3603279 8 Mantenimiento de Matrices

MANTENIMIENTO DE MATRICES

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ÍNDICE

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INTRODUCCIÓN ........................................................................................... 2 PRUEBAS DE MATRIZ ................................................................................... 3 MATRICES EN PRODUCCIÓN ........................................................................ 6 MANTENIMIENTO GENERAL DE MATRICES .................................................. 9 MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE MATRICES ......................................... 13 MANTENIMIENTO DE CHOQUE ................................................................. 16 COMPONENTES A REVISAR EN LAS MATRICES ........................................ 19 CAUSAS DE ROTURA O DESGASTE ........................................................... 23 REPARACIÓN Y RECAMBIOS ..................................................................... 31 SEGMENTACIÓN, POSTIZOS, SOLDADURA, ETC ........................................ 34 LIMPIEZA, ENGRASE Y CONTROL ............................................................. 38 FICHAS DE MANTENIMIENTO ................................................................... 40 GLOSARIO ................................................................................................ 45

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INTRODUCCIÓN La experiencia acumulada en el mantenimiento de ma- trices, nos dice que uno de los sistemas mas efectivos para llevarla a cabo es la realización de un control riguro- so y detallado por medio de fichas de trabajo donde se anoten todas las incidencias acontecidas a lo largo de la vida de la matriz. La finalidad de todo ello, es disponer en todo momento de la información relativa al que, como, cuando y don- de de todo lo que se a cambiado o modificado

a

la

ma-

triz.

Para

poder

sacar

conclusiones, es necesario que todo lo que se modifique o cambie quede registrado en la ficha con el fin de que todas las personas de manteni- miento conozcan el estado real del utillaje.

Sección de matricería

mantenimiento

en

empresa

de

La base principal para eliminar o reducir los problemas a lo largo de la vida de la matriz, es tenerlos controlados e identificados. Si esto se consigue de una forma fácil, rápida y fiable, el objetivo principal se habrá visto totalmente cumplido y las soluciones estarán mucho mas a nuestro alcance atraves del conocimiento de los problemas habidos anteriormente. La normalización de las fichas de mantenimiento, nos ayudarán a dar y recibir información escrita, para buscar y aplicar soluciones a los problemas que de una forma repetitiva se produzcan en el utillaje. En ocasiones, la transmisión de ciertas pautas de trabajo a cumplir dentro de las empresas se interpretan de forma distinta por las personas que las reciben o por la que las transmiten. Esto, puede dar origen a equívocos o confusiones que generan pérdidas de tiempo y problemas. Para evitarlo, a lo largo de éste capítulo describiremos algunos sistemas que pueden ayudar en el segui- miento de las anomalias detectadas, antes, durante y despues del mantenimiento de la matriz. Al terminar este cuso, el alumno será capaz de analizar y comprender por si mismo algunas de las características mas importantes que deben tenerse en cuenta para la realización de un buen mantenimien- to de matrices.

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INTRODUCCIÓN PRUEBAS DE MATRIZ MATRICES EN PRODUCCIÓN MANTENIMIENTO GENERAL DE MATRICES MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE MATRICES MANTENIMIENTO DE CHOQUE COMPONENTES A REVISAR EN LAS MATRICES CAUSAS DE ROTURA O DESGASTE REPARACIÓN Y RECAMBIOS SEGMENTACIÓN, POSTIZOS, SOLDADURA, ETC LIMPIEZA, ENGRASE Y CONTROL FICHAS DE MANTENIMIENTO GLOSARIO

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PRUEBAS DE MATRIZ Antes de entrar directamente en las esplicaciónes relativas al mantenimiento de las matrices, haremos una pequeña introducción en los otros dos puntos muy importantes que lo preceden, las pruebas y la producción. Cualquier matriz por sencilla que parezca encierra una gran posibilidad de generar problemas que son directamente proporcionales al número y a la dificultad de las transformaciones que realiza. Es conveniente tener en cuenta que todas y cada una de las transformaciones que se hacen con una matriz son susceptibles de sufrir cambios o modificaciónes en sus medidas si no se pone un cuidado especial en la forma en que se realizan. Una solución mal aplicada a un problema concreto puede generar otros mucho mas importantes a corto plazo que ocasionaran paros de producción y en definitiva costes económicos elevados. Sin embargo, conocedores como somos de algunos de los puntos mas críticos de la matriz, donde se pueden generar problemas, lo mas prudente y seguro será confiar las pruebas de la misma a una persona experta y meticulosa capaz de hacerlas con rigurosidad. Sirvan como ejemplo algunas de las cosas que SÍ deben hacerse durante las pruebas de una matriz:

Preparar la matriz, la prensa y la materia prima con tiempo suficiente para hacer las pruebas. Disponer del plano de la pieza, ademas del util de control o muestra comparativa. Disponer de los medios necesarios para cambiar o modificar los parámetros de máquina. Verificar la materia prima antes de las pruebas (espesor, calidad, dureza, anchura, etc.). Hacer siempre las pruebas de forma que trabaje TODA la matriz y NO solo una parte. Anotar los resultados obtenidos y analizarlos despues de finalizar las pruebas. Tener especial cuidado en que las condiciones detrabajo durante las pruebas sean las mis- mas que las de la producción posterior.

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PRUEBAS DE MATRIZ

Sirvan también como ejemplo algunas de las cosas que NO deben hacerse durante las pruebas de una matriz progresiva: NO iniciar las pruebas si la materia prima no es la correcta. NO tomar decisiones sobre los resultados obtenidos, si los parámetro de matriz o máquina no son los marcados en la hoja de trabajo. NO hacer las pruebas si la matriz no trabaja en su totalidad o solo una parte. NO continuar con las pruebas si algún elemento de la matriz se ha roto, deformado o cambia- do su forma o medidas. NO modificar elementos de la matriz, si como mínimo no se han fabricado 1000 unidades. NO variar las condiciones de trabajo si con ello existen riesgos de cambios en las propieda- des del material. NO plantear modificaciones en la matriz sin haber analizado todo el proceso paso a paso.

Operario matricero en fase de pruebas

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INTRODUCCIÓN

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PRUEBAS DE MATRIZ MATRICES EN PRODUCCIÓN MANTENIMIENTO GENERAL DE MATRICES MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE MATRICES MANTENIMIENTO DE CHOQUE COMPONENTES A REVISAR EN LAS MATRICES CAUSAS DE ROTURA O DESGASTE REPARACIÓN Y RECAMBIOS SEGMENTACIÓN, POSTIZOS, SOLDADURA, ETC LIMPIEZA, ENGRASE Y CONTROL FICHAS DE MANTENIMIENTO GLOSARIO

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MATRICES EN PRODUCCIÓN Transformar una tira de chapa metálica en una serie de piezas mediante una matriz, significa que ésta debe estar perfectamente estudiada y construida para que nos proporcione una producción adecuada con el mínimo coste de mantenimiento. Los problemas que se presentan durante la producción pueden ser variados en función de las causas que los originen, para evitarlos, la solución deberá aplicarse teniendo en cuenta algunos de los factores indica- dos a continuación.

Tamaño de la pieza a obtener. Grado de precisión requerido. Características del material a transformar. Calidad y precisión de la matriz. Número de piezas a producir.

Mantenimiento a pie de máquina La pieza a obtener, por su forma y tamaño ejerce una influencia muy destacada sobre el ritmo de producción marcado a todo el proceso. Hay que tener en cuenta que dependiendo del tamaño y la forma de la pieza, la matriz y la prensa necesitarán de un tamaño y potencia adecuada que garantice una correcta producción en el mínimo de paros. La precisión de las medidas y tolerancias solicitadas a la pieza, es otro de los factores que nos indica la capacidad productiva que puede alcanzar la matriz, condicionada como es lógico, por un diseño y una construcción apropiada de todos sus componentes.

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MATRICES EN PRODUCCIÓN

Las características del material a transformar (Aluminio, Acero, Hierro, Cobre,etc.) nos puede condicio- nar notablemente el ciclo productivo, de tal forma que el mantenimiento de la matriz para una producción con material ductil y de baja resistencia nos permita cortar el doble de piezas que con otro mas duro y de mayor resistencia.

La calidad en la construcción de la matriz, condicionada por el presupuesto inicial ofertado al cliente, puede ser uno de los puntos mas críticos a la hora de condicionar una buena producción en las matrices progresivas. Nunca sería de desear que éste fuera uno de los condicionantes de la calidad y cantidad de piezas fabricadas, el resultado económico a nivel de mantenimiento muy pronto sería visible por la gran inversión de horas y materiales que generaría el tener que nivelar la balanza de la calidad y la cantidad de piezas producidas.

Si el número de piezas a producir por lote es elevado, (> 100.000 unds.) se hace necesario aplicar los medios y sistemas mas rápidos de producción que se dispongan como por ejemplo: dispositivos de ali- mentación automáticos, cortes múltiples de piezas, prensas de alta velocidad, etc.

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INTRODUCCIÓN PRUEBAS DE MATRIZ

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MATRICES EN PRODUCCIÓN MANTENIMIENTO GENERAL DE MATRICES MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE MATRICES MANTENIMIENTO DE CHOQUE COMPONENTES A REVISAR EN LAS MATRICES CAUSAS DE ROTURA O DESGASTE REPARACIÓN Y RECAMBIOS SEGMENTACIÓN, POSTIZOS, SOLDADURA, ETC LIMPIEZA, ENGRASE Y CONTROL FICHAS DE MANTENIMIENTO GLOSARIO

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MANTENIMIENTO GENERAL DE MATRICES El mantenimiento general de las matrices es una de las operaciones mas importantes de la herra- mienta si queremos alargar su vida y reducir los paros de producción. En el caso de que ésta operación NO se realiza o se realice incorrectamente, todos los cálculos en la vida de la matriz se veran desbordados negativamente, con lo que la calidad del producto se pondrá en peligro y los gastos creceran de forma alarmante. Realizar un buen mantenimiento, significa hacerlo de forma preventiva, tomando como referencia las posibles incidencias habidas durante las fabricaciones anteriores y las que se puedan producir en el futuro. La ficha o formulario que deben tener todos los utillajes nos ha de servir como ayuda para anotar en ella las incidencias habidas y cuando se han producido. Existe un serio peligro de degradación de la matriz si el mantenimiento no se realiza de forma adecuada. Pensemos que la producción horaria de muchas de ellas pueden alcanzar ciclos de mas de 1.000 golpes por minuto. Es lógico pensar, que el mas mínimo fallo o error en las condiciones de trabajo de la matriz generará paros de máquina y afectará a la calidad de las piezas fabricadas.

Matriz de gran tamaño despues del mantenimiento

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MANTENIMIENTO GENERAL DE MATRICES Sirvan como ejemplo algunas de las cosas que SI deben hacerse durante el mantenimiento de las matrices: Hacer revisión completa de toda la matriz y no solo de la parte afectada por el “problema”. Rectificar o cambiar todos los punzones y no solo aquellos que creamos mas desgastados. Todos los punzones de corte deben estar a la misma altura, (excepto casos necesarios). Todos los resortes deben trabajar en las mismas condiciones, (altura, diámetro y durabilidad). Eliminar los gruesos o suplementos sin identificar en todos los punzones y matrices. Después de un paro por avería grave, hacer pruebas de matriz antes de entrar en producción. Tener especial cuidado en que las condiciones de trabajo despues del mantenimiento sean las mismas que las anteriores. Tener recambios de los elementos con mayor riesgo de desgaste o rotura.

Sirvan también como ejemplo algunas cosas que NO deben hacerse durante el mantenimiento de las matrices: NO hacer el mantenimiento de la matriz sin desmontarla en su totalidad. NO aplicar soluciones provisionales (salvo causas de fuerza mayor). NO confiar al azar aquello que no esté totalmente asegurado. NO rectificar solo uno de los dos elementos cortantes, siempre los dos, punzón y matriz. NO se habrá hecho un buen matenimiento de la matriz, si ésta se vuelve a quitar de la prensa antes de haber producido un número suficientes de piezas. Un buen afilado NO debe requerir mas de 0.2 mm. de rebaje. NO plantear modificaciones en la matriz sin antes haber analizado todo el proceso de trabajo paso a paso.

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MANTENIMIENTO GENERAL DE MATRICES

El personal que toma a su cargo el matenimiento de las matrices, debe hacerse responsable de la preci- sión con que han sido construidas y los sistemas especiales de que disponga ademas de todos los dispositivos de precisión que lleve montados. En líneas generales, el matenimiento debe ser programado y cuidado, destacando los tres elementos esenciales para obtener un buen resultado en todo su conjunto:

Personal preparado. Máquinas adecuadas. Utillaje bien diseñado.

El personal debe ser consciente de la capacidad que tiene la matriz y de la función que realizan todos los elementos que la componen. La máquina que en general es una rectificadora, debe presentar las mejores condiciones de rigidez, solidez y exactitud de rectificado. Pensemos que…:

Un mantenimiento inadecuado es un mantenimiento inutil. Una mantenimiento inutil es un mantenimiento no rentable. Una mantenimiento no rentable es un mantenimiento inaceptable.

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INTRODUCCIÓN PRUEBAS DE MATRIZ MATRICES EN PRODUCCIÓN MANTENIMIENTO GENERAL DE MATRICES

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MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE MATRICES MANTENIMIENTO DE CHOQUE COMPONENTES A REVISAR EN LAS MATRICES CAUSAS DE ROTURA O DESGASTE REPARACIÓN Y RECAMBIOS SEGMENTACIÓN, POSTIZOS, SOLDADURA, ETC LIMPIEZA, ENGRASE Y CONTROL FICHAS DE MANTENIMIENTO GLOSARIO

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MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE MATRICES El mantenimiento preventivo de las matrices tiene por objeto asegurar y mantener en todo momento la capacidad de producción de la herramienta, independiente- mente de su antigüedad. Dicho mantenimiento lleva implícito el aseguramiento de la calidad de las piezas que fabrique el utillaje. Un buen mantenimiento preventivo ha de asegurar la detección y reparación de todos y cada uno de los problemas o anomalias que a corto plazo puedan producirse en el utillaje. Para que asegurarlo hay que poner especial atención en revisar y sustituir si fuera necesario todos aquellos componentes de la matriz que por su desgaste o deterioro pudieran perjudicar las próximas fabricaciones.

Es conveniente que durante el mantenimiento preventivo y como medida de segu- ridad se revisen algunos de los siguientes elementos de la matriz:

1)

Elementos móviles como por ejemplo: El desgaste o juego entre columnas y casquillos guías, carros o cuñas guía, elevadores y extractores, punzones y placa pisador, etc, etc.

2)

El desgaste de todos y cada uno de los punzones de corte.

3)

El afilado y vida de las matrices cortantes.

4)

El desgaste o posible gripado de los punzones de doblar o embutir.

5)

Las tolerancias entre punzones y matrices de doblar o embutir.

6)

El estado de fatiga en que se encuentren los resortes.

7)

El desgaste y medida de los punzones piloto o centradores.

8)

La no existencia de golpes o marcas sobre la superficie de figuras.

9)

La correcta medida de topes de paso o limitadores de carrera.

10)

El correcto funcionamiento de los elementos de seguridad o finales de carrera.

Es conveniente, que ademas de los puntos descritos anteriormente, cada departa- mento o sección cree los suyos propios, con el fin de adaptarlos a las característi- cas de sus matrices.

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MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE MATRICES

Ejemplo de mantenimiento en troqueles de embutición

Mantenimiento general de matriz después de la producción

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INTRODUCCIÓN PRUEBAS DE MATRIZ MATRICES EN PRODUCCIÓN MANTENIMIENTO GENERAL DE MATRICES MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE MATRICES

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MANTENIMIENTO DE CHOQUE COMPONENTES A REVISAR EN LAS MATRICES CAUSAS DE ROTURA O DESGASTE REPARACIÓN Y RECAMBIOS SEGMENTACIÓN, POSTIZOS, SOLDADURA, ETC LIMPIEZA, ENGRASE Y CONTROL FICHAS DE MANTENIMIENTO GLOSARIO

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MANTENIMIENTO DE CHOQUE Denominamos mantenimiento de choque a todas las soluciones prácticas (mas o menos tempora- les) que se aplican a la matriz con el fin de reducir o minimizar los tiempos de paros durante la producción. Dadas las especiales circunstancias en que se realiza este tipo de mantenimiento, (a pie de máquina y casi siempre con la máxima urgéncia) los profesionales que lo realizan han de tener muy en cuenta que lo mas importante en estos casos no es la revisión completa de toda la matriz, sino, reparar el elemento causante del problema y conseguir que la producción no se pare mas tiempo del estrictamente necesario. Reparar el componente o componentes de la matriz de forma rápida y a pie de máquina no es tarea fácil ni sencilla, como no sea una persona con una buena experiencia en matricería. A diferencia del mantenimien- to preventivo, el de choque ha de ser mas rápido pero tan eficaz como el anterior. Para poder realizar un buen mantenimiento de choque tambien es muy importante que la matriz haya sido diseñada con unos criterios muy prácticos, de forma que el operario pueda tener acceso a todos los componentes de la matriz sin necesidad de desmontarla en su totalidad. Sabemos que ésto no siempre es posible, puesto que el diseño de la matriz está condicionado por otros factores como su tamaño o producción a realizar, de forma que su mantenimiento se verá mas dificultado en estas circunstancias.

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Operario en fase de puesta a punto de la matriz FUNDACIÓ CENTRE TECNOLÒGIC UNDACIÓ ASCAMM SCAMM

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MANTENIMIENTO DE CHOQUE

Con el fin de facilitar y agilizar el mantenimiento de choque a pie de máquina, siem- pre es muy aconsejable tener en cuenta algunos de los siguientes puntos: 1)

Diseño de matriz de facil mantenimiento.

2)

Facilidad de acceso a todos los componentes.

3)

Recambios de todos los elementos de fácil rotura o desgaste.

4)

Montaje de punzones y casquillos de cambio rápido.

5)

Disponer de los medios necesarios para el manteniento.

6)

Conocer en profundidad la herramienta antes de repararla.

7)

Operarios con experiencia y profesionalidad.

Es conveniente, que ademas de los puntos descritos anteriormente, cada departamento o sección marque los suyos propios, en función de las características de las matrices y de los medios de que disponga para su reparación.

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INTRODUCCIÓN PRUEBAS DE MATRIZ MATRICES EN PRODUCCIÓN MANTENIMIENTO GENERAL DE MATRICES MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE MATRICES

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MANTENIMIENTO DE CHOQUE

COMPONENTES A REVISAR EN LAS MATRICES CAUSAS DE ROTURA O DESGASTE REPARACIÓN Y RECAMBIOS SEGMENTACIÓN, POSTIZOS, SOLDADURA, ETC LIMPIEZA, ENGRASE Y CONTROL FICHAS DE MANTENIMIENTO GLOSARIO

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COMPONENTES A REVISAR EN LAS MATRICES Durante el mantenimiento preventivo o genereral que se realice en las matrices, existen una serie de componentes que deben ser revisados con mas atención si cabe que el resto. Algunos de ellos, como por ejemplo los punzones o matrices de forma, han de ser cuidadosamente revisados con el fin de controlar su grado de desgaste, el afilado de sus cantos, o bien detectar las fisuras o roturas que pudieran aparecer en su superficie. Sin embargo, otros elementos de la matriz, como por ejemplo las bases o sufrideras requeriran un grado de control mucho menor puesto que su desgaste o posibilidades de rotura son notablemente inferior.

Sirvan como ejemplo algunos de los siguientes puntos que han de tenerse en cuenta durante la revisión del mantenimiento de las matrices.

1)

Verificar el desgaste de punzones (corte, doblado, etc.)

2)

Comprobar la vida de casquillos o placas matrices.

3)

Revisar la tolerancia de ajuste entre punzones y placa guía.

4)

Verificar la tolerancia de corte entre punzones y matriz.

5)

Comprobar el correcto ajuste entre columnas y casquillos guía.

6)

Verificar la correcta alturas de los punzones.

7)

Revisar gripados de elementos móviles (carros, guías, casquillos, etc.)

8)

Comprobar la fatiga o rotura de resortes.

9)

Comprobar el posible desgaste de los topes de paso.

10) Verificar el desgaste de los centradores de banda. 11) Revisar la altura y desgaste de punzones de grabar. 12) Comprobar el funcionamiento de los elementos cambiados en la matriz.

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COMPONENTES A REVISAR EN LAS MATRICES

Es conveniente, que ademas de los puntos descritos anteriormente, cada departamento o sección marque los suyos propios, en función de las características de las matrices y de los medios de que disponga para su reparación.

Matriz de extrusionar despues del rectficado

Pisadores especiales con columnas guía

Recambios de postizos para matrices de gran producción

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COMPONENTES A REVISAR EN LAS MATRICES

Punzón de cortar arandelas de seguridad

Placas de acero para la fabricación de punzones de letras

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INTRODUCCIÓN PRUEBAS DE MATRIZ MATRICES EN PRODUCCIÓN MANTENIMIENTO GENERAL DE MATRICES MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE MATRICES MANTENIMIENTO DE CHOQUE COMPONENTES A REVISAR EN LAS MATRICES

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CAUSAS DE ROTURA O DESGASTE REPARACIÓN Y RECAMBIOS SEGMENTACIÓN, POSTIZOS, SOLDADURA, ETC LIMPIEZA, ENGRASE Y CONTROL FICHAS DE MANTENIMIENTO GLOSARIO

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CAUSAS DE ROTURA O DESGASTE

Existen muchas y variadas causas por las cuales una matriz se degrada con mas rapidez de la habitual. Algunas de estas cusas, muy pocas, estan directamente relacionadas con el material a transformar, otras muchas, lo estan con la mala construcción, con la mala utilización o con el mal mantenimiento.

CAUSAS DE FALLO EN ÚTILES DE PUNZONADO Y CONFORMADO Abrasión Formación de marcas por penetración de partículas duras en la superficie del útil.

Adhesión Soldadura en frío del útil con la pieza de trabajo.

Fatiga de superficie Formación de fisuras en la superficie del útil debido a ciclos mecánicos alternativos.

Rotura del útil, deformación plástica Fallo del útil a causa de sobrecarga.

MATERIAL A TRANSFORMAR En algunas ocasiones, la resistencia al corte y el tipo de material a transformar está relacionada con el desgaste de la matriz y en consecuencia con la necesidad de realizar un mayor o menor mantenimiento. No obstante, ademas de la resistencia, tambien existen otros factores que influyen de forma directa sobre factor. Ejemplo: Veamos algunos de los factores de riesgo mas significativos que encontraremos al construir una matriz de alta producción que debe fabricar piezas de chapa templada de 0.5mm. de espesor. Factores de riesgo a tener en cuenta: 1º- Alto desgaste abrasivo 2º- Alto riesgo de melladuras y roturas en geometrías complicadas 3º- Bajo riesgo de deformación plástica

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CAUSAS DE ROTURA O DESGASTE Ejemplo: En otro caso diferente, podemos analizar los factores de riesgo mas importantes que encontra- remos al construir una matriz de alta producción que ha de producir piezas de chapa blanda (150HV) de 5mm. de espesor. Factores de riesgo a tener en cuenta: 1º- Alto desgaste adhesivo 2º- Muy bajo riesgo de melladuras y roturas 3º- Bajo riesgo de deformación plástica

FALLOS DE CONSTRUCCIÓN Los mecanismos de fallo mas frecuentes en aplicaciones de matricería, vienen dados por factores directa- mente relacionados con las propiedades de los materiales utilizados en su construcción. Todos éstos mecanismos tienen su origen en las grandes fuerzas de choque o deslizamiento que se producen en las superficies de trabajo de la herramienta y el material a transformar. El desgaste se produce siempre, en mayor o menor medida en todas las operaciones de trabajo en frío de la chapa, si bien, dependiendo de cada aplicación, condiciones y material de trabajo, uno o mas mecanis- mos de fallo pueden presentarse al mismo tiempo. LOS MECANISMOS DE FALLO mas habituales que se producen en los aceros de construcción para trabajos en frío son: a) DESGASTE b) GRIETAS Y ROTURAS c) DESPRENDIMIENTOS O MELLADURAS d) DEFORMACIONES e) ADHERENCIA

Mecanismos de fallo mas frecuentes en aplicaciones de trabajo en frio. MA MAN V1

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CAUSAS DE ROTURA O DESGASTE Todos éstos mecanismos tienen su origen en fallos mecánicos de los cuales, la mayoria de ellos se producen debido a grandes fuerzas y contactos por roce o deslizamiento entre las superficies de trabajo de la propia herramienta y el material de transformación.

EL DESGASTE En mayor o menor medida, en todas las operaciones de trabajo en frío, se produce desgaste de los elementos del utillaje. No obstante, dependiendo de la aplicación, condiciones y materiales, uno o mas de los macanismos de fallo descritos anteriormente, pueden presentarse al mismo tiempo. En general los desgaste pueden presentarse de dos tipos, el abrasivo y el adhesivo.

EL DESGASTE ABRASIVO Este tipo de desgaste es el más predominante, cuando el material de transformación para la pieza es duro y contiene partículas como, óxidos o carburos. Estas partículas duras erosionan la superficie del utillaje degradándolo progresivamente hasta que las condiciones de trabajo son inferiores a las mínimas necesarias. Las propiedades más importantes con las que debe contar un acero para obtener una buena resistencia al desgaste abrasivo son: a)

Alta tenacidad.

b)

Gran cantidad, dureza y tamaño de carburos.

Causa Partículas duras rayan la superficie.

Aspecto Rayas.

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CAUSAS DE ROTURA O DESGASTE EL DESGASTE ADHESIVO El origen del desgaste adhesivo es la aparición de microsoldadura entre la superficie del utillaje y el material de transformación. El deslizamiento o movimiento relativo entre el utillaje y el material de trabajo causará que éstas microsoldaduras se vayan desprendiendo y pequeños fragmentos del material de la herramienta se des- prendan asi mismo de la superficie de ésta. Lógicamente, una pérdida continuada de material de éste modo, puede ocasinar un desgaste importante que degenere en la producción de piezas incorrectas. Asi mismo, los fragmentos que se desprenden, puden quedar pegados al material de trabajo y aumentar el efecto de desgaste sobre la superficie del utillaje. Un desgaste adhesivo contínuado, podría desencadenar en un fallo gradual en las superficies de trabajo, que inevitablemente llevaría al desprendimientos o melladuras e incluso a la rotura total. El desgaste adhesivo aparece con materiales de trabajo blandos y adherentes como el Aluminio, Cobre, Acero Inoxida- ble y acero con bajo contenido en Carbono. Tambien debe considerarse que no todos los materiales causan un desgaste totalmente abrasivo o adhe- sivo por separado. Algunos causarán un desgaste de los dos tipos al mismo tiempo y se denomina des- gaste mixto. Las propiedades más importantes que debe poseer un acero de construcción para obtener una buena resistencia al desgaste adhesivo son: a)

Alta dureza

b)

Bajo coeficiente de fricción entre utillaje y material a transformar

c)

Alta ductilidad

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Ejemplo de desgaste adhesivo sobre componentes de matriz FUNDACIÓ CENTRE TECNOLÒGIC UNDACIÓ ASCAMM SCAMM

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CAUSAS DE ROTURA O DESGASTE ROTURAS La rotura es el mecanismo de fallo que tiende a ocurrir de forma espontánea y normalmente significa que el utillaje o la pieza en cuestión debe ser sustituido por uno nuevo. La formación de grietas está muy influenciada entre otras cosas por la presencia de tensiones a causa de las marcas de herramientas por rectificado o fresado, mal diseño en las formas, aristas muy agudas o radios muy pequeños. En ocasiones, también es causa de roturas, la capa de material con tensiones que aparece sobre la pieza despues de haber pasado por la electroerosión.

Las propiedades de un buen Acero resistente a las roturas son: a) b)

Baja dureza. Alta tenacidad microestructural

Como es lógico, una baja dureza en el utillaje, tendrá un efecto negativo sobre la resistencia a otros mecanismos de fallo. Por lo tanto, trabajar con baja dureza no es siempre una buena solución, siempre es mejor utilizar un tipo de acero que tenga una buena tenacidad microestructural.

Formación de fisuras en la superficie de útiles rectificados (Ampliación 300 x) Una refrigeración suficiente, muelas reavivadas y un volumen de remoción adecuado reduce la formación de fisuras.

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CAUSAS DE ROTURA O DESGASTE DESPRENDIMIENTOS O MELLADURAS En general, las melladuras o desprendimientos siempre aparecen después de que la herramienta haya estado en sevicio por un período de tiempo relativamente corto. Este mecanismo de fallo se denomina de bajo ciclo de fatiga. El crecimiento de pequeñas grietas se inician en la superficie de trabajo del utillaje y éstas finalmente en el desprendimiento de trozos de mate- rial. A fin de obtener una buena resistencia contra las melladuras, es de vital importancia intentar dificultar el crecimiento y propagación de grietas. Una propiedad del acero para herramientas que resulta muy adecuada es una alta ductilidad. Debe tenerse en cuenta que el riesgo de grietas en la superficie de los punzones o matrices, será mucho mayor cuando éstos hayan sido calentados excesivamente o bien no hayan recibido el tratamiento de revenido adecuadamente por exceso o por defecto. El calor y la presión de trabajo durante el rectificado actua negativamente sobre la superficie de las piezas causando marcas o estrias que posteriormente causarán problemas durante la producción.

Punzón rectificado cilíndricamente. Aumento del riesgo de penetración desconches, melladuras de arranque y desprendimientos. aumenta la vida del

Punzón rectificado longitudinalmente. La suave y acción punzón.

Las marcas de rectificado son creadoras potenciales de tensiones que mas tarde conduciran a melladuras o desprendimientos e incluso a roturas de las piezas. Asi mismo, pueden causar adherencias sobre su superficie si éstas son transversales en dirección al flujo del material de transformación.

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CAUSAS DE ROTURA O DESGASTE DEFORMACION PLASTICA La deformación plástica aparece cuando se ha excedido el límite elástico del material ademas de causar daños o cambios de forma en la superficie de trabajo del utillaje. La mejor propiedad de un acero a fin de obtener una buena resistencia a la deformación plástica es la dureza, pero siempre hay que considerar de forma adecuada el nivel de dureza mas idóneo a utilizar.

ADHERENCIAS La adherencia es un problema asociado a materiales de transformación que son blandos y adhesivos. Normalmente éste problema aparece de forma gradual y se manifiesta con el crecimiento de pequeños fragmentos que se desprenden y adhieren a las paredes de las zonas de trabajo del mismo utillaje. Un bajo coeficiente de fricción entre el utillaje y el material de trabajo ayudará a prevenir el proble- ma de la adherencia.

Causa Soldadura en frío con trasvase de material.

Aspecto Cavidades, rayas y acumulación de material.

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ÍNDICE

INTRODUCCIÓN PRUEBAS DE MATRIZ MATRICES EN PRODUCCIÓN MANTENIMIENTO GENERAL DE MATRICES MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE MATRICES MANTENIMIENTO DE CHOQUE COMPONENTES A REVISAR EN LAS MATRICES CAUSAS DE ROTURA O DESGASTE

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REPARACIÓN Y RECAMBIOS SEGMENTACIÓN, POSTIZOS, SOLDADURA, ETC LIMPIEZA, ENGRASE Y CONTROL FICHAS DE MANTENIMIENTO GLOSARIO

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REPARACIÓN Y RECAMBIOS La fase de reaparación de cualquier tipo de matriz, comporta una serie de aspectos negativos que en muchas ocasiones nos llevan a buscar soluciones rápidas y temporales en vez de otras mas seguras y duraderas. Este tipo de actuaciones, no son en muchas ocasiones atribuibles a la falta de responsabilidad de los operarios, sino, a la falta de tiempo de que se dispone, en un momento en que la producción esta parada y se han de fabricar piezas con rapidez. Por esta razón y siempre que se pueda, es muy conveniente montar elementos normalizados alli donde las características de la matriz lo permita aunque su coste sea ligeramente superior al del elemento fabricado en nuestra empresa. El campo de aplicaciones de los productos normalizados es cada vez mayor, debido en gran parte al ahorro de tiempo que representa el comprarlos ya construidos en vez de tenerlos que construir nosotros mismos.

Elementos de matriz con un alto grado de mantenimiento

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REPARACIÓN Y RECAMBIOS Algunas de las ventajas de los elementos normalizados son: a) Rapidez de recambio. b) Exactitud de medidas entre piezas. c) Ahorro de mecanizados. d) Fácilidad de mantenimiento.

Conviene resaltar que, ademas de los normalizados de catálogo de diferentes proveedores, también es conveniente trabajar en otra serie de normalizados de carácter interno, que pueden construirse a la medida de nuestras necesidades. Con el fin de abaratar los costes lo máximo posible, éstos normalizados podrían construirse en los momentos de menor carga de máquinas y quedar almacenados para su posterior utilización.

Este tipo de normalizados pueden ser: 1º2º3º4º5º6º7º-

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Topes de almacenaje. Limitadores de cierre. Espigas de amarre para la prensa. Centradores, Fechadores, Anagramas, Marcas, etc. Topes de paso. Pernos de transporte. Utiles de control, etc, etc,.

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INTRODUCCIÓN PRUEBAS DE MATRIZ MATRICES EN PRODUCCIÓN MANTENIMIENTO GENERAL DE MATRICES MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE MATRICES MANTENIMIENTO DE CHOQUE COMPONENTES A REVISAR EN LAS MATRICES CAUSAS DE ROTURA O DESGASTE REPARACIÓN Y RECAMBIOS

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SEGMENTACIÓN, POSTIZOS, SOLDADURA, ETC LIMPIEZA, ENGRASE Y CONTROL FICHAS DE MANTENIMIENTO GLOSARIO

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SEGMENTACIÓN, POSTIZOS, SOLDADURA, ETC. En muchos casos, se da por supuesto que los punzones y placas matrices siempre han de ser construidos de una sola pieza, o lo que es lo mismo, que no es conveniente o práctico hacerlo en pe queñas particiones o segmentos, para luego unirlos como si de un puzle se tratara. La realidad es que las ventajas que ofrece éste sistema son importantes puesto que se facilita la construcción de la matriz y el posterior mantenimiento de la misma. Ante una posible rotura de un elemento que este segmentado, la capacidad de reacción para cons- truir uno nuevo sera mucho mayor si éste es de un tamaño menor y con una geometría mas simple, que en el caso de ser un bloque de gran tamaño y con formas costosas de mecanizar. Este tipo de construcció es aconsejable en matrices de todo tipo, pero especialmente las que tengan perfiles de corte o doblado muy complidados o con un elevado riesgo de roturas.

Ejemplo de matriz progresiva con necesidad de un mantenimiento preventivo Frecuentemente, los diseñadores de matrices o proyectistas utilizan las ventajas de la segmentación para facilitar la construcción y mantenimiento de un componente con una geometria complicada. Algunas de las ventajas mas importantes para éstos casos son las siguientes: 1.

Facilidad de construcció, especialmente con formas complicadas.

2.

Facilidad de recambio en caso de rotura.

3.

Facilidad de mantenimiento.

4.

Fuerzas de trabajo mas repartidas entre cada componente.

5.

Menor posibilidad de deformación en el tratamiento térmico.

6.

Tensiones mas reducidas, y por lo tanto menor peligro de roturas.

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SEGMENTACIÓN, POSTIZOS, SOLDADURA, ETC. La construcción de los segmentos debe hacerse siempre que se pueda con las formas mas sencillas posibles, tratando de buscar la máxima similitud entre ellos con el fin de facilitar la construcción de toda la figura. Los puntos de unión entre cada componente han de situarse en zonas donde no puedan quedar marcas en la pieza fabricada ademas de no debilitarla. En todos los casos los segmentos podran estar atornillados o no a la placa matriz o al porta punzones en función de su disposición y del tamaño que tengan. En todos los casos, una vez montados deberan formar una sola unidad con la geometria de corte o doblado que requiera la pieza a transformar. Otro ejemplo de matriz o punzón segmentado lo constituye la inserción de piezas de metal duro (Widia) en la construcción de matrices de gran producción que se atornillan o soldan a una placa para formar la figura deseada. En estos casos, los segmentos se construyen a un tamaño lo mas reducido posible, lo que permite abaratar su coste y facilitar su construcción. Es evidente que lo mas importante para este tipo de trabajos, es trabajar con unas tolerancias de ajuste de gran precisión que impidan los posibles errores acumulativos en sus medidas dando pie a una significativa variación de medidas que impidan o dificulten el montaje. Para este tipo de matrices, es muy importante contar con un buen equipo de profesionales capaces de cuidar y mantener las matrices en perfecto estado de funcionamiento a lo largo de su ciclo productivo.

Matriz de tipo transfer con alto grado de mantenimiento

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SEGMENTACIÓN, POSTIZOS, SOLDADURA, ETC. SOLDADURA La soldadura como elemento reparador de matrices no es todavía un sistema muy aplicado, si bien existen algunos procesos de soldadura capaces de aportar al elemento roto el mismo tipo de material de la pieza y con las mismas propiedades y características mecánicas. En el caso de los punzones y matrices templados (HRc.58-64) el material aportado por medio de la soldadura debe ser cuidadosamente aportado en diferentes etapas para impedir que la temperatura duran- te el proceso de soldado perjudique la dureza de temple de la propia pieza. Uno de los mejores sistemas actuales de soldadura para matrices consiste en el sistema denominado TIG (Tugsten Inert Gas) basado en un principio de soldadura con electrodo de Tugsteno bajo la protección gaseosa de un gas inerte. Esta técnica es relativamente fácil de aplicar si se conoce la técnica de soldadura por electrodo. La mayor dificultad radica en saber regular la intensidad de la máquina y sobretodo el ritmo justo de aportación y avance de electrodo y pistola para mantener la aportación adecuada en cada caso. Para conseguir una buena soldadura TIG hace falta saber dimensionar correctamente los cinco parámetros que intervienen en dicho proceso. Diámetro del electrodo de Tugsteno. Diámetro de la barra de material de aportación. Intensidad de corriente. Caudal de gas. Espesor de la pieza a soldar.

Estos 5 parámetros están interrelacionados entre sí de tal forma que, la variación o modificación de alguno de ellos hará que automáticamente modifique las condiciones de los restantes en mayor o menor medida.

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LIMPIEZA, ENGRASE Y CONTROL FICHAS DE MANTENIMIENTO GLOSARIO

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LIMPIEZA, ENGRASE Y CONTROL

No es suficiente con reparar los componentes dañados o rotos de las matrices, sino que éstos deben cuidados y limpios en su totalidad cada vez que se haya terminado una fabricación. La limpieza y el engrase de toda la matriz es fundamental si se quiere que ésta siempre se encuentre en perfecto estado de funcionamiento. La limpieza de todos y cada uno de los componentes asi como el engrase o aceitado general de toda la matriz permitirá que los elementos que la componen no esten sometidos a posibles oxidaciones que llegarían a degradar las características mecánicas del material y las tolerancias de ajuste o acabado. El almacenamiento y control de las matrices en un lugar accesible y adecuado, es fundamental si se quiere agilizar su montaje y puesta a punto en máquina. Las matrices deberan estar debidamente identifi- cadas y numeradas permitiendo de ésta forma su localización y control en todo momento.

Comprobación de las piezas después del mantenimieto de la matriz

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FICHAS DE MANTENIMIENTO GLOSARIO

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FICHAS DE MANTENIMIENTO

Ejemplo de ficha de trabajo para la realización de pruebas

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FICHAS DE MANTENIMIENTO Ejemplo de ficha de trabajo para el control de mantenimiento

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FICHAS DE MANTENIMIENTO

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FICHAS DE MANTENIMIENTO

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INTRODUCCIÓN PRUEBAS DE MATRIZ MATRICES EN PRODUCCIÓN MANTENIMIENTO GENERAL DE MATRICES MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE MATRICES MANTENIMIENTO DE CHOQUE COMPONENTES A REVISAR EN LAS MATRICES CAUSAS DE ROTURA O DESGASTE REPARACIÓN Y RECAMBIOS SEGMENTACIÓN, POSTIZOS, SOLDADURA, ETC LIMPIEZA, ENGRASE Y CONTROL FICHAS DE MANTENIMIENTO

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GLOSARIO

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GLOSARIO

DEFINICIONES

Arrollado

Doblado en forma de rizo o anillo que se realiza en el extremo de una chapa.

Base inferior

Placa de acero o fundición que sirve de apoyo para toda la matriz y con sujección a la prensa por medio de bridas.

Base superior

Placa de acero o fundición que sirve para sujetar la parte superior de la matriz a la prensa.

Bobina

Conjunto de espiras de chapa enrrolladas concéntricamente, que se emplea para producir piezas en matrices progresivas.

Bordonar

Costura o doblado en forma de anillo, realizado sobre un recipiente circular.

Carrera

Distancia o camino que recorre un objeto al

desplazarse. Centrador

Dispositivo que sirve para centrar una

pieza o chapa. Cizallar

Acción de cortar en forma de cizalla.

Coaxial

Definición de un tipo de matriz, que trabaja con dos o mas elementos con el mismo eje.

Columna guía

Elemento generalmente cilíndrico, que sirve de guia entre la parte superior o movil de la matriz y la parte inferior o fija.

Compresión

Esfuerzo ejercido sobre una pieza por la acción de dos fuerzas en sentido opuesto y que actuan en la misma dirección.

Desarrollo

Medida sobre una superficie plana de un objeto destinado a ser curvado.

Desenrollar

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Acción de devanar o desenrollar un rollo de chapa o alambre.

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GLOSARIO

Despulla

Angulo que se da a los flancos de una matriz para facilitar la caida de los retales.

Devanadora

Aparato empleado para devanar las bobinas o rollos de chapa.

Doblar

Variación de la forma de un objeto sin modificar su espesor.

Engrapar

Unir los extremos de dos piezas cilíndricas con el fin de conseguir un cierre lo mas hermético posible.

Embutir

Operación consistente en la deformación plástica de una chapa hasta convertirla en un cuerpo cilíndrico por medio de un punzón y matriz.

Estampar

Conjunto de operaciones de conformado que se realizan a una chapa en una prensa, generalmente en frio y por medio de una matriz.

Extractor

Elemento de la matriz empleado para extraer piezas o chapas despues de haber sido dobladas.

Extrusionar

Proceso de transformación de un material al hacerlo pasar bajo presión por agujero o separación entre el punzón y la matriz.

Fibra neutra

Linea del espesor del material donde sus fibras no están sujetas al efecto de tracción o compresión al ser doblada.

Fibras

Conjunto de partículas orientadas de un material, que determinan las propiedades mecánicas según la dirección.

Laminar

Reducción del espesor de un material al pasarlo entre dos cilindros.

Matriz

Juego de dos bloques de acero (macho y hembra) que se montan en una prensa y sirve para conformar la chapa.

Paso

Distancia entre dos puntos consecutivos en una banda troquelada.

Perfilar

Operación consistente en dar forma gradual y sucesivamente a una tira de chapa hasta convertirla en un perfil.

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GLOSARIO Perforar

Acción de atravesar una pieza agujereándola.

Pisador

Componente de la matriz que por la acción de muelles presiona la chapa para que permanezca plana al ser troquelada.

Plancha

Chapa de espesor delgado.

Porta matrices

Placa donde va montada un bloque o elemento de la matriz.

Porta punzones

Placa donde van montados los punzones de la matriz.

Postizo

Pieza añadida en una matriz para facilitar su recambio o construcción.

Prensa

Máquina constituida básicamente por dos elementos, uno fijo y otro movil, que actua en sentido vertical y sirve para cortar, doblar, etc., un pieza colocada encima de una matriz.

Progresiva

Matriz que somete la chapa a deformaciones progresivas hasta dejar la pieza terminada.

Punzón

Bloque o elemento superior de la matriz que sirve para matrizar una chapa.

Punzonar

Perforar o troquelar una pieza por medio de un punzón.

Rebabas

Sobrante de material en la cara de un objeto despues de ser

cortado. Rectificar muela. Recortar

Mejorar el acabado de una superficie por medio de una Vover a cortar a mayor medida un perfil cortado

anteriormente. Reglas guia banda

Componente de la matriz para regular y guiar la chapa.

Regulación

Corrección de un valor de referencia en una prensa o matriz.

Repulsar

Dar forma de un cuerpo de revolución a una plancha metálica conformándola al torno con la presión de una herramienta.

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GLOSARIO Resistencia

Propiedad de los metales para soportar esfuerzos.

Retal

Trozo sobrante del resultado de cortar una plancha metálica. Rugosidad

Característica de una superficie que presenta pequeñas prominencias. Sufridera

Placa

generalmente templada que sirve de apoyo para que las cabezas de los punzones no se claven en la base superior de la matriz. Templar

Tratamiento térmico a que se someten los aceros para aumentar su resistencia.

Tolerancia

Error o inesactitud que se permite en las dimensiones de una pieza respecto a las dimensiones indicadas en el plano de fabricación.

Torno

Máquina herramienta dotada de un plato giratorio para cilindrar piezas.

Tracción

Fuerza que aplicada axialmente a un cuerpo, tiende a alargarlo.

Tratamiento Térmico

Operación a que se somete un material para darle unas determinadas cualida- des y propiedades mecánicas.

Troquel

Definición empleada en algunos lugares para designar una matriz.

Utillaje

Accesorio que sirve para sujetar, centrar o posicionar una pieza para su mecanizado.

Verificar

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Comprovar las medidas de la pieza con respecto a las del plano.

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