Troquelación
Se le llama troquel a la herramienta que, montada en una prensa permite realizar operaciones diversas tales como:
Elementos de un troquel
El troquel consta de varias partes o elementos entre ellos podemos listar:
- Porta troquel
- Punzón
- Piloto
- Porta punzones
- Sufridera
- Planchador, expulsor y puente (mascarilla)
- Botadores
- Guías
- Matriz
- Boquillas
- Postes
- Tazas
- Elevadores
- Barras limitadoras o de ajuste
- Placas paralelas
- Bujes embalados, etc.
El troquelado (corte)
Los elementos de transformación en un troquel, son llamados punzón (macho) y matriz (hembra), ambos deben tener un tratamiento previo de endurecimiento (llamado «templado») que debe superar la dureza de los materiales a procesar.
La parte superior de la herramienta (parte superior del porta troquel) se sujeta firmemente al ariete o carnero de la prensa mientras que la parte inferior (porta matrices) se fija a la mesa de la máquina, el centramiento entre ambos (incluida la holgura) se mantiene gracias a los postes fijos en el porta troquel y los bujes embalados que se deslizan en las tazas, aunque hay troqueles que solamente tienen postes y tazas con ajuste deslizante entre ellos y algunos otros (esto ya es poco común) que no cuentan con postes y para centrar se emplea un método un poco rudimentario que se describe en “procedimiento de montaje de troqueles”.
Entendiendo que la operación de troquelado se realiza a los 180° del viaje (carrera) del ariete, una vez realizada está, el punzón comienza a subir pero existe un problema: la elasticidad del material (véase Resistencia de materiales), que al contraerse “abraza” al punzón y, por lo tanto, tiende a subir junto con él; esto lógicamente debe evitarse, para ello entran en juego los extractores de la cinta metálica (planchador o expulsores o puentes) que separan el material del punzón al mismo tiempo que lo sujetan contra la matriz en el momento en que se realiza la operación de troquelado.
Por otro lado, el material cortado tiene cierta tendencia a adherirse a la matriz, ya que éste se expande. En algunos casos esta expansión no es suficiente y entonces también trata de subir pegada al punzón; para evitarlo, se utilizan los botadores que son simplemente pernos, que mediante la acción de un resorte, impiden que la pieza sea extraída de la matriz “empujando” literalmente hacia abajo el material cortado.
Teoría del troquelado
La acción ejercida entre un punzón y una matriz actúa como una fuerza de cizallamiento en el material a procesar una vez que el punzón ha penetrado éste, sufriendo esfuerzos que rápidamente rebasan su límite elástico produciendo la ruptura o desgarramiento en ambas caras en el mismo lapso de tiempo, al penetrar más y más el punzón se produce la separación del material completando el proceso.
Se le llama claro de corte a la diferencia dimensional entre punzón y matriz, en donde el punzón es ligeramente más pequeño que la matriz. El correcto cálculo del claro de corte en el diseño permite obtener un corte limpio, libre de rebabas y filos cortantes. Este claro de corte depende del tipo de material y el espesor del mismo; cuando el claro de corte es adecuado se puede observar que el desgarramiento ocurre en el último tercio del espesor del material mientras que el resto se mantiene relativamente brillante.
Troqueles
En general a una operación realizada en un dado se le llama troquelado. Los troqueles puede ser de tres tipos: simples, compuestos y progresivos.
- Simples.- Estos troqueles permiten realizar solamente una operación en cada golpe del ariete o carnero, son de baja productividad y normalmente es necesario el uso de otros troqueles para poder concluir una pieza y considerarla terminada.
- Compuestos.- Estas herramientas permiten aprovechar la fuerza ejercida por el ariete realizando dos o más operaciones en cada golpe y agilizando así el proceso.
- Progresivos.-: Estos troqueles constan de diferentes etapas o pasos, cada uno de ellos modifica el material en una determinada secuencia establecida por el diseñador (secuencia de corte), de tal manera que al final se obtiene una pieza o piezas terminadas.
Alimentadores
La pérdida de paso es uno de los problemas a evitar durante la operación de un troquel progresivo, otro suceso a evitar y que también genera graves daños a los troqueles y puede ocasionar pérdidas de paso son: 5
- paso de avance - paso de bucle - paso de troquelado en fallo - paso variable - paso intermitente.
Procedimiento de montaje de troqueles
Para comenzar el troquel consta de dos piezas básicas llamadas "Placa porta troquel superior e Inferior" de la cual en la placa porta troquel superior debe de ir un "mamelon" que básicamente es un redondo adherido al troquel para su fácil sujeción a alguna prensa, lo más común y lo más básico sobre el troquel en la placa porta troquel inferior se sostiene con la ranuras que son para sujetarlo con lo que se le llama tornillos "T" de esta forma y bien alineadas las dos partes debe de ser posible su montaje