CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS DE UN TROQUEL PARA PUNZONAR. La Fig muestra sus principales componentes y se explican a continuación.

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1 CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS DE UN TROQUEL PARA PUNZONAR La Fig muestra sus principales componentes y se explican a continuación. Espiga. Es el medio de unión entre la zapata superior y el carro de la prensa: la Fig muestra algunos tipos de espigas, la entalladura y la forma cónica tienen por objeto lograr tina sujeción más firme en la prensa.

2 2 La espiga de mayor uso es la de cuerpo cilíndrico y sus dimensiones varían en función de la capacidad de la prensa, según se muestra en la Tabla Zapata superior. Sujeta a la sufridera y sirve para fijar el troquel al carro de la prensa, mediante la espiga o con tornillos Allen; esto último es el caso de los troqueles de gran tamaño donde conviene fijar en las esquinas o extremos de la zapata. Sufridera. Evita el desplazamiento axial de los punzones al momento de la operación y sirve como base al portapunzones. Portapunzones. Da alojamiento y sostiene a los punzones. En la Fig se aprecian tres maneras de sujetar los punzones. El alojamiento del punzón "A" en la Fig es de forma cónica y se obtiene por medio de recalcado con martillo; el punzón "B" está dentro de una funda o casquillo con el que se logra mayor resistencia a la flexión. El punzón "C" de la misma figura, es cilíndrico y está provisto de una cabeza también de forma cilíndrica, para ser empotrado en la caja según se muestra. La Fig , exhibe otros métodos de sujeción de punzones. De estas figuras puede concluirse que se puede prescindir del uso de la placa portapunzones

3 3 El procedimiento empleado para la sujeción de punzones depende dé los siguientes factores: a) Dimensiones del punzón. b) Forma del punzón. c) Técnica de fabricación del punzón. d) Tipo de troquel. e) Espesor de la chapa y tipo de material. f) Cantidad de piezas a cortar. Así, por ejemplo, para realizar agujeros de diámetro pequeño se utilizarán los métodos de las Figs b y ; tratándose de agujeros simples con cualquier perfil, pueden usarse los demás métodos. Tapa guía. Tiene por objeto guiar a la tira progresiva durante su paso por el troquel, así como actuar de prensachapas o retensor de la chapa cortada, esto se debe a que el punzón tiende a levantar la tira debido a la entalladura del recorte sobre el punzón. La entalladura se debe a la recuperación elástica del material después del troquelado. Su espesor puede ser determinado por la altura total del punzón, de acuerdo con la siguiente igualdad. h E 1 = 2.5 Donde: E 1 espesor de la tapa guía h altura total del punzón La tapa guía tiene exactamente las mismas figuras que la placa matriz; a través de ella pasan los punzones, por lo cual su fabricación debe ser tan cuidadosa como la de la misma placa matriz (ver ejemplo, Cap. 7); en virtud de que se genera gran cantidad de calor por la fricción entre el punzón y las paredes de los agujeros, las aristas superiores de estos últimos se achaflanan a 45, de esta manera, al lubricar durante la operación se depositan pequeñas reservas de aceite en los biseles (Fig ).

4 4 Los punzones. Son las partes móviles del troquel que se acoplan al carro de la prensa mediante el portapunzones y tienen la figura total o parcial de la pieza que se quiere obtener Su movimiento debe ser estrictamente perpendicular a la matriz, por lo cual, debe haber un ligero juego (0.02 a 0.05 mm) entre sus paredes y los agujeros de la tapa guía, en estas condiciones, aún cuando existan defectos en la prensa, tales como juego en el carro o falta de perpendicularidad entre éste y la tapa guía, no se producirá choque entre el punzón y las aristas superiores del agujero de la placa guía. El diseño de punzones requiere-de atención especial para evitar que -resulten demasiado débiles y sufran continuas roturas. Los punzones con diámetro igual al espesor de la chapa, destinados al corte, están propensos a romperse, para reducir al mínimo esta falla se fabrican con perfiles como los mostrados en la Fig En la Fig a, solamente una longitud de 2 a 3 veces el diámetro del punzón tiene igual diámetro que el agujero, la parte restante tiene diámetro superior al de punzonado. En la Fig b, la perforación del agujero se realiza con una longitud igual que la anterior, el alma del punzón es una varilla de acero templado cuyo diámetro es igual al del agujero. La varilla está protegida por una funda que le impide flexionarse. El método mostrado en la Fig c posee una varilla templada corta que se atornilla a una varilla de diámetro mayor, esta últimá está cubierta con una funda como el caso anterior, con este punzón se reduce el acero empleado, además de lograr sustituciones más rápidas.

5 5 Para punzones pequeños no circulares, o con cortes parciales, también es recomendable maquinar un hombro en el lado contrario a la zona de corte (Fig del ejemplo de este capítulo), al penetrar primero el hombro a la matriz, se evita la flexión del punzón y se alarga su vida útil. Pilotos. Permiten el centrado de la tira progresiva en las diferente etapas del avance, con el propósito de que la operación de punzado o doblado se efectúe en la posición justa de trabajo. Esto se logra diseñando los pilotos con mayor longitud que los punzones de recorte. Para conseguir este centrado, los pilotos deben estar ubicados en pasos muertos para permitir que se alojen en los agujeros ya punzados, en la Fig se muestra una disposición. Cuando la tira progresiva pierde el paso por alguna falla en el alimentador o en el desenrollador (Fig ), los pilotos actúan como punzones de recorte, por lo tanto, es necesario que el agujero en la matriz tenga ángulo de salida (Fig ). La matriz. (Fig ), conjuntamente con el punzón es una de las piezas esenciales del troquel, soporta grandes esfuerzos debido a los impactos. Sus características más importantes (tratadas en los incisos y ) son: a) Angulo de escape de la matriz. b) juego entre punzón y matriz. Las matrices se fabrican principalmente de dos formas: convencional (fresado, rectificado, etc. Cap. 5) y por electroerosión con máquinas de alambre (Cap. 7). El primer método implica el seccionamiento de la matriz y del portapunzón para facilitar su fabricación (ver Fig ), mientras que el segundo permite obtener matrices y portapunzones de una sola pieza. Cuando el diámetro de alambre de la electroerosionadora es igual a la holgura entre el punzón y la matriz, se pueden obtener de una sola operación ambos elementos, ya que el recorte de la placa lo hace el punzón.

6 6 La decisión entre el empleo de uno u otro método deberá fundarse en el número de troqueles que se van a fabricar, exactitud requerida de éstos, capacidad económica de la empresa, respaldo técnico del vendedor en el caso de las electroerosionadoras, etc. Las matrices para troqueles pequeños y láminas delgadas (hasta 0.75 mm de espesor) se pueden sujetar por la simple presión de las tapas laterales del portamatrices (ver Fig ), para troqueles más grandes se pueden utilizar candados (Fig ) para garantizar la sujeción de la matriz. Estas indicaciones también se aplican para la sujeción de los portapunzones y los punzones. El acero para herramientas más apropiado para la fabricación de punzones y matrices es el AISI D-2. Portamatrices. Como su nombre lo indica, aloja y sujeta las matrices; se debe cuidar que se maquinen barrenos alineados con la silueta de la matriz y de mayor diámetro que esta pieza, para permitir la salida o escape del material troquelado. Es necesario recurrir a este elemento por los siguientes motivos: a) Necesidad económica de reducir el empleo de aceros especiales; b) Comodidad de regular la alineación; c) Facilidad de cambiar sólo la matriz. La principal característica que debe tener un portamatrices, es poseer los medios adecuados para fijar la matriz y asegurar la base sobre la mesa del troquel. A continuación se presentan algunas recomendaciones de fijación de matrices en el portamatrices. La Fig muestra un portamatriz normal de base cilíndrica, con dos ranuras para la fijación en la mesa y de tres tornillos laterales para fijar la matriz. la Fig muestra otro tipo de portamatriz de base rectangular con asiento cilíndrico, provista de cuatro tornillos en la base para fijar la matriz, y de dos ranuras en la base para fijarlo a la mesa.

7 7 La Fig a representa un tipo de portamatriz con superficie de fijación cónica. Se compone de una base cilíndrica con la superficie estriada y en la cual se asienta un casquillo de fijación. Este tipo de portamatriz se emplea para dimensiones pequeñas. Para mayores dimensiones, se emplea el tipo mostrado en la Fig b con la diferencia que el casquillo se fija mediante cuatro o seis tornillos. En el caso de que se presenten punzonados de dos o más agujeros con sección diferente a la redonda, resulta conveniente una construcción como las indicadas en las siguientes figuras. La Fig a representa un tipo de portamatriz de fijación por tornillos y a cola de milano, en este caso la matriz seccionado se fija mediante tornillos, mientras que en el caso "b" la matriz entra a presión en la guía de la cola de milano. La Fig muestra otro tipo de portamatriz, donde la sujeción de la matriz seccionado se hace por medio de candados y tapas laterales. Base del troquel o zapata inferior. Tiene como función fijar la placa matriz a la mesa de la prensa, además de protegerla de flexiones durante la operación.

8 La base puede diseñarse para usarse en un sólo troquel o bien, normalizar el tamaño para que pueda usarse en troqueles distintos. El primer caso se presenta cuando su empleo es continuo, y las matrices son grandes, el segundo caso es recomendable para troqueles que permanecen largos intervalos de tiempo sin usarse y que tienen dimensiones pequeñas. Las zapatas superior e inferior, los bujes y las columnas guía, son elementos de línea que se pueden adquirir de varios fabricantes. En el ejemplo de este capítulo, se muestra una tabla para seleccionarlos. 8

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