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Los mejores equipos para una estampación eficaz de chapas metálicas

Última actualización:
10 de junio de 2024
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Índice

La configuración de los equipos de producción de piezas estampadas debe considerarse de forma holística, teniendo en cuenta las características de las piezas estampadas y el volumen de producción. Las piezas estampadas de los vagones de pasajeros se caracterizan por su gran variedad y pequeñas cantidades.

Por lo tanto, a la hora de configurar el equipo de producción de estampación, es necesario tener en cuenta la satisfacción de las necesidades de producción de la mayoría de las piezas estampadas de fabricación propia y, al mismo tiempo, satisfacer los requisitos económicos.

Principios de configuración equipos de estampación para los vagones de pasajeros son los siguientes:

1) El equipo de producción debe ser capaz de satisfacer las necesidades de fabricación de piezas estructurales clave relacionadas con la seguridad operativa de los vagones de pasajeros.

2) Dadas las características de las múltiples variedades y la producción de lotes pequeños, es esencial seleccionar equipos versátiles y flexibles que puedan realizar múltiples tareas.

3) En el caso de equipos especializados, como las curvadoras, deben considerarse procesos alternativos o, en caso de avería, un equipo sustituto debe continuar la producción.

A continuación, presentaré los equipos de estampación utilizados habitualmente para la producción de piezas estampadas para vagones de pasajeros de ferrocarril.

Equipo de desenrollado de chapa de acero

Chapa de acero desenrollando para desenrollar las bobinas de acero. El volumen de producción de piezas estampadas para vagones de pasajeros es pequeño, y las especificaciones de las chapas necesarias son diversas, lo que dificulta la adquisición. Si se reducen las especificaciones, la tasa de utilización del material disminuirá, lo que se traducirá en un aumento de los costes.

Desde el punto de vista de la reducción de costes, resulta más económico y razonable comprar materiales en rollo y desenrollarlos internamente.

El equipo de desenrollado utilizado por los fabricantes de vagones de pasajeros está diseñado para desenrollar materiales en bobina con un espesor inferior a 6 mm. La Figura 3-13 es la línea de desenrollado de chapa de acero, y la Tabla 3-33 enumera los parámetros básicos de la línea de desenrollado de chapa de acero.

Figura 3-13: Línea de desenrollado de planchas de acero
Figura 3-13: Línea de desenrollado de planchas de acero

Tabla 3-33: Parámetros básicos de la línea de desenrollado de chapas de acero

ParámetrosRango numéricoUnidades
Ancho de bobina500~1500mm
Grosor de la bobina1.0~6.0mm
Masa de la bobina≤10000kg
Longitud de corte500~4500mm
Número de cortes20~60Veces/Min
Precisión de la longitud de corte≤±1mm
Precisión de nivelación≤1mm/m

Equipos de corte

Se utiliza principalmente para preparar la materia prima para su posterior procesamiento. Además de los equipos de corte tradicionales, en los últimos años han aparecido dispositivos de corte CNC, como cortadoras láser y cortadoras por chorro de agua a alta presión. Estas innovaciones han integrado las fases de procesamiento de la chapa plana, lo que permite completar el procesamiento en una sola operación.

La Figura 3-14 muestra un CNC cizalla y en la Tabla 3-34 se indican la finalidad y los parámetros básicos de la cizalla.

Figura 3-14: Cizalla CNC
Figura 3-14: Cizalla CNC

Tabla 3-34: Finalidad y parámetros básicos del Cizalla

Número de serieNombre del equipoDescripción del equipo
1Máquina cizalla CNC para chapas finas(1) Se utiliza para cizallar y cortar chapas de acero con un espesor de ≤10mm
(2) Espesor máximo de corte: 10 mm para acero al carbono, 6 mm para acero inoxidable.
(3) Longitud máxima de corte: 4000 mm
(4) Equipado con dispositivo antitorsión
(5) Equipado con dispositivo de soporte de material trasero
(6) El ángulo de corte y la separación de la cuchilla se pueden ajustar con el control CNC.
2Máquina cizalla de chapas gruesas CNC(1) Se utiliza para cizallar y cortar chapas de acero con un espesor de ≤16mm
(2) Espesor máximo de corte: 16 mm para acero al carbono, 8 mm para acero inoxidable.
(3) Longitud máxima de corte: 4000 mm
(4) Equipado con dispositivo de soporte de material trasero
(5) El ángulo de corte y la separación de la cuchilla se pueden ajustar con el control CNC

La Figura 3-15 representa los equipos de corte y troquelado CNC, mientras que la Tabla 3-35 proporciona los tipos de equipos de corte y sus parámetros fundamentales.

Figura 3-15 Equipo de corte y troquelado CNC
Figura 3-15 Equipo de corte y troquelado CNC

a) Corte por láser máquina
b) Máquina de oxicorte CNC
c) Precisión máquina de corte por plasma
d) Máquina de corte por chorro de agua a alta presión

Tabla 3-35 Tipos de equipos de corte y sus parámetros fundamentales

Número de serieNombre del equipoDescripción del equipo
1Máquina de corte por láser(1) Se utiliza para el corte y troquelado de chapas metálicas con un espesor ≤ 20 mm.
(2) Potencia de corte ≥ 4kW
(3) Tamaño de la mesa de trabajo intercambiable de 2 m × 4 m
(4) Espesor de corte20 mm para placas de acero al carbono, 12 mm para placas de acero inoxidable y 8 mm para placas de aleación de aluminio.
2Máquina de oxicorte CNC(1) Se utiliza para el corte y troquelado de chapas de acero al carbono con un espesor ≤ 200mm
(2) Mesa de trabajo de 3 m × 40 m, con estructura de bastidor multipórtico
(3) Capacidad máxima de corte: chapa de acero al carbono de 200 mm de espesor
3Máquina de corte por plasma de precisión(1) Se utiliza para el corte y troquelado de chapas de acero con un espesor ≤ 30mm
(2) Corte en seco con dispositivo de extracción de polvo sincronizado
(3) Tamaño de la mesa de trabajo de 3m × 20m
(4) Espesor de corte: 30 mm para placas de acero al carbono, 20 mm para placas de acero inoxidable
4Máquina de corte por agua a alta presión(1) Se utiliza para el corte y troquelado de chapas de aleación de aluminio con un espesor ≤ 300mm
(2) Espesor máximo de corte 300mm
(3) Mesa de trabajo de 2 m × 4 m

Máquina niveladora

La figura 3-16 representa la máquina enderezadora de chapa de acero, mientras que la tabla 3-36 proporciona los parámetros funcionales básicos de la máquina enderezadora. Debido a la irregularidad de las materias primas de la chapa de acero o a la deformación durante el procesamiento, es necesario realizar una nivelación.

Figura 3-16: Niveladores de chapa de acero
Figura 3-16: Niveladores de chapa de acero

a) Aplanadora de placas delgadas de 19 rodillos
b) Nivelador de placas gruesas

Tabla 3-36: Parámetros funcionales básicos de las máquinas enderezadoras

Número de serieNombre del equipoDescripción del equipo
1Niveladora de placas finas(1) Se utiliza para nivelar placas con un grosor de 0,5~8mm
(2) La anchura máxima de nivelación es de 1500 mm.
(3) La longitud mínima de nivelación es de 100 mm.
(4) La precisión de nivelación es de 1 mm/m
(5) El límite elástico máximo de la chapa de acero para nivelación es de 800 MPa.
2Niveladora de placas gruesas(1) Se utiliza para nivelar placas con un grosor de 6~22mm
(2) La semianchura de nivelación máxima es de 2000 mm.
(3) La longitud mínima de nivelación es de 400 mm.
(4) La precisión de nivelación es de 1 mm/m
(5) El límite elástico máximo de la chapa de acero para nivelación es de 800 MPa.
3Máquina enderezadora(1) Se utiliza para enderezar diversos tipos de acero
(2) La fuerza nominal es de 2000 kN

Prensas mecánicas

La tabla 3-37 presenta los parámetros de las prensas mecánicas. Estas prensas se utilizan principalmente para operaciones de punzonado y conformado. En función de los tipos de piezas de estampación para vehículos ferroviarios, se equipan principalmente cinco tipos de prensas.

Tabla 3-37: Parámetros de prensas mecánicas

ArtículoUnidadesTipo de equipo
JC21 - Prensa 160AJ36 - 250 PrensaPrensa de 500 tPrensa 2000tPrensa de fricción de 100 t
Fuerza nominalkN160025005000200001000
Carrera de la correderamm160400500630300
Longitud de ajuste del elevadormm130220200270
Frecuencia de carrera de la correderagolpes/min50179618
Distancia del centro de la corredera a la bancada (profundidad de la garganta)mm380
Distancia entre guíasmm8001085
Distancia de la parte inferior de la guía a la mesa de trabajomm6206001340920500×500
Dimensiones de la mesa de trabajoCorredera superiormm440×6001000×23001440×18001700×3710
Mesa de trabajomm710×11201250×24501505×18001900×4000
Cojín de aireCantidadmm3223
Fuerza de cada colchón de airekN653003003000
Ictusmm200250200250
Altura de cierre del troquel permitidamm190~320225~445410~600375~645120~420
Tamaño del orificio del asammΦ80
Tamaño de la varilla de soporte estándar marrón o varilla de soportemmΦ35 ×LΦ48Φ58 × L

Máquina curvadora

Las plegadoras CNC son los equipos más utilizados en la producción de piezas estampadas para vagones de pasajeros, con más de 80% de piezas conformadas en estas máquinas.

La Figura 3-17 ilustra una plegadora CNC, mientras que la Tabla 3-38 proporciona los parámetros de la misma. Un punto a tener en cuenta es que la máquina presenta un formato de eje CNC 3+2, lo que significa que el calibrador trasero tiene dos ejes, lo que requiere no sólo el movimiento hacia delante y hacia atrás, sino también el movimiento hacia arriba y hacia abajo controlado por CNC.

Para las máquinas curvadoras con una longitud de mesa de trabajo superior a 3 metros, el número de bloques de posicionamiento del tope trasero debe ser de tres o más.

Figura 3-17 Máquina curvadora CNC
Figura 3-17 Máquina curvadora CNC

a) Máquina curvadora CNC de 3200 kN
b) Máquina curvadora CNC de 800 kN

Tabla 3-38 Parámetros de la máquina curvadora CNC (Productos de Huangshi LVD Company)

Modelo de máquina80/3200160/3200320/4000400/4000
Fuerza nominal/kN800160032004000
Longitud de plegado/mm3200320032004000
Espacio entre columnas/mm2700270027003500
Profundidad de garganta/mm400400400500
Recorrido de la corredera/mm170170170200
Altura de la mesa/mm800800800800
Altura de montaje de la matriz/mm600600600600
Potencia del motor principal/kw5.51118.522.5
Número de cilindros de compensación3334
Número de ejes de control3+23+23+23+2
Recorrido del eje X del tope trasero/mm500500500500
Calibre trasero Velocidad eje X/(mm/s)200200200200

Punzonadora de torreta CNC

La Figura 3-18 muestra un Punzonadora de torreta CNCLa tabla 3-39 presenta algunos de sus parámetros técnicos. La punzonadora de torreta CNC se utiliza principalmente para punzonar, cortar, conformar y rebordear chapas de menos de 5 mm de espesor.

Figura 3-18 Punzonadora de torreta CNC
Figura 3-18 Punzonadora de torreta CNC

Tabla 3-39 Parámetros parciales de la punzonadora de torreta CNC

1Tamaño de la tabla2500mm×1250mm
2Espesor máximo de la chapa perforada8 mm
3Máximo Fuerza de perforación220kN
4Frecuencia máxima de perforación (E=1mm)1400 veces/min
5Área de instalación6760mm×6100mm

Máquina termoformadora CNC

La figura 3-19 muestra la máquina de conformado por estirado CNC V75 producida por la empresa estadounidense CYRILBATH. Se utiliza principalmente para conformar perfiles de gran radio de curvatura, como las vigas del techo de los vagones de pasajeros. Se trata de un dispositivo de curvado especializado. En la tabla 3-40 se indican sus especificaciones técnicas.

Figura 3-19: Máquina de conformado por estirado CNC V75
Figura 3-19: Máquina de conformado por estirado CNC V75

Tabla 3-40: Especificaciones técnicas de la estiradora CNC V75

ArtículosEspecificaciones técnicas
Fuerza de tracción máxima del cilindro de estiramiento de la máquina750kN
Fuerza de tracción mínima del cilindro de estiramiento de la máquina50kN
Rotación de la pinza±180° (ajuste manual)
Distancia máxima entre dos abrazaderas7000 mm
Distancia mínima entre dos abrazaderas1000 mm
Carrera máxima del cilindro de estiramiento762 mm
Velocidad máxima del cilindro de estiramientoHasta 762 mm/min
Ángulo de giro máximo del cilindro de estiramiento±28°
Ángulo de giro del brazo+10°~ -90°
Velocidad de moldeo(0.5°~3°) /s
Velocidad de retorno3°/s
Distancia del suelo a la superficie de la mesa de trabajo del molde978 mm
Distancia del centro de la abrazadera a la superficie de la plataforma de montaje del molde267 mm
Requisitos de la fuente de alimentaciónTrifásico 380V, 50Hz
Modo de control del proceso de plegadoControl de posición y control de fuerza
Diámetro interior de la abrazaderaΦ250mm

Máquina formadora de martillos mecánicos

También conocida como máquina formadora universal (Figura 3-20), la máquina formadora de martillo de potencia se utiliza principalmente para doblar y formar ciertos perfiles, formar piezas tipo piel y ajustar algunas piezas dobladas. El modelo de equipo seleccionado es KF665, con las siguientes capacidades de trabajo:

  • Acero blando ordinario (ReL=400MPa): Máximo 6,0 mm.
  • Acero inoxidable (ReL=600MPa): Máximo 4,0mm.
  • Aleación ordinaria de aluminio (ReL=250MPa): Máximo 8,0 mm.
Figura 3-20: Máquina de forja con martillo
Figura 3-20: Máquina de forja con martillo

Equipos auxiliares

Además de los dispositivos mencionados, también hay varios equipos auxiliares, entre los que se incluyen principalmente taladradoras, equipos de limpieza por granallado y chorro de arena y herramientas de corte manuales. Consulte la Tabla 3-41.

Tabla 3-41: Equipos auxiliares

Número de serieNombre del equipoPropósito
1TaladradorasSe utiliza para taladrar agujeros en piezas estampadas
2Equipos de granallado, chorreado y revestimientoSe utiliza para granallar, chorrear y eliminar el óxido de las chapas de acero al carbono antes de procesarlas, y para aplicar una capa de imprimación anticorrosión en la superficie.
3Herramientas de corte manualesCorte manual con cortadoras de plasma de aire o máquinas de oxicorte
4Equipos de desbarbadoTras los procesos de corte y punzonado, las piezas pueden desarrollar rebabas. Este equipo se utiliza para rectificar y eliminar rebabas de piezas planas.
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