TIPOS DE PRENSAS Y SU CLASIFICACIÓN No es muy correcto llamar a una prensa, prensa dobladora dobladora,, prensa de de repujado, repujado, o prensa prensa cortadora,, entre otras, pues los tres tipos de operaciones se pueden hacer en una maquina. A cortadora algunas prensas diseñadas especialmente para un tipo de operación, se le puede conocer por el nombre de la operación, prensa punzonadora o prensa acuñadora. La clasificación esta en relación a la fuente de energía, ya sea operada manualmente o con potencia. Las maquinas operadas manualmente se usan para trabajos en lamina delgada de metal, pero la mayor parte de maquinaria para producción se opera con potencia. Otra forma de agrupar a las prensas, esta en función del numero de arietes o los métodos para accionarlos. Los tipos mas generales de clasificación de prensas son los siguientes:
Fuente de energía
Manual
Potencia
Mecánica
Vapor, gas, neumática neumática..
Hidráulica
Ariete
Vertical de simple efecto
Vertical de doble efecto
En cuatro correderas
De configuración especial
Diseño del bastidor
De banco
Inclinable
De escote
De puente
De costados rectos
Yunque
Columna
Métodos de aplicación de potencia al ariete
Manivela
Leva
Excéntrica
Tornillo de potencia
Cremallera y piñón
Junta articulada
Hidráulica
Palanca acodillada
Neumática
Propósito de la prensa
Cizallas de escuadra
Cizallas de circulo
Dobladora
Punzonado
Extruido
Empalmado
Enderezado
Forzado
Acuñado
De transferencia
Roedora
Estirado
Revólver
Forja
Para seleccionar el tipo de prensa a usar en un trabajo dado, se deben considerar: El tipo de operación a desarrollar, tamaño de la pieza, potencia requerida, y la velocidad de la operación. Para la mayoría de las operaciones de punzonado, recortado y desbarbado, se usan generalmente prensas del tipo manivela o excéntrica. En estas prensas, la energía del volante se puede transmitir al eje principal, ya sea directamente o a través de un tren de engranes. La prensa de junta articulada se ajusta idealmente a las operaciones de acuñado, prensado o forja. Tienen una carrera corta y es capaz de imprimir una fuerza extrema.
Tipos de prensas
Prensa sencilla
Prensa abierta con guía punzones
Prensa cerrada con guía punzones y guías laterales
Prensa abierta con columnas de alimentación
Prensa con sujetados y columnas de guía
Prensa abierta con portapunzón y sujetador
Prensa abierta con guías y resorte de repulsión
Tipos de prensas para doblar
Prensa para doblado de soportes
Prensa con dos columnas de guía para doblado en U
Prensa para doblado múltiple
Prensa con matriz giratoria
Prensa con punzones oscilantes
Prensa con matrices móviles
Prensa con dispositivo autoalimentador
Prensas para embutir El embutido se produce por la penetración del punzón en la matriz. La chapa (disco) debe pasar entre el punzó y la matriz de modo preciso (admitiendo cierto juego) para evitar la aparición de pliegues en las paredes de la pieza. Como regla general podemos decir que, a mayor espesor, menor posibilidad de formación de pliegues. El troquel puede montarse en una prensa excéntrica o de mano. Con troqueles sencillos se puede modificar un perfil esbozado para obtener el definitivo. Con punzones de goma se pueden embutir recipientes a fin de abobarlos, actuando en su interior de modo que al comprimirse verticalmente y expandiéndose hacia los lados logran la forma. Se emplea en chas de metal ligero. El achaflanado de los borde de la matriz ayudan a la chapa a resbalar por la pared del agujero, facilitando la operación de embutir. Es conveniente hacer agujero pequeños en la matriz para evacuar el aire encerrado.
Prensas para trabajos mixtos progresivos Prensas múltiples (o de paso)
Se entiende por trabajo progresivo de prensado la serie de operaciones sucesivas que transforman gradualmente, con una mismo troquel, una chapa plana, una tira o una cinta, a fin de obtener piezas con otra forma. El procedimiento consiste en un mínimo de dos fases, a saber: corte y doblado, o embutido y corte El objetivo es el poder obtener en un solo tiempo y con un solo toquel una serie de operaciones sucesivas. Es necesario que los punzones estén paralelos entre si y actúen sincronizados haceindolos trabajar en forma regular.
Prensas combinadas (de bloque) Son prensas que por tener acción mixta, tiene sus útiles combinados (no en línea), realizando el proceso en una sola operación. Las operaciones que combinan pueden ser de corte, embutido, doblado, agujereado, etc. Por lo tanto tendremos por ejemplo Prensas para doblar y embutir Prensas de cortar y embutir Prensas para cortar, embutir y agujerear.
Clasificación de Troqueles Herramienta empleada para dar forma a materiales sólidos, y en especial para el estampado de metales en frío. En el estampado se utilizan los troqueles en pares. El troquel más pequeño, o cuño, encaja dentro de un troquel mayor, o matriz. El metal al que va a darse forma, que suele ser una lámina o una pieza en bruto recortada, se coloca sobre la matriz en la bancada de la prensa. El cuño se monta en el pistón de la prensa y se hace bajar mediante presión hidráulica o mecánica. En las distintas operaciones se emplean troqueles de diferentes formas. Los más sencillos son los troqueles de perforación, utilizados para hacer agujeros en la pieza. Los troqueles de corte se utilizan para estampar una forma determinada en una lámina de metal para operaciones posteriores. Los troqueles de flexión y doblado están diseñados para efectuar pliegues simples o compuestos en la pieza en bruto. Los troqueles de embutir 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 éstos 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. Los troqueles de rebordeado forman un reborde curvo en piezas huecas. Un tipo especial de troquel de rebordeado, llamado troquel de costura con alambre, enrolla firmemente los bordes externos del metal alrededor de un alambre que se inserta para dar resistencia a la pieza. Los troqueles combinados están diseñados para realizar varias de las operaciones descritas en un único recorrido de la prensa;
los troqueles progresivos permiten realizar diversas operaciones sucesivas de modelado con el mismo troquel. En la acuñación de monedas se obliga al metal a pasar entre dos troqueles coincidentes, en los que figura un huecograbado del dibujo que debe formarse en la moneda.
Materiales para herramientas de corte: Los materiales para las herramientas de corte incluyen aceros al carbono, aceros de mediana aleación, aceros de alta velocidad, aleaciones fundidas, carburos cementados, cerámicas u óxidos y diamantes. El carbono forma un carburo con el hierro, lo que hace que responda al temple y, de esta manera aumentar la dureza, la resistencia mecánica y la resistencia al desgaste. El contenido de carbono de los aceros para herramientas está entre 0.6% y 1.4%. El cromo si agrega para aumentar la resistencia al desgaste y la tenacidad; el contenido es entre 0.25% y 4.5%. El cobalto se suele emplear en aceros de alta velocidad para aumentar la dureza en caliente, a fin de poder emplear las herramientas con velocidades de corte y temperaturas más altas y aún así mantener la dureza y los filos. El contenido es entre 5% y 12%. El molibdeno es un elemento fuerte para formar carburos y aumentar la resistencia mecánica, la resistencia al desgaste y la dureza en caliente. Siempre se utiliza junto con otros elementos de aleación. El contenido es hasta de 10%. El tungsteno mejora la dureza en caliente y la resistencia mecánica; el contenido es entre 1.25% y 20%. El vanadio aumenta la dureza en caliente y la resistencia a la abrasión, el contenido en los aceros al carbono para herramientas es de 0.20% a 0.50%, en los aceros de altas velocidades es entre 1% y 5%. Aceros al carbono: Son el tipo más antiguo de acero empleado en herramientas de corte. Este acero es poco costoso, tiene resistencia a los choques, se puede someter a tratamiento térmico para obtener un amplio rango de durezas, se forma y rectifica con facilidad y mantiene su borde filoso cuando no está sometido a abrasión excesiva y utilizado para brocas que trabajan a velocidades más o menos bajas, para machuelos, brochas y escariadores, aunque y a los han sustituido otros materiales para herramientas B ib lio g ra fí a:
Eugene A. Avallone. “Manual del ingeniero mecánica Marks”, Editorial Mc. Graw Hill. 9ª edición, año 1995 Heinrich Gerling. “Alrededor de las máquinas - herramientas”, Editorial Reverté. 2ª edición , año 1964
Cizallado El cizallado es la separación sin arranque de viruta de láminas y perfiles. Los cortes se pueden elaborar en forma lineal o curva en cualquier longitud. Este proceso de corte de lámina o placas, produce cortes limpios, es decir, sin virutas o calor o reacciones químicas del metal, pudiéndose hacer cortes rápidos y con bastante precisión pero siempre en forma recta; longitudinal, transversal o diagonal a la placa. El cizallado es él termino empleado cuando se trata de cortes en línea recta; el corte con formas regulares redondas u ovaladas e irregulares se efectúan con punzocortado y perforación. El cizallado suele ser en frío en especial con material delgado de muchas clases tales como guillotinado de papeles de fibras, telas, cerámica, plásticos, caucho, productos de madera y la mayoría de los metales. El cizallado llamado también guillotinado en ciertas actividades se hacen en frío en la mayoría de los materiales. En general es para cortes rectos a lo ancho o a lo largo del material, perpendicular o en ángulo. La acción básica del corte incluye bajar la cuchilla hasta la mesa de la máquina, para producir la fractura o rotura controladas durante el corte. La mayoría de las cuchillas tienen un pequeño ángulo de salida. Para ciertas operaciones especificas como punzonado o perforado, no hay esos ángulos de alivio. El cizallado o guillotinado puede emplearse con una gran variedad de materiales para cortar papel o refinar libros y en la cizalla escuadradora para lámina. En el cizallado encontramos unas variantes muy interesantes y de gran ayuda para el ingenierodiseñador o fabricante.
Doblado
El doblado es un proceso de conformado sin separación de material y con deformación plástica utilizado para dar forma a chapas. Se utiliza, normalmente, una prensa que cuenta con una matriz –si es con estampa ésta tendrá una forma determinada- y un punzón -que también puede tener forma- que realizará la presión sobre la chapa. En el proceso, el material situado a un lado del eje neutro se comprimirá –zona interior- y el situado en el lado opuesto –zona exterior- será traccionado como consecuencia de los esfuerzos aplicados. Esto provoca también un pequeño adelgazamiento en el codo de la chapa doblada, cosa que se acentúa en el centro de la chapa.
A consecuencia de este estado de tracción-compresión el material tenderá a una pequeña recuperación elástica. Por tanto, si queremos realizar un doblado tendremos que hacerlo en un valor superior al requerido para compensar dicha recuperación elástica. Otra posible solución es realizar un rebaje en la zona de compresión de la chapa, de esta forma aseguramos que toda la zona está siendo sometida a deformación plástica. También podría servir estirar la chapa así aseguramos que toda la zona supera el límite elástico. Según el ángulo o la forma que queramos dar al doblado existen matrices que nos proporcionan la forma deseada.
Dobladora de chapa.
Detalle del punzón y la matriz de la Dobladora de chapa.
[editar ]Tipos
de Doblado
Según como se realice el proceso de Doblado podemos distinguir entre Doblado en borde y Doblado en V. Siendo D la dimensión de la matriz que será requerida para el cálculo de la fuerza necesaria para la operación de doblado.
Tipos de Doblado de chapa.
[editar ]Descentrado
eje neutro
El doblado considera fibra neutra, aquella zona a la cual las fibras no se consideran como una consecuencia de las fuerzas a tracción y compresión a la que esta sometida la chapa cuando realizamos el doblado. Esta zona recurre a toda la pieza en forma de eje y es lo que se denomina eje neutro. Cuando realizamos un doblado podemos observar que la parte de fuera(exterior), y la parte de dentro(interior) se comprime, esto se debe a que el límite de los materiales no es el mismo a tracción que a compresión, como los materiales tienen mayor límite elástico a compresión que a tracción, se producirá una deformación plástica mayor al lado de fuera que tenga tracción que al de dentro, el cuál sufre una compresión. Este fenómeno provoca que el eje neutro no equidiste de las dos superficies, este se encuentra más cerca de la superficie interna que de la externa, ya que la parte externa cede antes debido a que su límite elástico es menor. También decir que la descentración del eje neutro depende en gran parte, del espesor de la pieza y del radio de doblado. [editar ]Sentido
de las fibras
El sentido en el que estarán las fibras de una chapa, dependerá de los tratamientos a la que ha estado sometida inicialmente. Es decir, dependerá del laminado previo a la que ha sido sometida. Por tanto, el sentido en la que están
las fibras será de gran importancia porque si realizamos un doblado en contra de la dirección de las fibras, la pieza a ensayo tendrá peor comportamiento, peor calidad y una peor durabilidad que si se hubiera hecho a favor de las fibras. [editar Análisis ]
del Doblado
A continuación se detallan las variables que se dan en el proceso y el cálculo necesario para llevarlo a cabo.
Análisis del proceso de Doblado de Chapa.
donde:
w = ancho de la chapa t = espesor de la chapa R = radio de doblado α + α’ = 180º
El radio mínimo de doblado depende, entre otras cosas, del espesor y la ductilidad del material. Si tenemos un espesor bajo, el radio mínimo será bajo. Por el contrario, si la el material es muy dúctil el radio mínimo será bajo. Para conocer la longitud inicial de la chapa tras un proceso de doblado debemos tener en cuenta que la longitud total de la chapa será la siguiente: Lchapa = Ltramos_rectos + Lzona_doblada = (L1 + L2) + Lzona_doblada Y donde:
si R ˂ 2•t, k doblado = 0.33 si R ≥ 2•t, k doblado = 0.50
Y podemos calcular la fuerza necesaria para realizar el doblado como:
siendo: σe
= límite elástico
D = dimensión/abertura de la matriz Kbf = cte si el doblado es en V, k bf = 1.33 si el doblado es en borde, k bf = 0.33
[editar ]Temas
Relacionados
Otras técnicas de conformado con deformación plástica y sin arranque de viruta: Estirado Trefilado Embutido Repujado Preparación de Bordes Estampado de metales Y con deformación plástica y separación de material: Corte de chapa Proceso de Separación de chapa Incisión Punzonado Punzonadora CNC Troquelado Troquelación Proceso de Cizallado
[edi tar ]
Bi bli o gr af ía 1
1. ↑
C a r l o s
V i l a
P a s t o r ,
F
e r n a n d o
R o m e r o
S u b i r ó n ,
G r a c i a
M .
B r
u s c a s
B e l l i d o ,
J u l i o
S e r r a n o
M i r á .
T
e c n o l o g í a
M e c á n i c a :
M e t r o l o g í a
y
p r o
c e s o s
d e
c o n f o r m a d o
d e
m e t a l e s
s i n
a
r r a n q u e
d e
v i r u t a .
C a s t e l l ó n :
P u b l i c
a c i o n e s
U n i v e r s i d a d
J a i m e
I ,
N º 2 3 3 .
