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Mar 25, 2024

Die Science: solución de problemas de desconchado de troqueles y punzones

Los estampadores y fabricantes de troqueles cortan y forman aceros con resistencias más altas que nunca, que continúan aumentando cada año. Hace veinticinco años, si un metal tuviera una resistencia a la tracción de 60.000

Los estampadores y fabricantes de troqueles cortan y forman aceros con resistencias más altas que nunca, que continúan aumentando cada año. Hace veinticinco años, si un metal tenía una resistencia a la tracción de 60.000 libras por pulgada cuadrada (PSI), se consideraba de “alta resistencia” y difícil de cortar y formar. Hoy en día no es raro que los estampadores formen metales con resistencias a la tracción de más de 174.000 PSI.

Estos metales de mayor resistencia requieren mayores fuerzas y energía para formarse y cortarse. Posteriormente, el corte de metales de alta resistencia aumenta la carga de choque que se produce en las secciones y componentes de corte. Una carga de impacto excesiva sobre punzones y matrices a menudo provoca que los filos de corte se astillen prematuramente o incluso se agrieten.

Estadísticamente hablando, la causa principal del desconchado del punzón es el tipo de prensa. Ciertos tipos de prensas, incluso cuando son nuevas o están en perfectas condiciones de funcionamiento, no son adecuadas para aplicaciones de precisión de alto tonelaje. Las prensas con marco hueco y marco en C son dos ejemplos típicos. Aunque estos tipos de prensas son muy populares y ampliamente utilizadas, a menudo tienen altas tasas de deflexión cuando se las somete a fuerzas cercanas a su capacidad. En otras palabras, cuando aumenta el tonelaje del ariete, aumenta la cantidad que el ariete se desvía con respecto al soporte, lo que provoca una mala alineación del punzón de perforación y de la sección de corte.

La mayoría de las prensas con marco hueco están clasificadas para deflexión por pulgada de profundidad de garganta. Por ejemplo, si tiene una prensa de marco hueco con una plataforma de 24 pulgadas de profundidad con capacidad para 100 toneladas y calcula la deflexión del ariete al travesaño cuando se aplican 100 toneladas a la prensa, el ariete podría estar fuera de paralelo al reforzar hasta 0,048 pulgadas. Este cálculo utiliza una tasa de deflexión de 0,002 pulgadas por pulgada de profundidad de garganta. La mayoría de las prensas de marco hueco más antiguas tienen una clasificación de 0,0015 a 0,002 pulgadas. deflexión por pulgada de profundidad de garganta.

La vibración de la prensa también es un problema con las prensas con separación, especialmente cuando se utilizan punzones de carburo sólido. Aunque el carburo es extremadamente resistente al desgaste, su capacidad para absorber golpes y vibraciones es muy pobre.

Siempre que sea posible, utilice una prensa de lados rectos o de marco de caja. Estas prensas generalmente se desvían 12 veces menos que una prensa de marco hueco. El sistema de guía en una prensa de lado recto también suele ser más preciso y rígido que en una prensa de marco hueco.

El uso de una prensa servoimpulsada también puede reducir el astillado del punzón porque, a diferencia de una prensa de manivela convencional, una prensa servoimpulsada puede reducir la velocidad del ariete en el punto en que los punzones de corte entran en contacto con el material de la hoja, lo que reduce la carga de impacto del corte. secciones. Y a diferencia de una prensa de manivela convencional, una prensa servo generalmente tiene toda la energía disponible en este punto de contacto, lo que la convierte en una máquina ideal para cortar y formar metales.

Recuerde que todo el trabajo realizado en una prensa es más adecuado para realizarse directamente debajo del ariete e idealmente dentro de los límites del ariete. Evite que los troqueles se extiendan más allá del ariete y la superficie del refuerzo, ya que esto probablemente provocará que el ariete se incline y se desvíe severamente, especialmente si se está cortando o formando en el área sobresaliente.

Y aquí hay un consejo sobre el vuelco: si no está seguro de si el ariete de su prensa se inclina, rebota, salta o se desvía, tome un video en cámara lenta del ciclo de la prensa y obsérvelo con atención.

Cuando se produzca astillas en el punzón, elija un acero para herramientas con tenacidad de alto impacto. El acero para herramientas convencional más popular con una impresionante resistencia al impacto es el S-7, pero si bien este tipo de acero para herramientas ayudará a reducir el astillamiento, es probable que requiera un afilado frecuente.

Ciertos grados de aceros para herramientas de metalurgia en polvo son muy adecuados para aplicaciones que requieren una alta tenacidad al impacto. Ofrecen no sólo la resistencia al impacto requerida, sino también resistencia al desgaste abrasivo y adhesivo. Sin embargo, tenga en cuenta que los aceros para herramientas de metalurgia en polvo pueden ser un poco caros.

El proceso de mecanizado por descarga eléctrica (EDM) de alambre también puede causar daños al acero que pueden provocar una rotura prematura del punzón. A nivel microscópico, la quema de alambre parece un rayo que sale del alambre y golpea la sección de acero de la herramienta. Esta descarga crea un cráter de lava de acero fundido que se descarga fuera de la sección de acero para herramientas.

Básicamente, este proceso funde acero para herramientas endurecido al aire mientras se sumerge en agua. El rápido proceso de enfriamiento hace que el acero sea muy quebradizo en la superficie cortada con alambre. El uso de un corte superficial de bajo amperaje puede ayudar a reducir el daño al acero para herramientas. Para punzones intrincados con alambre, la sección quemada con alambre debe aliviarse de tensión después de la electroerosión. Este proceso de templado (calentar la sección de acero para herramientas en un horno a aproximadamente 50 grados F por debajo de su temperatura de templado final) restaura la tenacidad del filo mientras mantiene la dureza necesaria.

Preparación de bordes . Tómese el tiempo para apedrear un radio muy pequeño (aproximadamente 0,002 pulgadas) en el borde de sus punzones de corte para ayudar a evitar que el borde se astille o se rompa. Puede resultar útil simplemente quitar la rebaba abrasiva con un trozo de latón suave.

Revestimiento. Los revestimientos de acero para herramientas, como el titanio y el carburo, ayudan a reducir la fricción y el desgaste. Recubrir un punzón cortante puede aumentar su vida útil hasta en un 500 por ciento. Sin embargo, tenga en cuenta que recubrir un punzón no aumenta su dureza; solo mejora la resistencia al desgaste.

Afilado. Sencillamente, los punzones pueden romperse debido a un mal método de afilado. El uso de una muela abrasiva inadecuada y no mantener frío el punzón durante el proceso de rectificado puede provocar microfisuras por tensión o fisuras por calor. Para evitar problemas, evite quemar punzones y utilice la muela adecuada. Una rueda de grano grueso y de unión suave suele ser la mejor para punzones de acero para herramientas de primera calidad.