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Herramientas por diseño
Por: Peter Ulintz
Manejo de las Fuerzas Horizontales en Matrices para Estampados
Mi columna anterior abordó el tema sobre la prevención de desplazamiento de un compo-
nente de la matriz debido a las fuerzas horizontales mediante la selección apropiada de fijadores y de las condi- ciones de fricción entre en las superficies de montaje. Este mes cubriremos méto- dos para restringir aún más el desplaza- miento y el dobles de componentes de la matriz.
Las matrices que experimentan cargas laterales significativas causan desplaza- mientos de los componentes debido al contacto angular entre los aceros de for- mado; formados o embutidos no simétri- cos; y, desprendimiento o corte de un solo lado, las operaciones de doblado o de rebordeado donde las fuerzas actúan solo en un lado del acero de la matriz. Los cálculos pueden ayudarnos a deter- minar el tamaño de las clavijas y de las chavetas que se requieren para restringir el desplazamiento. Los siguientes ejem- plos fueron adaptados de “Técnicas del Trabajo de Prensado en Lámina Metálica” (Don Eary y Edward Reed, Prentice-Hall 1974).
Restricción de Desplazamiento de Componente de la Matriz
Peter Ulintz ha trabajado en la industria de estampados en metal y de herramentales y troqueles desde 1978. Su experiencia en la industria incluye, fabricación de herramentales y troqueles, ingeniería en herramentales, diseño de procesos, desarrollo
avanzado de productos y administración de ingeniería. Como docente y presentador técnico, Peter es orador en seminarios nacionales de la PMA, mesas redondas regionales, conferencias internacionales y en programas de colegios y de universidades. Él, brinda también asesorías y programas de capacitación in situ a la industria de conformados en placa metálica.
Peter Ulintz, Director Técnico, PMA
pulintz@pma.org
Las fuerzas gener- adas por el formado y las operaciones de corte actúan juntas con tornillos de montaje para producir una fuerza normal suficien- temente alta para pre- venir desplazamientos o inclinaciones de los componentes de la matriz. Algunas matri- ces son menos suscep- tibles a desplazamien- tos e inclinaciones que otras. Una simple matriz de platinas (blanks) o una matriz de punzonado para un corte circular, manu- facturada de una sola pieza de acero para her- ramentales con espa- ciamientos de corte iguales alrededor de su perímetro, produce empujes laterales bal- anceados.
Fig. 1—Efecto de cuña en una matriz con un ángulo pequeño de formado.Adaptado de “Técnicas del Trabajo de Prensado en Lámina Metálica.”
Fig. 2— Fuerzas de corte sobre una chaveta
a
20°
Acero de matriz
Máximo Empuje lateral 55,000 lbs.
Desplazamiento permitido
de 0.0001
a la izquierda
b
c
Zapata
Fuerza igual Desde la zapata
Fuerza Aplicada
b
Fuerzas de corte sobre la chaveta
Una cavidad de matriz construida a partir de secciones individuales de acero presenta una gran preocupación en lo referente al desplazamiento de compo- nentes. El desplazamiento también puede ocurrir cuando se forma sobre superficies angulares, especialmente en matrices diseñadas para tocar fondo. Una matriz con un pequeño ángulo de formado (Fig. 1) produce un efecto de cuña que puede generar cargas laterales que exceden la carga vertical con un cambio de solo unas pocas milésimas de pulgada en ajuste del ariete o del espesor del material.
El tamaño del tornillo, la cantidad y el torque aplicado a cada tornillo son factores principales para restringir el movimiento lateral. Cuando las fuerzas horizontales en la matriz se tornan lo suficientemente grandes, no debe con-
fiarse solo en los tornillos, ya que esto requiere de tornillos muy grandes. Se deben suministrar formas adicionales para prevenir el desplazamiento.
Tamaño de Chaveta
Un gran factor en el diseño de la chaveta (Eary & Reed) involucra el tamaño del bisel en la parte posterior del acero de la matriz (dimensión b en Fig. 1). Este bisel puede variar enormemente, desde inexistente hasta muy grande, especialmente, si no es específicamente controlado en el dibujo de detalles de la matriz (por citar, nota en el dibujo: “romper todas las esquinas”). Sin embar- go, el tamaño de este bisel puede demostrar ser importante debido a que establece la distancia entre las fuerzas de corte (Fig. 2).
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