Die Science: Los fundamentos del diseño de troqueles, Parte II

Seleccionar los componentes correctos de guía del troquel es esencial para el éxito del estampado, pero no pueden compensar una prensa mal mantenida. Imagen: Tecnologías CEP

En la Parte I de esta serie de dos partes, analicé el proceso de selección de un tipo y grosor de 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 las zapatas superior e inferior o las piezas fundidas correctamente para que todos los componentes del troquel montados en la zapata superior e inferior puedan interactuar entre sí con precisión. Guían el corte y la formación de componentes y secciones para que se pueda lograr el espacio libre correcto y mantenerlo de manera efectiva. ¡Los pasadores de guía no están destinados a ayudar a guiar el ariete de una prensa mal mantenida o descuidada!

La prensa debe ser guiada de forma independiente con precisión.

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

Una de las afirmaciones que hago en cada sesión de capacitación que dirijo es: "Puedes construir y diseñar una joya como herramienta, pero si la colocas en un glorioso compactador de basura de 200 toneladas, tendrás problemas". No intente compensar una prensa mal mantenida o descuidada eligiendo pines de guía demasiado grandes o considerablemente más grandes en un juego de troqueles.

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

Los pasadores de fricción (consulte la Figura 1) son un poco más pequeños (por lo general, alrededor de 0,0005 pulgadas más pequeños) que el diámetro interior del buje guía. Los pasadores de fricción y los casquillos normalmente cuestan menos que los pasadores con cojinetes de bolas y se usan comúnmente cuando se espera una gran cantidad de empuje lateral en el troquel. Debido a que generan una gran cantidad de fricción, no son deseables para operaciones de estampado de alta velocidad. Para minimizar la fricción, los bujes generalmente están 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 a menudo se lubrican con grasa de alta presión.

Un problema común asociado con el uso de pasadores de fricción es que a menudo dificulta bastante el proceso de separación del troquel, especialmente los troqueles 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 dado puede dar como resultado que se doble un 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 de cojinetes de bolas (consulte la Figura 2) son, con mucho, la opción más popular. A diferencia de los pasadores de fricción, estos pasadores se montan 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. En primer lugar, se reduce la fricción, por lo que el troquel 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 que los fabricantes de troqueles y los técnicos de mantenimiento de troqueles separen fácilmente las zapatas superior e inferior del troquel. Y tercero, debido a que utilizan cojinetes de bolas, pueden fabricarse con mayor precisión que los pasadores de fricción. De hecho, la mayoría de la gente no se da cuenta de que el conjunto de pasador y cojinete es aproximadamente 0,0002 pulgadas más grande que el diámetro interior del buje. Esto explica por qué muchos fabricantes se refieren a ellos como pasadores de guía de "inclinación negativa". A diferencia de los pasadores de fricción, los pasadores de guía de cojinetes de bolas nunca deben engrasarse; lubríquelos sólo con aceite ligero.

Los bloques guía son bloques de acero especial que se mecanizan con precisión, se atornillan, se enclavijan y, a menudo, se funden o se sueldan en las zapatas superior e inferior del troquel. Contienen componentes de acero endurecido para herramientas llamados placas de desgaste. Los bloques de guía se utilizan para alinear y talones cuando no se requiere una alineación ultraprecisa.

A diferencia de los bloques guía, los bloques de talón (consulte la Figura 3) a menudo sirven como complemento para 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 de guía se desvíen, lo que puede provocar la desalineación de los componentes críticos de corte y formación. Muchos troqueles grandes, como los que se usan en el dibujo, no requieren una alineación ultraprecisa, por lo que usan guías en caja y placas de desgaste en lugar de pasadores y bujes de guía. No subestime la importancia de los pasadores de guía, casquillos y componentes de guía. Recuerda la importancia de una base sólida. Una mansión de mármol con columnas doradas se derrumbará sin una.