesaria para realizar un corte limpio y profesional sin que el material se doble o se levante de la superficie debido a la tendencia que tiene el material a adherirse al punzón.

TIPOS DE TROQUELES TROQUEL PLANO. Su perfil es plano y la base contra la que actúa es metálica. Su movimiento es perpendicular a la plancha consiguiendo así una gran precisión en el corte.

PARTES DE UN TROQUEL (PLANO)

PUNZONES: los punzones, también conocidos como ‘machos’, tienen por objeto realizar las máximas transformaciones en la lámina (cortar, doblar, embutir, acuñar, extrusionar, etc…), a fin de obtener piezas con una calidad acorde a las medidas requeridas.

SISTEMAS DE FIJACION: - FIJACION SIMPLE:

A la hora de seleccionar o diseñar un TROQUEL PLANO se deben tener en cuenta las siguientes características: material a troquelar, número de piezas a producir y características de la prensa, a medida que aumentan la necesidad de estas características también aumenta la complejidad y el desarrollo de los troqueles de tal forma que se pueden encontrar troqueles de todo tipo:

TROQUEL COMPUESTO: Se caracterizan por realizar varias operaciones aprovechando la fuerza de la prensa y agilizando el proceso.

TROQUEL ROTATIVO. El troquel es cilíndrico y la base opuesta está hecha con un material flexible. Al contrario que en el troquelado plano, el movimiento es continúo y el registro de corte es de menor precisión. Ello es debido a que la incidencia de las cuchillas sobre la plancha se realiza de forma oblicua a la misma.

RECOMENDACIONES PARA EL DISEÑO EN EL PROCESO DE CORTE

Utilización del material: las piezas deben diseñarse para lograr el máximo aprovechamiento del material. Las formas que pueden acomodarse muy juntas son mejores que las que tienen que espaciarse sobre el material. Una pieza en forma de L se acomoda mejor que una en forma de T

APROVECHAMIENTO DE LAS SECCIONES

REDISEÑOS QUE PERMITEN UN MEJOR AHORRO DEL MATERIAL

AGUJEROS: El diámetro de los agujeros perforados no debe ser menor del espesor del material

EL ESPACIAMIENTO: El espaciamiento entre agujeros debe de tener un mínimo de 2 veces espesor del material. Aún cuando se prefieren 3 veces desde el punto de vista de la resistencia del troquel.

ARISTAS AFILADAS Las aristas externas a escuadra tienden a romper prematuramente los punzones o matrices

Una regla general es dejar la arista con un radio mínimo de redondeo de una y media veces el espesor del material y

MATERIAL EN TIRA: Este método económico y sencillo es aplicable unicamente cuando la pieza puede tener dos lados paralelos y no se requiere de uan forme especifica o tolerancias muy precisas en el ancho.

Tiras de material

Ejemplo: Calcular la cantidad de piezas que se pueden producir y el porcentaje de aprovechamiento, en un material que tiene una longitud de 2.5 m por 1 m de ancho, con la disposición de la figura 119 y 120; el espesor del material es de 1.5875 mm. (1/16).

Fig. 119 L = 30 + 2(1.5)= 33 mm No. Tiras por chapa = 1000/33 = 30 tiras No. piezas = 2500 mm./23= 108 piezas 108*30 = 3240 piezas

Fig. 120 L = 20 + 2(1.5)= 23 mm No. Tiras por chapa = 1000/23 = 43 tiras No. piezas 2500 mm./33 = 75 piezas 75 * 43 = 3225 piezas