Guias de Laboratorio de Troqueleria

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Editorial

ECCI

Titulo Original:

Guías de Laboratorio Troquelería

ISBN: 978-958-8330-48-8 Autores: Héctor Julio Moreno· (O

Arbey Florez Cuervo

2009 Primera Edición - Derechos Reservados de Autor

ESCUELA COLOMBIANA

DE CARRERAS INDUSTRIAlES

- ESCUElA TECNOLóGICA

Se prohíbe la reproducción total o parcial de este documento por cualquier medio sin el permiso escrito del autor. Impreso en Colombia por: COLGUr Ej)iLO=ICl Tel.: 311 865 6661 Editorial - ECCI Impreso en Colombia

Printed in Colombia

CONTENIDO

Pág INTRODUCCiÓN

Guía 1 Troquelado........................................................................... Justificación Competencias 1. Fundamento Teórico. 2. Diferentes Clases de Prensas Para Montaje de los Utillajes. 3. Componentes Principales de una Prensa Excéntrica. 4. Actividad de Evaluación. 5. Trabajo Independiente. Bibliografía

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Guía 2 Tecnologíaen la fabricación de troqueles............................... Justificación Competencias 1. Fundamento Teórico. 2. Planificación del Proyecto de un Troquel. 3. Actividad de Evaluación. 4. Trabajo Independiente. Bibliografia

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Guía 3 Preparaciónde la tira y alimentacióndel troquel..................... Justificación Competencias 1. Fundamento Teórico. 2. Actividad de Evaluación. 3. Trabajo Independiente.

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Guía 4 Clasificaciónde Troqueles.................................................... Justificación Competencias 1. Fundamento Teórico. 2. Por el Proceso de Transformación. 3. Por la Operación que Realiza la Matriz. 4. Por los Ciclos de Producción

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5. 6. 7. 8.

Troqueles Axiales. Troqueles Manuales. Actividad de Evaluación. Trabajo Independiente.

Guía 5 Troqueles Progresivos Justificación Competencias 1. Fundamento Teórico. 2. Clasificación de las Matrices Progresivas. 3. Aspectos Técnicos Básicos de Diseño. 4. Aspectos Técnicos Específicos de Diseño 5. Actividad de Evaluación. 6. Trabajo Independiente. Bibliografía

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Guía 6 Punzonado y Cizallado Justificación Competencias 1. Fundamento Teórico. 2. Actividad de Evaluación. 3. Trabajo Independiente. Bibliografía Guía 7 Doblado Justificación Competencias 1. Doblado 2. Actividad de Evaluación 3. Trabajo Independiente Guía 8

Embutido, estampado y acuñado

Justificación Competencias 1. Embutido 2. Estampado 3. Acuñado 4. Actividad de Evaluación 5. Trabajo Independiente 6. Bibliografía

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TROQUELERfA

9NT~(J1J1JCC9ÓN A través de la historia han evolucionado muchos procesos de manufactura con el único fin de hacer más productivas las empresas, quiere decir esto que se debe producir más, con mejor calidad y a bajos costos, por lo tanto las personas encargadas de hacer que esto suceda, diseñan, modifican, hacen reingenieria, modifican procesos e incluso influyen en el cambio de pensamiento de las personas para llegar a objetivos puntuales, es por esto que los procesos de transformación de metales por arranque de viruta, procesos en frío y transformación en caliente ha avanzado a pasos agigantados también. En el campo de los procesos de mecanizado por arranque de viruta, se ha evolucionado en las máquinas herramientas, incluyéndoles elementos electrónicos y sistemas, de tal forma que se tienen software especializado y controles electrónicos diseñados exclusivamente para hacerlas más productivas; en el caso de la transformación en frío y en el que nos compete Troquelería, se han diseñado máquinas para cortar metal únicamente, no aplican para embutidos o estampados, ya que para esto se requiere de algún elemento ffsico para realizar la operación, los procesos de corte más utilizados son por rayos láser y chorro de agua, son utilizados para cortar pequeñas cantidades de piezas, siendo en determinado momento muy costoso para grandes tirajes de producción; es por esto que la fabricación de troqueles se ha mantenido a través del tiempo por ser un proceso que solamente requiere del diseño mecánico y la capacidad del ser humano para crear y/o modificar herramientas para aplicaciones precisas, el desarrollo de la Troquelería ha consistido en mejorar los materiales de las matrices, la precisión en el mecanizado de todos los elementos utilizando máquinas herramientas más versátiles, pasar de bajas velocidades de troquelado a altas velocidades, diseñando troqueles progresivos de alta velocidad y rediseñando o modificando las prensas para troquelar. En este compendio de guías se tienen establecidos los conceptos básicos para el diseño y cálculo de troqueles, con los cuales los estudiantes estarán en condiciones de poder diseñar y fabricar troqueles. 1

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PLANIFICACiÓN DEL PROYECTO DE UN TROQUEL ETAPAS BÁSICAS PARA LA FABRICACiÓN DE UN TROQUEL

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GUfAS

DE

LABORATORIO

.:. MECANIZADOS 1. Por arranque de viruta

Son todos los mecanizados realizados por maquinas convencionales y/o CNC donde se produce desprendimiento de viruta ocasionado este por contacto directo de herramientas de corte con el material a procesar. 2. Sin arranque de viruta

Cubre toda clase de mecanizados realizados por maquinas donde el desprendimiento de material no es la gran viruta si no partículas muy pequeñas o polvillo, los cuales normalmente se realizan después de un mecanizado por arranque de viruta; es por ello que se le llaman mecanizados finales, los más conocidos son: •

Erosionado

Consiste en remover material mediante descargas eléctricas producidas por Círred!?ctk7d(7 .r6');??.9/~)a.mBcanjzaf. Exister: dos clases de erosionado; ./ Por penetración: usada para cavidades ciegas o pasantes, donde el

electrodo es previamente fabricado por un mecan\z.ado con arranque de viruta o erosión por hi\o~luego este es montado en el nus{((o de la erosionadora donde después de ser programada empieza a estampar en la cavidad la forma definida en el electrodo. los materiales adecuados para los electrodos son el cobre electrolítico y el grafito ./ Por hilo: proceso único y exclusivo para cavidades pasantes donde

el electrodo es un alambre cuyo", máximo es O.3mm,fabricado en latón o tungsteno. Estas maquinas son también exclusivamente de naturaleza CNC ya que debe realizar previamente una programación digitalizada de la ruta que debe seguir el corte; La mesa que soporta la pieza a procesar se desplaza cartesianamente en los ejes X y Y o angularmente en Z de acuerdo con los comandos de programación que reciba, simultáneamente el hilo (electrodo) se desplaza desenrollándose de un carrete a otro manteniendo una tensión adecuada del mismo para facilitar la generación de arco que ocasiona el corte.

•

Rectificado (plano y cilíndrico)

Proceso de mecanizado por muela o piedra esmeril donde se mecanizan superficies retirando mínimas cantidades de material y dejando excelentes

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a:abados, existen procesos de rectificados para superficies planas (placas) para superficies cilíndricas (ejes, pasadores). MAQtnNAS

HERRAMIENTAS

PARA PROCE SOS PRiMARIOS

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~CIt"" TRATAMIENTOS

TÉRMICOS Y TERMOQuíMICOS

(U:oosistenen elevar a altas temperaturas el acero de detenninada pieza y luego Ole un tiempo de sostenimiento se enfría bruscamente en diferentes medios acordes al proceso y a la calidad del acero, Con ello se logra una modificación de a estructura interna de un acero a fin de mejorar propiedades mecánicas de los mos; los más aplicados en la fabricación de nuestros troqueles son; ..,. Temple

EJ aumente de dureza en punzones y matrices de un troquel como algún otro oomponente sometido a altos esfuerzos, se realizar por el proceso de templado, para lo cual se debe tener claridad sobre las especificaciones técnicas (composición química) del acero como las exigencias del elemento, es ello lo que define los procedimientos de calentamiento y posterior enfriamiento del material.

GUIAS

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DE

LABORATORIO

Revenido

Es un proceso complementario (inherente) e inmediato al temple, consiste en elevar la temperatura del acero hasta aproximadamente un 30% de la temperatura de temple y luego se deja enfriar lentamente al aire o dentro de cal o cemento; al ser lento el proceso de enfriamiento permite que la estructura del acero se reacomode mejor a la dejada por el temple (común mente este proceso es conocido como alivio de tensiones) y con ello disminuimos la fragilidad del material que se había logrado con el temple . .¡'

Cementado

Proceso utilizado para lograr templabilidad superficial en aceros de bajo contenido de carbono. El temple del acero depende directamente del contenido de carbono que este posea, los aceros con contenidos de hasta 0.3% no responden bien al proceso de temple; es necesario entonces incrementar la cantidad de carbono en la superticie por medio del proceso de cementación o carburación, sometiendo el material a altas temperaturas (900 - 920 C) en medio de una atmósfera cementante. Después de cementado, el material se somete a un proceso de temple para alcanzar alta resistencia al desgaste superficial. .¡'

Carbonitruración

o Cianurado o Nitrocementación

Endurecimiento superticial para el cual un acero se calienta en una atmósfera gaseosa de tal composición el carbono y el nitrógeno se absorben simultáneamente. Las atmósferas utilizadas en este proceso incluyen una mezcla de gas portador, gas enriquecedor y amoníaco. Se realiza a temperaturas entre 820 y 860 oC y el enfriamiento se hace generalmente en aceite. La baja temperatura de proceso y un medio de enfriamiento suave, hacen que las deformaciones y las probabilidades de agrietamiento en las piezas carbonitruradas sean inferiores que en el proceso de cementación. Como el nitrógeno mejora la capacidad de endurecimiento del acero, la carbonitruración de los aceros al carbono menos caros para muchas aplicaciones dará lugar a propiedades equivalentes a las que se obtienen en los aceros aleados cementados . .¡'

Nitrurado

Se realiza para crear una pequeña capa de nitruros de hierro en la superticie del acero, la cual es dura y rígida; aumenta la resistencia al desgaste, la resistencia a la flexión, la resistencia a la fatiga y disminuye el coeficiente de fricción. Se hace a

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TROQUElERfA

s entre 520 "C y 580 "C, por lo que las deformaciones son mínimas en

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i::cas aquellas pruebas de medición dimensional, patronal, de forma, de de ensayos, etc. Que muestran un valor especifico al utilizar un "r.J~nto determinado, como calibradores vernier, micrómetros, galgas, bloques comparadores, goniómetro, calibrador de alturas, mármol, durómetro, '-:l'!8r:mr de perfiles, lupas, etc. Todas estas aplicaciones metrologicas son de rtancia tanto en el diseño como en la construcción de cualquier troquel :rERlALES EMPLEADOS Aceros Estos materiales son de gran uso en la fabricación de troqueles para obtener altos volúmenes de producción, el excelente criterio técnico de elección del acero adecuado contribuye en un alto porcentaje al buen éxito del troquel a desarrollar y este dependen de la naturaleza del troquel como de la experiencia del proyectista, basada esta en los diferentes historiales de matrices anteriores; es por ello que se debe conocer muy bien la ficha técnica de los diferentes materiales que el mercado ofrece para la industria de la matricería, una clasificación normalizada según los normas AISI I SAE es la siguiente:

• • • • • •

Aceros Aceros Aceros Aceros Aceros Aceros

para trabajo en frío para trabajo en caliente para trabajo de plásticos para maquinaria Inoxidables rápidos

~ Otros materiales Paralelo al acero también se emplean en la fabricación de troqueles, bronces, cobre, grafito, aluminios, fundiciones grises, fibras mecánicas, cauchos, entre otros; esto de acuerdo a las necesidades y funciones de los diferentes componentes del troquel.

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GUIAS

DE

LABORATORIO

3. ACTIVIDAD DE EVALUACiÓN. PROCEDIMIENTO 1. Atienda las instrucciones indicadas por el Docente. 2. Analice cada unos de los temas planteados dentro de este capítulo y plantéese interrogantes de valor, para que luego se los traslade al Docente. 3. Realice la practica planteada por el docente. 4. Qeje en buen estado de orden y aseo el taller al finalizar la jornada.

CUESTIONARIO 1. ¿Cuáles son las principales diferencias entre el erosionado por hilo y el erosionado por penetración? 2. ¿Cuáles son las principales etapas a tener en cuenta para el desarrollo de un troquel? 3. ¿Qué importancia tiene la valoración de costos en el desarrollo de la matricería? 4. ¿Cuáles son primarios?

las principales diferencias entre los mecanizados finales y los

5. ¿Cuáles son los principales aceros que conforman cada calcificación citada en este capftulo (realice un cuadro)?

4. TRABAJO INDEPENDIENTE

1. Realice un esquema respecto a la planificación de su proyecto asignado. 2. Investigar sobre los métodos CAD - CAM y su aplicación en la matricería. 3. Con base en el esquema del ítem 1, desarrolle todas las hojas de proceso para los diferentes mecanizados contemplados en la fase de fabricación de su proyecto.

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TROQUELERrA

CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES

MATERIALES UTILIZADOS EN LA PRACTICA Material de la pieza_' Material de la herramient ..... ·

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Lubricantes y refrigerantes:

Otros:

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Elaborado por:

Fecha: Instructor:

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GUIAS

DE

LABORATORIO

BIBLIOGRAFíA

• • •

METALS HANDBOOCK edición Vol. 5 " Forging and Casting, American society for Metals .. Manual Universal de la técnica mecánica, de Ober-Jones, editorial Labor Troquelado y Estampado, de Tomas López Navarro, editorial: Gustavo Gili, S.A.

WEBGRAFíA

• • • • •

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www.matriceriaaustral.com www.matriceriamaype.com/ www.interempresas.netlmetalmecanical Articulo www.uralsl.com WWW.enciclopedia.us.es/index. phplT ecnologia

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