Proyecto de Mejoramiento de Tecnologa de Estampado y Troquelado

Clculo de la capacidad de transformacin del estampado y troquelado

Ing. Javier ngeles LugoCentro de Ingeniera y Desarrollo Industrial

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ContenidoCorte y troquelado.1 Fuerza requerida para la transformacin Fuerza de separacin Fuerza del pisador Energa requerida para la transformacin Clculo del claro Doblado y formacin .6 Doblado en V ..9 Fuerza requerida para la transformacin Energa requerida para la transformacin Condiciones de la transformacin Doblado en U.11 Fuerza requerida para la transformacin Fuerza necesaria para el botador Fuerza total Energa requerida para la transformacin Condiciones para la transformacin

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Clculo de la capacidad de transformacin del estampado y troqueladoEn el presente captulo se presentaran las frmulas de clculo de las capacidades, fuerzas y claros requeridos en las operaciones de corte y troquelado del estampado de hoja metlica. Breve introduccin. Corte y troquelado.- Las operaciones de este tipo se caracterizan por el fenmeno de corte en su amplio sentido. Se les llama corte a aquellos procesos que cortan el material y lo separan. La lnea que separa las piezas se conoce como lnea de corte. El concepto de corte en su amplio sentido se divide en corte y el troquelado.

La condicin para que el proceso se llame corte en su sentido restringido es que la lnea de corte sea abierta. Para el troquelado la condicin es una lnea de corte cerrada.

Figura 1-3. Ejemplo de corte

Figura1-4. Ejemplo de troquelado

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Se llama corte de silueta o blanking cuando la silueta troquelada es el material a trabajar. Cuando el material perforado es el que se trabajar posteriormente el proceso se denomina punzonado o piercing. Al material sobrante se le llama desecho o scrap.

Figura 1-5. Mtodo de realizar el corte.

Figura 1-6. Mtodo de realizar el troquelado.

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Configuracin del corte En la Figura 1.4 se seala la configuracin del corte de las partes transformadas por el corte. En muchos de los casos esta cortadura

determina la condicin de la calidad del producto.

Figura1-7. Configuracin del corte.

Clculos para corte y troquelado(1) Fuerza requerida para la transformacin

Ps = l * t * k s *Donde:

1 1000

Ps : Fuerza para corte o troquelado [tf o kN] l : Longitud de corte [mm] t : Espesor de la lmina [mm] ks : Resistencia del corte [kgf/mm2 o Mpa] ks = 0.8 B (Tension) (2) Fuerza de separacin (stripping)

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Psp = 1 * l * t *Donde:

1 1000

PSP: fuerza de separacin [tf kN] l : Longitud de corte [mm] t : Espesor de la lmina [mm] 1: coeficiente [kgf/mm2 MPa] operacin de un recorrido 2 - 3 operacin continua 4 5 (3) Fuerza del pisador (sujetador de la silueta)

PsB = 2 * PsDonde: PSB: fuerza de pisador [tf kN] 2: coeficiente []

[tf o kN]

operacin de un recorrido 0.1 - 0.2 operacin continua 0.2 - 0.3

(4) Energa requerida para la transformacin [kgfm J]

Donde: Est: Energa consumida de un recorrido [kgfm J] fP: tasa del espesor de material despus de la penetracin (5) Caractersticas de la transformacin: CLARO

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Figura 8-1. Dibujo conceptual de la transformacin.

Espesor de lamina t (mm) e/t

0.2

0.5

1

2

3

0.55

0.5

0.4

0.3

0.2

Tabla 8-1 Tasa de penetracin (e/t).

Nota: Se aplica al acero dulce y al latn

Figura 8-2 Grfica de Fuerza de transformacin vs. carrera del punzn.

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Doblado y formacin Breve introduccin Cuando hablamos de formacin en su sentido amplio nos referimos a todas las operaciones de la prensa, es decir la formacin por prensa. Pero cuando hablamos formacin en su sentido limitado nos referimos a una operacin similar al doblado. Las condiciones para definir el doblado y la formacin estn dadas por el valor de la relacin entre el radio de doblado R y el espesor t de la hoja de material. As como de la forma de la lnea de doblez. stas condiciones se resumen en la Tabla 1-4.Operacin Valor de R/t Tipo de fuerza Caractersticas

Formacin

>5

Proceso ms parecido a forjado en fro. Ms difcil de doblar, ms rebote o spring back. Lnea de doblez curva. Multidireccional Espesor uniforme. Algunos tipos de formacin son: Simming, coring y buring.

Doblado

5>

Puntual o unidireccional

Ms fcil de doblar, no hay rebote. Lnea de doblez recta. Espesor menor en el rea de doblez. Existen tres tipos de doblado: Doblado en "V", doblado en "U" y doblado en "L".

Tabla 1-4. Condiciones para el doblado y la formacin.

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Criterio para doblado Valor de R/t < 5 El espesor en el rea de doblez es menor al espesor original. to < t

Criterio para formacin Valor de R/t > 5 El espesor en el rea de doblez es igual al espesor original. to = t

Figura 1-8. Diferencias entre las operaciones de doblado y formacin.

Ejemplos de doblado

Figura 1-9. Doblado en V

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Figura 1-10. Doblado en L

Figura 1-11. Ejemplo de doblado en U

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Clculos para doblado y formacin(1) Doblado en V a) Fuerza requerida para la transformacin

Pv =Donde:

k1 * B * w * t 2 1000L

Pv : Fuerza de doblado en V [tf o kN] B : Resistencia a la tensin [kgf/mm2 o MPa] w : Longitud de doblado [mm] L : Ancho de hombros de V = 8 t [mm] K1 : Coeficiente 1.33 [-]

b) Energa requerida para la transformacin

Ev = Pv * h * k 2Donde:

[kgf o J]

Ev : Energa requerida para el doblado en V [kgf o J] h : Longitud de carrera para la transformacin [mm] (vase figura 4) h = 0.5*L 0.35*t 0.4*r k2 : Coeficiente 0.6 [-] r : Radio de doblado [mm]

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Figura 8-4. Dibujo conceptual del doblado en V.

Caractersticas de la transformacin Condiciones para la transformacin

5f

r1 f 0.0085 B + 0.5 t r

[-]

Donde: L = 8 t [mm] r = Tasa de elongacin en el momento de la ruptura

Figura 8-4. Grfica de Fuerza y energa del doblado en V

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(2) Doblado en U a) Fuerza requerida para la transformacin

Pu =

k3 * B * t * w 1000

Donde: Pu : Fuerza de doblado en U [kgf o kN] K3 : Coeficiente [-] 0.4 b) Fuerza necesaria para el botador (cushion pad)

1 1 Pup = > Pu 4 3

[tf o kN]

Donde: Pup : Fuerza del botador [tf o kN] c) Fuerza total

Put = ( Pu + Pup )Donde: Put= Fuerza total [kf o kN]

d) Energa requerida para la transformacin Eu = Put * hu * k4 [kgf * m o J] Donde: Eu : Energa requerida para el doblado en U [kgf*m o J] hu : Longitud de carrera para la transformacin [mm] k4 : Coeficiente [-], 0.6 e) Caractersticas de la transformacin Condiciones para la transformacin

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Figura 8-5. Condiciones de la estructura del herramental Para el doblado en U.

Fuerza de transformacin [tf]

Figura 8-6 Fuerza y energa del doblado en U.

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