República Bolivariana de VenezuelaInstituto Universitario ¨Santiago Mariño¨

Extensión Porlamar

Estampado y Troquelado.

Realizado por: Wilmer Zabala C.I 25.807.329

Enrique Martínez C.I 22.650.724

Sección: 4A

Porlamar, Junio de 2015

Estampado.

El estampado es un forjado mecánico en el que se emplea un molde o estampa para conformar la pieza.

La estampa se compone de dos partes (estampa y contra estampa) que se acoplan entre sí. Al diseñar las estampas hay que aumentar sus dimensiones en previsión de la posterior contracción del material que se produce. También es preciso prever unas salidas de material para asegurar que el llenado de la estampa es correcto. La rebaba producida se eliminará en una operación posterior.

La estampación se puede realizar tanto en frío como en caliente. Hasta hace poco la estampación en frío se reservaba únicamente para metales muy dúctiles (plomo, estaño, etc.) y para aceros con bajo contenido de carbono en piezas pequeñas. Actualmente es posible estampar en frío aceros aleados bajo ciertas condiciones.

La fluencia del material queda limitada a la cavidad de la estampa. El material se coloca entre dos matrices que tienen huecos grabados con la forma de la pieza que se desea obtener. El metal llena completamente los huecos de la estampa por medio de golpes o presión empleando martillos o prensas. El proceso de estampado termina cuando las dos matrices llegan a ponerse prácticamente en contacto.

Tipos de estampados.

Estampación en caliente

Este tipo de estampación se realiza con el material a mayor temperatura que la temperatura de recristalización. A temperatura alta el material tiene un límite elástico bajo y una región plástica amplia, siendo posible deformarlo sin incrementar su acritud. Para soportar las altas deformaciones, el material a trabajar debe encontrarse en su totalidad en caliente (el cociente entre la Temperatura de trabajo y la Temperatura de fusión debe ser mayor a 0,6), por lo cual muchas veces la superficie de la pieza sufre oxidación. Si el centro de la pieza no está caliente, se produce la rotura de la misma.

Los beneficios obtenidos con el trabajo en caliente son: Mayores modificaciones a la forma de la pieza de trabajo menores fuerzas y esfuerzos requeridos para deformar el material, opción de trabajar con metales que se fracturan cuando son trabajados en frío, propiedades de fuerza generalmente sotrópicas y, finalmente, no ocurren endurecimientos de partes debidas a los procesos de trabajo. Sin embargo el acabado superficial y las tolerancias suelen ser más bajas en comparación con el trabajo en frío, las partes trabajadas tienen un comportamiento anisotrópico. Así mismo, es más difícil de registrar el control de exactitud dimensional debido a la combinación de deformación elástica y contracción térmica

del metal, por lo cual en el diseño de la pieza es necesario tener en cuenta una dimensión mayor al iniciar cualquier operación.

Estampación en frío

La estampación en frío se realiza con el material a menor temperatura que la temperatura de recristalización, por lo que se deforma el grano durante el proceso, obteniendo anisotropía en la estructura microscópica. Suele aplicarse a piezas de menor espesor que cuando se trabaja en caliente, usualmente chapas o láminas de espesor uniforme.

Las principales operaciones de estampación en frío son:

Troquelación: punzonado (realización de agujeros), corte (separación de piezas de una chapa) o acuñación.

Embutición: obtención de cuerpos huecos a partir de chapa plana.

Deformación por flexión entre matrices: curvado, plegado o arrollado.

Los materiales utilizados en la estampación en frío son dúctiles y maleables, como el acero de baja aleación, las aleaciones de aluminio (preferentemente al magnesio, sin cobre), el latón, la plata y el oro.

Máquinas y herramientas que intervienen en el proceso: Martillos de doble efecto, prensas (verticales, excéntricas, hidráulicas, a fricción), martinetes, balancines, laminadoras, matrices, rebañadoras, acuñadoras. Materiales: Aceros de todo tipo, aluminio (y sus aleaciones), cobre (y sus aleaciones). También pueden utilizarse otros metales que soporten la deformación en frío adecuadamente

El estampado en frío se clasifica en tres ramas principales: corte, doblado y embutido:

CORTE:

Se realiza por una acción de cizalla entre dos bordes afilados de corte. El borde superior de corte (punzón) se mueve hacia abajo sobrepasando el borde estacionario inferior de corte (matriz). Cuando el punzón empieza a empujar el trabajo, ocurre una deformación plástica en las superficies de la lámina, conforme éste se mueve hacia abajo ocurre la penetración, y corta el metal.

DOBLADO:

Están diseñados para efectuar pliegues simples o compuestos en la pieza enbruto. El doblado se define como la deformación del metal alrededor de un eje recto. El metal dentro del plano neutral se comprime, mientras que el metal por fuera del plano neutral se estira.

EMBUTICION:

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.

Prensa de estampado

Troquelado

En términos sencillos, el troquelado es un método para trabajar láminas metálicas en frío, en forma y tamaño predeterminados, por medio de un troquel y una prensa. El troquel determina el tamaño y forma de la pieza terminada y la prensa suministra la fuerza necesaria para efectuar el cambio. Cada troquel está especialmente construido para la operación que va ha efectuar adecuado para otras operaciones. El troquel tiene dos mitades, entre las cuales se coloca metálica. Cuando las dos mitades del troquel se juntan se lleva a cabo la operación. Normalmente, mitad superior del troquel es el punzón (la parte más pequeña) y la mitad inferior es la más grande). Cuando las dos mitades del troquel se juntan, el punzón entra en la matriz.

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.

Diferentes Formas De Troquelar

Cizallado

Es un proceso de corte para láminas y placas, produce cortes sin que haya virutas, calor ni reacciones químicas. El proceso es limpio rápido y exacto, pero esta limitado al espesor que puede cortar la máquina y por la dureza y densidad del material. El cizallado es él término 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 frió 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 frió 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 específicas 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 lamina.

Mortajado

El enteallado o mortajado es un proceso de corte fino para la lámina y plancha y difiere del cizallado en que la cuchilla está a cierto ángulo. La cuchilla puede ser de cualquier configuración si se trata de partes pequeñas.

Niblado

El corte de láminas (niblado) incluye hacer recortes sucesivos hasta que se produce una forma más grande o recortada. Las formas internas se pueden empezar con facilidad a partir de agujeros taladrados y se emplean para producir secciones perforadas grandes. El recorte se utiliza en lugar de punzonar o perforar, para la producción de poco volumen o a baja velocidad las maquinas recortadoras o tijeras para lamina son muy adaptables, poco costosas, sencillas para manejarlas y mantenerlas, aunque la producción es lenta.

Perforación

El perforado es un proceso para recortar un agujero conformado en una lamina o placas metálicas. Se suele hacer en frió y se obtienen casi de cualquier forma. Las aplicaciones incluyen perforar las arandelas hacer agujeros para remaches mediante elementos estructurales de acero, aberturas en paneles que se van a terminar con otros procesos a fin de poder montar instrumentos o equipos y en operaciones similares.

Punzonado

El punzonado es una operación de corte de chapas o láminas, generalmente en frío, mediante un dispositivo mecánico formado por dos herramientas: el punzón y la matriz. La aplicación de una fuerza de compresión sobre el punzón obliga a éste a penetrar en la chapa, creando una deformación inicial en régimen elastoplástico seguida de un cizallamiento y rotura del material por propagación rápida de fisuras entre las aristas de corte del punzón y matriz. El proceso termina con la expulsión de la pieza cortada.

Acuñado

Es casi un trabajo en frió con piezas pequeñas. Se desplaza el material por la presión y el impacto hacia las cavidades de la matriz. Como la cavidad esta dada por completa y en forma muy precisa por los dados se necesita controlar con mucho cuidado el volumen del material; por lo tanto el llenado es excesivo de la capacidad de la matriz puede dañar la maquina o producir artículos defectuosos. El acuñado es especial para la producción de piezas pequeñas en donde se requieren de detalles y acabados muy exactos en las superficies. Su aplicación principal para fabricar monedas medallas y piezas similares.

Formado Con Matriz Muestra

El formado con matriz muestra es similar a algunos aspectos del acuñado. El formado por clavado se emplea para hacer moldes o dados excepto que la impresión se hace contra una pieza grande de material para empujar el metal desplazado hacia un área abierta, alrededor del modelo impreso en el material. También se utilizan para estampar materiales blandos o para moldear plásticos u otros materiales. Suele ser más fácil hacer el objeto macho y prensarlo contra el material blando que maquinar la parte hembra en el material del dado. Cuando se hacen matrices, se alisa la superficie con esmeril después de formar con el dado maestro. Se utiliza para hacer cierto número de cavidades idénticas para moldes múltiples de compresión.

Prensa

La máquina utilizada para la mayoría de las operaciones de trabajo en frio y algunos en caliente, se conoce como prensa. Consiste de un bastidor que sostiene una bancada y un ariete, una fuente de potencia, y un mecanismo para mover el ariete linealmente y en ángulos rectos con relación a la bancada.

Una prensa debe estar equipada con matrices y punzones diseñados para ciertas operaciones específicas. La mayoría de operaciones de formado, punzonado y cizallado, se pueden efectuar en cualquier prensa normal si se usan matrices y punzones adecuados. Las prensas tienen capacidad para la producción rápida, puesto que el tiempo de operación es solamente el que necesita para una carrera del ariete, más el tiempo necesario para alimentar el material. Por consiguiente se pueden conservar bajos costos de producción. Tiene una adaptabilidad especial para los métodos de producción en masa, como lo evidencia su amplia aplicación en la manufactura de piezas para automóviles y aviones, artículos de ferretería, juguetes y utensilios de cocina.

Diferencias entre Estampado y Troquelado

Estampado TroqueladoEl proceso sirve para marcar mediante presión una forma sobre un soporte

El troquelado sirve para el corte hendido o perforación de formas irregulares

La estampaciónse somete un metal a una carga de compresión entre dos moldes. Utilizando prensas y martinetes

El troquel o matriz es un instrumento o máquina de bordes cortantes para recortar o estampar, por presión, planchas, cartones, cueros, etc.

Se trabaja en caliente La mayoría de los trabajos se hacen en frio

El estampado puede hacer doblés El troquelado no ya que es extracción del moldes por perforado

En el estampado se hace embutido En el troquelado se hace cuñado

Definir el formato de la lámina o la forma ya sea en rodillos o prensa

. Definir la forma de la pieza, que impone cierto número de operaciones, de acuerdo con su complejidad

Para extraer la pieza luego del estampado se debería hacer un corte del material.

Puede extraerse la pieza con mayor facilidad

En el estampado se produce rebaba En el troquelado se realizan cortes precisos

La superficie como resultado del estampado puede ser poco uniforme y con buena superficie

Se producen formas mas exactas y con acabados mejor definidos producidos por las herramientas de corte

De igual forma ay cierto materiales que es conveniente puede aplicar estampado Por ejemplo: cemento se le aplica un estampado superficial con una capa de cemento fresco para tomar ciertas formas

A el cemento no se le podría aplicar un troquelado ya que implicaría hacer cortes con filos dañando las herramientas de corte y dañando el área de concreto

Anexos

Prensas utilizadas para el proceso de estampado.

Doblado y embutido

Prensa de troquelado