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COMPONENTES DE UNA TROQUELADORA

Cada vez que crece la complejidad y desarrollo, las troqueladoras cuentan con una serie de elementos constructivos que cumplen con una misión específica dentro del conjunto general del trabajo para el cual han sido fabricados. Estos componentes, por sus características mecánicas deben estar cuidadosamente diseñados para lograr el objetivo de producir piezas sin ningún defecto.

Base superior: tiene la misión de contener en su superficie todas las placas y elementos que sostienen las herramientas de la troqueladora, está anclada al martillo o ariete de la prensa, que la inmoviliza y fija durante todo el proceso de trabajo. Ésta conduce el movimiento de la máquina para que los punzones penetren la matriz y transformen la lámina. Algunos de los elementos que aloja la base superior son: placa porta punzones, punzones de cortar, doblar, embutir, estampar, etc…, sufridera superior, bujes guías, placa pisadora, resortes, entre otros.

Base inferior (parte fija): es el elemento sobre el cual van montados todos los componentes que hacen parte de la matriz, y a su vez, está sujeta fuertemente en la bancada de la prensa durante la fase de trabajo. Esta base y los elementos que lleva montados hacen las funciones de apoyo, puesto que ‘recibirán’ toda la fuerza de transformación que la prensa aplique sobre ella. En la base inferior también se pueden montar las columnas guía que sirven como referencia de centraje entre la parte superior e inferior. Algunos de los elementos que aloja la base inferior son: placa porta matrices o segmentos de cortar, doblar o embutir, reglas guías, sufridera inferior, topes de avances, columnas guía, pernos, etc. Para la fabricación, tanto de la base superior como la inferior, se usan placas de hierro de fundición o hierro maleable del tipo A.-36, o también placas de acero al carbono de mediana resistencia como el SAE/AISI: 1045, o sus equivalencias en las diferentes marcas. Materiales son tratados térmicamente por temple convencional.

Sufrideras: la función básica de las placas superior e inferior de choque o sufrideras consiste en absorber sobre su superficie los sucesivos golpes de los elementos en el troquel. Estos impactos se producen cada vez que los punzones transforman la lámina con la matriz. Cuando el punzón impacta contra el material, la resistencia que pone éste es transmitida a la superficie de las sufrideras sobre las que se apoyan las placas. Estas placas están construidas en materiales ya templados y que conservan su tenacidad y cohesión, uno muy empleado es el acero SAE/AISI: 1045 o de mayor dureza como el SAE/AISI 01 o 06.

Varios: para la construcción y funcionamiento de los troqueles se requiere de una gran variedad de componentes complementarios como, bujes, sujetadores, tornillos de fijación, tornillos de apriete, pernos de transporte, sistemas de amarre y bridas de sujeción, entre otros. Todos ellos forman el complejo sistema del troquelado.

TIPOS DE TROQUELADORAS

Por su sistema de transmisión pueden clasificarse en prensas a volante directo, prensas de reducción, prensas de doble reducción, prensas de reducción paralela y prensas de cinemática especial. Por su estructura se pueden clasificar en prensas de cuello de cisne y prensas de doble montante. Por su velocidad se clasifican en «prensas convencionales» (de 12 a 200 golpes minuto en función de su tamaño), «prensas rápidas» (de 300 a 700 golpes por minuto) y «prensas de alta velocidad» (de 800 hasta 1600 golpes por minuto); las más rápidas son de fabricación japonesa y suiza. Otro tipo de prensas aparecidas recientemente son las "servoprensas", en estas prensas se elimina el embrague y el volante de inercia obteniendo toda su energía de uno o varios servomotores conectados al eje principal mediante reductoras planetarias o epicloidales, o mediante palancas articulas.

1) De simple acción: Tienen únicamente un ariete

2) De doble acción: Tiene 2 arietes deslizando uno exteriormente y otro en el interior. El ariete exterior es el que constituye generalmente el pisador y es actuado por medio de brazos articulados o de levas excéntricas, de manera que al final de su carrera permanece estacionario y aplicando presión para sujetar la pieza, mientras el ariete interior o punzón sigue su movimiento hacia arriba simultáneamente. Las prensas de doble acción se emplean principalmente para trabajos de embutido profundo.

3) De triple acción: Son muy semejantes en principio a las anteriores, pero tienen un ariete adicional que trabaja de abajo hacia arriba, cuyo movimiento se sincroniza con el de los 2 arietes anteriores.

La parte superior de un troquel o punzón se sujeta en la mayoría de las prensas a la cara inferior del ariete por medio de tornillos. La parte inferior del troquel o matriz se sujeta también por tornillos a la mesa de la prensa y se alinea perfectamente con el punzón. Generalmente el dado o troquel es una sola unidad con sus propias guías.

contrucciones de troqueladoras

GLOSARIO

Troqueladora: son prensas accionadas tanto mecánica como hidráulicamente, con construcción horizontal y vertical, que ejecutan el movimiento y transmiten la fuerza a la base superior del troquel para que este, con ayuda de la presión, penetre la matriz, sujeta a la mesa de la máquina, y transforme la lámina

Punzón: Es una herramienta de acero de alta dureza, de forma cilíndrica o prismática, con un extremo o boca con una punta aguda o una que al presionar o percutir sobre una superficie queda impresa en troquel. Puede tener varios tipos de punta en función de su uso.

Engranaje planetario o engranaje epicicloidal: un sistema de engranajes(o tren de engranajes) consistente en uno o más engranajes externos o planetas que rotan sobre un engranaje central o sol. Típicamente, los planetas se montan sobre un brazo móvil o portaplanetas que a su vez puede rotar en relación al sol. Los sistemas de engranajes planetarios pueden incorporar también el uso de un engranaje anular externo o corona, que engrana con los planetas.

INTRODUCCIÓN

Máquina herramienta, máquina estacionaria y motorizada que se utiliza para dar forma o modelar materiales sólidos, especialmente metales. El modelado se consigue eliminando parte del material de la pieza o estampándola con una forma determinada. Son la base de la industria moderna y se utilizan directa o indirectamente para fabricar piezas de máquinas y herramientas.

El proceso de diseño de una troqueladora consta de diferentes etapas que van desde el diseño, configuración y construcción de la propia. Este proceso suele ser un proceso básicamente manual y poco automatizado que depende básicamente de la experiencia y habilidades adquiridas por el diseñador, aunque cada vez es mas frecuente el empleo de sistemas informáticos que ayudan a simplificar y disminuir el tiempo empleado en el diseño. En la presente comunicación se va a realizar la simulación del funcionamiento de una troqueladora, lo que ayudara a una mejor comprensión de su funcionamiento y a la introducción de posibles mejoras en el diseño.

Estas máquinas pueden clasificarse en tres categorías: máquinas desbastadoras convencionales, prensas y máquinas herramientas especiales. Las máquinas desbastadoras convencionales dan forma a la pieza cortando la parte no deseada del material y produciendo virutas. Las prensas utilizan diversos métodos de modelado, como cizallamiento, prensado o estirado. Las máquinas herramientas especiales utilizan la energía luminosa, eléctrica, química o sonora, gases a altas temperaturas y haces de partículas de alta energía para dar forma a materiales especiales y aleaciones utilizadas en la tecnología moderna.

OBJETIVO

Los integrantes del grupo pretenden suplir una necesidad la cual es realizar perforaciones en chapas metálicas u otros materiales, evitando el pago a terceros para la elaboración de piezas las cuales se podrían realizar en el SENA, porque en el contamos con las herramientas, instructores muy capacitados y una excelente metodología de aprendizaje y trabajo, además la troqueladora servirá como proyecto asignado a diferentes formaciones entre las cuales está Diseño Industrial, mecanizado CNC. Pero su reto más grande es ser el punto de unión de las diferentes formaciones para lograr un trabajo colaborativo, responsable y puntual.

Diseñar una Troqueladora con alto contenido de innovación, calidad y ergonomía, teniendo en cuenta el ciclo de vida de un producto, sustentabilidad y las normativas existentes en salud ocupacional y seguridad industrial.

¿A QUIEN VA DIRIGIDO?

Este proyecto está enfocado a los aprendices, instructores y personas ajenas a la institución que necesiten una herramienta capaz de realizar trabajos de corte, estampación, doblado y perforaciones en  chapas de metal, láminas de plástico, papel o cartón. Además este proyecto está incluido como proyecto formativo de aprendices de Diseño Industrial del SENA Regional Tolima, los cuales quieren dar un gran paso para la institución diseñando una maquina la cual pueda ayudar a diferentes personas en la elaboración de piezas para un trabajo específico.

BENEFICIOS DE UNA TROQUELADORA

En primer lugar el notable aumento de la facilidad en los diferentes procesos de troquelados,  ya que esta máquina proporcionara seguridad para estos trabajos que a veces se hacen un poco complejos si no se tienen las herramientas y conocimientos adecuados. Otro punto a resaltar es la reducción de costos o el pago a terceros por el desarrollo de esta tarea, porque actualmente no se cuenta con una maquina con estas especificaciones técnicas. Pero tal vez el beneficio más grande es el trabajo a desarrollar por parte de los aprendices de Diseño Industrial, ya que harán un trabajo colaborativo e interdisciplinario para lograr las metas trazadas en un tiempo límite,  además de conocer el grado de innovación, capacidades y responsabilidad de las personas a cargo de este proyectó.

Estas máquinas son diseñadas para troquelar a altas velocidades, pues la eficiencia es el objetivo principal del proceso, la capacidad productiva de los equipos, en piezas de pequeño tamaño, puede llegar a 600 golpes por minuto y 25.000 piezas/hora, por ejemplo en la acuñación de monedas.