La prensa de chapa es una máquina indispensable en la industria metalúrgica. Su funcionamiento y versatilidad la convierten en una pieza clave para moldear y dar forma a diversos materiales metálicos. En este artículo, te invitamos a descubrir cómo funciona la prensa de chapa y cómo ha revolucionado la forma en que se fabrican productos de metal. Desde sus componentes principales hasta los diferentes tipos de prensas disponibles, ¡sumérgete en el fascinante mundo de esta herramienta imprescindible!
El procesamiento con prensa es una técnica de fabricación en el procesamiento de chapa para producir piezas de chapa mediante prensas mecánicas. Las prensas mecánicas e hidráulicas también se utilizan para tecnologías de producción similares, como forja, extrusión y laminado. Analicemos más detalles sobre el trabajo de la prensa y el conjunto punzón-punzón y sus herramientas.
Prensa
Las máquinas utilizadas para producir las piezas de chapa se denominan prensas.
- Las prensas de palanca mecánicas se utilizan a menudo para el procesamiento de chapa.
- Estas prensas suelen construirse verticalmente.
- Estas prensas están equipadas con un pesado volante accionado por un motor eléctrico.
- Un ariete se mueve hacia arriba y hacia abajo sobre las guías proporcionadas en el marco de la prensa mientras el ariete está conectado al volante mediante una biela y un mecanismo de manivela.
- El embrague para transmitir el movimiento del volante al émbolo se acciona mediante un pedal.
- La disposición es algo similar al mecanismo de un motor de pistón alternativo.
- Estas prensas son muy adecuadas para golpes cortos y potentes.
Estas prensas están disponibles en dos configuraciones:
- Tipo de marco abierto
- Tipo de marco cerrado
Tipo de marco abierto Las prensas son menos robustas en comparación con las prensas de marco cerrado, pero ofrecen un mejor acceso para cargar material porque están abiertas tanto en el frente como en los lados. Debido a su apariencia, también se les conoce como prensas de marco en C o prensas de separación.
Prensas de marco cerrado Se utilizan para trabajos más pesados.
La capacidad de la prensa está indicada por la fuerza (o tonelaje) que la prensa puede ejercer.
Conjunto de estampación para chapa.
La siguiente ilustración muestra un conjunto de troquel y punzón para perforar agujeros en láminas de metal.
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Se requiere un juego de troqueles para trabajar con las prensas. Un juego de troqueles consta esencialmente de tres
Partes.
(a) un punzón (herramienta masculina)
(b) un cubo (una herramienta femenina)
(c) una placa extractora
A. Golpear
Se fija o atornilla el punzón al carnero y se fija la matriz a la bancada de la máquina para que ambos queden perfectamente alineados. Cuando el punzón desciende junto con el ariete de la prensa, el punzón penetra en el centro de la matriz.
B. morir
Cuando se baja el sello, se corta la chapa. El agujero perforado tiene el mismo perfil que el sello. Si la parte restante de la hoja es la parte utilizable, la parte perforada se descarta como chatarra. En este caso el proceso se llama “punzonado”. Sin embargo, si la parte perforada es la parte útil, se llama «recorte» y la pieza perforada se llama pieza en bruto. El tamaño de la pieza en bruto está determinado por el tamaño del agujero en el troquel.
Preguntar: ¿Entendiste cuál es la diferencia entre golpear y golpear?
C. Placa limpiadora
La función de la placa extractora es mantener la lámina en su lugar durante el posterior movimiento ascendente del punzón; de lo contrario, la chapa podría quedar atrapada en el punzón durante el movimiento ascendente del ariete y el punzón.
Se proporciona una cierta cantidad de espacio libre entre el punzón y el troquel para una operación eficiente y superficies de corte limpias. Es función del espesor de la lámina sometida a corte y es del 3 al 5% del espesor. Después de que la parte inferior del punzón entra en contacto con la lámina, en realidad migra o penetra a través de la lámina hasta aproximadamente el 40% del espesor de la lámina, creando tensiones de compresión cada vez mayores en la lámina. En última instancia, el esfuerzo cortante resultante en el borde de la pieza en bruto excede la resistencia máxima al corte del material y las piezas en bruto se cortan en el 60% restante del espesor de la lámina. La profundidad de la zona de penetración y la zona de corte se delinea y se reconoce fácilmente cuando se examina visualmente la periferia de la pieza en bruto.
El gráfico de fuerza cortante versus espesor es típico y se muestra en la siguiente figura.
El área bajo esta curva, como se muestra en la parte sombreada, indica la energía requerida para el proceso de corte. El troquel y el punzón están hechos de acero de aleación de grano fino de alta calidad. Luego se tratan térmicamente para desarrollar alta dureza, resistencia al desgaste y al impacto.
A veces, cuando no se dispone de una prensa capaz de aplicar toda la fuerza de corte, se le da una forma cónica a la parte inferior del punzón. Esto se llama «corte». Al proporcionar fuerzas de corte, se reduce la fuerza máxima requerida porque no toda la circunferencia del punzón descansa sobre la chapa al mismo tiempo.
¿Qué son las tijeras de guillotina?
Te habrás dado cuenta de que en todo trabajo de prensado la materia prima se presenta en forma de láminas o placas. Las láminas y placas están disponibles comercialmente en tamaños de 2500 × 1000 mm o 2500 × 1250 mm. Es necesario cortarlos en piezas rectangulares o cuadradas más pequeñas según el tamaño deseado antes de realizar otras operaciones como doblar, punzonar, etc. Las cizallas para chapa (que también son prensas mecánicas) se utilizan para cortar chapa en trozos más pequeños con cortes rectos.
Las tijeras para paneles están equipadas con dos hojas rectas y suficientemente largas de acero troquelado. Las hojas se endurecen y refinan mediante esmerilado para obtener bordes lisos y afilados. Una hoja está unida al ariete (que es mucho más largo en una cizalla de guillotina), mientras que la otra está unida al borde de la bancada de la máquina, como se muestra en la figura siguiente.
La sábana se coloca sobre una bancada de máquina con un extremo sobresaliente. Se sujeta mediante un soporte. A medida que el ariete se mueve hacia abajo, las hojas cortan la lámina de metal a lo largo de la hoja. De este modo se pueden cortar chapas de acero con un espesor de hasta 10 mm en prensas de 250 toneladas. Un par de tijeras de guillotina son imprescindibles en cualquier taller de trabajo de chapa.
Diploma
El mecanizado de chapa con prensa es una tecnología de producción muy popular para la producción de componentes de chapa. Hemos analizado varios tipos de prensas y también analizamos el conjunto principal de matriz y punzón utilizando un diagrama esquemático detallado. También se discutió la tecnología de corte de chapa. Háganos saber lo que piensa sobre este artículo en la sección de comentarios a continuación.
Prensado de Chapa: Trabajando con Prensas y Conjunto de Punzonado-Matriz
En el campo de las estructuras metálicas, el prensado es una tecnología de producción de componentes de chapa utilizando máquinas prensadoras. Las prensas mecánicas e hidráulicas también se utilizan para tecnologías similares de producción como la forja, extrusión y laminado. Ahora, vamos a discutir más detalles sobre el prensado y el conjunto de punzonado-matriz y sus herramientas.
Prensas
Las máquinas utilizadas para producir los componentes de chapa se llaman prensas.
Prensa Mecánica para Prensado
Las prensas mecánicas de tipo nudillo se utilizan ampliamente en el trabajo con chapa. Estas prensas suelen tener una configuración vertical y están equipadas con un volante pesado impulsado por un motor eléctrico. Un émbolo se mueve hacia arriba y hacia abajo por las guías proporcionadas en el marco de la prensa cuando el émbolo se conecta al volante a través de una biela y un mecanismo de cigüeñal. El embrague que transfiere el movimiento del volante al émbolo es operado por un pedal. El arreglo es algo similar al mecanismo de un motor alternativo. Estas prensas son muy útiles para proporcionar golpes potentes y cortos.
Estas prensas están disponibles en dos configuraciones:
- Tipo de Marco Abierto
- Tipo de Marco Cerrado
Las prensas de tipo marco abierto son menos robustas en comparación con las de tipo marco cerrado, pero proporcionan un mayor acceso para cargar el material ya que están abiertas en la parte frontal y en los laterales. Debido a su apariencia, también se les llama prensas en forma de C o prensas con espacio.
Las prensas de tipo marco cerrado se utilizan para trabajos más pesados. La capacidad de la prensa se indica por la fuerza (o tonelaje) que la prensa es capaz de ejercer.
Conjunto de Punzonado-Matriz para Chapa Metálica
Un conjunto de punzonado-matriz para hacer agujeros en hojas de metal se muestra en la siguiente figura.
Un conjunto de matrices consiste esencialmente de tres partes:
- Punzón (herramienta macho)
- Matriz (herramienta hembra)
- Placa de despegue
Punzón: El punzón está fijado o atornillado al émbolo y la matriz está fija en la bancada de la máquina de tal manera que ambas están perfectamente alineadas. Cuando el punzón junto con el émbolo de la prensa se mueve hacia abajo, el punzón pasa centralmente a través de la matriz.
Matriz: Cuando el punzón desciende, corta la hoja de metal. El agujero perforado tiene el mismo perfil que el punzón. Si la porción restante de la chapa metálica es la parte útil, la porción perforada se desecha como chatarra. En este caso, la operación se llama «punzonado». Sin embargo, si la porción perforada es la parte útil, la operación se denomina «corte» y la pieza perforada se denomina «blanqueo». El tamaño del blanqueo se determina por el tamaño del agujero en la matriz.
Placa de Despegue: La función de la placa de despegue es mantener la chapa presionada durante el posterior movimiento ascendente del punzón, de lo contrario, la chapa puede enredarse con el punzón durante el movimiento ascendente del émbolo y el punzón.
Para una operación eficiente y superficies de corte limpias, se proporciona cierta holgura entre el punzón y la matriz. Esta holgura es función del grosor de la chapa bajo corte y es del 3 al 5% del grosor. En realidad, después de que la superficie inferior del punzón entra en contacto con la chapa, viaja o penetra a través de la chapa hasta aproximadamente el 40% del grosor, induciendo una mayor y mayor tensión de compresión en la chapa metálica. Finalmente, la tensión de corte resultante en el perímetro del blanqueo supera la resistencia máxima de corte del material y los blancos se cortan a través del 60% restante del grosor de la chapa. La profundidad de la zona de penetración y la zona de corte está demarcada y se puede observar fácilmente si se examina visualmente el perímetro del blanqueo.
El gráfico de fuerza de corte frente al grosor es típico y se muestra en la siguiente figura. El área bajo esta curva, como se muestra en la parte sombreada, proporciona la energía necesaria para la operación de corte. El punzón y la matriz están hechos de acero de aleación de alta calidad y granulado fino. Luego se someten a un tratamiento térmico para desarrollar alta dureza, resistencia al desgaste y resistencia al impacto.
A veces, cuando no se dispone de una prensa capaz de ejercer una fuerza de corte completa, se da un ángulo de corte en la superficie inferior del punzón. Esto se conoce como «corte». La provisión de un ángulo de corte reduce la fuerza máxima requerida ya que todo el perímetro del punzón no se apoyará en la chapa metálica simultáneamente.
¿Qué es una Cizalla de Guillotina?
Es posible que hayas notado que para todo el trabajo en prensa, el material sin procesar se presenta en forma de hojas o placas. Comercialmente, las hojas y las placas están disponibles en tamaños de 2500 × 1000 mm o 2500 × 1250 mm. Es necesario cortarlas en piezas rectangulares o cuadradas más pequeñas según los tamaños requeridos antes de realizar otras operaciones como el doblado o el punzonado. Para cortar las hojas en piezas más pequeñas con cortes rectos, se utilizan cizallas de guillotina (que también son prensas mecánicas).
Las cizallas de guillotina están provistas de dos cuchillas rectas de longitud adecuada hechas de acero de matriz. Las cuchillas se endurecen y se terminan mediante rectificado para obtener bordes suaves y afilados. Una cuchilla se fija al émbolo (que es mucho más largo en el caso de la cizalla de guillotina), mientras que la otra se fija al borde de la bancada de la máquina, tal como se muestra en la siguiente figura.
La chapa se coloca sobre una bancada de máquina con un extremo sobresaliendo. Se sujeta con una abrazadera. Cuando el émbolo baja, las cuchillas cortan la chapa a lo largo de la longitud de la cuchilla. Se pueden cortar placas de acero de hasta 10 mm de espesor de esta manera en prensas de 250 toneladas. Ningún taller de chapa está completo sin una cizalla de guillotina.
Conclusión
El prensado de chapa es una tecnología de producción muy popular para fabricar componentes de chapa metálica. Hemos discutido diferentes tipos de prensas y también hemos hablado sobre el conjunto principal de punzonado-matriz con un diagrama esquemático detallado. También hemos discutido la tecnología de corte de chapa metálica. Haznos saber qué opinas sobre este artículo en la sección de comentarios a continuación.
Preguntas Frecuentes
- ¿Cuál es la diferencia entre punzonado y corte?
El punzonado implica la creación de un agujero en una hoja de metal, mientras que el corte implica cortar una porción útil de la hoja utilizando una matriz y un punzón. - ¿Por qué se utiliza una placa de despegue en el conjunto de punzonado-matriz?
La placa de despegue se utiliza para mantener la hoja presionada durante el movimiento ascendente del punzón, evitando que la hoja se enrede con el punzón. - ¿Qué es una cizalla de guillotina?
Una cizalla de guillotina es una máquina que se utiliza para cortar hojas de metal en piezas más pequeñas mediante cortes rectos.