Tooling Article


 

SHARE:  

By: Ron Windingstad

Ron Windingstad is product engineering manager, Mate Precision Tooling, Anoka, MN: 800/328-4492; www.mate.com.

Saturday, December 01, 2012
 

Para ayudar a garantizar la calidad en sus proyectos de punzonado simultáneamente con el manejo de sobrantes, las empresas de conformado deben enfocarse en tres áreas clave de sus operaciones en prensas punzonadoras CNC:

• La luz de corte y la alineación de la estación en la punzonadora.

• La condición y apariencia de los sobrantes y la lámina punzonada.

• El mantenimiento preventivo básico de los herramentales.

Luz de Corte y Alineación de la Torreta

El uso apropiado de herramientas para punzonado inicia con el manejo cuidadoso y su montaje preciso en la punzonadora.

El desempeño máximo de los herramentales depende de la luz de corte correcta y la alineación de la operación. La luz de corte va en función del tipo de material a trabajar así como su espesor. Una luz de corte incorrecta provoca velocidades de trabajo más lentas, desgaste acelerado de la herramienta, desgaste del filo del punzón y baja calidad en las piezas finales.

Una buena práctica de manufactura ligera: desarrolle una gráfica de luces de corte estandarizadas y capacite a los operadores para que entiendan la importancia del uso de la luz de corte correcta (Fig. 1). Esto les ayudará a entender cualquier problema que se presente debido a una luz de corte incorrecta.

El tiempo productivo de una punzonadora también se incrementará cuando los operadores mantengan una alineación precisa de la operación. Esto asegura que el punzón penetra en el centro de la matriz, dando como resultado una luz de corte uniforme alrededor del filo de corte y una vida óptima de la herramienta. Los componentes para herramentales extremadamente precisos están disponibles para ayudar a conservar esta importante relación.

Los operadores pueden utilizar dispositivos de alineación especialmente diseñados para asegurar una alienación apropiada de la herramienta, lo cual ayudará a disminuir el desgaste de la herramienta e incrementar la calidad de la pieza.

Cuando se vuelve evidente que las herramientas están desalineadas, por inspeccionar detalladamente el desgaste de la herramienta y la rebaba de la pieza, así como verificar la condición del sobrante, el operador debería utilizar un dispositivo para alinear herramientas a fin de orientar de forma precisa las herramientas superiores e inferiores. Este procedimiento asegura que el punzón penetre en el centro de la matriz. Cuando sea posible, alinee las herramientas como parte de un plan de mantenimiento preventivo para prevenir una baja calidad de las piezas y daños en el herramental, así como optimizar el tiempo productivo de la punzonadora.

Los Sobrantes Cuentan la Historia

La condición del sobrante y de la lámina punzonada dicen mucho acerca de la condición del herramental y de la calidad del ajuste de la máquina. El sobrante es una imagen espejo del orificio, en tanto que la lámina punzonada representa el resultado final de la secuencia de punzonado. Examine ambas para verificar la luz de corte correcta entre el punzón y la matriz; el ángulo de salida de la herramienta; y para obtener pistas para verificar que la herramienta pudiera estar desafilada.

Un sobrante ideal resulta cuando los anillos de fractura, que provienen desde la parte superior e inferior del material, tienen el mismo ángulo y se forman de manera alineada uno con respecto al otro (Fig. 2). Esto minimiza la fuerza de punzonado y crea un orificio limpio con mínima rebaba. Una luz de corte excesiva generará sobrantes con un anillo de fractura áspero y un anillo brilloso pequeño. Entre más grande sea la luz de corte, mayor será el ángulo entre el anillo de fractura y el anillo brilloso. La luz de corte excesiva produce un orificio con grandes radios de deformación y fractura, por lo que este perfil es hasta cierto punto provisto con una ligera rebaba. Una luz de corte excesiva también reduce la vida del herramental.

Si la luz de corte es muy pequeña, el sobrante mostrará un anillo de fractura con un ángulo pequeño y un anillo brilloso grande. Una luz de corte inadecuada produce un orificio con un pequeño radio de deformación y una fractura escalonada. Por lo que el perfil es de cierta manera perpendicular a la superficie del material. Una luz de corte insuficiente también reducirá la vida del herramental.

Consejos de Mantenimiento para Punzón y Matriz

 Fig. 1

Más de una docena de parámetros afectan el desgaste de las herramientas, incluyendo la velocidad de punzonado, luz de corte de la herramienta y espesor del material. Éstos y los siguientes factores deben ser considerados y entendidos:

Tamaño del orificio – Los punzones pequeños se desgastan más rápidamente que los punzones más grandes.

Configuración del orificio – Las esquinas se desgastarán más rápido que los lados rectos o curvos, en especial en punzones. Las secciones delgadas se desgastarán más rápido que las secciones gruesas.

Cara del punzón – Los puntos del punzón que atacan primero realizan la mayoría del trabajo, y por lo tanto, se desgastarán más rápido.

Estabilidad del punzonado – Reducir el impacto del golpe mientras se mantiene perfectamente plana la lámina, permite al punzón un corte más limpio, prolongando la vida del punzón.

Expulsión limpia – Incluso la expulsión de la pieza de la lámina contribuye a alargar la vida de los herramentales y a optimizar la calidad de la pieza final.

Alineación de la torreta – Es importante verificar constantemente la torreta de la punzonadora para detectar desalineación, lo cual puede dañar y desgastar las herramientas de forma prematura. Siga las recomendaciones de los fabricantes de punzonadoras y herramentales para mantenimiento de las torretas.

Material de la herramienta – La tenacidad y dureza del punzón y la matriz varían por el tipo de acero para herramientas utilizado en su fabricación. Los componentes de la herramienta también varían por el grado del producto (bueno, mejor y el mejor) así como su recubrimiento. Además, la calidad y vida del herramental varían entre los proveedores, sus ingenieros deberían conocer las diferencias.

 Fig. 2

Velocidad del punzonado – Las velocidades altas de punzonado, bajo ciertas circunstancias, generan suficiente calor por fricción para suavizar el punzón. Un punzón más suave se desgastará más rápido.

Lubricación – Un lubricante incrementará significativamente la vida del herramental.

Espesor del material – El material más grueso provocará que los punzones se desgasten más rápido.

Propiedades de la pieza – Las propiedades físicas y mecánicas del material de la pieza impactarán en gran medida la vida del herramental.

Desgaste del punzón y la matriz – Los punzones generalmente se desgastarán más rápido que las matrices, debido a que las matrices se ven menos afectadas por los factores descritos anteriormente.

Cuando Afilar

Los indicadores que muestran que la herramienta puede estar desafilada incluyen:

• La pieza ha empezado a mostrar un radio de deformación excesivo;

• La punzonadora hace más ruido del que debiera; o

• La punzonadora está trabajando más duro de lo habitual.

Fig. 3

En este punto, un rectificado ligero es adecuado para “retocar” el filo de corte. El retoque frecuente da mejores resultados que esperar a que el punzón llegue a estar demasiado desafilado. Los herramentales durarán más tiempo y ofrecerán un corte más limpio con menos fuerza de punzonado, asegurando que la calidad de la pieza sea consistente. La máxima cantidad de rectificado depende del espesor del material de la pieza, la longitud y ancho del punzón y la estación de punzonado. Por lo general, siguiendo instrucciones específicas de afilado de herramientas y su frecuencia se puede duplicar la vida del herramental.

Cuando los Punzones se Desafilan Prematuramente

… la luz de corte puede ser demasiado cerrada. La luz de corte total (no por lado) debería de ser del 20% al 25% del espesor del material. Durante penetraciones parciales (muescas, mordiscos o cizallas), las fuerzas laterales pueden flexionar la punta del punzón y reducir la luz de corte en un lado. Algunas veces, la punta del punzón se puede mover lo suficiente para rasurar la pared de la matriz, lo cual da como resultado un rápido deterioro del punzón y la matriz.

Incrustaciones en la punta del punzón — sedimentos del material de la pieza en la punta del punzón — son resultado de presión excesiva y calor. Los operadores pueden retirar las incrustaciones de la punta del punzón al pulir con una piedra fina, teniendo cuidado de pulir en paralelo a la dirección del movimiento de punzonado. Esto pulirá la superficie que está en contacto con el material y reducirá las probabilidades de futuras incrustaciones. No utilice métodos agresivos de abrasión, tales como arena a presión o bandas de lija, ya que estas técnicas pueden crear un acabado de superficie burdo que facilita las incrustaciones.

Donde las incrustaciones persistan, las empresas de conformado pueden optar por emplear pisadores lubricados para la punta del punzón. Otra solución es solicitar punzones con 2 grados de conicidad inversa en total. Esta pequeña diferencia en tamaño facilita la expulsión y minimiza las incrustaciones, sin afectar la vida del afilado.

Consideraciones para el Rectificado

Cuando se rectifiquen punzones, tenga cuidado de emplear la dureza adecuada de la piedra de rectificado para los requerimientos del acero para herramientas. Por lo general, los aceros para herramientas más duros requieren piedras de rectificado más suaves y los materiales más suaves requieren piedras más duras (Fig. 3). El equilibrio entre dureza y grano da como resultado una piedra que optimiza la operación de rectificado. Siga las recomendaciones del fabricante para afilar.

Retoque ligeramente el recién rectificado filo del punzón con una piedra lubricada. Esto elimina el filo de la herramienta — que es lo más susceptible a resquebrajarse —. A pesar de que esta operación de retoque crea únicamente un radio muy pequeño, este fortalecerá el filo del herramental al distribuir los esfuerzos y minimizar las posibilidades de que el herramental se descame.

Optimizar y Organizar

Determinadas operaciones de punzonado desgastan el herramental más rápido que otras. Las empresas de conformado que evalúan constantemente sus operaciones en busca de operaciones más eficientes que minimizarán el desgaste del herramental y evitarán daños en los herramentales y en la punzonadora.

Por ejemplo, sólo se realizarán mordiscos con una punzonadora cuando ésta ofrezca el proceso más eficiente para fabricar la pieza. Los mordiscos no sólo requieren tiempo sino que también pueden desgastar de forma prematura los filos de corte del herramental, provocando incrustaciones y provocando desgaste en la guía y la torreta.

Finalmente, las empresas de manufactura esbelta llevarán registros del tiempo que sus operadores requieren para encontrar, organizar y montar los herramentales en sus punzonadoras — tiempo no productivo — y tendrán cuidado de organizar y almacenar apropiadamente sus herramentales en inventario. De la misma manera, los herramentales se deben afilar y lubricar sólo cuando es conveniente para el operador, y no en los tiempos que los herramentales son requeridos para una corrida o requieren mantenimiento urgente. MF

 

See also: Mate Precision Tooling

Related Enterprise Zones: Fabrication, Tool & Die


Reader Comments

There are no comments posted at this time.

 

Post a Comment

* Indicates field is required.

YOUR COMMENTS * (You may use html to format)

YOUR NAME *
EMAIL *
WEBSITE

 

 

Visit Our Sponsors