Cizalla Punzonadora Universal:

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1 22 MAQUINARIA Foto: Cizalla Punzonadora Universal: Experiencia, Tecnología y Funcionalidad Paola Andrea Ruiz Rojas Periodista Metal Actual Posibilitan la realización de hasta cinco tareas en un sólo equipo. La versatilidad y multifuncionalidad de estas máquinas, las han posicionado como equipos flexibles, capaces de adaptarse a los requerimientos productivos de todo tipo de industria, desde los talleres más pequeños, hasta las multinacionales de gran productividad. En los últimos cinco años, se han evidenciado importantes desarrollos de la industria metalmecánica en Colombia. Dichos avances se deben a que el país se ha preocupado por incentivar procesos en los que el metal sea el principal protagonista. El aumento en la utilización de estructuras metálicas para la construcción de puentes, torres, para centrales eléctricas, sistemas ferroviarios, puertos, obras civiles y edificaciones, entre otros, ha estimulado no sólo el uso de metales como el acero, sino la comercialización de máquinas multifuncionales con las que se pueda cortar, punzonar y destijerar, desde perfiles hasta ángulos y platinas.

2 MAQUINARIA 23 El mercado ofrece hoy día, opciones de máquinas más eficientes, capaces de desarrollar multiprocesos y a bajo costo. Ejemplo de esto, son las cizallas punzonadoras universales, máquinas versátiles, diseñadas para ofrecer a los industriales, la posibilidad de trabajar en un solo equipo, procesos relacionados con punzonado, perforado, corte de platina, ángulos y perfiles, así como entallado. Su capacidad productiva, su polifuncionalidad y la potencia que puede llegar a alcanzar desde 45 hasta 220 Tn, según referencia, han posicionado a estas máquinas de deformación, como una de las alternativas preferidas para trabajar metal, tanto en las empresas pequeñas, como en aquellas de gran producción. En la actualidad, el mercado ofrece algunas cizallas punzonadoras mecánicas, sin embargo la mayoría de máquinas que se comercializan son del tipo hidráulico, característica que no sólo las define, sino que además y, de acuerdo a su número de cilindros o pistones, las clasifica. A continuación, se describen estas máquinas: Cizalla punzonadora universal de un pistón: Son las máquinas más sencillas y compactas de su tipo, con un peso que no sobrepasa los kilogramos. Cada una de ellas está conformada, básicamente por: a) bancada monobloque, en la que se ubican las estaciones de trabajo; b) portacuchillas, también en monobloque en el que se instalan las herramientas para el corte y punzonado; c) panel eléctrico con elementos de protección y mandos integrados; d) grupo hidráulico de accionamiento con bomba sumergida; e) motor que puede variar entre 2.2 y 3.0 kw de potencia; y f) un cilindro de doble efecto, que dependiendo del modelo, puede ser de 35, 45 o 50 toneladas de potencia. De acuerdo a la capacidad del cilindro, la máquina es configurada con tres, cuatro y hasta cinco estaciones de trabajo, esta posibilidad, es la que según los expertos, flexibiliza, adecúa y convierte a la cizalla punzonadora universal, en un equipo versátil capaz de prestar varios servicios en una sola máquina. Estas máquinas cuentan con una configuración por estaciones en las que se realizan los diferentes procesos de manufactura. Estación de punzonado: En dicha estación se pueden punzonar desde barras redondas y cuadradas, placas, y soleras, hasta ángulos, canales y vigas. De acuerdo a la referencia y a los modelos, las características que definen la funcionalidad y la operatividad de la estación cambian. En el mercado nacional, se encuentran máquinas con potencias de punzonado que varían entre 360, 450 y 500 Kn, según el modelo. La capacidad de taladrado en barra redonda, puede ser, de acuerdo a la referencia, de 27 x 10 mm, 27 x 13 mm y 31 x 12 mm de espesor. La altura de trabajo también varía, en algunas máquinas es de 973 mm, y en otras alcanza incluso, los mm. Vale señalar que el recorrido del punzón, en los modelos Fotos: Esta máquina herramienta, representa por su configuración un equipo versátil, eficiente y económico, con el que se logra mejorar los tiempos de producción, reducir de costos, mano de obra y procesos. más comunes, es de 21 mm, aunque en otros llega a los 50 mm. Los golpes por minuto (carrera = 15 mm), van desde 16 hasta 34. Las referencias de más alta gama poseen un porta matriz cuello de cisne para punzonar perfiles en U y en I, en ala y alma 1. El diseño de la estación de punzonado está concebido para permitir el cambio rápido de las herramientas y admitir también, la utilización de punzones excéntricos para angulares pequeños, así como dispositivos para el punzonado de diámetros mayores. Estación de cizallado (corte de ángulo, barra redondas y cuadradas): La estación está concebida con holguras regulables en cuchillas de ángulo, lo que posibilita el cizallado de piezas con ángulo a 45 y 90 grados, así como barras redondas y cuadradas. Cizalla para perfiles Tipo Diámetros y espesores mínimos mm Diámetros y espesores máximos mm L a 90 grados 80 x 80 x 8 - L a 90 (con pequeña deformación) 100 x 100 x 10 - L a 45 grados 50 x 50 x 6 60 x 60 x 6 mm Barra Redonda Barra Cuadrada Nota: Valores determinados en resistencia material de 45 kg-mm2. Los valores son referenciales y pueden variar dependiendo de las marcas y los modelos de las máquinas.

3 24 MAQUINARIA En algunas referencias, el corte de perfiles angulares a 45 grados pueden hacerse alas adentro y alas afuera. La flexibilidad en el diseño y la amplia gama de cuchillas opcionales, posibilita el corte de perfiles en I y en U hasta de 100 mm. La mayoría de las máquinas disponen en esta estación, de guías para la sujeción de material. Estación corte de platina: En la estación de corte de platina, es posible cizallar platina, barra redonda, barra cuadrada y ángulo a 45 grados de un ala. En la gran mayoría de máquinas, el largo de las cuchillas puede ser, de 305 mm o 356 mm y tener alturas de trabajo de 810, 980 o mm, valores que varían de acuerdo a las referencias. Entallado Mínimo mm Máximo mm Espesor Chapa 7 10 Ángulo de Profundidad Ancho Nota: Valores determinados en resistencia material de 45 kg-mm2. Los valores son referenciales y pueden variar dependiendo de las marcas y los modelos de las máquinas Estación de plegado (Opcional): Además de las estaciones básicas, a ciertas referencias se les puede incorporar la estación de plegado, con la que se realizan trabajos sencillos de doblado. Foto: Platina Cuchillas estándar corte ángulo, barra circular y cuadrada. Cizalla para platinas o llantas Dimensiones Tipo mínimas mm 300 x x 13 Dimensiones máximas mm 350 x x 13 Barra Redonda 30 - Barra Cuadrada 25 - Corte de un ala de L a 45 grados Nota: Valores determinados en resistencia material de 45 kg-mm2. Los valores son referenciales y pueden variar dependiendo de las marcas y los modelos de las máquinas. Algunas referencias, provienen de fábrica con cuchillas en geometría progresiva para corte con deformación mínima, otras cuentan en cambio, con sistema antitorsión, lo que evita también la deformación de las platinas. Estación de entallado (reducción de diámetro o espesor de una pieza. Opcional): La mayoría de máquinas pueden configurarse con un equipo de entallado rectangular con mesa de trabajo y topes milimetrados, para saques en placa, solera o perfiles, otras referencias son preparadas para el entallado de tubos (boca de pescado). Foto: Estación de Plegado Esta estación tiene la capacidad de trabajar piezas hasta de 100 x 10 mm. Las máquinas existentes en el mercado alcanzan con este dispositivo, potencias de plegado de 360, 450 o 500 Kilonewton (Kn), de acuerdo a la referencia seleccionada. También dependiendo del modelo, permiten larguras máximas de trabajo de 973, 980 o 1015 mm. Esta estación es hecha siguiendo las directivas europeas relevantes a la fabricación de este tipo de máquinas industriales. Cizallas punzonadoras universales de dos pistones: Son máquinas con las mismas características constructivas de las de un pistón, que requieren según la referencia motores de entre 3 y 15 kw para su funcionamiento. Están accionadas mediante dos cilindros independientes, lo que posibilita la realización de operaciones simultáneas (punzonado y cizallado) en puestos de trabajo diferentes. En el mercado existen varias versiones, entre las más comerciales están las máquinas cuyas potencias van desde 155 hasta 520 toneladas, potencia que se distribuye entre los dos cilindros independientes.

4 Toneladas de potencia total por máquina Máquina de 155 Ton (55/100) Máquina de 230 Ton (80/150) Máquina de 290 Ton (110/180) Máquina de 465 Ton (165/300) Máquina de 520 Ton (220/300) Toneladas de potencia por cilindro 55 Ton, cilindro para punzonado 100 Ton, cilindro para corte o cizalla 80 Ton, cilindro para punzonado 150 Ton, cilindro para corte o cizalla 110 Ton, cilindro para punzonado 180 Ton, cilindro para corte o cizalla 165 Ton, cilindro para punzonado 220 Ton, cilindro para corte o cizalla 220 Ton, cilindro para punzonado 300 Ton, cilindro para corte o cizalla Nota: Datos referenciales, pueden variar de acuerdo a los modelos y marcas. La gran mayoría de cizallas punzonadoras universales de dos pistones, están equipadas con cinco estaciones de trabajo, preparadas con herramientas para realizar cortes de ángulo, barra redonda y cuadrada, entallado rectangular y punzonado. A continuación, la configuración de las estaciones de trabajo en las máquinas de dos pistones Estación de punzonado lineal: Está dotada de un cilindro de doble efecto que permite crear un puesto de trabajo universal e independiente que logra taladrar placas, ángulos, canales y vigas De acuerdo a la referencia, la potencia de punzonado puede estar entre el rango de los 550 y los 2200 Kn, y alcanzar capacidades máximas de punzonado, en barra redonda, entre los 40 x 10 mm para las referencias más sencillas y los 40 x 40 mm para las más complejas. La profundidad de escote varía según el modelo, los valores más comunes son 250, 300, 385, y 510 mm para las máquinas básicas, y 475, 500 y 610 mm, para aquellos modelos en los que se trabaja en chapa. La mayoría de las cizallas punzonadoras universales de doble pistón, poseen topes de regulación tanto para el curso del cilindro como para la altura del punzón, topes de posicionamiento hasta de 500 mm, tensores longitudinales y transversales con sistema de ataque frontal y mesas con reglas milimetradas. Estación para corte de platinas: El tamaño de las platinas que se pueden cortar en las cizallas punzonadoras, varía considerablemente de un modelo a otro, existen máquinas que cortan platinas de 60 x 15 mm, mientras que en otras, las dimensiones llegan incluso a los 750 x 20 mm. El largo de las cuchillas que manejan estos equipos también cambia, las hay desde los 305 hasta los 765 mm. La mayoría de máquinas poseen cuchillas inferiores y superiores, guías orientables, mesa para el corte de platinas, guías que abarcan todo el largo de la cuchilla y husillo de fijación.

5 26 MAQUINARIA Foto: Estación para corte de perfiles: Las características constructivas de esta estación cuya potencia de corte varía según la referencia entre los y los Kn, posibilita el corte de ángulos a 90 grados sin deformación, en dimensiones que van desde los 120 x 120 x 10 mm hasta los 205 x 205 x 18 mm. De igual forma, pueden cizallar ángulos a 45 grados en dimensiones de 70 x 70 x 7 mm. Algunas versiones cuentan con un sistema de cuchilla superior flotante que sigue un movimiento rectilíneo en todo su curso, para lograr de esta forma, cortar angulares sin deformación ni pérdida de material. Estación para corte de barras: Las versiones estándar están equipadas con cuchillas normales, que posibilitan el corte de barras redondas y cuadradas en diámetros de 40, 45, 50 y 60 mm. A ciertos equipos se les puede adaptar cuchillas especiales para el corte de perfiles UPN e IPN 2, en dimensiones desde 120 hasta 180 mm. Estación para entallado: Esta zona de trabajo está diseñada con un punzón que permite el entallado rectangular de chapa desde 10 hasta 16 mm y ángulos de 100 hasta 120 mm. Usualmente trabajan con profundidades de 90 y 110 mm y anchos desde 42 hasta 58 mm. Casi todas las máquina existentes en el mercado, poseen tope extractor, mesa con topes milimetrados y agujeros para la fijación de equipos especiales como los de entallado triangular a 90 grados, equipo de punzonado, equipo de entallado de tubo, así como de redondeado de platinas y esquinas. Funcionamiento Las cizallas punzonadoras universales, son máquinas de fácil manejo, que son operadas mediante un control de selección manual en el que el operario elige la estación en donde realizarán los trabajos. El accionamiento de la estación y de las herramientas Foto: 1. Apoyo del cilindro 2. Cilindro de doble efecto seccionado. 3. Topes regulación curso. 4. Amplio curso para trabajos de plegado, embutido, formado, etc. 5. Generoso guiado ant giro regulable. 6. Guiado adicional para absorción de esfuerzos descentrados y protección juntas hidráulicas. 7. Vástago preparado para fijación de útiles especiales. 8. Cambio rápido de punzón. 9. Tope Regulable en altura. 10. Mesa con reglas milimetradas, incluido el kit. 11. Tope posicionamiento hasta 500 mm. 12. Porta-matriz cuello cisne para punzonado de chapas y perfiles. 13. Tensor Longitudinal con sistema de ataque frontal. 15. Bulón fijación base cuello cisne. hace presionando el pedal. Todas las máquinas cuentan con un botón de parado de emergencia y pueden ser manejadas por un solo operario Las de doble pistón, poseen dos pedales, para accionar de forma independiente, tanto la estación de cizallado como la de punzonado, éstas deben ser operadas como mínimo por dos trabajadores. Ambas versiones requieren ser alimentadas manualmente, excepto en aquellas máquinas a las que se les ha instalado equipos para tal fin. El diseño de las cizallas punzonadoras, permite el cambio de herramientas de manera fácil, rápida y práctica. La máquina puede trabajar durante de tres turnos de ocho horas cada uno, seguidamente. En cuanto a sistemas de seguridad, los equipos vienen dotados de fábrica con defensas y dispositivos para evitar riesgos innecesarios a los operarios, es por ello, que los fabricantes y distribuidores recomiendan no removerlos de las máquinas, para impedir de esta forma, el acceso involuntario a las zonas viva de las cizallas punzonadoras. Recomendaciones de Uso No cabe duda que las máquinas de este tipo están diseñadas para soportar trabajos pesados, sin embargo y aunque no requiere de grandes mantenimientos, si es preciso seguir ciertas recomendaciones que garan- Las estaciones de cizallado y punzonado pueden trabajar simultáneamente aunque de forma independiente.

6 ticen no sólo su adecuado funcionamiento, sino una vida útil más prolongada. Para empezar, los fabricantes insisten en que es necesario que los industriales y operario reconozcan cuáles son los requerimientos de uso, para elegir y adecuar acertadamente la máquina. Es preciso además, tener en cuenta aspectos tan relevantes como las características y especificaciones técnicas de los modelos existentes en el mercado para así saber si se adaptan o no a las necesidades de la empresa. Existen valores como los del juego entre cuchillas espacio existente entre ambas cuchillas al final de la carrera de las cizallas, al que se le debe prestar especial atención pues, de llegar a seleccionar un juego inadecuado, la máquina puede incluso, bloquearse y dejar de funcionar. Los expertos indican que es necesario contar con un juego entre cuchillas para permitir un alojamiento de los recortes de metal que genera el corte. Si éste juego es demasiado pequeño, dichos recortes no tendrán a dónde ir, y por lo tanto se irá creando una presión inadecuada sobre las cuchillas, hasta el punto de que la cizalla no podrá cortar más material. A manera de ejemplo, si una cizalla punzonadora universal tiene un juego entre cuchillas de y con ella se pretende cortar un material de ¾, lo más probable es que la hidráulica se bloquee; mientras que si el juego entre cuchillas es demasiado grande producirá gran cantidad de rebaba en la pieza. Según lo indicado, el juego entre cuchillas debe establecerse en un punto medio según el rango de espesores de corte requerido. Por ejemplo, una cizalla punzonadora universal de 120 Tn con capacidad para cortar acero normal desde 3/16 hasta 1 de espesor, normalmente tiene un juego entre cuchillas ajustado desde fábrica de alrededor ; en una máquina de 80 toneladas con capacidad de corta hasta ¾ de espesor podría tener un juego de Es preciso tener en cuenta que el juego entre cuchillas se debe determinar además, teniendo en cuenta el material y los espesores que la máquina cortará. Ventajas Esta máquina herramienta, representa por su configuración un equipo versátil, eficiente y económico, con el que se logra mejorar los tiempos de producción, reducir de costos, mano de obra y procesos. Por ejemplo, el proceso de punzonado de estos equipos, supera en velocidad al taladro convencional. Un agujero de ¼ de pulgada de diámetro punzonado se hace en 5 segundos aproximadamente mientras que taladrar el mismo agujero tomaría 30 segundos. Esto representa ahorro de energía, gasto de herramientas, tiempo de producción.

7 28 MAQUINARIA Foto: Al poseer varias estaciones de trabajo, permite el aumento de la productividad, ya que con un sólo equipo se pueden trabajar varios procesos productivos. Las máquinas configuradas con doble pistón, pueden realizar operaciones simultáneas en dos estaciones de trabajo, lo que significa ahorro de tiempo y dinero. Los expertos aseguran, que son máquinas mucho más económicas, ya que por algo más de dinero, en relación con máquinas que hacen un solo proceso posibilitan la realización de hasta cinco tareas o procesos en un solo equipo. Otra ventaja que poseen estas máquinas, es que son de fácil mantenimiento. De acuerdo a las indicaciones del proveedor la periodicidad varía, pero usualmente, se debe hacer dos tipos de mantenimiento, uno semanal y otro anual. El primero está relacionado con el cambio de engranes y el segundo, con el reemplazo del aceite. Existe otro chequeo que debe hacerse y es el de ajuste de tornillería, que se realiza según se sienta o no desajustada la máquina, pero se recomienda hacer cada tres meses. Opciones para Aumentar la Productividad Las cizallas punzonadoras universales, son máquinas muy funcionales, que permiten en un solo equipo, contar con varias estaciones de trabajo. Esta multifuncionalidad, que se convierte de hecho en su principal característica, puede aumentarse con equipos opcionales adaptables a las diferentes estaciones de la máquina. La medición del material se realiza mediante un encoder de contacto. Entre los opcionales o equipos adicionales que mejoran la productividad de las máquinas se encuentran: Alimentadores automáticos de platina: Diseñados con un rodillo de arrastre, un motor de corriente continúa, un sujetador hidráulico de platinas, control numérico, rodillos fijos y rodillos regulables. Permite la alimentación automática de barras planas sobre las estaciones de cizallado con velocidades de desplazamiento hasta de 18 m/ min. El sistema permite la alimentación de platinas desde 40 mm hasta 600 mm de ancho con una longitud máxima de 7 m. Este tipo de alimentador puede ser instalado en máquinas doble pistón. Alimentado lineal de control: Es una unidad de posicionamiento en eje X, para el punzonado de agujeros en línea. La gran mayoría de estos alimentadores cuentan con conjunto de carros de arrastre, servomotores para accionamiento, mesa de rodillos lineales y conjunto de rodillos transversales para guiado de material. Permiten la alimentación de material hasta de 250 kg de peso, en velocidades máximas de 24 m/min. Mesa multitope: Es un equipo manual que se puede montar sobre ciertas referencias de máquinas con dos pistones, con escote mínimo de 500 mm. Cuenta con cinco topes de lengüeta retráctil que se instalan sobre la barra transversal. La mesa tiene frente desmontable para permitir el punzonado de perfiles. Los topes se pueden desplazar aproximadamente 500 mm desde la matriz tanto a la izquierda como a la derecha. Tope eléctrico: Puede instalarse en las estaciones de cizallado y punzonado y sirve para que las máquinas establezcan el ciclo completo de corte. Otros equipos opcionales y accesorios que se pueden instalar como plegadoras de punzonado, punzonado extremo tubo redondo, punzonado doble sobre 7/1, punzonado diámetro 160 mm, punzonado extremo cuadrado, punzonado doble sobre diámetro mayor, punzón entallado de rejillas, cuchillas con dos figuras, cuchillas con dos figuras en U y tres redondos, matriz entallado de rejillas, entallado triangular con mesa, tope hidráulico corte de chapa y ángulos, tope de elastómero, entallado de tubo, entre otros. Las cizallas punzonadoras universales, por tratarse de máquinas que poseen hasta cinco estaciones de trabajo, representan la solución más completa para punzonar, entallar y cortar ángulos, platinas y perfiles, en aquellas empresas que realicen trabajos relacionados con caldererías, construcciones metálicas, equipos agrícolas, y en general todos los talleres que punzonan y cortan llantas, ángulos, perfiles en I, en U, doble T, en chapa gruesa. Citas 1) En los perfiles estructurales IPN, conocidos también con el nombre de doble T o I, se le llama alas a las partes horizontales ubicadas arriba y abajo respectivamente, mientras que a la parte vertical intermedia que las une, se le llama alma. En los perfiles UPN, llamados también perfiles en U, las alas son las caras exteriores del perfil, y el alma es la superficie que une las alas. 2) IPN, es un perfil normalizado de acero en forma de I. UPN, es un perfil normalizado en acero en forma de U Fuente Johan Sneider Castillo. Asesor Industrial Imocom. jcastillo@imocom.com.co Orlando García. Ingeniero del Departamento Técnico Imocom. ogarcia@imocom.com.co Los Todo Terrenos de la Industria. Autor: Don Letourneau. Product manager, Comeq.

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