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Corte en prensa: Una inmersión profunda en los elementos críticos

Última actualización:
10 de mayo de 2024
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Índice

El troquelado con una máquina de prensa debe realizarse a través de una matriz de cizallado. En el proceso de cizallado, esencialmente, no hay diferencia fundamental entre el cizallado con matriz de cizallado y el cizallado con bancada de cizallado. El diseño de la cuchilla de la matriz de cizallado y de la bancada de cizallado es básicamente el mismo.

I. Características estructurales y clasificación de la matriz de cizallamiento

Estructura de la matriz de cizallado
Estructura de la matriz de cizallado
  • 1-Placa base
  • 2-Pin de parada
  • Casquillo de 3 guías
  • 4,5-Cuchilla inferior, superior
  • 6-Portaherramientas superior
  • Deslizador 7
  • 8-Nueces
  • 9 tornillos
  • 10-racket
  • 11,12-Placa de presión superior, inferior
  • 13-Portaherramientas inferior

1. Características estructurales de la matriz de cizallamiento (véase el cuadro 1)

Cuadro 1 Características estructurales de la matriz de cizallamiento

Componentes básicosCaracterísticas
1) Placa de molde superior para sujetar la cuchilla móvil y placa de molde inferior para sujetar la cuchilla fija.

2) Dispositivo de guía de la placa superior del molde

3) Dispositivo de bloque de posicionamiento para controlar la longitud de la pieza en bruto cortada

4) Dispositivo de sujeción para evitar que la varilla se voltee al cortarla
1) La precisión de corte debe ser superior a la del lecho de cizallamiento, y el diámetro de corte es generalmente inferior a Φ40mm.

2) Al seleccionar el equipo en función de la fuerza de cizallamiento, no sólo debe tenerse en cuenta el tonelaje nominal de la prensa, sino también la curva de carga de la prensa utilizada.

2. Clasificación de las matrices de cizallamiento (véase el cuadro 2)

Cuadro 2 Clasificación de las matrices de cizallado

Método de clasificaciónTipoEstructura del troquel
Según la estructura de las ranurasEsquileo general1) Matriz de cizallamiento abierta (véase la figura 1)

2) Matriz de cizallamiento semicerrada (véase la figura 2)

3) Matriz de cizallamiento cerrada (véase la figura 3)
Cizallado de precisión1) Matriz de cizallamiento de martillo de alta velocidad (véase la figura 4)

2) Matriz de cizallamiento de sujeción radial (véase la figura 5)

3) Matriz de cizallamiento diferencial (véase la figura 6)

4) Matriz de cizallamiento por presión axial (véase la figura 7)

5) Cizallamiento iso-masivo (véase el cuadro 5)
Por tipo de ranura Cantidad1) Matriz de cizallamiento de ranura de tipo simple (véase la figura 8)

2) Matriz de cizallamiento de doble ranura (véase la figura 9)

3) Matriz de cizallamiento de ranuras de tipo múltiple (véase la figura 10)
Figura 1 Estructura de la matriz de cizallamiento de tipo abierto
Figura 1 Estructura de la matriz de cizallamiento de tipo abierto

1-Placa base 2-Soporte

Nota: 1. Este diagrama es de la matriz de cizallamiento utilizada en una prensa de 500kN, su estructura es básicamente la misma que el diagrama adjunto en la Tabla 1, excepto que el soporte 2 está soldado a la placa base 1.

2. Cuando se cizalla material de barra laminado en caliente, el radio del filo de la cuchilla puede seleccionarse de acuerdo con la Tabla 3. El tamaño D del manguito guía se selecciona según la Tabla 4.

Tabla 3 Dimensiones del radio del borde de la cuchilla (unidad: mm)

Diámetro de la barra dR
84.3
94.8
105.4
115.9
126.4
136.9
147.4
157.9
168.4
178.9
189.4

Tabla 4 Dimensiones del diámetro del casquillo guía (unidad: mm)

Diámetro de la barra dD
86.5
99.5
1010.5
1111.7
1212.7
1313.7
1414.5
1516
1617
1718
1819

Tabla 5 Cizallamiento de masas iguales

Número de serieMétodoDescripción
1Método de pesajeUtilizar una balanza electrónica para pesar la primera sección de la masa de tocho, y corregir automáticamente la posición del tapón en función de la diferencia con la masa de tocho dada. Debido a la alta precisión de las balanzas electrónicas en los últimos años, la precisión de la masa de tocho puede controlarse bien. Sin embargo, la cabeza de los materiales domésticos es a menudo irregular, lo que afectará a la precisión. El método de medición de la masa de la segunda sección de la pieza en bruto puede utilizarse para lograr el propósito de igualar la masa.
2Método de medición de la sección transversal del material en barraAntes del cizallado, se mide la sección transversal del material en barra y se calcula la longitud de tocho necesaria para ajustar automáticamente la posición del tope. Generalmente, se instala un dispositivo para medir el área transversal del material en barra en el otro extremo del transportador de rodillos por el que se alimenta el material, y la medición se realiza antes del cizallado.
3Método de pesaje globalAntes de cizallar, pese toda la barra con dos balanzas electrónicas y mida la longitud total de la barra para calcular la longitud de tocho necesaria, ajustando así la posición del bloque de tope.
Figura 2 Estructura de la matriz de cizallado semicerrada
Figura 2 Estructura de la matriz de cizallado semicerrada
  • 1-Plantilla superior
  • 2-Soporte superior para cuchillos
  • 3-Cuchillo superior
  • 4-Base
  • 5-Placa de soporte
  • 6-Banco de trabajo
  • 7-Estribo de tope de material
  • 8-Bafle
  • Bloque de 9 guías
Figura 3 Estructura de la matriz de cizallamiento de tipo cerrado
Figura 3 Estructura de la matriz de cizallamiento de tipo cerrado
  • 1-Bloque de posicionamiento
  • 2 espaciadores
  • 3-Vástago con núcleo elástico
  • 4-Muelle de retorno
  • 5 Rodillos
  • 6-Plantilla inferior
  • 7-Placa inclinada
  • Manga 8
  • Perno 9
  • 10-Primavera
Figura 4 Estructura de la matriz de cizallamiento del martillo de alta velocidad (velocidad del martillo de alta velocidad 15~20m/s)
Figura 4 Estructura de la matriz de cizallamiento del martillo de alta velocidad (velocidad del martillo de alta velocidad 15~20m/s)

1-Puñetazo
2-Placa de cubierta
3-Cuchilla móvil
4-Cuchilla fija
5-Tuerca de ajuste
6-Tubo roscado de ajuste
Dispositivo 7-Buffer
8-Soporte para troqueles

Figura 5 Estructura de la matriz de cizalla de sujeción radial
Figura 5 Estructura de la matriz de cizalla de sujeción radial

1-Bloque de presión de la hoja móvil
2-Bloque de posicionamiento
3-Placa frontal de pared
4-Portacuchillas móvil
5-Bloque de presión de cuchilla fija
6-Placa de pared trasera
7-Cuchilla móvil
Culata de 8 barras
9-Cuchilla fija
10-Portacuchillas fijo
11-Placa base

Figura 6 Principio de funcionamiento del molde de cizallamiento diferencial
Figura 6 Principio de funcionamiento del molde de cizallamiento diferencial

1-Placa superior
2-Hierro inclinado trasero
3-Cuña trasera
Culata de 4 barras
5, 10-Muelle
6-Pinza trasera (con cuchilla incrustada)
7-Placa base
8-Plancha inclinada frontal
9-Cuña delantera
11-Pinza delantera (con cuchilla incrustada)

Nota: 1. El proceso de acción de la matriz de cizallamiento diferencial: La placa superior 1 y los hierros inclinados delanteros y traseros 8, 2 están en la posición más alta, las abrazaderas delanteras y traseras 11, 6 están en el estado abierto bajo la acción de los resortes 10, 5, en este momento el material de la barra 4 se alimenta adentro; la diapositiva de la prensa desciende; la presión se aplica a la placa superior, a través de los hierros inclinados delanteros y traseros y de las cuñas delanteras y traseras 9, 3 que fuerzan las abrazaderas delanteras y traseras para superar la resistencia de los resortes, sujetando el material de la barra; la corredera sigue descendiendo, la plancha inclinada trasera fuerza a la cuña trasera a mover la abrazadera trasera hacia la derecha, mientras que la plancha inclinada delantera fuerza a la cuña delantera a mover la abrazadera delantera hacia la izquierda, cuando se alcanza una cierta cantidad de movimiento relativo, el material de la varilla se cizalla.

2. La calidad de cizallamiento de la matriz de cizallamiento diferencial se muestra en la Tabla 6.

Tabla 6 Calidad de cizallado de la matriz de cizallado diferencial

Calidad de cizalladoCizallado en caliente de moldes en generalCizallamiento diferencial en frío
Verticalidad≈5°<1°
Importe de liquidación/mm2~30.5~0.6
Longitud Error/mm1~2±0.2
Sección CalidadDesnivel rugosoPlano y liso
Fig 7 Principio de funcionamiento del modo de cizallamiento por compresión axial
Fig 7 Principio de funcionamiento del modo de cizallamiento por compresión axial

Deslizamiento de 1 pulsación
2-Palanca de control
3-Molde activo
4-Expulsor de bloque final
5-Cuchilla de cizallamiento activa
6-Cuchilla de cizallamiento fija
7-Primavera
8-Cuña
Culata de 9 barras
10-Molde de sujeción divisible

Nota:

(1) Proceso de trabajo del cizallamiento por presión axial: La barra de material 9 se coloca en el molde de sujeción divisible 10, la corredera de prensado 1 se desplaza hacia abajo presionando sobre la palanca de control 2, y hace que ésta gire alrededor del punto A (al existir la resistencia al cizallamiento de la barra de material, el molde activo 3 no se mueve), aplicando así fuerza de apriete al molde de sujeción divisible, y con la ayuda de la cuña 8, se aplica una fuerza axial a la barra de material, generando así una tensión axial de compresión en la barra de material.

(2) Una vez que desaparecen todos los huecos de la cuña, el carro empuja la palanca para que gire alrededor del punto B, forzando a la cuchilla de cizalladura activa a cizallar la barra de material. Cuando finaliza el recorrido descendente de la cuchilla de cizalladura activa, ésta activa el eyector 4, expulsando el tocho bajo la cuchilla de cizalladura fija 6. La componente horizontal de la fuerza de apriete generada por la cuña también garantiza que las cuchillas de cizalladura fija y activa estén firmemente unidas durante el cizallamiento.

Figura 8 Molde de cizallamiento de una sola ranura
Figura 8 Molde de cizallamiento de una sola ranura

1-Plantilla superior
2-Muelle de compresión
Funda de 3 guías
4-Bloque de compresión
Material de 5 varillas
Puesto de 6 guías
7-Plantilla inferior
8-Cuchillo fijo
9-Bloque de posicionamiento
10-Muelle de retorno del bloque de compresión
11-Bloque de contrapresión
12-Cuchilla móvil
13-Pinza eléctrica

Figura 9 Matriz de cizallamiento de doble ranura
Figura 9 Matriz de cizallamiento de doble ranura

1-Marco de soporte
2-Tallado en blanco
3-Asiento superior del troquel
4-Cuchilla superior
Culata de 5 barras
Marco de 6 guías
7-Soporte para cuchillos
8-Soporte para troqueles
9-Cuchillo inferior

Figura 10 Matriz de cizallamiento de varias ranuras
Figura 10 Matriz de cizallamiento de varias ranuras

1-Plantilla superior
2-Placa de prensado
3-Cuchillos superior e inferior
4-Lavadora
5-Placa guía
Bloque de 6 guías
7-Almohadilla de apoyo
Base 8
Abrazadera 9
10-Placa de soporte
Placa de 11 paradas
Varilla de soporte 12
13-portaherramientas superior

II. Cuchilla de corte de prensa

1. Estructura y dimensiones de la pala de ranura simple (véase la tabla 7)

Tabla 7 Estructura y dimensiones de las palas de una ranura (unidad: mm)

Hoja superiorHoja inferior
Diagrama simplificado
Diámetro de la barra dR
115.85
126.35
136.85
147.35
158
168.5
179
189.5
1910
2010.5
2111. 0
2211. 5
2312. 0
2412.5
2513
2613.5
2714
2814.5
2915
3015.5
3116
3216.5

2. Estructura y dimensiones de las palas de doble ranura (véase el cuadro 8)

Tabla 8 Estructura y dimensiones de la hoja de doble ranura (unidad: mm)

Diámetro de la barra d2830323436
14.515.516.517.518.5
4040414242
B6565646363

3. Estructura y dimensiones de las palas multirranura (véase el cuadro 9)

Tabla 9 Estructura y dimensiones de la hoja multiranura (unidad: mm)

Diámetro de la barra d14161820222528
7.58.59.510.511.51314.5
45464848.5505254.5
B78787980.5818282.5

III. Estructura y dimensiones del casquillo guía

Véase la tabla 10 para la estructura y dimensiones del manguito guía.

Tabla 10 Estructura y dimensiones del manguito guía (Unidad: mm)

Diámetro de la barra dDl
1111.712
1212.713
1313.714
1414. 715
151616
161717
171818
181919
192020
202121
212222
222323
232424
242525
252626
262710
272810
28295
29305
30314
31324
32334

IIII, Desviación de piezas brutas de la prensa

Véase la tabla 11 para la desviación de los blancos de la prensa.

Tabla 11 Desviación de las piezas brutas con respecto a la prensa (Unidad: mm)

Diámetro de la barra o longitud lateral del material cuadradoLongitud en blanco
<300300~600600~1000>1000
<10±0.5~±0.6±0.6~±0.7±0.7~±0.8±0.8~±0.9
10~20±0.6~±0.7±0.7~±0.8±0.8~±0.9±0.9~±1.0
20~30±0.7~±0.8±0.8~±0.9±0.9~±1.0±1.0~±1.2
30~40±0.8~±0.9±0.9~±1.0±1.0~±1.1±1.2~±1.5
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