Ciencia de los troqueles: conceptos básicos del diseño de troqueles, Parte II

Seleccionar los componentes correctos de la guía del troquel es esencial para el éxito del estampado, pero no pueden compensar una prensa con un mantenimiento deficiente. Imagen: Tecnologías CEP

En la Parte I de esta serie de dos partes, analicé el proceso de selección del tipo y espesor del juego de troqueles. Ahora analicemos varios componentes de guía de matriz disponibles comercialmente y algunas pautas básicas para decidir qué tipo es el más adecuado para su operación.

Primero, permítanme hacer esta afirmación: la función de los pasadores guía es ubicar adecuadamente las zapatas o piezas fundidas superior e inferior para que todos los componentes del troquel montados en las zapatas superior e inferior puedan interactuar entre sí con precisión. Guían los componentes y secciones de corte y conformado para que se pueda lograr y mantener eficazmente la holgura correcta. ¡Los pasadores guía no están destinados a ayudar a guiar el ariete de una prensa mal mantenida o descuidada!

La prensa debe guiarse de forma independiente y precisa.

Un caballero me dijo una vez: "Los troqueles crean piezas, las prensas no". Mi respuesta fue: “Con el debido respeto, señor, tanto el dado como la prensa son parte de un sistema. Cada uno debe funcionar como el ingeniero pretendía que funcionara”. No hace falta decir que tenía muchos problemas de estampado relacionados con la prensa.

Una de las declaraciones que hago en cada sesión de capacitación que imparto es: "Puedes construir y diseñar una herramienta joya, pero si la pones en un glorioso compactador de basura de 200 toneladas, tendrás problemas". No intente compensar una prensa mal mantenida o descuidada eligiendo pasadores guía de gran tamaño o considerablemente más en un juego de troqueles.

Los pasadores guía, a veces denominados postes o pilares guía, funcionan junto con los casquillos guía para alinear con precisión las zapatas superior e inferior. Son pasadores con forma de cilindro hechos de acero para herramientas endurecido, rectificados con precisión a menudo dentro de 0,0001 pulgadas. Los dos tipos básicos de pasadores guía son pasadores de fricción (a menudo llamados pasadores de cojinete liso) y pasadores de rodamiento de bolas (también llamados pasadores guía de ultraprecisión). Los pasadores encajan con precisión en un manguito rectificado con precisión llamado casquillo. Al igual que los pasadores guía, los casquillos suelen rectificarse con una precisión de 0,0001 pulg.

Los pasadores de fricción (consulte la Figura 1) son ligeramente más pequeños (generalmente alrededor de 0,0005 pulgadas más pequeños) que el diámetro interior del casquillo guía. Los pasadores y bujes de fricción generalmente cuestan menos que los pasadores con rodamiento de bolas y se usan comúnmente cuando se espera una gran cantidad de empuje lateral en la matriz. Debido a que generan una gran fricción, no son deseables para operaciones de estampado a alta velocidad. Para minimizar la fricción, los casquillos suelen estar revestidos con un material resistente al desgaste llamado bronce de aluminio que puede contener tapones de grafito para reducir aún más la fricción. Además, los pasadores de fricción suelen estar lubricados con grasa a alta presión.

Un problema común asociado con el uso de pasadores de fricción es que a menudo dificulta bastante el proceso de separación de la matriz, especialmente las matrices más grandes. Se debe tener cuidado para que la matriz se separe de tal manera que las zapatas superior e inferior de la matriz permanezcan paralelas durante el proceso de separación. Amartillar el troquel puede provocar que se doble el pasador guía. Para troqueles más grandes, a menudo se utiliza una máquina hidráulica especial llamada separador de troqueles para ayudar en la separación de los troqueles.

Los pasadores con cojinetes de bolas (ver Figura 2) son, con diferencia, la opción más popular. A diferencia de los pasadores de fricción, estos pasadores se desplazan sobre una serie de rodamientos de bolas contenidos en una jaula de bolas de aluminio especial que permite que los rodamientos giren sin caerse. Estos pines tienen varias ventajas. Primero, se reduce la fricción, por lo que la matriz puede funcionar a velocidades más rápidas sin generar fricción ni calor excesivos. Esto los hace ideales para operaciones de alta velocidad. En segundo lugar, permiten a los fabricantes de troqueles y a los técnicos de mantenimiento de troqueles separar fácilmente las zapatas de troquel superior e inferior. Y tercero, debido a que utilizan rodamientos de bolas, se pueden fabricar con mayor precisión que los pasadores de fricción. De hecho, la mayoría de las personas no se dan cuenta de que el conjunto de pasador y cojinete es aproximadamente 0,0002 pulgadas más grande que el diámetro interior del casquillo. Esto explica por qué muchos fabricantes se refieren a ellos como pasadores guía de “inclinación negativa”. A diferencia de los pasadores de fricción, los pasadores guía de rodamientos de bolas nunca deben engrasarse; lubríquelos únicamente con aceite ligero.

Los bloques guía son bloques de acero especiales mecanizados con precisión, atornillados, fijados con clavijas y, a menudo, fundidos o soldados tanto en las zapatas superiores como en las inferiores. Contienen componentes de acero para herramientas endurecido llamados placas de desgaste. Los bloques guía se utilizan para alinear y apoyar los troqueles cuando no se requiere una alineación ultraprecisa.

A diferencia de los bloques guía, los bloques de talón (consulte la Figura 3) suelen servir como complemento de los pasadores y casquillos guía. Son especialmente importantes si la fuerza generada está muy desequilibrada o es unidireccional. Demasiada fuerza generada desde una dirección puede hacer que los pasadores guía se desvíen, lo que puede provocar una desalineación de componentes críticos de corte y conformado. Muchas matrices grandes, como las que se utilizan para embutir, no requieren una alineación ultraprecisa, por lo que utilizan guías en caja y placas de desgaste en lugar de pasadores y casquillos guía. No subestime la importancia de los pasadores guía, los casquillos y los componentes guía. Recuerde la importancia de una base sólida. Una mansión de mármol con pilares dorados se derrumbará sin ellos.