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Fig. 3—Como se muestra en este diseño de punzón con tacón encontrado con frecuencia en estaciones de muescado. Las fuerzas de corte que actúan en el lado izquierdo del punzón no son opuestas por las del lado opuesto (derecho) del punzón.
muescas, recortes o rebordeados usando aceros altos de matriz.
Un método para limitar esta deformación: Controlar la pro- porción de altura-a-anchura del componente de la matriz. Como regla, debe tratarse de diseñar la anchura del componente de la matriz más grande que su altura. Esto proporciona buena estabil- idad y algo de resistencia contra inclinaciones y dobleces. Esto no siempre es posible, especialmente con cuchillas de corte largas y angostas.
Asumir que el bisel b es igual a 0.060 pulg. ¿Cuál debería ser el ancho (dimen- sión) de la chaveta si se restringe el movimiento lateral a 0.0001 pulg., usando una chaveta de 6-pulg.- de largo sujeta a una carga lateral de 55,000-lb.pie?
Aquí usamos la deformación bajo fuerzas de corte (módulo de corte) para dar solución a la dimensión a. Para una chaveta de acero, sea en el estado suave o en el endurecido, el módulo de corte iguala aproximadamente a
12,000,000 psi.
12,000,000 = (55,000/6a)(0.060/0.0001) 12,000,000 = (9,167a)(600)
a = [(9,167)(600)]/12,000,00
a = 0.45835 pulg.
En este ejemplo, seleccione una chave-
ta de 0.500-pulg.- de ancho.
Luego, verifique que el límite elástico
de la chaveta no se ha excedido; de otra forma, esta se deformará permanente- mente (excediendo su resistencia a la deformación al corte).
La cantidad de estrés ejercido sobre la chaveta = 55,000/(6)(0.5) o 18,333 psi. Los datos sobre el estrés-de-corte son difíciles de adquirir, con resultados repetibles obtenibles que muestran ser igualmente difíciles. Por esta razón, muchos instructivos y otras fuentes especifican al estrés-de-corte como un porcentaje de la resistencia de tensión del material. Una presunción común: la resistencia al corte de un acero dulce totaliza 60 a 70 por ciento de su resistencia de tensión. Dicho eso, asumamos que la resistencia-de-corte de la chaveta totaliza
60
Por ciento de sus 80,000-psi de resistencia a la tensión (1018 CRS), o 48,000 psi. Eso significa que el estrés (en corte) aplicado a la chaveta reside muy por debajo de su resistencia-de-corte. El diseño de la chaveta, en términos de selección de material y anchura trans- versal sería apropiado para esta apli- cación.
También es posible calcular los requer- imientos del tamaño de la espiga para prevenir desplazamientos ante la ausen- cia de una chaveta. Sin embargo, esta no es una buena práctica para matrices, debido a que el tamaño de la espiga sería muy grande. En el ejemplo citado antes, se requerirían dos espigas con diámetros de aproximadamente 1.500 pulg.
Como regla, las espigas posicionan al componente de la matriz y las chavetas absorben las cargas laterales. En algunos casos las espigas y las chavetas podrían usarse en combinación para controlar las fuerzas laterales, reduciendo así el tamaño de ambas. Una mejor solución: Colocar la sección de la matriz contra una saliente o bolsillo maquinado dentro de la zapata de la matriz. La sección trans- versal de la zapata de la matriz propor- ciona una gran rigidez.
Restricción de Doblado del Compo- nente de la Matriz
Las cargas laterales causan que algunos componentes de la matriz se deformen o se doblen, como una viga de soporte, en lugar de desplazarse lat- eralmente. Esto puede ser problemático cuando se trabaja un solo lado de la lámi- na metálica, como cuando se hacen
Cuando la altura total del punzón debe ser mayor que la anchura. Consid- erar un diseño de punzón con tacón. La Fig. 3 muestra un diseño de punzón con tacón encontrado con frecuencia en esta- ciones de muescado. Las fuerzas de corte que actúan en el lado izquierdo del pun- zón no son opuestas por las del lado opuesto (derecho) del punzón. Las fuerzas de corte se desviarán alejándose de la acción de corte, a menos que un tacón sea añadido a el (los) lado(s) opuesto(s). El propósito del tacón: Dar soporte al punzón para restringir el movimiento (doblado) lateral. El mismo principio aplica a los punzones con tacón diseñados para operaciones de recorte o de rebordeado.
La porción con tacón del punzón en la Fig. 3A está diseñada como ajuste de deslizamiento (slip-fit) (aproximada- mente con un espaciamiento de 0.0002- pulg.) en tres lados dentro de la apertura de la matriz. Esto proporciona control en tres direcciones. Debido a que las car- gas se oponen de igual forma en dos de los tres lados del corte, el punzón podría, alternativamente, ser “taconado” (Fig. 3B).
La altura del tacón, H, debe ser lo sufi- cientemente alta para proporcionar una adecuada superficie de resistencia y dar soporte al punzón antes de cortes o de formados. Asegurarse que se propor- cionar un radio guía en los bordes del tacón y en los bordes de apertura de la matriz. Los radios no deben hacerse muy grandes, ya que estos reducirán el área de resistencia del tacón. MF
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Herramientas por diseño
Espaciamiento de corte
(c)
Borde de bobina
Apertura de matriz Corte
Punzón
Borde de bobina
Apertura de matriz
Punzón
c
c
Con respaldo en tres lugares
Con respaldo en un lugar
H
R.
R.
(A)
(B)
Fig. 3 Diseño de Punzón con Tacón