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INFORME DE PRENSAS Y
BALANCINES
TECNOLOGÍA 2 DISEÑO INDUSTRIAL 2012 CÁTEDRA PAGLIANITI Docente: Miguel Angel
TP. N° 2 ALUMNO: Brenda Urquizo
Introducción
Las prensas y balancines son máquinas adaptadas para ejercer en un
breve instante un máximo esfuerzo de presión y son utilizados
exclusivamente para fabricaciones en serie.
Actualmente se usan las prensas para trabajos de matrizado, punzonado,
estampado, embutido, estirado o trefilado de copas, estampas en caliente
o forjado, inyectado de metales blandos y para algunos otros trabajos de
hojalatería y calderería, tales como el pestañado y plegado de chapas,
formación de tubos cortos con costura, punzonado de filas largas de
agujeros, todos de una vez y estampado de distintos perfiles de chapa.
Tipo de prensas
Las matrices son utillajes mecánicos no autónomos que necesitan el
esfuerzo de una prensa para desarrollar su función, aprovechando la
energía mecánica o hidráulica de la misma, generada y acumulada con
anterioridad.
Del mismo modo en que se construyen diversas clases de matrices para
desarrollar los distintos procesos de deformación de la chapa, existen
numerosos tipos de prensas para llevar a término todas y cada una de las
operaciones de corte y conformado de la manera más apropiada.
En el siguiente esquema se puede ver una clasificación general de los tipos
de prensas más utilizados en matricería.
Estas máquinas se construyen de las más diversas formas y tamaños,
accionas a mano, con motor eléctrico o hidráulicamente.
Las prensas de excéntrica y las prensas hidráulicas son consideradas las de
uso más común. La diferencia entre una prensa excéntrica y una
hidráulica, es enorme. La primera requiere de una instalación muy simple,
igual que un torno u otra máquina herramienta; en cambio, la segunda,
requiere un poderoso compresor hidráulico con su respectivo acumulador
(tanto más grande cuanta mayor potencia y número de máquinas se
instalen). Es indudable que mientras una prensa excéntrica (ya sea de
simple, doble o triple efecto), solo entrega su máxima capacidad en la
posición de mejor acción mecánica, las prensas hidráulicas desde su
iniciación, hasta la terminación de su carrera, la presión en ejerce el pistón
es total y su velocidad regulable.
Las prensas excéntricas son de menor costo, fáciles de reparar, y su acción
mecánica muy veloz, pero las operaciones están limitadas en cuanto a
velocidad de carrera, potencia, profundidad de embutido por operación,
sistema de alimentación, etc.
Visto el esquema anterior, una primera clasificación de estas máquinas nos
lleva a diferenciarlas por el tipo de accionamiento. Así, podemos clasificar
PRENSAS
DE ACCIONAMIENTO
MECÁNICO
De excéntrica
Con volante frontal
Con volante lateral
De cuello de cisne
De bancada
fija
De bancada inclinable
De doble montante
De una biela
De dos bielas
De manivela
De palanca
articulada Transfer
DE ACCIONAMIENTO
HIDRÁULICO
De simple efecto
De doble efecto
De múltiple efecto
De retoque
de troqueles
De primeras pruebas (try-out)
De producción
De corte fino
Transfer
DE ACCIONAMIENTO
COMBINADO ESPECIALES
Prensas pneumáticas
Prensas rápidas
las prensas según sea su accionamiento mecánico, hidráulico, o de
accionamiento combinado.
Como excepción, cabe mencionar otro tipo de prensas, de
accionamiento neumático, concebidas para trabajos muy específicos de
ensamblaje, remachado o para pequeñas marcas estampas. Estas prensas
pueden desarrollar esfuerzos entre 2,5 kN y 21,5 kN, trabajando a una
presión de 6 bar.
Otra forma de clasificar las prensas consiste en agruparlos según los
distintos movimientos que pueden desarrollar. De esta manera, existen
prensas de simple efecto, prensas de doble efecto y prensas de múltiples
efecto: pudiendo desarrollar respectivamente un único movimiento, dos
movimientos independientes y tres o más movimientos independientes.
Prensas de accionamiento mecánico
Generalmente, la mayoría de las prensas de accionamiento mecánico son
prensas de simple efecto, es decir, que están dotadas de un único
movimiento.
Prensa de accionamiento mecánico (izq.), prensa hidráulica (centro) y prensa
neumática para pequeños procesos complementarios (der).
Como su propio nombre indica, este tipo de prensas desarrollan un
esfuerzo a partir de la energía mecánica proporcionada por un volante de
inercia en giro continuo, que recibe su movimiento de un motor eléctrico, y
que transforma en un movimiento rectilíneo alternativo.
Los mecanismos más comunes que se utilizan en la cadena cinética de las
prensas de accionamiento mecánico para conseguir el movimiento
vertical alternativo del cabezal, según el tipo de prensa, están formados
por árboles de transmisión dotados de excéntricas o cigüeñales, sobre los
cuales van montadas unas bielas, desarrollando el movimiento típico de
vaivén de un mecanismo biela-manivela.
El tipo de prensa mecánico más utilizada en matricería es la prensa de
excéntrica, en todas sus variantes. Su versatilidad, su sencillez y su rápida
cadencia de trabajo hacen que ese tipo de máquinas constituya un
modelo ideal para el procesado de piezas pequeñas y de tamaño medio.
La prensa excéntrica es un tipo de prensa mecánica que basa su
funcionamiento en la transformación de la energía proporcionada por el
giro de un volante de inercia. Esta energía. Es convertida en un movimiento
rectilíneo alternativo del cabezal de la maquina mediante un mecanismo
formado por una biela, montada sobre un árbol de transmisión dotado de
un anillo excéntrico regulable, y solidaria al carro o cabezal de la prensa
por su otro extremo.
Las prensas de excéntrica son empleadas para operaciones de corte y
punzonado, doblado, estampado y embuticiones de poca profundidad,
pues la embutición profunda requiere unas velocidades de alrededor de
25 m/min, y estas maquinas son demasiado rápidas para llevar a cabo
estos procesos.
Existen varios tipos de prensas de excéntrica cuyas principales diferencias
radican en:
- La posición del volante de inercia.
- La transmisión de movimiento del motor al mismo volante de inercia.
- La forma constructiva de su bancada.
- El número de elementos utilizados para transformar el movimiento
circular en movimiento rectilíneo.
Como puede verse en la ilustración, la posición del volante de inercia
puede ser frontal o lateral.
En las prensas de volante frontal, el árbol de transmisión dispone
únicamente de un punto de apoyo. De este modo, el mecanismo de
excéntrica en el cual se acopla la biela queda en voladizo, por lo que
estas prensas se utilizan preferentemente para el desarrollo de
potencias muy limitadas, entre 200 y 400 kN (20 y 40 Tm). En las
máquinas de volante lateral, el árbol de transmisión dispone de dos
puntos de apoyo sobre la bancada. Así, estas prensas son capaces de
desarrollar mayores esfuerzos, cuyos valores oscilan entre los 150 kN y los
Prensa de excéntrica de volante frontal (izq.)y de volante lateral (der).
4.00 kN (15 y 400 Tm).
La transmisión de movimiento del motor al volante se realiza mediante
poleas trapeciales. En las máquinas de poca potencia esta transmisión
es directa. En cambio, para transmitir mayores esfuerzos la transmisión se
lleva a cabo mediante engranajes, pudiendo distinguir estas prensas
fácilmente puesto que llevan una segunda protección, similar a la del
volante de inercia.
La forma de construcción de la bancada o armazón de la máquina
viene a representar otra de las principales diferencia de esta clase de
prensas, que pueden ser de tipo cuello de cisne o de doble montante.
Las prensas de cuello de cisne son máquinas cuya forma del montante
que une la mesa con el grupo d mecanismo del cabezal es más
esbelta, por lo tanto, son máquinas más accesibles por cuanto a que la
zona de trabajo queda totalmente despejada. La bancada de estas
prensas puede ser fija o inclinable, aprovechando esta última
posibilidad para el procesado de piezas que deban ser desalojadas por
gravedad, sin posibilidad de salida por el interior del utillaje. Las prensas
de doble montante, llamadas así por la unión de la mesa con el grupo
de mecanismos del cabezal mediante dos paneles de cuerpo macizo o
montantes, son máquinas de construcción más robusta que las de
cuello de cisne, concebidas para desarrollar mayores esfuerzos. Su
fiabilidad, con respecto a la deformación que puede producirse en el
escote del bastidor de las prensas de cuello de cisne por sobrepasar el
límite elástico, es absoluta.
Prensa de excéntrica de doble
montante
Como principal inconveniente cabe
decir que el acceso en la zona
operativa de la máquina es bastante
limitado, razón por la cual estas
prensas se utilizan mayoritariamente
para el procesado de la chapa
mediante matrices progresivas.
Aprovechando la mayor solidez de
estructura de la prensa de doble
montante, estas máquinas suelen
trabajar generalmente mediante la acción de dos bielas. Aunque
también existen modelos de una sola biela o, incluso, de cuatro bielas.
La posición de las bielas depende del tamaño y de la capacidad de la
maquina, pudiendo trabajar sobre el eje lateral (en modelos de hasta
2.00 kN), o sobre dos ejes frontales, desarrollando esfuerzos que pueden
rondar los 20.00 kN. En cualquier caso, la precisión de estas prensas es
elevada por cuanto a que el cabezal se sustenta sobre dos puntos, en
lugar de uno solo.
Prensa de doble biela de eje lateral (izq.) y de doble biela de ejes frontales (der).
Sistema de bielas
contrarrotantes
Las prensas que trabajan mediantes ejes frontales basan su
funcionamiento en dos ejes excéntricos contrarrotantes. Este sistema
permite un equilibrio perfecto de las masas durante la rotación y la
anulación de holguras, por contraposición de los componentes en las
articulaciones de empuje de las bielas,
lo que evita el desgaste asimétrico de la
corredera.
Las prensas de excéntrica incorporan
algunos de los siguientes dispositivos, ya
sea de serie o bajo demanda, en
función del modelo de máquina:
- Mecanismo de expulsión para
matrices coaxiales.
- Dispositivo manual y/o motorizado de regulación de puesta a punto
en altura.
- Escala graduada para la elección de la carrera de trabajo.
- Cojín o extractor inferior hidráulico o neumático para trabajos de
embutición.
- Boquillas de aire para limpieza, lubricación o expulsión de piezas.
- Equipo acondicionador de aire a presión para servicio de otros
sistemas, como, por ejemplo, un alimentador.
- Dispositivo eléctrico de selección de maniobra (golpe a golpe,
sensitivo o automático).
Prensas de accionamiento hidráulico
Una prensa hidráulica es un mecanismo conformado por vasos
comunicantes impulsados por pistones de diferente área que, mediante
pequeñas fuerzas, permite obtener otras mayores. Los pistones son
llamados pistones de agua, ya que son hidráulicos. Estos hacen funcionar
conjuntamente a las prensas hidráulicas por medio de motores 2.1.
En el siglo XVII, en Francia, el matemático y filósofo Blaise Pascal comenzó
una investigación referente al principio mediante el cual la presión
aplicada a un líquido contenido en un recipiente se transmite con la misma
intensidad en todas direcciones. Gracias a este principio se pueden
obtener fuerzas muy grandes utilizando otras relativamente pequeñas. Uno
de los aparatos más comunes para alcanzar lo anteriormente mencionado
es la prensa hidráulica, la cual está basada en el principio de Pascal.
Para que estas máquinas puedan competir con las mecánicas, deben
poseer las cualidades de uno y otro tipo; es decir, deben reunir las ventajas
de la prensa mecánica (alta velocidad de trabajo y autonomía) y las de la
prensa hidráulica (regulación de la carrera, de la presión y de la
velocidad). Las viejas prensas hidráulicas, en instalaciones centralizadas,
eran efectivamente lentas. Incontrolables en la velocidad y en la presión,
alimentadas por agua que corroía válvulas y émbolos y con guarniciones
que se deterioraban y dejaban filtrar el líquido: además, se necesitaba una
sala para las bombas, un acumulador embarazoso, largas tuberías, una
frecuente revisión, etc. Las prensas hidráulicas modernas son autónomas y
funcionan con aire comprimido por medio de una bomba, acoplada
directamente y, por este motivo, absolutamente independientes.
Atendiendo a los órganos de accionamiento hidráulico y neumático de
esta clase de prensas, los principales circuitos de estas máquinas activan:
los cojines oleoneumáticos, los cilindros compensadores, el sistema de
freno-embrague, el seguro contra sobrecargas, el freno de volante y el
enclavamiento de la mesa corrediza.
Los cilindros compensadores son cilindros neumáticos de simple efecto
Aplicación de cilindros
compensadores (F) sobre el
carro de una prensa. Los
vectores marcan el sentido de
las fuerzas contrarrestadas.
cuyos pistones, solidarios al carro o maza de la prensa, ejercen una fuerza
de empuje capaz de contrarrestar las masas suspendidas (carro,, parte
superior del troquel y grupo de sobrecarga).
Siendo:
(F)La fuerza de empuje de los cilindros
compensadores
(m)La masa total suspendida.
Las prensas incluyen en sus manuales de
instrucción tablas o diagramas de equilibrio
para consultar la presión de ajuste en función
del peso del troquel para poder regular y
equilibrar la masa total suspendida.
En una prensa, la aplicación de los cilindros compensadores:
- Disminuye la fatiga en los ejes del pie de las bielas.
- El motor y el volante de inercia suministran, únicamente, la energía
necesaria para la deformación de la chapa y los rozamientos
derivados de la transmisión.
- Descarga el esfuerzo axial generado sobre los husillos de regulación
de la maza, al mismo tiempo que se absorben las holguras de dichos
husillos.
El grupo motor-bomba se halla instalado en la parte superior de la misma
máquina. La bomba rotativa de émbolos, de alimentación variable,
presenta la característica de conferir a la corredera de la prensa la
velocidad máxima cuando la presión es mínima (o nula) y la velocidad
mínima cuando la presión es máxima. En otros términos; el plato de la
prensa desciende rápidamente en vacío sin ejercer ninguna presión;
seguidamente, iniciándose el estampado de la chapa previamente puesta
sobre la estampa, la velocidad disminuye mientras se desarrolla la presión
máxima (que es requerida al principio del embutido); a medida que va
disminuyendo la presión requerida, aumenta proporcionalmente la
velocidad de trabajo. Terminada la fase útil del estampado, el plato de la
prensa retorna hacia la parte superior con una velocidad superior, puesto
que solo necesita la presión para vencer el peso de la estampa y el de la
corredera. Es evidente, por este motivo, que la bomba ofrece los medios
capaces de conferir a la corredera de la prensa varias velocidades que
están en función de la presión requerida. Las prensas hidráulicas pueden
ser de simple efecto, de doble efecto y de triple efecto.
Las prensas hidráulicas de doble efecto se emplean corrientemente para
la embutición con prensa-chapa o sujetador.
Una prensa oleodinámica de cuello de cisne, de doble efecto posee todas
las ventajas expuestas anteriormente en la descripción general. En la mesa
va aplicado un extractor hidráulico combinado con el cojín prensa-chapa
y con el extractor mecánico superior del plato móvil. Tanto la presión del
prensa-chapa como la del punzón de embutir se regulan
independientemente mediante un volante. También el émbolo es
regulable en su carrera con el fin de variar la altura útil. Se puede aplicar el
dispositivo para el funcionamiento automático de marcha continua, o bien
el mando a pedal; esta última aplicación está condicionada a otras
garantías de seguridad para el operario. Dicho mando va montado con un
dispositivo de llave que permite excluirlo.
Estas prensas oleodinámicas se construyen según una gama que
comprende seis tamaño, lo que permite desarrollar en el plato móvil
presiones que van de 10 a 160 t, y en el cojín prensa-chapa de 3,3 a 63 t
según el tamaño de la prensa. La producción de piezas embutidas, según
sus dimensiones, varía de 6/30 por minuto.
La prensa hidráulica de triple efecto se prefiere en el caso de que se
tengan que efectuar embuticiones más complicadas de fondo curvado,
con forma, o contraestampado, o donde sea necesario dar forma antes
de embutir. El esquema de funcionamiento de la prensa de triple efecto
está basado sobre el mismo principio que el de la prensa de doble efecto,
a excepción de la añadidura de las siguientes prestaciones:
a) Posibilidad de hacer actuar la viga prensa-chapa no solo por
reacción contra el carro, sino con efecto positivo independiente;
b) Posibilidad de mantener independiente la acción de embolo central
de la de los émbolos laterales, o bien de unirla y actuar con acción
total;
c) Cojín contenido dentro de la bancada lo más amplio posible.
Una prensa construida bajo estas características satisface a todos los tipos
de estampas y es muy adecuada para la embutición muy profunda, en la
que se emplea el sujetador superior, así como para las grandes
embuticiones en las que se emplea el sujetador inferior. Para las
operaciones de estampado que requieren la presión máxima, se puede
utilizar la posibilidad indicada más atrás, o sea la de hacer intervenir
simultáneamente todos los émbolos superiores; mientras que para las
operaciones de estampado que requieren una presión más pequeña, se
hace intervenir solo los émbolos laterales con el beneficio de aumentar la
velocidad de trabajo.
Todos los mandos son accionados mediante pulsadores. La carrera puede
variarse según las exigencias del trabajo así como la presión que es
controlada con el manómetro. La presión máxima puede desarrollarse al
principio de la carrera, al final, en cualquier punto o durante todo el
recorrido. La marcha invertida se produce automáticamente a carrera
preestablecida o bien a presión preestablecida. Esta última posibilidad es
muy útil en los trabajos de estampado en relieve, de bordonado, de
incisión, etc.
El dispositivo hidráulico de seguridad contra sobrecargas está situado
dentro de la maza, bajo el sistema de regulación de esta. El sistema
consiste en un cojín de aceite a presión, con un recorrido de seguridad de
unos 25 mm. Cuando en la prensa se origina una sobrecarga, la presión del
aceite es vencida, evacuando este al depósito. El dispositivo de seguridad
contra sobrecargas dispone una válvula de seguridad en cada apoyo o
pie de biela.
Las causas más comunes por las cuales se producen sobrecargas, son:
- Por regulación incorrecta del carro, existiendo interferencia con la
altura del troquel cerrado.
- Por alimentación de dos o más piezas en el troquel.
- Por alimentación de una pieza en el troquel sin haber evacuado
anteriormente la pieza conformada.
- Por existencia de recortes o pipas en el interior de las matrices.
- Por la construcción incorrecta del troquel, al limitar físicamente la
Funcionamiento secuencial de un troquel en donde se puede observar en su parte
inferior el empuje de los pernos de presión o candelas sobre el pisador. Las candelas
reciben de los cojines la presión necesaria para retener la chapa, actuando
simplemente, como un elemento transmisor o de enlace entre estos y el pisador.
carrera de los elementos móviles (pisadores, tornillos de retención,
etc.) antes de completar el ciclo de trabajo.
- Por la falta de fuerza nominal en la prensa, o hallándose esta al límite
de su capacidad para realizar la operación.
- Por el desplazamiento o corrimiento del troquel por su amarre
incorrecto.
- Por un funcionamiento anómalo de la bomba de presión (desgastes
en juntas, fugas, etc.).
Los cojines oleoneumáticos son elementos que resultan insustituibles para la
mayoría de trabajos de estampación y conformado que se llevan a cabo
mediante prensas hidráulicas y de accionamiento combinado. Actuando
como pisador inferior, los cojines, permiten:
- La retención y/o el control de fluencia de material, antes y durante
los procesos de embutición y estampado.
- La obtención de una mayor planicidad de la chapa, durante y
después del conformado.
- La obtención de conformados como falsa matriz.
Además, el uso de cojines nos permite la extracción de las piezas una vez
conformadas, actuando como expulsor inferior.
Uno de los problemas a los que se tienen que enfrentar los fabricantes de
troqueles en la fase de puesta a punto de estos, en casa de los clientes, es
la diferencia de comportamiento de dichos troqueles en función de las
características de la prensa con al que trabajan. Las distintas
características de flexiones, dimensiones de mesas, carreras, rigidez, etc. Y
sobre todo la velocidad, entre las distintas prensas, hacen que el
comportamiento de la chapa en el troquel varíe sustancialmente,
complicando la puesta a punto de los troqueles para la obtención de las
piezas.
Prensa try-out de alta
velocidad
Analizada esta problemática, la solución reside en el desarrollo de prensas
capaces de realizas las pruebas de los troqueles en condiciones de trabajo
similares a las que se tendrán durante la producción.
Estas prensas se llaman prensas de primeras pruebas o try-out y disponen
de multitud de elementos añadidos como: descenso lento, sistema de
topes y amortiguación, control de paralelismo, cojines en la base y carro,
mesas desplazable, etc., con lo cual, permiten simular las velocidades y los
movimientos de los carros de las distintas prensas de una línea de
producción.
Valga como ejemplo la descripción de la prensa try-out de alta velocidad,
desarrollada por Ona-Pres, s. coop. en colaboración con el centro de
investigación IKERLAN.
Para conseguir la velocidad
de 500 mm/seg el circuito
hidráulico dispone de un
sistema de acumulación de
aceite con nitrógeno, que se
carga con el sistema de
bombas y que en el momento
de realizar el trabajo en la
chapa inyecta sobre los
cilindros principales para lograr
la velocidad de movimiento
carro deseada. Además, el
circuito hidráulico dispone de
servoválvulas que controladas
por un equipo de control numérico, permiten desarrollar la trayectoria del
carro según la curva programada.
Prensa de producción
La reducción de horas de puesta a punto de los troqueles mediante
prensas como esta, puede llegar a valores de 70%. Hay que tener en
cuenta también que las prensas finales son las prensas de producción y su
finalidad es la de fabricar piezas, por lo que su utilización para la puesta a
punto de los troqueles se debe reducir al máximo.
Este tipo de prensas,
que hasta ahora han
sido patrimonio de los
grandes fabricantes
de automóviles, se
están incorporando a
las troquelerías
importantes y en un
futuro a corto plazo,
lo harán a todas las
troquelerías de
menor nivel, ya que
el incremento de la
inversión inicial sobre
una prensa hidráulica
convencional, se
rentabiliza rápidamente
en la reducción de costes de horas necesarias para ajustar los troqueles, sin
mencionar las ventajas de mejora de imagen al reducir los plazos, etc.
La aplicación de prensas hidráulicas en el ámbito de la matricería pesada
y concretamente en producción, permite abordar la fabricación de piezas
muy diversas con una alta rentabilidad, ya que a la flexibilidad que
proporciona el accionamiento hidráulico se añade, como ventaja, la
menor inversión.
Por otro lado, los desarrollos realizados tanto en los sistemas hidráulicos
como en el control eléctrico, permiten que las cadencias de producción
aumenten, asemejándose a las instalaciones en prensas mecánicas.
Las prensas de producción pueden disponer de sistemas de cambio de
troquel automático, así como de líneas de alimentación de chapa, robots
o brazos para carga y descarga de las piezas.
Las prensas de transfer permiten la fabricación continua de piezas de una
manera totalmente automática, sin la necesidad de utilización de mano
de obra. Para ello, están dotadas de un transfer electrónico que desplaza
las piezas de una estación a la siguiente realizando las sucesivas
operaciones para el conformado de las piezas.
Estas instalaciones transfer pueden esta alimentadas por formatos o
directamente desde las bobinas de chapa, a través de una línea de
alimentación.
Detalle de la posición de una línea de
alimentación en una prensa transfer
Para la mayor optimización de su uso, al igual que las prensas de
producción. Pueden estar dotadas d sistema de cambio rápido de
troqueles, con mesas desplazables, amarres automáticos de las barras de
transfer, cambio de paquete de chapa automático, etc.
Para llevar a cabo un proceso completo de estampado son necesarias
fases u operaciones, cuyo número se determina en función de la
complejidad de la pieza a obtener. –estas fases serán ejecutadas
mediante varios troqueles montados sobre otras tantas prensas.
Con el objetivo de rentabilizar al máximo la producción. Las distintas fases
de estampado que componen la fabricación de una pieza, se desarrollan
en una línea de producción formada básicamente por un tren de prensas.
Este consiste en una batería o conjunto de prensas alineadas de tal
manera que, una vez ejecutada una fase, la pieza es transportada a la
prensa contigua, la cual ejecutará la siguiente fase; y así sucesivamente
hasta completar el proceso.
Preparación de
cambio de troquel
en una prensa
transfer
Sistema de topes
En muchas oportunidades podemos vernos con la necesidad de construir
piezas que requieran varios golpes de prensa, es entonces cuando
podemos recurrir al matrizado de piezas por el sistema de matrices con
topes.
El principio de estas herramientas es muy sencillo, hay que tratar de una
sola bajada del punzón, de obtener el mayor número posible de
operaciones.
En el siguiente ejemplo puede observarse un punzón que hace de tope de
referencia.
Cuando entra la cinta ésta se hace llegar hasta dicho punzón que y se
hace accionar el balancín; una vez obtenida la primera perforación se
Imagen virtual de una línea de producción formada
por un tren de 4 prensas.
hace llegar al tope punzón
la cara posterior del hueco y
se perfora nuevamente; así
sucesivamente se va
obteniendo una tira de
residuo doble, que se abre
por medio del punzón. Esto
es muy útil cuando se posee
de un adelantador
automático, es decir de un
dispositivo que cumple las
veces de la mano del
obrero.
En otro ejemplo se puede observar una nueva pieza más compleja donde
el sistema de centros se encuentra desfasado en un paso, para evitar
roturas por encontrarse muy juntos los centros de trabajo y abaratar el
costo de la matricería.
El funcionamiento es muy sencillo ya que una vez efectuado el tercer
golpe la cinta de desliza como en el caso anterior.
Procesos de fabricación a nivel laminar
EMBUTIDO: Se emplean para crear formas huecas. Para lograr una sección
reducida en una parte hueca, como el cuello de un cartucho de fusil, se
utilizan troqueles reductores especiales. Cuando la pieza terminada debe
tener una protuberancia en la parte inferior o central suelen emplearse
troqueles hidráulicos. En estos el cuño se sustituye por un pistón que
introduce en la pieza agua o aceite a presión, lo que obliga al metal a
doblarse hacia fuera contra la matriz.
ESTAMPADO: Proceso de fabricación que consiste en hacer caer un peso
sobre una plancha metálica; la plancha toma entonces la forma de las
matrices que tiene por encima y por debajo de ella.
Este proceso consiste en deformar plásticamente a
las pieza metálica, colocando la pieza entre dos
estampas que, por la presión que ejerce la maquina
sobre ellas, le confieren a la pieza la forma
deseada. Esta deformación en frio genera en el
material el fenómeno de acritud, se obtiene una
pieza con una alta dureza. El problema radica en el
tamaño y forma de la pieza a fabricar, que se
ven limitados debido a que el material se trabaja
en frio. La fluencia del material queda limitada a
la cavidad de la estampa. El material se coloca
entre dos matrices que tienen huecos grabados
con la forma de la pieza que se desea obtener. El
metal llena completamente los huecos de la estampa por medio de
golpes o presión empleando martillos o prensas. El proceso de estampado
termina cuando las dos matrices llegan a ponerse prácticamente en
contacto. Es un proceso parecido al embutido pero de menor
profundidad.
Actualmente se pueden estampar piezas hechas con chapas de distinto
grosor, previamente soldadas entre si.
El estampado es una de las tareas de mecanizado más fáciles que existen,
y permite un gran nivel de automatismo del proceso cuando se trata de
realizar grandes cantidades de un producto. Las chapas de acero,
aluminio, plata, latón y oro son las más adecuadas para el estampado.
Una de las tareas de estampado más conocidas es la que realiza el
estampado de las caras de las monedas.
El cizallado, punzonado y perforado son las tres operaciones de corte que
se pueden desarrollar en una prensa.
CINZALLADO: Es la operación de corte de una lámina de metal a lo largo
de una línea recta entre dos
bordes de corte como se
muestra en la figura 3.54(a). El
cizallado se usa típicamente
para reducir grandes láminas
a secciones mas pequeñas
para operaciones posteriores
de prensado. Se ejecuta en una máquina llamada cizalla de potencia o
cizalla recta. La cuchilla superior de la cizalla de potencia está
frecuentemente sesgada, como se muestra en la figura 3.54(b), para
reducir la fuerza requerida de corte.
PUNZONADO: El punzonado implica el corte de una lámina de metal a lo
largo de una línea cerrada en un solo paso para separar la pieza del
material circundante, como se muestra en la figura 3.55(a). La parte que se
corta es el producto deseado en la operación y se designa como la parte
o pieza deseada El perforado es muy similar al punzonado, excepto que la
pieza que se corta se desecha y se
llama pedacería. El material
remanente es la parte deseada. La
distinción se ilustra en la figura
3.55(b).
La fórmula del punzonado es:
CP = P . ε . TR . K
Carga de punzado = perímetro . espesor . Tensión de rotura por corte . contante
