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UNIVERSIDAD MICHOACANA DE SAN NICOLAS DE HIDALGO

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

DISEO DE TROQUELES DE CORTE Y DOBLADO

Asesor de Tesis:

M. en I. Jess Perea Nez

TESIS PROFESIONAL

QUE PARA OBTENER EL TITULO DEINGENIERO MECANICO PRESENTA

ENRIQUE RAMIREZ OLVERA

OCTUBRE DE 2007, MORELIA, MICHOACN

Firmado digitalmente por

AUTOMATIZACION

Nombre de

reconocimiento (DN):

cn=AUTOMATIZACION,

c=MX, o=UMSNH,

ou=DGB,

email=soporte@biblioteca

.dgb.umich.mx

Ubicacin: MORELA

MICHOACAN

Fecha: 2011.04.12

13:01:23 -05'00'


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AGRADECIMIENTOS

Esta Tesis es el resultado del trabajo realizado en la empresa RadiadoresAutomotrices SA de CV, especficamente en el rea de diseo de herramentalespara la fabricacin y ensamble de radiadores automotrices.Terminarla no hubiera sido posible sin el apoyo y aliento de muchas personas queaqu voy a mencionar.

A Dios, por haberme permitido explorar y aplicar una parte importante delconocimiento cientfico y por darme fuerzas para seguir mejorando da con da.

Agradecimiento especial para mi madre y padre que con su apoyo incondicional,cario y comprensin me han llevado a ser lo que soy.

Para mi esposa Blanquita, tambin un agradecimiento muy especial; ellacontribuyo significativamente al desarrollo de esta Tesis, con trabajo, amor, apoyo ycomprensin

A mi hijo Kikn, quien ahora se ha convertido en uno de mis motores para continuar

mi superacin como persona y como profesionista

En general a todos nuestros queridos profesores y amigos de la UniversidadMichoacana de San Nicols de Hidalgo, que siempre me llevaron a nuevoshorizontes del conocimiento aun cuando pensaba que ya no haba ms.

Ing. Enrique Ramrez Olvera


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INDICE

INTRODUCCION Y OBJETIVO ............................................................................... 6

CAPITULO 1. ANTECEDENTES DE TROQUELADO.............................................7CAPITULO 2. PRINCIPALES MATERIALES A TROQUELAR............................... 9

2.1PROPIEDADES MECNICAS DE LOS MATERIALES .................................................... 92.1.2 Deformacin ............................................................................................. 92.1.3 Elasticidad ................................................................................................ 92.1.4 Plasticidad .............................................................................................. 102.1.5 Esfuerzo o fatiga..................................................................................... 102.1.6 Deformacin unitaria............................................................................... 102.1.7 Ley de Hooke.......................................................................................... 112.1.8 Mdulo de Young E o Elasticidad Longitudinal....................................... 112.1.9 Alargamiento mximo. ............................................................................ 112.1.10 Deformacin permanente ..................................................................... 122.1.11 Resistencia (y dureza) RC.................................................................... 132.1.12 Dureza .................................................................................................. 132.1.13 Tenacidad............................................................................................. 132.1.14 Elasticidad longitudinal Mdulo de compresibilidad B .......................142.1.15 Mdulo de rigidez n .............................................................................. 142.1.16 Capacidad calorfica ............................................................................. 152.1.17 Expansin trmica ................................................................................ 152.1.18 Conductividad trmica ..........................................................................15

2.2CIZALLAMIENTO ............................................................................................... 162.2.1 Cargas de cizallamiento ......................................................................... 162.2.2 Cizallamiento puro .................................................................................. 17

CAPITULO 3. DESCRIPCIN DE LAS PARTES DE UNA TROQUELADORA YDE LAS PARTES DE UN TROQUEL..................................................................... 18

3.1PRENSAS MECNICAS (TROQUELADORAS) E HIDRULICAS .................................. 183.1.1 Descripcin de mquinas troqueladoras................................................ 183.1.2 Clasificacin y funcionamiento................................................................ 18

3.1.3SISTEMAS DE SEGURIDAD EN PRENSAS ........................................................... 253.2PARTES DE UN TROQUEL .................................................................................. 27

3.2.1 Conjuntos principales ............................................................................. 283.2.2 Espiga.....................................................................................................29

3.2.3 Placa superior......................................................................................... 313.2.4 Placa inferior o placa base .....................................................................313.2.5 Placa base por columnas ....................................................................... 333.2.6 Base con columnas y bujes.................................................................... 343.2.7 Columnas y bujes ................................................................................... 393.2.8 Placa Porta punzones............................................................................. 443.2.9 Punzones................................................................................................ 473.2.10 Sistema de fijacin................................................................................ 48


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3.2.11 Placa matriz.......................................................................................... 513.2.12 Guas laterales...................................................................................... 533.2.13 Extractores o placa gua .......................................................................543.2.14 Pilotos centradores............................................................................... 573.2.15 Pasadores............................................................................................. 59

3.2.16 Topes y cuchillas de avance................................................................. 613.2.17 Resortes para matricera ...................................................................... 683.2.18 Tornillos Allen y cabeza cilndrica......................................................... 71

CAPITULO 4. CLCULO, APLICACIONES Y DISEO DE LOS DIFERENTESTROQUELES ......................................................................................................... 73

4.1PUNZONADO....................................................................................................734.1.1 Aspectos de pieza .................................................................................. 734.1.2 Centro de presin ................................................................................... 754.1.3 Disposicin de la pieza en la tira ............................................................ 784.1.4 Paso ....................................................................................................... 804.1.5 Porcentaje de aprovechamiento del material.......................................... 814.1.6 Clculo de arandelas .............................................................................. 844.1.7 Esfuerzo de corte requerido ................................................................... 864.1.8 Diseo general de matrices .................................................................... 904.1.9 Juego entre matriz y punzn................................................................... 954.1.10 Extractores............................................................................................ 974.1.11 Dimensiones del punzn ...................................................................... 98

4.2DOBLADO ......................................................................................................1054.2.1 Definicin.............................................................................................. 1054.2.2 Dobladores simples .............................................................................. 1054.2.3 Guas de la pieza.................................................................................. 1064.2.4 Desarrollo del material ..........................................................................1074.2.5 Esfuerzo de doblado.............................................................................1134.2.6 Doblado con mecanismos elsticos...................................................... 116

4.3EMBUTIDO.....................................................................................................1214.3.1 Definicin.............................................................................................. 1214.3.2 Fenmenos de la Embuticin ............................................................... 1214.3.3 Juego entre matriz y punzn................................................................. 1234.3.4 Radios de Embuticin........................................................................... 1244.3.5 Desarrollo del Embutido ....................................................................... 1254.3.6 Frmulas para desarrollos .................................................................... 1284.3.7 Lubricacin ........................................................................................... 1304.3.8 Esfuerzo de Embutido .......................................................................... 1304.3.9 Tipos de Embutidos.............................................................................. 1314.3.10 Embutido de Cuerpos Llanos Grandes............................................... 135

CAPITULO 5. TRATAMIENTOS TRMICOS Y SUS APLICACIONES...............137

5.1DEFINICIN ................................................................................................... 1375.2TIPOS DE TRATAMIENTOS TRMICOS ............................................................... 137

5.2.1 Recocido de regeneracin. ................................................................... 1375.2.2 Globalizacin ........................................................................................ 139


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5.2.3 Recocido contra acritud ........................................................................ 1395.2.4 Normalizado.......................................................................................... 1405.2.5 Temple..................................................................................................140

5.3ACEROS DE HERRAMIENTAS ........................................................................... 1415.3.1 Clasificacin de los aceros de herramientas ........................................ 141

5.3.2 Eleccin de los aceros de herramientas............................................... 1425.5.COMPARACIN DE LAS DIFERENTES PROPIEDADES DE LOS ACEROS DEHERRAMIENTAS....................................................................................................144

5.5.1 Indeformabilidad ................................................................................... 1445.5.2 Penetracin del temple. ........................................................................ 1445.5.3 Tenacidad ............................................................................................. 1455.5.4 Resistencia al desgaste........................................................................ 1455.5.5 Dureza en caliente................................................................................ 1455.5.6 Maquinabilidad...................................................................................... 1455.5.7 Resistencia a la carburacin................................................................. 1465.5.8 Nombres comerciales de aceros .......................................................... 147

5.5.9 Tratamiento trmico de los aceros de herramientas............................. 1505.5.10 Rotura de las herramientas................................................................. 151

CAPITULO 6. APLICACIONES PRCTICAS DE DISEO DE TROQUELES.... 152

6.1EJEMPLOS DE APLICACIONES PRCTICAS ......................................................... 1526.2OTRAS SUGERENCIAS DE TRABAJO ................................................................. 184CONCLUSIONES Y BIBLIOGRAFA ........................................................................... 198

Conclusiones ................................................................................................. 198Bibliografa..................................................................................................... 199


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Al inicio de esta Tesis se dedicar una pequea parte de la misma a la historia,conocimientos ancestrales, materiales y herramientas que dieron origen a losprincipios de troquelado (corte, doblado y embutido).

Como hemos apreciado, la evolucin de la tecnologa de la construccin de lostroqueles ha sido de tal naturaleza, que al aplicar los nuevos procedimientos detrabajo se ha pasado de un oficio artesanal, que requiere personal muyespecializado con gran experiencia y entrenamiento, a un trabajo sumamentetecnificado, que tiene su origen en la oficina de planeacin de proyectos y va desdesta directamente a la mquina, para ejecutar y ensamblar las herramientas

Con ello, la fabricacin de herramientas ha pasado a ser un sistema de fabricacinintegral, en la que intervienen decisivamente la buena planeacin, la organizacin,la normalizacin, la planificacin y la tecnologa de construccin.

En la presente Tesis se han pretendido estudiar de modo sistemtico, los distintostipos de trabajo que pueden ser realizados mediante el punzonado, embutido ydoblado. En este trabajo empleamos la expresin Teora de la elasticidad, paraexplicar las teoras que tienen que ver con un cambio de forma debido a laaplicacin de carga.

Actualmente, en nuestro pas existe un gran nmero de pequeas y medianas

empresas de giro metal mecnico, cuyos procesos son an muy artesanales y quela productividad, precisin y calidad de sus partes dependen ms de la habilidaddel personal que del tipo de herramientas utilizadas en sus procesos.

Al investigar el tema de troquelado, nos encontramos con la limitante de que lainformacin al respecto es muy escasa. Por lo que en este trabajo de investigacinse plasma la experiencia de matriceros expertos en el diseo de troqueles, juntocon la teora del clculo y diseo de dichos troqueles.

El principal objetivo de esta Tesis es poner a disposicin de los estudiantes deIngeniera Mecnica y del pblico en general, informacin terica del clculo y

diseo de troqueles, as como un buen nmero de ejemplos prcticos de aplicacinde los mismos. Tratamos de que esto pueda ser de beneficio para muchas de laspequeas y medianas empresas de giro metal mecnico existentes en el pas.

INTRODUCCION Y OBJETIVO


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Casi todos los metales conducen bien el calor y la electricidad y muchos de losmetales comunes se pueden mezclar entre si formando aleaciones, sustancias conpropiedades distintas a la de los metales originales, pero ms tiles en ciertas

aplicaciones.

El hombre primitivo no conoca muchas propiedades de los metales, peroapreciaba su tenacidad y durabilidad, su dureza y su aptitud para ser trabajados encasi todas las formas deseadas.Tambin descubri el lustre inalterable de algunos metales, que por este motivo,unido a su aspecto y rareza, se emplearon para hacer monedas y adornospersonales, por lo que se reconocieron como preciosos.Cabe sealar que cuando requeran moldear una herramienta o cualquierinstrumento de trabajo, lo realizaban a golpes con algo similar a lo que ahorallamamos marro.

Hace 6000 aos aproximadamente, algunas civilizaciones haban aprendido ya atrabajar el oro, la plata y quizs el estao. La metalurgia inicial naci del hallazgode metales nativos (que se presentan naturalmente en estado metlico), pero elhombre aprendi poco a poco a extraer metales de sus respectivos mineralescompuestos metlicos, tostndolos en hornos, generalmente en presencia decarbn vegetal. Hacia el 1400 ya se poda generar la temperatura de fusin delhierro, en hornos soplados por fuelles movidos por agua.

Una vez que se pudo fundir el metal, se empez a verter en moldes, en forma delquido rojo-blanco, dejndolo enfriar para obtener un vaciado. Los hombres fueron

aprendiendo la forma de hacer moldes ms complicados, preparados para abrirse ysacar el objeto moldeado. Pero el mtodo ms primitivo para dar forma a losmetales era la forja, en el que el metal no se funde, si no que slo se calienta paraablandarlo y luego se le da una forma a martillazos. Los herreros fuerondesarrollando una serie de herramientas de diversas formas (clave) para trabajar elmetal caliente, una de las primeras fue el yunque.

Aprendieron a reconocer a simple vista la calidad del metal, apreciando sutemperatura exacta para trabajarlo adecuadamente antes que se enfriase.Los estaderos medievales tenan que confeccionar hojas que fueran duras porfuera (por lo que tendan a ser quebradizas), para que tuvieran un filo cortante,pero con el interior tenaz y flexible.

Al paso de los siglos se fueron perfeccionando una legin de objetos familiares,diferentes en cada regin o pas, pero cumpliendo todos su funcin.Cuchillos, rejas de arado, herraduras, goznes, pestillos, asadores, atizadores,parrillas, tenazas y espuelas eran objetos cotidianos tpicos, hechos sin esquemasni medidas previos, bastando la pericia y experiencia. As era tambin el trabajo del

joyero, cuya destreza le permita dar forma a objetos valiosos y delicados al mismotiempo. En la realizacin de joyas se us por primera vez la soldadura indirecta,

CAPITULO 1. Antecedentes de troquelado


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utilizando una aleacin de bajo punto de fusin para unir a otras partes metlicas.Tambin fueron los joyeros los primeros que batieron los metales para hacer hilosmetlicos, aunque en el renacimiento se descubri una forma de estirar alambretirando de l a travs de un agujero.

Desde que Hiram de Tiro, hizo las columnas del templo de Salomn en metal, loshombres han continuado trabajando metales para la construccin, sobre todo pormoldeo y forja. El moldeo consiste en verter metal fundido dentro de un molde; enel forjado se bate el metal caliente o fro hasta darle forma con un martillo. Estosson todava los dos procesos bsicos del trabajo con metales.

Ambos procesos se pueden emplear para producir artculos en los que la precisinno es de primera importancia. Pero cuando la precisin es esencial, las fundicionessuministran metal en forma de productos bsicos semi-elaborados, como lingotes,coladas, chapas, barras y tubos, para mecanizarlos despus hasta darles la formarequerida.

El tradicional moldeo por arena, empleado por algunos escultores, se ha de utilizarpara formas grandes o irregulares, especialmente en hierro y acero.Las masas slidas enormes, como la hlice de un petrolero gigante, slo sepueden hacer as. El moldeado, una vez terminado, necesita mecanizarse y pulirsehasta su exacto perfil y acabado.

Algunas piezas pequeas de metal se pueden hacer por el repetitivo proceso demoldeo en matrices. Tambin existen objetos especiales, como alabes de turbinaspara motores a reaccin, que se han de hacer con metales que permanezcan muyduros, incluso cuando soportan temperaturas muy altas; a menudo, el moldeo es lanica forma barata de hacerlos, aunque sean muy pequeos.

La forja puede ser la solucin para muchos otros objetos de todos los tamaos. Elequivalente moderno del macho de herrero es la gigantesca prensa hidrulica. Seusa para grandes masas de metal, comprimiendo tochos al rojo-blanco con fuerzashasta 50,000 Tm. Para productos pequeos se emplea el matrizado o troquelado.La pieza en blanco, blanda y caliente, se golpea entre dos matrices de formaprecisa que se juntan en perfecta correspondencia.

Una variacin del forjado es el laminado en caliente. Un lingote o bloom que estal rojo pasa entre un par de rodillos que giran en un sentido contrario y locomprime.Puede hacer docenas de pasadas, recalentndose a veces, a medida que se hacems largo y fino. En la ltima instancia, se convertir en una tira exacta, una barrade perfil angular, una viga estructural, un rail de tren o en tubos sin soldadura.


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2.1 Propiedades mecnicas de los materiales

2.1.2 Deformacin

En un material ocurre cuando se aplica una o varias fuerzas externas, un materialabsorbe energa, ya que una fuerza acta a lo largo de la deformacin, llamadadeformacin al valor de la alteracin por unidad de longitud y esfuerzo a la fuerzapor unidad de rea.

2.1.3 ElasticidadEs la propiedad que tienen todos los cuerpos en virtud de los cuales tienden arecuperar su forma o tamao primitivo despus de una deformacin y al cesar lasfuerzas exteriores aplicadas que la provocan.

Podemos decir que un material es perfectamente elstico, cuando toda la

deformacin producida por un esfuerzo desaparece al cesar la carga que lo origina.Dentro de ciertos lmites, lo expresado es cierto para la mayora de los cuerposslidos; sin embargo, las deformaciones producidas por la aplicacin de una cargatienen un lmite, este lmite es aquel en el cual el material, al cesar la carga, serecupera, desapareciendo la deformacin sobre l producida. Por lo tanto, si a unmaterial se aplica un esfuerzo superior a su lmite elstico, despus de cesar talesfuerzo, el material no se recupera totalmente, sino que la totalidad o parte de ladeformacin producida permanece de manera constante. De tal modo, podemosexpresar que la regin plstica de un material comienza en el punto de su lmiteelstico y se extiende hasta el momento de la rotura, es decir, hasta el instante enque la carga aplicada es superior a la resistencia del material, la cohesin

molecular es vencida y aquel se rompe.

La deformacin elsticaEs la producida por los esfuerzos comprendidos dentro de los lmites de laelasticidad, tambin se suele aplicar frecuentemente este trmino a la parte dedeformacin que desaparece al cesar el esfuerzo, a pesar de que hayan sidorebasados los lmites elsticos.Cuando un cuerpo slido es deformado por la aplicacin de una carga, se alteransu forma y su volumen; sin embargo, se pueden variar de volumen sin cambiar deforma, lo cual ocurre cuando, por ejemplo, se comprime un cubo geomtrico pormedio de la presin hidrosttica, reduciendo por consiguiente, la longitud de sus

aristas. Este fenmeno se llama elasticidad de volumen; sin embargo, los slidoscomo los lquidos son en general muy poco comprensibles.El tipo ms frecuente de deformacin elstica, es la llamada elasticidad de forma yse mide en razn del esfuerzo que produce el cambio de forma o deformacin. Uncuerpo puede ser deformado por la accin de una o ms cargas combinadas, estosesfuerzos pueden ser de torsin, traccin, flexin y compresin.

CAPITULO 2. Principales materiales a troquelar


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2.1.4 PlasticidadLa regin plstica de un metal comienza en el punto en que se rebasa el lmiteelstico y se extiende hasta el punto mximo de carga, es decir, el momento derotura. Sin embargo, no toda esta regin es perfectamente plstica, las partesprximas al lmite elstico y al momento de rotura pueden considerarse menos

plsticas que el punto medio de la zona denominada regin plstica. De un cuerpose puede solamente decir que es perfectamente plstico, cuando conserva toda ladeformacin producida por la carga que se aplica, despus de retirada la misma.Un cuerpo perfectamente plstico, tiene la propiedad de fluir bajo la accin dediversos esfuerzos desiguales, ejercidos en distintas direcciones, de modo muysemejante a los lquidos. Solamente en virtud de esta propiedad, es posibledeformar convenientemente los metales sometidos a procedimientos tales como laembuticin, la extrusin y en menor grado, el doblado.

Una caracterstica notable de los metales es la ductilidad, propiedad que tienenestos de ser estirados en hilos muy finos. Durante la extensin dctil, el metal

posee una plasticidad muy grande y cierto grado de elasticidad. La falta deductilidad se llama fragilidad o agrura. Un material disminuye en plasticidad yelasticidad, se vuelve agrio cuando se le somete persistentemente a una extensindctil, o bien se ve rebasada la regin plstica y nos vamos acercando a sumomento de rotura. Tambin se pueden modificar las caractersticas elsticas yplsticas de un metal, cuando se le somete a esfuerzos repetidos de fatiga ovibraciones continuadas.

2.1.5 Esfuerzo o fatigaEs la medida de fuerza aplicada por unidad de superficie, que produce o tiende aproducir una deformacin en el cuerpo. Se expresa en dinas/cm., N/m. Kp/m.

2.1.6 Deformacin unitariaEs la deformacin por la unidad de longitud, se mide por la relacin entre lavariacin experimentada por alguna dimensin del cuerpo y el valor de estadimensin antes de la deformacin. La deformacin unitaria es un nmero puroadimensional.

A

F

actaquelasobreerficieladeArea

FuerzafatigaoEsfuerzo ==

sup

==

inicialLongitudlongitudladeVariacinensionalaunitarianDeformaci dim


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2.1.7 Ley de HookeLa relacin o cociente entre el esfuerzo aplicado y la deformacin unitariaproducida en un cuerpo es constante, siempre que no se sobrepase el lmiteelstico correspondiente.Dicha constante, recibe el nombre de mdulo de elasticidad del material de que

est constituido el cuerpo.

2.1.8 Mdulo de Young Eo Elasticidad LongitudinalSi se aplica una fuerza de extensin o traccin F, sobre y en direccin de unalambre o varilla de longitud l y seccin recta A, experimenta un alargamientoincremento de l. Estas condiciones definen el mdulo de Young Epor:

Se expresa en dinas/cm2, N/m2, Kp/m2.

El valor de E slo depende del material, no de sus dimensiones.

La prctica ensea que, cuando un material es sometido a un esfuerzo semodifican, con la variacin de este, las propiedades mecnicas del mismo material.Tambin es fcil observar que las citadas propiedades se encuentran ntimamente

ligadas entre s y que la modificacin de una de ellas hace variar notablemente lasdems, hasta desaparecer incluso totalmente. As, por ejemplo, cuandodesaparece la elasticidad y antes de aparecer la regin plstica, aparece la regindctil, es decir, aquella que se encuentra formada por caractersticas elsticoplsticas; y cuando desaparece la ductilidad, comienza plenamente la reginplstica, que a su vez, conforme se extiende y se acerca el momento de rotura, vadesapareciendo hasta convertirse el material en agrio, es decir, frgil.

2.1.9 Alargamiento mximo.El alargamiento total en el instante de la rotura, se llama alargamiento mximo del

material, esto es, la cantidad de estirado que permite el material antes de su rotura.Para aleaciones tpicas del aluminio, este valor es aproximadamente de 19%. Semuestra un diagrama tpico de cargas y alargamiento.

unitarianDeformaci

EsfuerzodelasticidadeMdulo =

IA

FI

IIAF

unitarianDeformaci

allongitudinEsfuerzoE

=

==


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Sin embargo, en los trabajos de embuticin las longitudes estiradas varanconsiderablemente, desde valores muy pequeos como por ejemplo, 6 mm., en elcaso de un doblez brusco, hasta valores muy grandes, tales como variosdecmetros, como en el caso de planchas conformadas por estirado. Considerandolo expuesto, se comprende que haya sido necesario determinar los alargamientosmximos en estas condiciones tan variables.

2.1.10 Deformacin permanenteEl diagrama de cargas y alargamiento normal representa los resultados de laaplicacin de una carga unidireccional hasta la rotura. Considerando, sin embargo,que las operaciones de embuticin no llegan al punto de rotura, es interesanteconocer el comportamiento de los metales despus de quitarles la carga y, enalgunos casos, despus de volvrsela a aplicar. Las consecuencias de msimportancia son:

a) Durante la disminucin de la carga, el diagrama de cargas y alargamiento esprcticamente elstico, esto es, una lnea recta de la misma pendiente quela parte elstica del diagrama bsico.

b) Al volver a cargar, el nuevo diagrama tiende a seguir la lnea de descargahasta alcanzar la curva bsica, despus de lo cual sigue el curso de esta. Enel diagrama se muestran los detalles de dos cargas sucesivas. Si aplicamosmayor nmero de cargas y descargas, apreciamos la misma tendenciageneral ya expuesta.

DIAGRAMA DE TIPO DE CARGA Y ALARGAMIENTODIAGRAMA DE TIPO DE CARGA Y ALARGAMIENTODiagrama de tipo de carga y alargamiento


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Si la carga aplicada se mantiene hasta bien entrada la regin plstica, elalargamiento permanente ser grande, comparado con la recuperacin elstica.Por otra parte, cualquier condicin de carga que no lleve el material ms all dellmite elstico, es decir, que no vaya ms all de la parte recta inicial del diagramade c., y a., nos dar una recuperacin completamente elstica. Como ejemplo detales casos extremos se pueden citar dos:

1) Un metal blando, como el plomo, tiene un lmite elstico muy bajo y unalargamiento muy grande.

2) Un metal duro, como un muelle de acero, tiene un lmite elstico muyelevado y un alargamiento muy pequeo.

2.1.11 Resistencia (y dureza) RCEs la capacidad de un material para resistir la deformacin plstica. Se calculadividiendo la fuerza que inicia la cedencia entre el valor de rea transversal.

2.1.12 DurezaEst definida como la resistencia de un material a la penetracin de su superficie,

la resistencia y la dureza estn ntimamente ligados entre si.2.1.13 TenacidadEs una medida de la energa necesaria para romper un material, esta es opuesta ala resistencia. Un material dctil con la misma resistencia que un no dctil,requerir mayor energa para su ruptura y ser ms tenaz.

Variacin del alargamiento en funcin de la longitud base

Curva A (Regin completa)

Curva B (igual a A, en mayor escala)

Variacin del alargamiento en funcin de la longitud base

Curva A (Regin completa)

Curva B (igual a A, en mayor escala)


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2.1.14 Elasticidad longitudinal Mdulo de compresibilidad BEn un cuerpo sometido a una presin hidrosttica (situado en el interior de unfluido), sobre cada elemento de superficie que se considera, acta la misma fuerzanormal en ella. La forma del cuerpo no cambia, pero su volumen disminuye.

El recproco del mdulo de compresibilidad o de volumen de una sustancia sedenomina coeficiente de compresibilidad de la misma.

2.1.15 Mdulo de rigidez nSe denomina mdulo de rigidez a las fuerzas tangenciales F que ejercen en uncuerpo de igual mdulo y direccin, pero de sentido contrario, sufriendo undesplazamiento angular medio que altera la forma del cuerpo, pero no su volumen.

V

pV

VV

p

volumendeunitarianDeformaci

ovolumtricEsfuerzoB

=

==

V

V

VprimariaVolmen

VvolumendeucinDisvolumendeunitarianDeformaci

=

=

min

presindeVariacinreadeunidadpornormalFuerzaA

FovolumtricEsfuerzo ==

A

F

desplazasequeerficieladeArea

aplicadagencialFuerzatecorEsfuerzo ==

sup

tantan

F

F

F

F


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Como S/l es normalmente muy pequeo, se puede considerar igual al ngulo decizalla expresado en radianes

2.1.16 Capacidad calorficaUna distincin importante que se debe hacer es la diferencia entre temperatura ycalor. La temperatura de acuerdo con la teora cintica, es una medida de laenerga calorfica, la cual se puede medir mediante un termmetro.

El calor es una energa trmica capaz de elevar la temperatura, dilatar o fundir; lasdos estn relacionadas a travs de la capacidad calorfica. Se presentan losdiferentes calores de transformacin que son de importancia: calor de vaporizaciny calor de fusin; los dos implican un cambio dentro del material.

2.1.17 Expansin trmicaLa expansin que se produce durante el calentamiento se debe a las vibracionestrmicas ms intensas de los tomos.

En una primera aproximacin el aumento de la longitud, L/L es proporcional alcambio de temperatura T.

L/L = x1Tx1 = coeficiente de expansin lineal.

2.1.18 Conductividad trmicaLa forma ms comn de transferencia de calor a travs de los slidos es porconduccin. La conductividad trmica k, es la constante de proporcionalidad querelaciona el flujo de calor Q y el gradiente trmico T / X

En el estado transitorio, la transferencia trmica produce un cambio de temperaturay por lo tanto, reduce el gradiente trmico. Bajo tales condiciones la difusintrmica h es importante:

k = conductividad trmica (energa/cm2 x seg.) / (C/cm.)

l

s

deslizansequecarasdosentreciaDis

oCorrimienttecornDeformaci ==

tantan

A

EAF

l

sA

F

tecorndeformaci

tecorEsfuerzon ====

tan

tan

( )( )12

12

xx

TTQ

=

=

ch


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c = capacidad calorfica (energa /g (C))p = densidad (g/cm3)h = cm2/seg.

TABLA 2.1 Propiedades de materiales (20C)

Mdulo deElasticidadMateriales Densidad 9/cm3

Conductibilidadtrmica joule x cm. /C cm2 s**

Expansin linealC-1 Psi Mpa

Aluminio 2.7 2.222.5 x10-6

10 x 106 70000

Aleaciones dealuminio

2.7 1.6 22 x 10-6 10 x 106 70000

Latn (70cu-30Zn) 8.5 1.2 20 10-6 16 x 106 11000Bronce (95Cu-5Sn) 8.8 0.8 18 x 10-6 16 x 106 11000

Hierro fundido (gris) 7.15 10 x 10-620 x10+-6

14000(+-)

Hierro fundido(blanco) 7.7 9 x 10-6 30 x 106 20500

Cobre (99.9) 8.9 4 17 x 10-6 16 x 106 110000

Hierro 99.9 +) 7.87 0.7211.7 x10-6

30 x 106 205000

Plomo 11.34 0.33 29 x 10-6 2 x 106 14000

Magnesio 1.74 1.6 25 x 10-66.5 x106

45000

Monel (70Ni-30Cu) 8.8 0.25 15 x 10-6 26 x 106 180000Plata 10.4 4.1 18 x 10-6 11 x 106 75000

Acero (1020) 7..86 0.5

11.7 x

10-6 30 x 10

6

205000Acero (1040) 7.85 0.48

11.3 x10-6

30 x 106 205000

Acero (1080) 7.84 0.4610.8 x10-6

30 x 106 205000

Acero (18Cr-8Niinoxidable)

7.93 0.15 9 x 10-6 30 x 106 205000

2.2 Cizallamiento

2.2.1 Cargas de cizallamientoPara todos los fines prcticos, puede decirse que las deformaciones permanentesson por completo el resultado de deformaciones por cizallamiento. Talesdeformaciones suponen un cambio de forma sin cambio de volumen; este es,naturalmente, el caso deseado en la embuticin. En la condicin de cizallamientopuro, existen planos sobre los cuales toda accin se reduce a un resbalamiento;esto es, no existe ninguna tendencia que obligue los planos a ser separados.Suponiendo que el material sea sometido a una carga de cizallamiento losuficientemente grande para originar tal resbalamiento, el resultado ser una


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deformacin permanente sin rotura, siempre y cuando las condiciones de cargasoriginen en otro plano cargas normales lo suficientemente grandes para originar laseparacin.

2.2.2 Cizallamiento puro

En el caso cizallamiento puro, la mxima carga de cizallamiento es igual que lamxima carga de traccin; de tal manera, es de esperar que la deformacin porcizallamiento sea mucho ms extensa, que en caso de traccin sencilla antes deque llegue el momento de la separacin; adems, esto se ve favorecido por laexistencia de planos de cizallamiento mximo, sin componentes normales de cargaque permiten que la accin del resbalamiento tenga lugar en estos planos, sintendencia a separarse.

Tabla 2.2 Resistencia a la cizalladura y a la traccin determinada por SchulerResistencia al cizallado en

Kg./mm2Traccin en Kg./mm2

Material

Dulce Duro Dulce DuroAcero con 0.1% C 25 32 32 40Acero con 0.2% C 32 40 40 50Acero con 0.3% C 36 48 45 60Acero con 0.4% C 45 56 56 72Acero con 0.6% C 56 72 72 90Acero con 0.8% C 72 90 90 110Acero con 1.0% C 80 105 100 180Acero al silicio 45 56 55 65Acero inoxidable 52 56 65-70Plomo 2-3 25-40

Estao 3-4 4-5Aluminio 7-11 13-16 8-12 16-22Aluminio Duro 22 38 26 48Zinc 12 20 15 25Cobre 12-18 25-30 22-28 30-40Latn 22-30 35-40 28-35 40-60Bronce laminado 32-40 40-60 40-50 50-75Chapa de hierro 40 45Chapa de Feembutible

30-35 32-38

Chapa de Acero 45-50 55-60 60-70


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3.1 Prensas Mecnicas (Troqueladoras) e hidrulicas

3.1.1 Descripcin de mquinas troqueladorasSon mquinas de fabricacin robusta, destinadas a cortar, doblar, repujar oembutir, emplendose los diversos tipos de matrices confeccionados para esosfines. Se emplean para la fabricacin de piezas en serie, por permitir altaproduccin y uniformidad de las mismas.

3.1.2 Clasificacin y funcionamiento

Prensas mecnicasDe tornillos (balancines): Son accionadas manualmente por medio de una palancao por un volante (Fig. 1). Generalmente son utilizadas para los ensayos en la

construccin de matrices y no se recomiendan para la construccin de piezas.

De tornillo (con discos de friccin): Estas son accionadas por un motor quetransmite a travs de dos discos, movimientos alternativos o intermitentes alcabezal a voluntad del operador.

CAPITULO 3. Descripcin de las partes de una troqueladora y de laspartes de un troquel

Cabezal

Volante

Disco de Friccin

Cabezal

Volante

Disco de Friccin

Fig. 1 Prensa de tornillo


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FuncionamientoAl accionar la prensa, se presiona uno de los discos contra el volante y le transmiteel movimiento de bajada al cabezal para efectuar la operacin, luego el primerdisco se retira y se presiona el otro para dar el movimiento de subida, dichosmovimientos son controlados por topes regulables; sin embargo, el recorrido

mximo lo determina la resistencia del material a trabajar, que limita el movimiento,por lo tanto son recomendables en trabajos de acuado y estampado en caliente(Fig. 2)

Nomenclatura

A. Cuerpo,B. Buje roscado,C. Tornillo,

D. Volante.E. Eje,F. Discos de friccin,G. Cabezal,H. Gua del cabezalI. Palanca de comando,J. Topes regulable,K. Inversor.

Fig. 2 Prensa de disco y volante

La capacidad en toneladas / fuerza de estas prensas es determinada por eldimetro del husillo.

Tabla 3.1 Dimetros de husillosDimetro del tornillo

mm.Cargas aproximadasToneladas/fuerza (Tf)

30 1

35 1.540 245 3.550 555 1065 1570 20


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Prensas excntricas: Son las de uso general ya que se adaptan a la mayora de lostrabajos de matricera. Presentan dificultades para la embuticin profunda.

FuncionamientoEn estas, el volante acumula una cantidad de energa que cede al momento que la

pieza a cortar, doblar o embutir, opone resistencia al movimiento.En el eje del volante hay una excntrica que funciona por medio de una biela,dndole el movimiento alternativo al cabezal que se desliza por guas regulables,en este se acopla el conjunto superior de la matriz y en la mesa, el conjunto inferiorpor medio de tornillos y bridas (Fig. 3)

Nomenclatura

1. Motor2. Volante3. Excntrica

4. Biela5. Cabezal6. Guas de cabezal7. Matriz8. Cuerpo

Prensa simple efecto frontal: Es la que tiene la excntrica en el extremo del eje,situando la biela, cabezal y guas regulables al frente del cuerpo de la mquina.Esta puede tener mesa fija cuando es de poca potencia y va montada en un banco(Fig. 4). Las matrices son fijadas en estas con auxilio de paralelas cuando son depoca altura.

Fig. 3 Prensa excntrica

Fig. 4 Prensa simple efecto


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Las de gran potencia tienen la mesa mvil, para eliminar el uso de paralelas,obteniendo una fijacin ms firme de las matrices (Fig. 5)

Nomenclatura

A. BaseB. Mesa regulableC. Barra de comandoD. Guas regulablesE. VolanteF. Eje excntricoG. BielaH. Cavidad de salidaI. Husillo regulableJ. Volante reguladorK. Pedal

Prensas inclinables: Este tipo de prensa es generalmente utilizado en las matricesde doble efecto y su mesa dispone de un disco central con accin de un muelle,permitiendo el funcionamiento del expulsor adaptado en la matriz (Fig. 6). El ngulo

Fig. 5 Prensa simple efecto con mesa mvil


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de inclinacin de la prensa vara de 25 a 30 grados, para permitir una visin de lamatriz al operador y facilitar la salida de las piezas en combinacin con un pico deaire comprimido, que las dirige a un deslizador cayendo en un recipiente.Nomenclatura

1. Tornillo fijador de espiga2. Barra expulsora3. Conjuntos de la matriz4. Mesa de la prensa5. Base6. Pedal7. Volante8. Cuerpo inclinable9. Motor10. Tornillo fijador de cuerpo11. Deslizador para cada de piezas

12. Recipiente

Prensas de doble efecto: Son las que realizan acciones distintas y sucesivas.Tienen dos cabezales, uno interior a otro, cuyo movimiento es retardado respectoal exterior un cuarto de vuelta. El interior es movido por una excntrica como en lasprensas de simple efecto, en la cual se fija generalmente el punzn para embutir enlas matrices correspondientes. El exterior es movido por una leva que acciona a laprensa chapa y cortador en algunos casos (Fig. 7)

Fig. 6 Prensa inclinable


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Nomenclatura

A. ExcntricoB. BielaC. GuasD. Chapa de embutirE. MesaF. Conjunto inferiorG. Prensa chapaH. PunznI. Cabezal interiorJ. Cabezal exteriorK. Leva

Prensas hidrulicasSon las que tienen sus movimientos dirigidos por presin de aceite. Utilizadasgeneralmente para estampas de grandes dimensiones. Para poder competir conlas mecnicas, debe tener las ventajas de estas, alta velocidad de trabajo yautonoma. La bomba de mbolo rotativa de alimentacin variable, presenta lacaracterstica de conferir al curso de la prensa en velocidad mxima cuando lapresin es mnima y a velocidad mnima cuando la presin es mxima. Por lo tanto,tenemos que el cabezal de la prensa desciende rpidamente sin ejercer presin,inicindose el estampado de la chapa, previamente colocada sobre el conjuntoinferior; la velocidad disminuye y rpidamente desenvuelve toda la presin

Fig. 7 Prensa de doble efecto


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requerida para la ejecucin del estampado. Terminada la accin del cabezalretorna a la parte superior a gran velocidad, ya que la nica fuerza necesaria es elpeso de este. Es evidente por este motivo, que la bomba ofrece medios capaces deconferir el curso del cabezal a varias velocidades, en funcin de la presinnecesaria. Estas pueden ser de simple, doble (Fig. 8) y triple efecto.

A. Expulsor inferiorB. Conjunto inferiorC. PiezaD. Conjunto superiorE. Motor con bombaF. EmboloG. CabezalH. Expulsor superior.

Para embuticiones pequeas existen tambin prensas hidrulicas rpidas. Estasmquinas fueron proyectadas para trabajar generalmente con matrices para piezaspequeas, como las empleadas en la construccin de mquinas de escribir, radios,relojes y otras. En el interior del bastidor, girando en los casquillos de cojines

F

E

G

H E

C

B

A

Fig.8

F

E

G

H E

C

B

A

Fig.8 Prensa hidrulica


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previstos en los montantes, se halla el rbol de accionamiento provisto de unaexcntrica, este transmite su movimiento a una biela ajustable que gobierna unapalanca de accionamiento.Las cuatro columnas, unidas a esta palanca transmiten de esta manera elmovimiento al cabezal porta punzn. La mesa est provista de un rebaje de forma y

de un conducto para retirar las piezas al exterior del bastidor.Estas prensas, completadas por dispositivos de alimentacin automticos, permitenefectuar trabajos de corte y embuticin de poca profundidad, a un ritmo deproduccin de 500 a 700 golpes / minuto.

3.1.3 Sistemas de seguridad en prensas

Son aplicaciones necesarias aplicadas en las prensas y matrices para evitaraccidentes, el trabajo en las prensas suele ser peligroso, por lo tanto no debemosprescindir de los sistemas de seguridad.

Precauciones en la prensa.Deben ser cubiertos todos los mecanismos, volantes y engranes que estn alalcance de las manos del operario.

Precauciones en la matrizPueden construirse un enrejado de tela metlica o varilla (Fig. 10) en forma parcialpara no quitar visibilidad y de modo que dejen solamente espacio para la tira o lapieza sin que puedan entrar las manos. Dichos enrejados tambin pueden seradaptados a la mesa de la prensa (Fig. 11)

Fig. 11 Prensa con enrejado

Fig. 10 Troquel enrejado


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BloqueosSon dispositivos que, adaptados a la prensa, impiden el funcionamiento de unmecanismo en ciertas condiciones y pueden ser mecnicos o electrnicos.

Mecnico

Los llamados tactores de seguridad (Fig. 12), que se acomodan en la mueca deloperario y por medio de un trinquete impiden el disparo de la prensa, aunaccionando el pedal.

Otro dispositivo funciona al definir el mando a dos manos (Fig.13), que es aquelque necesita necesariamente el uso simultneo de ambas manos, para generar laseal de embrague. Puede ser por botones o por palanca. La idiosincrasia de estemtodo de proteccin, es ocupar ambas manos del operador fuera del espaciopeligroso del troquel, durante todo el ciclo de la mquina que, evidentemente, escuando en fase de produccin tiene el operador el mximo riesgo de accidente.

Fig. 12 Prensa con dispositivoretrctil

ElectrnicosSon los ms comunes y eficaces, funcionan por medio de una cortina de luz (Fig.14). Su funcin se efecta de la forma siguiente:

Una lmpara lanza una cortina de luz que atraviesa la zona peligrosa. Esta luz esrecibida por la clula fotoelctrica, que lanza una corriente elctrica accionando elmecanismo que permite bajar el cabezal de la prensa. Si por el contrario, el rayo deluz es interrumpido por la mano del operario o por un cuerpo extrao, la corrientese interrumpe, se dispara el mecanismo de seguridad y la prensa no puedetrabajar.Este sistema se utiliza por lo general en grandes prensas, donde sera muy difcilinstalar otro tipo de sistemas.

Fig. 13 Mando a dos manos


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Los bloqueos son casi necesarios si la localizacin o retirada de la pieza puede ono realizarse con la mano y/o dispositivo. Si la pieza se retira con la mano, estosdispositivos con completamente necesarios.

Fig. 14 Prensa con cortina fotoelctrica

3.2 Partes de un troquel

Es un conjunto de piezas que relacionadas y adaptadas a la prensa y balancinesejecutan operaciones, para la produccin de piezas en serie (Fig. 15)

Fig. 15 Partes de un troquel


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3.2.1 Conjuntos principales

Estn formados por dos conjuntos de piezas y placas que se denominan: conjuntosuperior y conjunto inferior.

El conjunto superiorEs la parte mvil del troquel y placa superior, que se fija al cabezal de la prensa porla espiga y realiza el movimiento vertical descendente y ascendente (Fig.16)

El conjunto inferiorEs la parte del troquel que se fija a la mesa de la prensa o a la placa inferior obalancn por medio de tornillo y bridas (Fig. 16)

Nomenclatura

1. Alojamiento de la espiga

2. Mandril3. Conjunto inferior (matriz, placa, gua, placa inferior o base,pasadores, todas las partes fijas del troquel).

4. Cabezal5. Conjunto superior (espiga, sufridera, placa porta punzones,

punzones)6. Bridas7. Mesa

Fig. 16 Montaje de conjunto inferior de troquel


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3.2.2 EspigaEs una pieza cilndrica, de acero 1020 a 1030 de carbono que se introduce y se fijaen el alojamiento de la prensa, sosteniendo el conjunto superior (Fig. 3)

Nomenclatura

1. Cabezal2. Alojamiento para la espiga3. Espiga4. Tornillos de fijacin5. Mandril6. Conjunto superior7. Base de la cabeza

Tipos de espigas:Cilndricas: Se adaptan mediante el uso de casquillos cortados a diversos

cabezales, tiene el inconveniente de no ofrecer una buena fijacin (Fig. 18).Cilndricas con rebaje cnico: Para cabezales con alojamiento de espigasnormalizadas. Tiene la ventaja de permitir una buena fijacin (Fig. 19 y Fig. 20).

Tipos de espigas

Fig.18 Fig.19 Fig.20Fig.18 Fig.19 Fig.20

Fig. 17 Montaje de espiga


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La parte cnica de la espiga tiene dos funciones:

1. Al apretar el tornillo, la presin ejercida en esta parte levanta la espiga,forzando el apoyo de la placa superior en el cabezal.

2. La rebaba formada por los tornillos en la parte cnica de la espiga no llega

a tocar el alojamiento en el mandril y permite una correcta fijacin.

La ranura G de la figura 21, se hace para poder fijar la espiga a la placa superior

Fig. 21 Espiga


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Tabla 3.2 Dimensiones de la espigaD1Capacitad de la

prensa T f/cm2 D A B C r Mtrica FinaE F G

10 25 13 23 13 3 14 x 1.5 18 x 1.5 20 2.5 520 25 13 34 13 3 14 x 1.5 18 x 1.5 20 2.5 5

30 38 19 46 19 4 27 x 1.5 30 4 850 50 25 46 25 5 36 x 1.5 40 5 1080 73.5 31 57 31 6 44 x 1.5 50 6 12

3.2.3 Placa superiorEs una placa de acero 1030 a 1020 o de hierro fundido, en la cual se fija la espiga,y tiene por finalidad unir por medio de tornillos la placa de choque o sufridera y laporta punzn.

La placa superior ms simple, est representada en el siguiente dibujo y esgeneralmente, la ms utilizada para trabajos de baja produccin.

Los troqueles guiados por columnas, son ms favorables en lo que se refiere a sucapacidad de produccin. Existen otros tipos de placa superiores (Fig. 22)

3.2.4 Placa inferior o placa baseEs una placa que sirve de apoyo a la placa matriz y se fija a esta por medio detornillos y pasadores. Es construida de acero 1020 a 1030 o hierro fundido, si lapieza obtenido cae por la parte inferior de la matriz, la placa base lleva una cavidadmayor para facilitar su salida.

PLACA

SUPERIORALOJAMIENTO

PARA TORNILLOALLEN

PLACA SUPERIOR

BUJE

COLUMNA

PLACA SUPERIOR SIMPLE PLACA SUPERIOR PARA ALTA PRODUCCION

Fig. 22

Fig. 22Placa superior simple Placa superior para alta produccin


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Placa base de tipo simpleEs la ms econmica por su forma de construccin y su tamao, es mayor que lasotras placas para permitir su fijacin (Fig. 23)

Placa base semi-embutida

Este sistema tiene la ventaja de reforzar lateralmente a la placa matriz y permitereducir la superficie y espesor de la misma (Fig. 24

Placa base embutidaCuando la placa matriz es sometida a grandes esfuerzos laterales o por suconstruccin presenta peligro de rotura (Fig. 25)

PLACA MATRIZ

PLACA BASE

PLACA MATRIZ

PLACA BASE

Fig. 23 Placa base simple

PLACA

BASE

PLACA MATRIZ

PLACA

BASE

PLACA MATRIZ

Fig. 24 Placa semi-embutida

PLACA MATRIZ

PLACA BASE

PLACA MATRIZ

PLACA BASE

Fig. 25 Placa base embutida


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Placa base universalSe construye para poder adaptar la placa matriz de diferentes medidas. La fijacinpuede ser directa o con reglas de ajuste por medio de tornillos (Fig. 26)

3.2.5 Placa base por columnasSe usa en matrices de alta produccin y se construye con columnas guas condimensiones normalizadas (Fig. 26-A)

El sistema de fijacin a la mesa de la prensa se hace de dos formas: Por medio de tornillos, directamente en la placa (Fig. 27) Por medio de bridas (Fig. 28)

PLACA MATRIZ

TORNILLOS

REGLAS DE

AJUSTE

Fig. 26

PLACA MATRIZ

TORNILLOS

REGLAS DE

AJUSTE

Fig. 26Fig. 26 Placa base universal

Fig. 26 A Placa base por columnas

Fig. 27 Con tornillos Fig. 28 Con bridas


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3.2.6 Base con columnas y bujesLas circunstancias de ser independientes los grupos mviles y fijos, hacennecesaria la construccin de armazones especiales que favorezcan su correctocentrado y que durante el proceso de trabajo no tenga posibilidad de variar deposicin. En ocasiones suele adaptarse las matrices sin ningn armazn o gua,

este mtodo no es muy recomendable, ya que se emplea demasiado tiempo en sumontaje y requiere de personal con gran experiencia en el centrado. La prensa enfuncionamiento, a pesar de estar bien ajustada de guas, nunca est losuficientemente correcta para impedir pequeos desplazamientos, que originan undesgaste irregular en los bordes del corte del punzn o de la matriz, comoconsecuencia de este desgaste, el utillaje tiene que ser rectificado con frecuenciapara renovar la limpieza de los filos de corte reduciendo notablemente su duracin.

Los armazones de fijacin y centrado, constan de placa superior, placa inferior,columnas y bujes. Estas columnas estn centradas a presin a la placa inferior,donde queda inmovilizada, mientras que la placa superior tiene un ajuste suave

que permite deslizarse a los largo de ella. La posicin de las columnas vara segnel criterio de construccin. Son normalizados y generalmente se construyen deacero moldeado y acero rectificado pueden obtenerse segn sus necesidades.

La figura A -porta matriz-, permite el avance de la cinta en una sola direccin, lafigura B, nos permite tener tres lados despejados. Figura C, sistema que permite elpaso de cinta en dos direcciones perpendiculares entre s.

Bases con columnas y bujes


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Tabla 3.3 Dimensiones conjunto 1 Tabla 3.4 Dimensiones conjunto 2Conjunto 1

ag 72 84 96 124 144 172 194b 125 160 200 220 220 280 280e 118 130 142 168 188 216 240

b2 118 130 142 168 188 216 240Valores en mm.

Tabla 3.5 Medidas comunes para los conjuntosd 22 26 32 38 38 44 44d1 26 30 36 42 42 48 48c1 50 50 53 53 56 56 60c2 35 35 40 40 40 40 40c3 26 26 26 26 26 26 26c4 40-70 42-70 44-70 47-80 50-80 53-90 56-90L1 150 160 165 180 180 200 300

r 22 26 32 38 38 40 40Valores en mm.


Conjunto 284 96 124 144 172 194

b96 124 144 172 194

e 90 100 120 134 164 194

b2 90 100 120 134 164 194


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Tabla 3.6 Dimensiones conjunto 1

Conjunto 172 84 96 124 144 172 194

b 125 160 200 220 220 280 280

e 164 134 238 256 256 316 312e1 47 56 57 83 83 106 109Valores en mm.

Tabla 3.8 Medidas comunes para los conjuntosD 22 26 32 38 38 44 44D1 26 30 36 42 42 48 48C1 50 50 53 53 56 56 60C2 35 35 40 40 40 40 40C3 26 26 26 26 26 26 26C4 40-70 42-70 44-70 47-80 50-80 53-90 56-90L1 150 160 165 180 180 200 300r 22 26 32 38 38 40 40

Valores en mm.


Conjunto 284 96 124 144 172 194

b96 124 144 172 194

e1 45 50 60 67 92 97e 90 100 120 134 164 194

Tabla 3.7 Dimensiones conjunto 2


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Tabla 3.9 dimensiones conjunto 1 Tabla 3.10 dimensiones conjunto 2Conjunto 1

ag 72 84 96 124 144 172 19480 100 125 140 140 175 175100 125 160 175 175 220 220b

25 160 200 220 220 280 280Valores en mm.Tabla 3.11 dimensiones comunes para los conjuntos

Medidas comunes para los conjuntosc 140 160 180 200 240 280 320d 22 26 32 38 38 44 44d 26 30 36 42 42 48 48c 50 50 53 56 56 56 60c 35 35 40 40 40 40 40c 26 26 26 26 26 26 26c 40-70 42-70 44-70 50-80 50-80 53-90 56-90

l1 150 160 165 180 180 200 300a 192 216 248 313 313 368 408at 244 268 300 370 370 420 460


Conjunto 284 96 124 144 172

b6 124 144 172 194


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Tabla 3.12 Dimensiones de porta-troqueles con postes en la parte posteriorrea de troquel Grueso

Derecha aizquierda

Del frenteal fondo

Porta matriz J Porta punzn k mn. delposte gua

A B C Desde A Desde A p3 3 3 1 1-1/4 1

4 4 4 1-3/8 1-3/4 1-1/4 14 6 1-1/2 2-3/4 1-1/4 2-1/4 15 4 1-3/8 1-3/4 1-1/4 15 5 5 1-1/2 2 1-1/4 1-3/4 15 8 1-1/2 3 1-1/4 2-1/4 16 3 1-1/2 2 1-1/4 1-3/4 16 4 5 1-1/2 2-3/4 1-1/4 2-1/4 16 6 6-1/2 1-1/2 1-1/2 1-1/4 2-1/4 16 9 1-1/2 3-1/4 1-1/4 2-1/4 1-1/47 5 5-3/4 1-1/2 3 1-1/4 2-1/4 17 7 7-1/2 1-1/2 2-1/2 1-1/4 2-1/4 17 10 1-5/8 3-1/4 1-3/8 2-1/4 1-1/48 4 1-1/2 2-1/2 1-1/4 2-1/4 18 6 7 1-1/2 3 1-1/4 2-1/4 18 8 8-1/2 1-1/2 2-1/2 1-1/4 2-1/4 19 12 1-3/4 3-1/2 1-1/2 2-1/4 1-1/210 5 1-1/2 2-1/2 1-1/4 1-3/4 1-1/410 7 1-3/8 2-3/4 1-3/8 2-1/4 1-1/410 10 10 1-3/8 2-3/4 1-3/8 2-1/4 1-1/410 14 1-7/8 3-3/4 1-3/8 2-3/4 1-1/211 9 10 1-3/4 3-1/2 1-1/2 2-1/4 1-1/4

12 4 1-3/4 2-1/4 1-1/2 2 1-1/412 6 1-1/2 2-1/2 1-1/2 2 1-1/412 12 12-1/2 1-3/4 1-3/4 1-3/4 2-1/4 1-1/212 16 2 3-3/4 1-3/4 2-3/4 1-1/214 8 1-3/4 3-1/4 1-3/8 2-3/4 1-1/214 10 11-1/4 1-3/4 3-1/4 1-5/8 2-3/4 1-1/214 14 14 1-3/4 3-1/4 1-5/8 2-1/4 1-1/215 5 1-1/2 2-1/2 1-1/2 2 1-1/215 9 2-1/2 1-1/2 2 1-1/218 8 2-1/2 1-1/2 2 1-1/218 10 2-1/2 1-1/2 2-1/4 1-1/2

18 14 15 2 3 1-3/4 2-1/4 1-1/218 16 17 2 3 1-3/4 2-1/4 1-1/220 5 1-3/4 2-1/2 1-1/2 2 1-1/222 6 1-3/4 2-1/2 1-1/2 2-1/4 1-1/222 12 2 3 1-1/2 2 1-1/225 7 1-3/4 3 1-1/2 2-1/4 1-1/225 14 1-3/4 3 1-1/2 2-1/4 1-1/2


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3.2.7 Columnas y bujesLas columnas y bujes de gua son piezas cilndricas, cuya funcin es de mantenerla alineacin entre los conjuntos superior e inferior de una matriz. Puedenconstruirse de acero a 1040 a 1050, son cementadas, templadas y debenrectificarse, las tolerancias de fabricacin de la zona de trabajo de las columnas y

bujes responden a un ajuste H6 h5.Para la parte de fijacin, el ajuste es H6 h6.

Como mnimo, se emplean dos columnas y su largo debe ser suficiente paraimpedir la separacin de los conjuntos durante el trabajo. Los dimetros debenpermitir buenas condiciones de rigidez y fijacin.

Tipos de columnas

CilndricasEs el tipo ms comn y se emplea generalmente cuando la placa porta espiga tiene

las cavidades que sirven para guiar al conjunto superior.El empleo de estas columnas, permite la mecanizacin de las cavidades de laplaca porta espiga y placa base en forma simultnea, lleva una ranura R que facilitasu rectificado, Fig. 29.

Cilndricas con rebajeLa parte de fijacin tiene mayor dimetro que la de trabajo y ofrece un encaje msfirme. Pueden adoptarse para trabajo con placas porta espiga, con cavidades guaal conjunto superior o con bujes que van fijos por debajo de la placa porta espiga(Fig. 30)

Fig. 29 Columnas cilndricas Fig. 30


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Cilndricas con rebaje y fijacin por roscaSe diferencia de las anteriores por su tipo de fijacin, esta se hace por medio deuna espiga con rosca y tuerca que se aloja en la placa base Fig. 30-A)

La lubricacin de los bujes y columnas pueden efectuarse por medio de ranuras

circulares (Fig. 30-A, 30-B, 31 y 32) o helicoidales.

Columnas cilndricas con rebaje y fijacin por rosca

Columnas cilndricas con ranuras para lubricacin

Fig. 31Fig. 31 Fig. 32Fig. 32

Fig. 30-A Fig. 30-B

AGUJEROPARA

ACEITE

BUJE CONREBAJE

RANURAS DELUBRICACION


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Tipos de bujes

Buje tipo simpleEs el ms econmico en su construccin y se emplea en la placa porta espigagruesas.

Bujes con rebajeEste tipo de buje es representado en las figuras 30-A, 30-B, 31 y 32, se aplica en laplaca porta espiga de poco espesor.

Columnas y bujes normalizados

Cilndricos figuras 33, 34, 35, 36, y 37

Tabla 3.13D 25 30 40 50 65

A 12 17 20 25 30B 3 3 3 4 4C 22 26 36 45 60R 4 4 5 5 6

120 130 150 180 190135 150 175 210 230150 170 200 240 270

170 190 225 270 310

L

250 300 350

Fig. 33 Buje Simple

1/3 mm

D

1.

50

1.

50

1/3 mm

D

1.

50

1.

50

Fig. 34 Columna y buje


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Columnas

Tabla 3.14D 25 30 40 50 65D1 35 42 54 66 82L 65 70 70 80 80L1 50 50 50 60Valores en mm.

Fig. 37 Buje simple

B

B

B

A

A

A

CON RANURAS CIRCULARES

Fig. 35

B

B

B

A

A

A

CON RANURAS CIRCULARES

Fig. 35

CON RANURAS HELICOIDALES

B

B

B

Fig. 36

CON RANURAS HELICOIDALES

B

B

B

Fig. 36


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Columnas y bujes con balines

Este tipo de columnas y bujes son ideales en matrices de gran produccin.El montaje entre columnas y bujes se hace de modo que las esferas o balinestrabajen ajustadas.

La diferencia de medida, columnas y bujes debe ser 0.0004 a 0.0006 mm., menorque el doble del dimetro de las esferas, estas se aloja en bujes soporte que puedeser de bronce o acero (Fig. 38)

Fig. 38 Columna y buje con balines


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Las zonas de trabajo en este tipo de columnas y bujes se rectifican y limpian. Si elcurso del conjunto superior es igual a X, las esferas harn un recorrido de X/2.

Fig. 39 Columnas y bujes con balines

Tabla 3.15D D1 D2 D3 H1 H2 L D4 D5 O esfera26 38 54 78 90 34 160 26.5 38 632 40 56 82 100 44 165 32.5 40 438 46 62 92 110 49 180 38.5 46 644 66 76 102 125 60 200 44.5 56 6

Valores en mm.

3.2.8 Placa porta punzonesEs una placa de acero 1020 a 1030, que van situado debajo de la placa de choque

o de la placa superior y se fija a sta por medio de tornillos. Su funcin principal essostener los punzones, cua y las columnas de guas cuando fuese necesario (Fig.40)

1. Placa de choque2. Alojamiento para cabeza de punzones3. Placa porta punzones4. Alojamiento para el punzn.


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Ajuste: Cuando la matriz se destine a trabajos en prensas automticas, el ajuste dela placa porta punzones debe ser H7 r6Para proyectar una placa porta punzones se debe tomar en cuenta:

Espesor adecuado para soportar los punzones

Suficiente penetracin de los tornillos para soportar el esfuerzo deseparacin de los punzones.

Placa de choque o sufrideraEs una placa de acero 1060 a 1070 templada y rectificada que tiene por funcinsoportar los golpes producidos por la cabeza de los punzones, en el momento queestos cortan el material y evitar que los mismos penetren en la placa superior. Suespesor vara de acuerdo al material a cortar. Existen varios tipos de placa dechoque, esto depende del uso que se requiera.

Fig. 40 Placa porta punzones

Fig. 41 Ensamble de placa porta punzones


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Placa de choque enteriza: es cuando tiene el mismo tamao de la placa superior(Fig. 42)

Placa de choque en partes: se usa cuando la matriz es grande y se puede deformarcon el tratamiento trmico (Fig. 43)

Disco postizo: se usa cuando la placa superior es grande y tambin para obtenereconoma del material (Fig. 44)

Fig. 42 Ensamble de placa de choque

Fig. 43 Ensamble de placa de choque en partes

Fig. 44 Ensamble con disco postizo


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3.2.9 PunzonesSon piezas de acero indeformable, templadas y revenidas que efectan el corte,embutido, doblado, al introducirse en la placa matriz, dando forma a la pieza.

Tipos de punzones

Punzones simplesCuando su forma no presenta dificultad de construccin (Fig. 45)

Fig. 45 Punzones simples

Punzones con postizosCuando presentan partes dbiles que estn sometidas a grandes esfuerzos (Fig.46 y 47)

Fig. 46 Punzones con postizos Fig. 47


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Punzones seccionadosSe construyen de esta forma cuando son de gran tamao y para facilitar suconstruccin, as como para darles mantenimiento (Fig. 48)

3.2.10 Sistema de fijacin

Fijacin simple:

Cuando la espiga y el punzn forman una sola pieza (Fig. 49 y 50)

Fijacin simple de punzones

Fig. 48 Punzones seccionados

Fig. 49 Fig. 50


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Punzones con cabeza remachadaSe fija directamente a la placa porta punzn o por medio de un buje (Fig. 51 y 52)

Fig. 51 Fig. 52Fijacin de punzones con cabeza remachada

Otro tipo de fijacinAdems de los tipos comunes de fijacin existen otros que se utilizan en casosespeciales.

Punzn semi-embutidoFijado con tornillos y un pasador (Fig. 53)

Fig. 53 Punzn semi-embutido


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Cuando los punzones son de poco espesorSe fijan por medio de pasadores perpendiculares a la posicin de stos y elconjunto se embute en la placa porta punzn (Fig. 54)

Cuando el punzn tiene una base de apoyo suficiente:Puede fijarse a la placa porta punzn por medio de tornillo y como mnimo dospasadores (Fig. 55)

Ventaja: no es necesario embutir el punzn en la placa, permite economa en laconstruccin de los punzones.

Fig. 54 Punzones de poco espesor

Fig. 55 Ensamble de punzn con tornillos


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3.2.11 Placa matrizEs una pieza de acero indeformable, templada, revenida, rectificada y provista decavidades que tienen la misma forma de los punzones; cuya funcin es producirpiezas por la accin de los mismos.

Tipos de matrices

EnterizasEste tipo de matriz se construye de una sola pieza (Fig. 56).

Matrices de tipo seccionadasEste tipo de matriz se construye de varias piezas: se utiliza para matrices degrandes dimensiones (Fig. 57, 58 y 59).

Matrices seccionadas

Cuatro piezas Dos piezas Tres Piezas

Fig. 57Fig. 58 Fig. 59

Fig. 56 Matriz de una sola pieza


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Cuando las dimensiones son muy pequeas y presentan dificultad para suconstruccin, los postizos van encajados en la placa matriz (Fig. 5 y 6).

Matrices compuestas

Este tipo de matrices se hace para facilitar la construccin y reparacin de la placamatriz. Se clasifican en: Con piezas postizas (Fig. 60).

Con pastilla embutida en materiales de bajo contenido de carbono para

reducir los costos, conocidas tambin como insertos (Fig. 61).

Fig. 60 Matriz con piezas postizas

Fig. 61 Matriz con pastilla embutida


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3.2.12 Guas lateralesSon dos piezas de acero de 1040 a 1060, que se colocan a lo largo de la placamatriz. Pueden ser templadas y revenidas. Su funcin es de guiar la tira de materiala cortar.

Las dimensiones de las guas laterales sern 3 a 4 veces mayor que el de la tira acortar, la distancia entre sta debe ser igual al ancho de la tira ms una pequeaholgura que facilitar su movimiento de la misma (Fig. 62).

Su longitud puede ser igual al de la placa matriz, pero se recomienda hacerlas mslargas, con un soporte que le d rigidez y sirve de apoyo a la tira de material.

Las guas laterales van fijas entre la placa matriz y el extractor o placa gua, pormedio de dos pasadores y dos tornillos.

Tornillo

Pasador

Placa matriz

Placa gua

Guas Laterales

Soporte

Tornillo

Pasador

Placa matriz

Placa gua

Guas Laterales

Soporte

Fig. 62Fig. 62 Gua lateral

Ranura GuaRanura Gua

Fig. 63 Placa gua ranurada


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Cuando la tira a cortar es de muy poco espesor, la gua puede ser sustituida poruna ranura en la placa gua, que deber ser de 1.5 a 2 veces el espesor delmaterial (Fig. 63).

3.2.13 Extractores o placa gua

Los extractores son de acero 1020 a 1030, son de dos tipos, fijos o accionados porresorte, la funcin primordial de los extractores es la de separar la pieza de unpunzn o matriz cortante o no cortante y guiar a los punzones a las cavidades de lamatriz. Un extractor que forza una pieza fuera del troquel puede ser llamadatambin expulsor, extractor interior o inyector. Un extractor puede sujetar oembridar, posicionar o guiar a la lmina, tira o pieza. El extractor es de ordinario delmismo ancho y longitud de la matriz. En caso de gran produccin de piezas,podemos estudiar la posibilidad de colocar postizos o bujes de acero templado enlas guas, evitando as el desgaste prematuro del punzn y matriz. Los punzonesdebern recibir un ajuste deslizante H7 g6, este tipo de terminado es con el fin de

evitar lo ms posible la friccin.Extractor tipo mvilLos extractores accionados por resortes, se utilizan cuando la fuerza requeridapara la separacin del material es 3500 por el permetro de corte por el grueso delmaterial. Puede ser tanto como 20% de la fuerza de corte, la cual determina elnmero y tipo de resorte requerido.

Donde : P = presin separadora en libras o kilogramosL = permetro del corte pulgadas, milmetrost = grueso del material pulgadas, milmetros

P = 3500 Lt

Esta frmula se puede aplica a los dos tipos de extractores


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Fig. 63-A Troquel con extractor mvil

Debern utilizar los valores ms altos. El resorte para troquel se disea para resistirfallas por fatiga bajo severas condiciones de trabajo. Se pueden clasificar en tresgrupos: medio, mediano pesado y pesado, con un grupo de flexin permisible del30 al 50 % de su longitud libre. El nmero de resorte para el cual se tenga espacioy la fuerza total requerida determinar el grado que sea necesario. El recorridorequerido ms la flexin por precarga, ser la flexin total que determinar lalongitud total del resorte requerida para quedar dentro del porcentaje de lmite deflexin. Segn se reafila el punzn, la flexin aumentar. Para detener el extractorcontra la precarga de los resortes y guiar al extractor en su camino, se utiliza untipo especial de tornillo de resalte conocido como perno extractor. La seleccin delmtodo para aplicar los resortes a la placa extractora depende de la presinrequerida, limitaciones del espacio, forma del troquel y naturaleza del trabajo.

Extractor tipo fijoEn los bloques sencillos, el extractor puede sujetarse con los mismos tornillos ypasadores que los que sujetan al bloque matriz y los alojamientos para la cabezade los tornillos se abocardan en el extractor. En herramientas ms complejas y conbloques matrices seccionados, los tornillos para la matriz sern invertidos deordinario y la sujecin del extractor ser independiente (Fig. 65).

COLUMNA

GUIA

TIRA

PLACA

PORTA

PUNZON

GUIA DE

TIRA


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El grosor del extractor debe ser suficiente para soportar la fuerza requerida paraseparar el material del punzn, ms cualquier otro que se requiera para el canal dela tira del material. Excepto para herramientas muy pesadas o grandes reas decorte, el grosor requerido para el abocardado de los alojamientos de las cabezasde los tornillos de 3/8 a 5/8 pulg., (9.5 a 15.8 mm.) ser suficiente.

El espesor del extractor ser de 3 a 4 veces mayor que el de la tira de material.La altura del canal para la tira de material deber ser al menos 1 el grosor delmaterial. Esta altura deber ser aumentada si el material deber ser elevado sobreun tope de perno fijo. El ancho del canal deber ser el ancho de la tira segn secorte.

Si la longitud del extractor ha sido extendida sobre el extractor del avance paramejor gua del material, deber sujetarse una placa metlica al lado inferior delsaliente del extractor para soportar al material.

Se monta en el conjunto inferior por medio de tornillos y pasadores (Fig. 66).

Fig. 65 Extractor fijo

Fig. 66 Ensamble de extractor fijo


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3.2.14 Pilotos centradoresLos pilotos centradores son pernos que nos permiten posicionar la tira ya perforaday el centro de los agujeros de las piezas a cortar, cumpliendo con las toleranciasexigidas. El material indicado para su construccin debe ser templado y revenido.

Pilotos fijos en el punzn con espiga (Fig. 67). Piloto fijo en el punzn, ajuste H7m6 (Fig. 68)

Pilotos centradores

Este tipo de pilotos se utiliza en los casos en que el agujero a centrar se encuentradentro del contorno de la pieza a cortar Fig. 69

Fig. 69Fig. 69 Aplicacin de centradores

Fig. 68

Fig. 67Fig. 67


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Los pilotos fijos a la placa porta-punzn con cabeza remachada (Fig. 70).

Se emplean cuando la pieza a fabricar no tiene agujeros. Los pilotos se debencolocar lateralmente sobre la parte no cortada de la tira (Fig. 71)

Detalles de construccin (Fig. 72)R = DR = 0.3 De = espesor de la tira 0.5d = 2/3DD = Inferior al agujero a centrar de acuerdo a la tolerancia de la pieza.

Fig. 70

Fig. 70 Ensamble de piloto con cabezaremachada

PILOTOSPUNZONES

PUNZON DE

LA PIEZA

TIRA

PILOTOSPUNZONES

PUNZON DE

LA PIEZA

TIRA

Fig. 71 Aplicacin de punzones con cabeza remachada


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3.2.15 PasadoresSon piezas cilndricas generalmente construidas de acero plata, templadas yrevenidas, su funcin es de posicionar las placas de un conjunto o piezas entre s.

(Fig. 73)

Fig. 73 Perno Pasador

Su ajuste a diversas placas debe ser H7 j6 (Fig. 74)

Fig. 72 Detalle de construccin de punzones

Fig. 74Fig. 74 Ensamble con perno pasador


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Se emplean como mnimo dos pasadores localizados lo ms distantes entre s,teniendo en cuenta la seguridad de la matriz (Fig. 75).

Tabla 3.16Dimetro mm. 36 612 12-20X 6 10 13

Segn las necesidades, el alojamiento de los pasadores se efecta de diversasformas.

Pasadores pasantesCuando las piezas a posicionar permiten el taladrado, se emplean generalmentepara guiar a la placa matriz, expulsor, dando una mejor fijacin a estos elementos

(Fig.76).No pasantesSe emplean generalmente en la fijacin del punzn (Fig. 77).

Fig. 77 Ensamble con pasadores pasantes Fig. 78 Ensamble con pasadores no pasantes

Fig. 75 Matriz con pernos pasadores


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Los pasadores que se ubican en agujeros no pasantes pueden ser huecos (Fig. 78)o tener pequeos planos (Fig. 79) para permitir la salida de aire y su mejorextraccin.

Fig. 79 Pasador hueco Fig. 80 Pasador con plano

Tabla 3.17 Uso de pasadores Dimetro (D) mmL D 4 6 8 10 12 14 16 20

405060

708090

100110120130140L

ongituddelpasado

r(L)mm.

150

3.2.16 Topes y cuchillas de avance

Son dispositivos de retencin colocados en la matriz para posicionar la tira yobtener uniformidad en las piezas. Se relaciona directamente con la economa delmaterial.

Tipos de topes

Topes fijos: Son los que se colocan en el conjunto inferior de la matriz, se utilizanpara baja produccin, y se dividen en:

Los que permiten avanzar la tira, dando posicin a sta al encontrar el corteanterior (Fig. 81).


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Van montados en la parte exterior de la matriz por medio de un soporte, elmaterial avanza directamente hacia el tope (Fig. 82).

Para la aplicacin de este sistema es necesario que las piezas sean del mismoancho que la tira (Fig. 83).

Fig. 74Fig. 81Fig. 81 Topes fijos paraavance de material

Fig. 82 Tope exterior fijo

Fig. 83 Aplicacin de topes exteriores


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Topes mvilesSon ubicados en el conjunto inferior de la matriz, se utilizan para alta produccin yse clasifican en: topes de balancn y topes auxiliares.

Topes de balancn

Consiste en un tope balancn y es accionado por el movimiento de la prensa. Estesistema permite obtener mayor produccin que el anterior, se utiliza generalmenteen matrices en las cuales la alimentacin de la tira se hace en forma automtica(Fig. 84).

Funcionamiento:

La figura 84 muestra un tope de balancn ayudado por rodillos para la alimentacindel material, el paso del la tira de material se regula por el tope de balancn (5),cuya oscilacin mxima se regula por el tope ajustable (6). En la posicin mostradaen la parte inferior de la figura 84, los punzones comienzan a bajar, el localizador

(8) penetra en el punzonado previo, desprendiendo la tira del tope de balancn (5) yhacindolo engancharse en el perno tope fijo (7).

El giro continuo del los rodillos hace ceder el tope de balancn hasta un tope fijoregulable, que coloca la tira de material en posicin para ser tomada por ellocalizador 8 y el tope 7.

Fig. 84 Troquel de punzonado con tope alimentador de balancn


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Topes auxiliaresSe utilizan en combinacin con otros sistemas para evitar prdidas de material enel comienzo o final de la tira (Fig. 85).

Funcionamiento:

Alimentador (Fig. 85) accionado por plano inclinado (4), el cual hace retroceder lapieza (3), que vence la accin del resorte (6). El movimiento de (3) hacia atrspermite la apertura de los conos y los cilindros (2) dejan de apretar la tira (1). Alsubir la pieza (4), los muelles (6) impulsan a (3) hacia delante, con lo cual loscilindros (2) se cierran sobre la tira de material (1), arrastrndola hacia adelante,pues las piezas similares traseras se abren.

Fig. 85 Troquel con tope alimentador accionado por plano inclinado


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Cuchillas de avanceSon punzones cuyo ancho equivale al paso de la matriz. Son usados en matricesde precisin para rapidez en el trabajo y hacen un corte lateral igual al paso, sepueden presentar de dos formas:

Simple (Fig. 86).

Doble: puede adaptarse para determinar el ancho de la pieza u obtener mayorprecisin (Fig. 87).

Fig. 86 Cuchilla de avance sencilla

Fig. 87 Cuchilla de avance doble


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Tambin se utilizan para lograr el total aprovechamiento de la tira (Fig. 88).

Para evitar el desgaste de gua causado por lo golpes consecutivos de la tira y el

roce de la cuchilla de avance, se debe colocar un postizo de acero templado(Fig.89).

Perfil rectangularEs el ms fcil de construir, por lo tanto el ms empleado.

Desventaja: Tiene el inconveniente de sufrir desgaste en los cantos vivos, dandoorigen a pequeos salientes en la tira que impiden el normal deslizamiento de sta(Fig. 90).

PUNZONES

PIEZA

CORTADA

PUNZONPASO PASO PASO

Fig. 88 Disposicin de cuchillas de avance

CUCHILLA

POSTIZO

TEMPLADO

GUIA

CUCHILLA

POSTIZO

TEMPLADO

GUIA

Fig. 89Fig. 89 Cuchilla de avance con postizo

CUCHILLA DE AVANCE

DESGASTE ENLOS CANTOS

VIVOS

SALIENTE DEMATERIAL

PASO

Fig. 90 Cuchilla con perfil rectangular


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Perfil escalonadoEn este tipo de cuchillas el saliente S formado por consecuencia del desgaste, eseliminado en el corte sucesivo.

Desventajas: Presenta el inconveniente de que el escaln 2E generalmente es

pequeo y existe un peligro de rotura en el mismo. Es recomendable para trabajarcon materiales de poco espesor (Fig. 91).

Perfil con ranurasEn este tipo de cuchillas, los salientes formados en la tira no necesitan sereliminados, pues no interfieren en el deslizamiento de sta. Tiene la ventaja de queno ofrece peligro de rotura, por lo tanto es el ms recomendado (Fig. 13).

Fig. 92 Cuchilla de avance con perfil con ranuras

ESCALON E

SALINTE SSALIENTEDE LA TIRA

TIRA

PASO

Fig. 91 Cuchilla de avance con perfil escalonado

DESGASTE EN LOS

CANTOS VIVOS

CUCHILLA DE

AVANCE

SALIENTE DE

LA TIRA

Fig. 92

TIRA

PASO


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3.2.17 Resortes para matriceraSon elementos que se emplean en matricera para facilitar las operaciones decorte, doblado y embutido. Forman parte de los sistemas de retencin y expulsin,se construyen de alambre de acero al silicio.Son varios los tipos de resortes empleados, pero los ms comunes son los

helicoidales (Fig.93).

Fig 93 Resortes para matricera

Nomenclaturad = Dimetro del alambre n = nmero de espiras tilesD = dimetro interno N = Nmero de espirasp = paso C = carga mxima admisible en Kgfr = radio medio f = cierre de espiraL = largo del resorte sin carga F = flexin total activaL1 = largo del resorte con carga mxima

En el campo de flexin T no hay aumento de resistencia y existe peligro dedeformacin permanente del resorte, por lo tanto debe evitarse.

( )dR

dC

2

143=

14

3 rCd

=

d

rf

2103.0 =

( )C

dD

142= 5.1+= nN fnF= dPnL +=

RESORTE CON

EXCESO DE

CARGA

RESORTE CON

CARGA

MAXIMA

RESORTE SIN

CARGA

d

L1 L2

Tf

D

P

L

F

Fig. 93


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El aumento de 1.5 espira en el nmero de espiras tiles, es necesario para elapoyo de los extremos del resorte.La resistencia del resorte aumenta hasta el lmite mximo de flexin F.

En matrices donde los resortes deben soportar grandes esfuerzos, se pueden

emplear resortes ubicados uno dentro de otro, cuya suma de esfuerzos es igual osuperior a un resorte de alambre grueso que ocupa mayor espacio.Cuando se colocan resortes dentro de otro, se debe invertir la direccin de lasespiras para evitar que se entrelacen.

La carga mxima admisible en los resortes debe ser igual o superior al esfuerzonecesario.


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Tabla 3.18 Clculo de resortes dimensiones en mm.

Resorte

d D P C f

7 3 3.5 1.7111 5.5 2.3 3.76 3.8 9 1.912 5 7 31.517 9 5.1 613 5.5 15 317 8 12 4.7221 10.5 9.5 715 6.5 25 3.217 7.5 22.5 421 9 18.5 5.7

2.5

25 11 16 7.817 7 38 3.521 9 21.5 525 11 27 6.7

3

30 14 23 9.421 9 49 4.5

3.530 13 36 8.320 8.5 74.5 3.725 10.5 61.5 5.530 13 53 7.5

4

36 16 45 10.320 9 139 3.230 12.5 100 6.436 15 85 8.7

5

42 18 74.5 11.325 11 195 4.130 12.5 168 5.636 13.5 144 6.442 18 126 9.9

6

50 22 106 13.424 12 447 3.3

855 23 228 12.8

10 35 16 622 5.212 46 20 835 7.214 57 25 1080 9.316 68 29 1362 11.4


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3.2.18 Tornillos Allen y cabeza cilndrica

Dimensiones de tornillos tipo Allen

Fig. 95 Tornillo allen

Tabla 3.19 Tornillos A Tabla 3.20 Alojamiento B

d mm D A d1 B3/16 4.76 8 4.76 3.47 5/32 6.35 9.52 6.35 4.72 3/16

5/16 7.94 11.11 7.94 6.13 7/323/8 9.52 14.28 9.52 7.49 5/16

7

/16 11.11 15.87 11.1 8.79 5/16 12.7 19.05 12.7 9.99 3/85/8 15.88 22.22 15.8 12.9 19.05 25.4 19.1 15.8 9/167/8 22.22 28.57 22.2 18.6 9/161 25.4 33.33 25.4 21.3 5/8

Valores en pulgadas y milmetros

D1 d1 A18.5 5 610 6.5 812 8.2 914.5 9.8 11

16.5 11.4 1219.5 13 1423 16.1 1726 19.3 2029 22.5 2334 25.7 27

Fig. 95

A

D dd1

b

D1

A1

d1


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Dimensiones de tornillos de cabeza cilndrica

Fig. 96 Tornillo de cabeza cilndrica

Tabla 3.21 Tornillos A Tabla 3.22 Alojamiento B

d mm D A d G h3/16 4.76 5/16 5 3.47

6.35 3/8 6.5 4.72 1.8 2.55/16 7.93 7/16 8 6.13 2 2.93/8 9.52 9/16 9.5 7.49 2.2 3.67/16 11.11 5/8 11 8.79 2.5 4.3

12.7 13 9.9 2.8 4.89/16 14.28 13/16 14 11.58 3.1 5.55/8 15.88 7/8 16 12.91 3.5 6.1 19.05 1 19 15.8 3.9 7.37/8 22.22 1-1/8 22 18.61 4.4 8.5Valores en pulgadas y milmetros

D1 A1 d18.5 6 510 8 6.512 9 8.215 11 1016.5 12 11.5

19.5 14 1321 15 14.623 17 16.126 20 19.529 23 23

d1

dD

G

AA1

d1

Fig. 96

h


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4.1 PunzonadoEl corte por punzonado, frecuentemente consiste en una operacin mecnica,mediante la cual y con la aplicacin de las herramientas adecuadas se puede

obtener una figura de carcter geomtrico, en forma de superficie plana, de manerainstantnea.

Esta operacin se desarr

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