Una punzonadora es un tipo de máquina prensa que se utiliza para cortar agujeros en el material. Puede ser pequeño y operado manualmente y contener un juego de matrices simple , o ser muy grande, operado por CNC , con una torreta de estaciones múltiples y contener un juego de matrices mucho más grande y complejo.
Descripción
Las punzonadoras son máquinas grandes con un marco tipo 'C' o un marco tipo 'portal' (puente). El tipo C tiene el ariete hidráulico en la parte superior delantera, mientras que el marco del portal es muy parecido a un círculo completo con el ariete centrado dentro del marco para detener la deflexión o distorsión del marco.
Las prensas tipo C tienen una placa base que se utiliza para bloquear el cabezal inferior del troquel. Para bloquear la matriz, se utilizan pernos en T, por lo que esta placa contiene ranuras en T en las que se deslizan los pernos en T. Estas ranuras se colocan en diagonal y con una ranura horizontal al lado más largo de la placa, es la práctica general. Estas ranuras van hasta un orificio central hecho en la placa, siendo el orificio lo suficientemente grande para acomodar otro casquillo con un orificio, el orificio se utiliza para dejar caer la parte perforada al fondo de la prensa. La parte superior de la herramienta se empalma contra un pistón deslizante vertical con un sistema de sujeción que admite sólo un diámetro particular de un miembro cilíndrico roscado llamado "vástago" de la herramienta. La parte inferior de la herramienta está bloqueada a la placa de base inferior y la parte superior de la herramienta está bloqueada al ariete deslizante. Las partes superior e inferior de la herramienta generalmente están guiadas por conjuntos de pilar y casquillo adecuados, lo que brinda seguridad a los elementos de punzonado de la herramienta.
Por lo general, la herramienta se coloca ligeramente por encima de la placa base proporcionando dos bloques paralelos rectificados con precisión al mismo tamaño. Esta es una acción necesaria ya que muchas herramientas, los desechos (piezas cortadas que son un desperdicio) se descargan a través del elemento inferior de la herramienta, no necesariamente en el centro de la herramienta. La chatarra o el blanco (la porción requerida) sale del troquel en diferentes lugares. Estos deben sacarse horizontalmente de entre los paralelos colocados. De lo contrario, se acumularán dentro de la propia herramienta y causarán daños graves a la herramienta.
En prensas muy pesadas con mayor tonelaje, el ariete deslizante también tiene una placa gruesa con ranuras en T para bloquear la placa superior de la herramienta (llamada cabezal superior). En tales casos, el cilindro roscado llamado vástago no está unido a la herramienta. Las abrazaderas son mecánicas (operadas manualmente usando llaves) o variedades operadas por aire.
Las punzonadoras tipo torreta tienen una mesa o cama con cepillos o rodillos para permitir que la pieza de trabajo de chapa se mueva con baja fricción. Los cepillos se utilizan donde se deben minimizar los rayones en la pieza de trabajo, como con el aluminio cepillado o materiales muy pulidos.
La punzonadora se caracteriza por parámetros como:
- Tipo de marco
- Mecanismo de entrega de potencia al ariete (mecánico, electromecánico o hidráulico)
- Tamaño del área de trabajo (p. Ej., 2500 x 1250 mm)
- Estación única o múltiple
- Fuerza nominal (por ejemplo, 20 toneladas)
- El tipo de taller de herramientas y su capacidad (p. Ej., Tipo de tienda giratoria, herramienta de capacidad 34)
- Velocidad o productividad (típicamente caracterizada por la velocidad de las carreras con un movimiento escalonado de 25 y 1 mm)
- Velocidad de movimiento sin choque (desplazamiento de carga de velocidad)
- Peso máximo de la pieza de trabajo
- Caracteristicas de seguridad
- El consumo de energía
- El tipo de software
Las punzonadoras se denominan generalmente por su tonelaje y tamaño de mesa. En un entorno de producción, una prensa de 30 toneladas es principalmente la máquina que se utiliza en la actualidad. El tonelaje necesario para cortar y dar forma al material es bien conocido, por lo que dimensionar las herramientas para un trabajo específico es una tarea bastante sencilla. Según el requisito, el tonelaje puede llegar incluso a prensas de 2000 a 2500 toneladas.
Juego de troqueles
Un juego de matrices consiste en un juego de punzones ( macho ) y matrices ( hembra ) que, cuando se presionan juntos, forman un agujero en una pieza de trabajo (y también pueden deformar la pieza de trabajo de la manera deseada). Los punzones y matrices son extraíbles, y el punzón se une al pistón durante el proceso de punzonado. El ariete se mueve hacia arriba y hacia abajo en un movimiento lineal vertical, obligando al punzón a través del material al interior del troquel.
Eje
La bancada principal de la mayoría de las máquinas se llama eje 'X', con el eje 'Y' en ángulo recto con él y se le permite moverse bajo el control del CNC. Dependiendo del tamaño de la máquina, las bancadas y el peso de la pieza de trabajo de chapa, los motores necesarios para mover estas mesas de ejes variarán en tamaño y potencia. Los modelos más antiguos de máquinas utilizaban motores de CC; sin embargo, con los avances en la tecnología, las máquinas actuales utilizan principalmente motores sin escobillas de CA para los variadores.
Operación controlada por CNC
Para iniciar un ciclo, el controlador CNC ordena a los variadores que muevan la mesa a lo largo de los ejes X e Y hasta la posición deseada. Una vez en posición, el control inicia la secuencia de perforación y empuja el pistón desde el punto muerto superior (TDC) al punto muerto inferior (BDC) a través del plano del material. (Los términos BDC y TDC se remontan a prensas más antiguas con embragues neumáticos o hidráulicos. En las máquinas actuales, BDC / TDC no existen en realidad, pero todavía se utilizan para la parte inferior y superior de una carrera).
En su recorrido de TDC a BDC, el punzón entra en el material, empujándolo a través del troquel, obteniendo la forma determinada por el diseño del punzón y el conjunto de matrices. El trozo de material (trozo) cortado de la pieza de trabajo se expulsa a través del troquel y la placa de refuerzo y se recoge en un contenedor de desechos. [1] El retorno a TDC envía una señal al control para comenzar el siguiente ciclo.
La punzonadora se utiliza para producciones de gran volumen. Los tiempos de ciclo a menudo se miden en milisegundos. El rendimiento del material se mide como un porcentaje de piezas a desperdiciar por hoja procesada. Los programas CAD / CAM maximizan el rendimiento al anidar piezas en el diseño de la hoja. [ cita requerida ]
Tipo de unidad
Unidad de volante
La mayoría de las punzonadoras de hoy son accionadas hidráulicamente. Sin embargo, las máquinas más antiguas tienen arietes accionados mecánicamente, lo que significa que la potencia del ariete la proporciona un volante pesado que gira constantemente . El volante impulsa el ariete mediante un brazo Pitman . En el siglo XIX, los volantes eran accionados por correas de transmisión de cuero unidas a ejes de línea, que a su vez iban a una planta de vapor. En el lugar de trabajo moderno, el volante funciona con un motor eléctrico. [ cita requerida ]
Prensa punzonadora mecánica
Las punzonadoras mecánicas se dividen en dos tipos distintos, según el tipo de embrague o sistema de frenado con el que estén equipadas. Generalmente, las prensas más antiguas son prensas de "revolución completa" que requieren una revolución completa del cigüeñal para que se detengan. Se sabe que las prensas de embrague de revolución completa son peligrosas y están prohibidas en muchos países a menos que el punto de pellizco esté completamente protegido. Esto se debe a que el mecanismo de frenado depende de un juego de llaves elevadas o "perros" para caer en las ranuras correspondientes para detener el ariete. Un embrague de revolución completa solo puede detener el pistón en el mismo lugar: punto muerto superior. Las prensas más nuevas son a menudo prensas de "revolución parcial" equipadas con sistemas de frenado idénticos a los frenos de los camiones comerciales. Cuando se aplica aire, un freno de tipo banda se expande y permite que el cigüeñal gire. Cuando se aplica el mecanismo de parada, el aire se purga, lo que hace que el embrague se abra y el sistema de frenado se cierre, deteniendo el ariete en cualquier parte de su rotación. Las unidades de freno y embrague de revolución de parte moderna son normalmente unidades combinadas que operan en un modo a prueba de fallas, una válvula de seguridad de aire doble conecta el embrague e inicia el movimiento deslizante y el freno se aplica mediante resortes. [ cita requerida ]
Prensa punzonadora hidráulica
Las punzonadoras hidráulicas accionan el ariete con un cilindro hidráulico en lugar de un volante, y están controladas por válvulas o controladas por válvulas y retroalimentación. Las máquinas controladas por válvulas generalmente permiten una operación de una carrera, lo que permite que el ariete se mueva hacia arriba y hacia abajo cuando se le indique. Los sistemas de retroalimentación controlados permiten que el ariete se controle proporcionalmente dentro de puntos fijos según lo ordenado. Esto permite un mayor control sobre la carrera del ariete y aumenta la velocidad de perforación, ya que el ariete ya no tiene que completar la carrera completa tradicional hacia arriba y hacia abajo, sino que puede funcionar dentro de una ventana de carrera muy corta. [ cita requerida ]
Punzonadora de torreta con servomotor
Una prensa punzonadora de torreta con servomotor utiliza servoaccionamientos de CA gemelos acoplados directamente al eje de transmisión. Este sistema de propulsión combina la simplicidad de la tecnología original de embrague y freno con la velocidad de un sistema accionado por ariete hidráulico. Esto da como resultado un alto rendimiento, confiabilidad y menores costos operativos. Un sistema de prensa servoaccionado no tiene sistemas hidráulicos complejos ni enfriadores de enfriamiento de aceite, lo que reduce los costos de mantenimiento y reparación. Una prensa de torreta puede equiparse con tecnología avanzada que almacena y reutiliza la energía generada durante la desaceleración del ariete, lo que proporciona un mayor ahorro de energía eléctrica. [ cita requerida ]
Ver también
Referencias
- ^ Todd, Allen y Alting 1994 , págs. 107-108.
Bibliografía
- Todd, Robert H .; Allen, Dell K .; Alting, Leo (1994), Guía de referencia de procesos de fabricación , Industrial Press Inc., ISBN 0-8311-3049-0.