Troquelación

Troqueladora con funcionamiento automático.

Se denomina troquelación a la operación mecánica que se utiliza para realizar agujeros en chapas de metal, láminas deplástico, papel o cartón. Para realizar esta tarea, se utilizan desde simples mecanismos de accionamiento manual hasta sofisticadas prensas mecánicas de gran potencia.

Uno de los mecanismos de troquelado más simples y sencillos que existen puede ser el que utilizan los niños escolares para hacer agujeros en las hojas de papel para insertarlas en las carpetas de anillos.

Los elementos básicos de una troqueladora lo constituyen el troquel que tiene la forma y dimensiones del agujero que se quiera realizar, y la matriz de corte por donde se inserta el troquel cuando es impulsado de forma enérgica por la potencia que le proporciona la prensa mediante un accionamiento de excéntrica que tiene y que proporciona un golpe seco y contundente sobre la chapa, produciendo un corte limpio de la misma.

Prensa mecánica o prensadora[editar]

Prensa mecánica o balancín mecánico

La prensa mecánica o prensadora es una máquina que acumula energía mediante un volante de inercia y la transmite bien mecánicamente (prensa de revolución total) o neumáticamente (prensa de revolución parcial) a un troquel o matriz mediante un sistema de biela-manivela. Actualmente las prensas de revolución completa (también llamadas de embrague mecánico o de chaveta) están prohibidas por la legislación vigente en toda Europa. La norma que rige estas prensas es la EN-692:2005 transpuesta en España como UNE-EN692:2006 +A1:2009.

La fuerza generada por la prensa varía a lo largo de su recorrido en función del ángulo de aplicación de la fuerza. Cuanto más próximo esté el punto de aplicación al PMI (Punto Muerto Inferior) mayor será la fuerza, siendo en este punto (PMI) teóricamente infinita. Como estándar más aceptado los fabricantes proporcionan como punto de fuerza en la prensa de reducción por engranajes 30º y en las prensas de volante directo 20º del PMI. Ha de tenerse en cuenta que la fuerza total indicada por los fabricantes se refiere a la proporcionada en funcionamiento «golpe a golpe», es decir, embragando y desembragando cada vez, para funcionamiento

continuo (embragado permanente) ha de considerarse una reducción de fuerza aproximada del 20 %. La necesidad de flexibilizar los procesos y automatizarlos ha hecho que se adopten en estas máquinas los convertidores de frecuencia (variadores de velocidad) y debe tenerse en cuenta que las variaciones de velocidad afectan a la fuerza suministrada. Por tanto una variación de velocidad sobre el estándar del fabricante del 50 % significa una disminución de fuerza disponible del 75 %.

Tipos de prensas[editar]

Por su sistema de transmisión, pueden clasificarse en «prensas a volante directo», «prensas de reducción», «prensas de doble reducción», «prensas de reducción paralela» y «prensas de cinemática especial». Por su estructura se pueden clasificar en «prensas de cuello de cisne y «prensas de doble montante» (dentro de estas existen las monobloc y las de piezas armadas por tirantes). Por su velocidad se clasifican en «prensas convencionales» (de 12 a 200 golpes minuto en función de su tamaño), «prensas rápidas» (de 300 a 700 golpes por minuto) y «prensas de alta velocidad» (de 800 hasta 1600 golpes por minuto); las más rápidas son de fabricación japonesa y suiza. Otro tipo de prensas aparecidas recientemente son las "servoprensas", en estas prensas se elimina el embrague y el volante de inercia obteniendo toda su energía de uno o varios servomotores conectados al eje principal mediante reductoras planetarias o epicloidales, o mediante palancas articulas. La aparición de estas máquinas ha impulsado también el desarrollo de prensas híbridas de distintos tipos (con servo y volante y embrague).

Usos más frecuentes[editar]

Estas prensas se emplean en operaciones de corte, estampación, doblado y embuticiones pequeñas. No son adecuadas para embuticiones profundas al aplicar la fuerza de forma rápida y no constante. No obstante el desarrollo de prensas con cinemática compleja (prensas de palanca articulada o prensas link drive) ha hecho posible que puedan usarse para embuticiones más profundas y con aceros de alta resistencia elástica, ya que este tipo de prensas mecánicas reduce su velocidad cerca del PMI pudiendo deformar la chapa sin romperla. Actualmente la aparición de servoprensas, también conocidas como prensas eléctricas, ha hecho posible emular cualquier ciclo de funcionamiento con estas máquinas pudiendo usarse incluso en sustitución de prensas hidráulicas, prensas de palanca acodadas, prensas link-drive, prensas de acuñar, etc.

Matriz de trabajo progresivo

De acuerdo al trabajo que se tenga que realizar así son diseñadas y construidas las troqueladoras. Existen matrices simples y progresivas donde la chapa que está en forma de grandes rollos avanza automáticamente y el trabajo se realiza de forma continua; no requiere otros cuidados que cambiar de rollo de chapa cuando se termina éste e ir retirando las piezas troqueladas así como vigilar la calidad del corte que realizan. Cuando el corte se deteriora por desgaste del troquel y de la matriz, se desmontan de la máquina y se rectifican en una rectificadora plana estableciendo un nuevo corte. Una matriz y un troquel permiten muchos reafilados hasta que se desgastan totalmente.

Otras troqueladoras, conocidas como punzonadoras, funcionan con un cabezal de activación mecánica o hidráulica según el caso, que lleva insertado varios troqueles de diferentes medidas, y una mesa amplia donde se coloca la chapa que se quiere mecanizar. Esta mesa es activada mediante CNC y se desplaza a lo largo y ancho de la misma a gran velocidad, produciendo las piezas con rapidez y exactitud.

Véase también[editar]

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Para otros usos de este término, véase Ajuste (desambiguación).

Prensa mecánica equipada con matrices.

En mecánica de precisión, el ajuste es la forma en que dos piezas de una misma máquina se acoplan entre sí,1 de forma tal que un ejeencaja en un orificio.

El acople está relacionado con la tolerancia en los tamaños de ambas piezas. Si una tiene un tamaño mucho mayor que la otra no ajustarán. Debido a esto, para la fabricación de piezas se adoptan normas, como por ejemplo las normas ISO, Organización Internacional de Normalización, para estandarizar las medidas. Esto ha permitido la intercambiabilidad de las piezas y la producción en serie. El valor de tolerancia para un eje se identifica con una letra minúscula, mientras que para los agujeros se utilizan las mayúsculas.

La tolerancia de mecanizado es designada por quien diseña la máquina tomando en consideración algunos parámetros como función ycoste. Cuanto menor sea la tolerancia mayor será el coste del mecanizado.

Los trabajos de ajuste se dividen o clasifican en operaciones. Se llama operación al trabajo que se realiza con una herramienta o herramientas similares. También se llama operación cuando se hace un trabajo o una parte del trabajo sin cambiar de herramientas. Las principales operaciones que pueden hacerse en el trabajo de ajuste manual, son: Medir, Trazar, Aserrar, Limar, Pulir, Cincelar, Rasquetear, Taladrar, Roscar, Escariar y Montar.

Índice  [ocultar] 

1   Piezas macho y hembra 2   Tolerancia de mecanizado 3   Juegos de ajuste 4   Parámetros de ajustes 5   Verificación y control de calidad 6   Perfil profesional del ajustador mecánico 7   Véase también 8   Referencias

9   Bibliografía 10   Enlaces externos

Piezas macho y hembra[editar]

Las piezas que participan del ajuste se denominan macho y hembra. Las piezas macho son aquellas que poseen extensiones cuya cara externa ajustará por la parte interna de la pieza hembra. Por ejemplo, ejes, árboles de transmisión, chavetas, estrías, etc. Las piezas hembra ajustan en forma inversa a las macho, tales como agujeros, ranuras, etc. También guardan una estrecha relación de ajuste los elementos roscados, los engranajes, las matrices, las distancias que hay entre los centros de agujeros que tienen las cajas de velocidades y reductoras u otros mecanismos.

Tolerancia de mecanizado[editar]

Al fabricar una pieza, la interacción entre la herramienta de corte y los materiales durante el proceso de mecanizado.Dificulta obtener una medida exacta de forma repetitiva, por lo que se necesita cierta tolerancia para que aun no siendo perfectas las piezas ajusten sin forzarlas. La tolerancia de mecanizado es la diferencia permisible entre una cotanominal máxima (o cota de referencia) y otra mínima para que su medida real pueda validarse según el acople de la pieza. Cuanto menor sea la tolerancia necesaria, más difícil será realizar la pieza.2

El valor de la tolerancia se representa por letras, indicándose los valores de las cotas máximas y mínimas de tolerancia agregando números. Las letras mayúsculas de la A a la H identifican tolerancias de hembra con un valor mayor al de la cota nominal, mientras que de la J a la Z se refieren a tolerancias de hembras con valor está por debajo de la cota nominal. La H representa el valor nominal exacto.

Las cotas de los machos se representan con letras minúsculas acompañadas del grado de calidad IT. Las letras de la a a la h corresponden a valores por debajo de la cota nominal (en forma inversa a los de las hembras). El valor máximo de la letra h es la cota nominal. Los valores de la j a la z corresponden a valores por encima de la cota nominal.

Ejemplo: 50H7--(50 + 30 + 0) - Valor máx admisible: 50,030; Valor mín admisible: 50,00 Ejemplo: 30 m6--(30 + 21 + 8) - Valor máx admisible: 30,021; Valor mín admisible: 30,008

Pueden encontrarse ejemplos en las Normas ISO de mecanizado y en prontuarios de mecanizado.3

Juegos de ajuste[editar]

El juego máximo de un ajuste es la diferencia entre el valor máximo real de una cota hembra y el valor mínimo real de una cota macho, mientras que el juego mínimo es un concepto similar excepto que en lugar de tomar los valores máximos toma los mínimos.

Juego máximo ajuste eje - agujero = Diámetro mayor agujero - Diámetro menor eje

El valor del juego mínimo en los ajustes holgados deslizantes y giratorios siempre es mayor que cero; por el contrario, el juego máximo y mínimo en un ajuste forzado siempre es negativo.

Juego mínimo ajuste eje - agujero: Diámetro menor agujero - Diámetro mayor eje

Parámetros de ajustes[editar]

Concentricidad.

Al realizar un ajuste se deben tener en consideración determinados parámetros a fin de lograr la calidad deseada. Uno de ellos es la rugosidad, que es el conjunto de crestas y surcos que se forman sobre la superficie de una pieza que fue mecanizada debido a la acción de las herramientas de corte. La rugosidad está relacionada con las tolerancias y la calidad de los ajustes.4

Otros parámetros a determinar en ciertos componentes son el paralelismo y la perpendicularidad entre una superficie cilíndrica refrentada y su eje axial, por lo que se indican los límites permitidos en los planos constructivos. En ciertos componentes cilíndricos se debe controlar la redondez, la conicidad y en general el perfil esférico, mientras que en otros tipos de piezas es necesario revisar la planitud u horizontalidad de la superficie o la concentricidad si hay varias piezas con diámetros que tengan un eje común. no siempre será necesario la exactitud ya que para el ajuste siempre sale con un error de 0,001

Verificación y control de calidad[editar]

Pie de rey.

Galga para verificación de agujeros PASA - NO PASA.

Galga de medidas exteriores PASA- NO PASA.

Al producir piezas en serie es necesario verificar que tienen la calidad adecuada de forma que no se deban descartar componentes al final del proceso debido a que no encajan al ensamblar las máquinas. Es por ello que las empresas instrumentan departamentos de control de calidad que realizan mediciones y verificaciones de las piezas para garantizar que la calidad es la adecuada o detener la producción en caso de encontrar fallos en el proceso. Antes de iniciar la producción en serie la máquina-herramienta recibe una calibración adecuada según la operación de mecanizado a ejecutar. Luego de realizada la primera pieza recibe un riguroso control de todos los parámetros de calidad involucrados. Si el resultado es positivo, el control de calidad del proceso pasa a ser realizado por el operario de la máquina, para lo cual debe disponer de los instrumentos de medición, galgas y calibres que sean necesarios.

Para poder verificar la precisión de las piezas se utilizan instrumentos de medición como calibres o Vernier,micrómetros, gramiles, relojes comparadores, galgas de tampón (pasa-no pasa) para verificar agujeros y galgas de herradura (pasa-no pasa) para verificar diámetros exteriores.

El calibre tampón posee dos extremos mecanizados de distinta longitud. El cilindro más largo es el PASA. Las dimensiones de cilindro PASA corresponden a la dimensión mínima real de la cota nominal, y el cilindro corto corresponde al lado NO PASA y tiene la dimensión correspondiente al diámetro mayor de la cota nominal correspondiente. Por su parte en la herradura para verificar diámetros exteriores las aperturas se relacionan en forma inversa con el calibre anterior.

Perfil profesional del ajustador mecánico[editar]

Hay dos tipos de especialidades propias de los técnicos ajustadores mecánicos: el ajustador matricero y el ajustador mecánico montador. El ajustador matricero es aquel que construye elementos mecánicos complejos, ajustes de precisión, moldes y matrices utilizando tanto herramientas manuales como máquinas. También debe verificar las piezas, los procesos de fabricación y la calidad del producto.5