TIPOS DE PRENSAS Y SU CLASIFICACIÓN

No es muy correcto llamar a una prensa, prensa dobladora, prensa de repujado, o prensa cortadora, entre otras, pues los tres tipos de operaciones se pueden hacer en una maquina. A 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.

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

Bibliografía:

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, kdoblado = 0.33

si R ≥ 2•t, kdoblado = 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, kbf = 1.33

si el doblado es en borde, kbf = 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

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Bibliografía1

1. ↑

 

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