TROQUELADO - Universidad de Guanajuato

UNIVERSIDAD DE GUANAJUATO
F. I. M. E. E.
PROCESOS DE MANUFACTURA II
TROQUELADO
Profesor: Guillermo Negrete
Alumno: Antonio Díaz Herrera
Salamanca Gto. a 30 de Mayo del 2005
TROQUELADO
Troquel, herramienta empleada para dar forma a materiales sólidos, y en especial para el
estampado de metales en frío.
En el estampado se utilizan los troqueles en pares. El troquel más pequeño, o cuño,
encaja dentro de un troquel mayor, o matriz. El metal al que va a darse forma, que suele
ser una lámina o una pieza en bruto recortada, se coloca sobre la matriz en la bancada de
la prensa. El cuño se monta en el pistón de la prensa y se hace bajar mediante presión
hidráulica o mecánica.
En las distintas operaciones se emplean troqueles de diferentes formas. Los más
sencillos son los troqueles de perforación, utilizados para hacer agujeros en la pieza.
Los troqueles de corte se utilizan para estampar una forma determinada en una lámina
de metal para operaciones posteriores. Los troqueles de flexión y doblado están
diseñados para efectuar pliegues simples o compuestos en la pieza en bruto. Los
troqueles de embutir se emplean para crear formas huecas. Para lograr una sección
reducida en una parte hueca, como el cuello de un cartucho de fusil, se utilizan troqueles
reductores especiales. Cuando la pieza terminada debe tener una protuberancia en la
parte inferior o central suelen emplearse troqueles hidráulicos. En éstos el cuño se
sustituye por un pistón que introduce en la pieza agua o aceite a presión, lo que obliga al
metal a doblarse hacia fuera contra la matriz. Los troqueles de rebordeado forman un
reborde curvo en piezas huecas. Un tipo especial de troquel de rebordeado, llamado
troquel de costura con alambre, enrolla firmemente los bordes externos del metal
alrededor de un alambre que se inserta para dar resistencia a la pieza. Los troqueles
combinados están diseñados para realizar varias de las operaciones descritas en un único
recorrido de la prensa; los troqueles progresivos permiten realizar diversas operaciones
sucesivas de modelado con el mismo troquel.
En la acuñación de monedas se obliga al metal a pasar entre dos troqueles coincidentes,
en los que figura un huecograbado del dibujo que debe formarse en la moneda.
TROQUELES PARA FABRICAR ALAMBRE
Para fabricar alambre suele emplearse una plancha de trefilar. Esta herramienta es una
plancha metálica que contiene una serie de aberturas en forma de cono o de campana,
con diámetros cada vez menores, llamadas troqueles de trefilado. La pieza de metal se
hace pasar por el troquel más grande para fabricar un alambre grosero. A continuación,
este alambre se hace pasar por la abertura inmediatamente menor, y así hasta obtener un
alambre de la medida deseada. Los troqueles de trefilado están sometidos a un desgaste
muy intenso y suelen fabricarse con materiales muy duros, como carburo de tungsteno o
diamante.
EMBUTIDO Y ESTIRADO
Las operaciones de esta categoría producen partes huecas de paredes delgadas o con
formas de recipiente a partir de lámina de metal. Los ejemplos son recipientes sin
costuras, bandejas, tinas, latas y cubiertas, paneles de automóviles, salpicaderas, techos
y cofres, casquillos para cartuchos y granadas y reflectores parabólicos. La lámina de
metal se estira cuando menos en una sola dirección pero con frecuencia se comprime
también en otras direcciones cuando se realizan estas operaciones. El trabajo se hace
principalmente en frío pero algunas veces también en caliente.
EMBUTIDO EN DADO RIGIDO
Pueden embutirse una gran cantidad de formas a partir de lámina de metal. La acción
básica en todas se encuentra en el embutido de una forma redonda y se utilizará para
ilustrar los principios. La copa que se ilustra en la figura 13-10 se forma por el embutido
del machote mostrado en su cercanía. Los sombreados en el machote y en la copa
indican lo que se le hace al metal. Un trapezoide en el machote se estira en una
dirección por tensión y se comprime en otra dirección para formarlo en rectángulo. El
metal debe recibir esfuerzo arriba del límite elástico para formar la pared de la copa,
pero no en el fondo.
La pared de la copa puede adelgazarse en el radio por el doblado y engrosarse en otras
partes por el embutido. Los cambios en delgadez por lo general son despreciables. Si
t  t1  t2 y se ignora r en la figura 13-10, entonces D  d 2  4dh se obtiene
igualando las áreas exteriores del machote y de la copa. Esto es suficiente para
estimaciones prácticas.
Una copa con orilla uniforme es un ideal. En la mayoría de los casos la orilla sale
dispareja debido a la anisotropía del metal y la copa se hace mas alta de lo necesario, el
exceso se corta después.
La forma en que se embute una copa se muestra en la figura 13-11. el machote se coloca
en la parte superior de un bloque de dado. El punzón empuja el fondo de la copa dentro
del agujero en el bloque y embute el metal remanente sobre la orilla del agujero para
formar los dados. Las orillas del punzón y del dado deben redondearse para evitar cortar
o desgarrar el metal. El claro entre el punzón y el bloque de dado es un poco más grande
que el espesor del material. Como se ha explicado, se establecen esfuerzos de
compresión alrededor de la brida conforme se embute en círculos más y más pequeños.
Si la brida es delgada (menos del 2 % del diámetro de la copa) puede esperarse que se
ondule como cualquier pieza delgada que se comprime en su dirección más débil. Para
evitar el arrugamiento, se aplica presión en la brida por un planchador o reten del
machote. En la práctica, la presión se obtiene mediante resortes, colchones de hule,
cilindros de aire comprimidos o un ariete auxiliar en una prensa de doble acción. La
fuerza requerida por lo común es menor de 40 % de la fuerza de embutido. El machote
se lubrica para evitar que se deslice bajo el planchador y sobre el borde del dado.
La fuerza aplicada por el punzón se transmite solamente mediante el esfuerzo a la
tensión en la pared de la copa para embutir el metal contra la fricción sobre el borde del
agujero desde abajo del planchador y establecer los esfuerzos necesarios en la brida.
Sólo puede aplicarse tanta fuerza como la que se pueda soportar la pared de la copa, en
otra forma la copa se desgarrará.