Componentes de troqueles de estampación para compradores e ingenieros

Componentes de troqueles de estampación son las piezas de trabajo, guía, posicionamiento, extracción y soporte que se encuentran en el interior de un juego de troqueles para estampación de metal. En el lenguaje práctico de taller, un “troquel de estampación” puede referirse al conjunto completo de herramientas montado en una prensa, y no solo a la cavidad hembra del troquel. Ese conjunto completo puede incluir punzones, bloques de troquel, zapatas de troquel, pasadores guía, casquillos, separadores, pasadores de guía, resortes, elevadores, expulsores, placas de apoyo, elementos de fijación y piezas de desgaste.

Para los compradores y los ingenieros, la cuestión clave no es solo la denominación. La elección de los componentes influye en si la pieza estampada puede respetar las tolerancias, si la matriz puede soportar la carga de la prensa, con qué frecuencia debe someterse a mantenimiento y qué dificultad supondrá sustituir las piezas desgastadas sin perder la alineación.

Qué son los componentes de los troqueles de estampación y por qué son importantes

Una matriz de estampación transforma el movimiento de la prensa en una acción de corte, plegado, conformado, embutición o recorte sobre chapas o bandas metálicas. El punzón suele ser el elemento de trabajo macho. El bloque de la matriz o la cavidad de la matriz es el elemento de trabajo hembra. Juntos, definen la geometría de la pieza en el punto de contacto.

El resto de los componentes del troquel contribuyen a ese contacto. Guían las mitades superior e inferior del troquel, mantienen la banda en posición plana, posicionan la pieza en bruto, devuelven las placas móviles, expulsan las piezas y protegen la herramienta contra sobrecargas o tensiones localizadas.

Piezas básicas de los troqueles de estampación y sus funciones

Las guías de formación del sector suelen describir una matriz a partir de un conjunto básico de piezas: bloque de matriz, punzón, extractor, guía, pasadores y casquillos de guía, placas de apoyo, vástago y elementos de fijación. Las matrices de producción reales suelen incluir más componentes, especialmente las matrices progresivas, que cuentan con varias estaciones o incluso docenas de ellas.

Un conjunto de troqueles simplificado tiene este aspecto:

Los pasadores guía y los casquillos alinean las mitades superior e inferior. Los pasadores de guía posicionan la banda. Los elevadores/eyectores desplazan la banda, las piezas en bruto o las piezas.

El diagrama es una representación simplificada. En una matriz progresiva de gran volumen, las zapatas superior e inferior pueden albergar múltiples golpes, insertos, guías piloto, guías de material, elevadores, almohadillas de presión, resortes y expulsores.

Funciones del punzón, el bloque de troquel, la zapata de troquel, el separador, el piloto, el pasador guía y el casquillo

Componentes de troqueles de estampación frente a utillaje de prensa frente a componentes de moldes

La terminología varía según el taller, la región y el tipo de utillaje. Algunos equipos utilizan el término “matriz” para referirse únicamente a la cavidad o al bloque de trabajo inferior. Otros utilizan el término “matriz de estampación” para referirse al conjunto completo de herramientas superior e inferior. El término “utillaje de prensa” suele tener un significado más amplio y puede incluir la matriz, los adaptadores, los dispositivos relacionados con la alimentación y los accesorios de montaje.

Los componentes de los troqueles de estampación son distintos de los componentes de los moldes utilizados para la inyección de plástico o la fundición a presión. Las herramientas de estampación actúan sobre la chapa metálica sometidas a elevadas cargas cíclicas de la prensa. Los principales riesgos son el desgaste, el agarrotamiento, el astillamiento, la desalineación, el arrastre de rebabas y la fatiga, más que el flujo del polímero o el comportamiento de llenado del metal fundido.

Por qué la selección de componentes influye en la precisión, el tiempo de actividad y la frecuencia de mantenimiento

Los componentes de trabajo determinan la forma de la pieza, pero son los componentes de soporte los que determinan en qué medida esa forma se mantiene constante a lo largo de numerosos ciclos. Un punzón duro con una alineación deficiente de las guías puede romperse igualmente. Un inserto de matriz preciso colocado en una zapata débil puede deformarse bajo carga. Un buen piloto no puede controlar el paso si los elevadores y las guías de material permiten un movimiento inestable de la tira.

Así es como la estructura de una matriz de estampación influye en la frecuencia de mantenimiento: una matriz con insertos sustituibles, punzones accesibles, sistemas de guía estables, placas de soporte adecuadas y puntos de lubricación controlados es más fácil de mantener. Una matriz con acceso deficiente, zonas de desgaste no sustituibles o un soporte estructural insuficiente puede requerir paradas más prolongadas cuando aparece el desgaste.

Viabilidad: ¿Son adecuados estos componentes para la pieza y la prensa?

La viabilidad depende de la pieza, la chapa, la prensa y el volumen de producción previsto.

La viabilidad debe comprobarse en función de la geometría de la pieza, no solo de la lista de componentes. Los orificios muy pequeños en relación con el espesor del material, los puentes estrechos entre elementos, los radios de curvatura reducidos, los límites estrictos de las condiciones de los bordes, las formas sensibles a la recuperación elástica, la disposición inestable de la banda o la repetibilidad limitada de la prensa pueden hacer que un conjunto de componentes que, en otras circunstancias, sería estándar, resulte inadecuado. Si la pieza requiere un control más estricto del que la presentación de la banda, la estructura de la matriz y la prensa pueden mantener de forma repetida, cambiar únicamente el material del punzón o del inserto no resolverá el riesgo.

Los componentes del troquel deben ser compatibles con los cuatro materiales. Un diseño que funcione con acero dulce a baja velocidad puede fallar con acero inoxidable o chapa abrasiva a alta velocidad.

Qué hay que tener en cuenta antes de elegir los componentes de los troqueles para el estampado con tolerancias ajustadas

En el caso del estampado con tolerancias estrictas, la selección de los componentes debe definirse antes de la fabricación de la herramienta, ya que muchos incumplimientos de tolerancia se deben a los límites del sistema y no a las piezas individuales. La siguiente lista de comprobación ayuda a identificar los riesgos del proceso:

• Tolerancia de las piezas y qué dimensiones son fundamentales para el funcionamiento
• Material laminado, espesor, dureza y abrasividad
• Tonelaje de la prensa, altura de cierre, carrera y rigidez de la bancada
• Velocidad de la prensa y número de ciclos previsto
• Tipo de matriz: progresiva, compuesta, de transferencia, de línea, de recorte, de perforación, de plegado, de conformado o de embutición
• Requisitos de holgura entre el punzón y la matriz
• Estado o especificaciones del pasador guía y del casquillo
• Método piloto y guía de existencias
• Tipo de separador y control de presión
• Acceso para el mantenimiento de punzones, insertos, resortes, pasadores guía y casquillos
• Estrategia de repuestos y plan de inspección

El control de la tolerancia debe evaluarse como un sistema en su conjunto, en lugar de como un conjunto de especificaciones individuales. La repetibilidad de la prensa, la dilatación térmica durante el funcionamiento continuo, la capacidad de inspección y la acumulación de holguras en las guías, los asientos y los componentes sustituibles determinan si es posible alcanzar la tolerancia objetivo. Un componente de alta precisión no puede compensar unas condiciones inestables de la prensa ni un sistema de medición menos preciso que los requisitos de aceptación.

Criterios de selección de los componentes de punzones y matrices en el estampado de acero inoxidable

El estampado de acero inoxidable exige mucho a los componentes del punzón y la matriz, ya que el riesgo de agarrotamiento puede ser mayor que con materiales laminados más fáciles de cortar.

A la hora de seleccionar el acero inoxidable, también deben tenerse en cuenta el endurecimiento por deformación, la tendencia al agarrotamiento, la dependencia de la lubricación y la sensibilidad al acabado superficial. La preparación de los bordes y la elección del recubrimiento deben ajustarse al tipo de acero inoxidable y a la operación, ya que un borde agresivo o un recubrimiento incompatible pueden acelerar la acumulación de residuos y el daño en los bordes, en lugar de reducir el desgaste. La dureza, por sí sola, no es un criterio de selección suficiente para las aplicaciones con acero inoxidable.

La dureza mejora la resistencia al desgaste, pero por sí sola no resuelve todos los problemas. Si un componente es demasiado frágil para las condiciones de carga a las que se ve sometido, puede astillarse. Si el acabado superficial, la lubricación o el recubrimiento no son adecuados, puede producirse igualmente un agarrotamiento. La decisión debe basarse en un equilibrio entre la vida útil del filo, la resistencia al agrietamiento, la facilidad de fabricación y el coste de mantenimiento.

Cuando el material del bloque de troquel no es adecuado para la chapa abrasiva

Un material para bloques de troquel puede resultar inadecuado para la chapa abrasiva cuando no es capaz de resistir el desgaste de los bordes sin astillarse ni agrietarse bajo cargas cíclicas repetidas.

Un material más blando o más económico puede ser fácil de mecanizar y reducir el coste inicial, pero puede desgastarse demasiado rápido en una lámina abrasiva.

La elección del material debe valorarse en función del tipo de desgaste, las cargas de impacto, la fragilidad de los bordes, la facilidad de reafilado y el plazo de entrega para la sustitución. El acero para herramientas suele ser más fácil de reparar y menos sensible a los impactos, mientras que las plaquitas de metal duro o recubiertas pueden mejorar la vida útil frente al desgaste, pero pueden ser menos tolerantes a las astillas, a la falta de resistencia de los soportes o a una alineación inestable. Una opción resistente al desgaste no es adecuada si la matriz no puede soportarla de forma constante durante la producción.

Un material muy duro puede resistir el desgaste, pero aumenta el riesgo de astillamiento si se producen impactos o desalineaciones. Los componentes de trabajo de carburo o recubiertos pueden resultar útiles en zonas de desgaste intenso, pero pueden suponer limitaciones en cuanto a la fabricabilidad y la sustitución.

Componentes estándar de los troqueles en las herramientas de estampación a medida

Los componentes estándar de los troqueles se utilizan a menudo en las herramientas de estampación a medida cuando su tamaño, material y precisión se ajustan a la aplicación. Los punzones, casquillos, resortes, pasadores guía y piezas de desgaste estándar pueden reducir la complejidad del abastecimiento y simplificar su sustitución.

Las limitaciones de los componentes estándar de los troqueles en las herramientas de estampación a medida se hacen evidentes cuando la geometría de la pieza, la trayectoria de carga, el juego, el material o las necesidades de acceso para el mantenimiento se salen de los supuestos del catálogo.

Cómo interactúan los componentes de los troqueles de estampación durante el ciclo de la prensa

Durante una carrera de la prensa, la matriz superior se desplaza hacia la matriz inferior. Los pasadores guía y los casquillos alinean las dos mitades. El separador entra en contacto con la banda o la controla. Los pasadores de guía posicionan el material. Los punzones penetran en la chapa y actúan contra las aberturas de la matriz o las superficies de conformado. A continuación, los elevadores y los expulsores ayudan a liberar la banda, el residuo o la pieza acabada.

Tolerancias de los componentes de punzones y matrices en el estampado de precisión

El estampado de precisión depende de la relación entre las dimensiones del punzón, las dimensiones de la abertura de la matriz, la alineación de las guías y el control del material. La uniformidad dimensional en el estampado se ve muy influida por el juego entre el punzón y la matriz y por la alineación de las guías, que se rigen por los principios descritos en especificaciones geométricas internacionales de productos, tales como Normas ISO sobre tolerancias dimensionales, y que influyen en la forma en que las mitades superior e inferior del troquel encajan durante cada ciclo de prensado. La comparación entre las tolerancias de los componentes del punzón y del troquel en el estampado de precisión no se reduce únicamente a la precisión de una de las piezas. Se trata de cómo su holgura combinada afecta al corte o a la forma resultante.

Los cambios recomendados en la holgura dependen del tipo de material, el espesor, la dureza, los requisitos de calidad de los bordes y de si la operación es de perforación, corte en bruto o recorte relacionado con el conformado. Un juego excesivo suele manifestarse inicialmente en un mayor deslizamiento, la formación de rebabas y variaciones en las características de la pieza, mientras que un juego insuficiente tiende a aumentar la carga de corte, el calor, el agarrotamiento y el riesgo de astillado de los bordes. El juego debe evaluarse por cada lado y como parte de la trayectoria completa de la carga, no como un valor aislado del plano.

Si el juego es demasiado reducido para el material y las condiciones de alineación, puede producirse una interferencia entre el punzón y la matriz. Si el juego es demasiado grande, pueden aumentar las rebabas, el enrollamiento o la variación dimensional. Los valores específicos de juego dependen del diseño y deben confirmarse en función del material, el espesor, la operación y la norma de utillaje utilizada en el proyecto.

Influencia del juego del pasador guía en la precisión del estampado

El efecto del juego de los pasadores guía sobre la precisión del estampado es directo, ya que los pasadores guía y los casquillos controlan la repetibilidad con la que encajan las mitades superior e inferior del troquel. A medida que el juego aumenta debido al desgaste, las mitades del troquel pueden desplazarse. Ese desplazamiento modifica el juego entre el punzón y el troquel y puede provocar una desviación dimensional.

El desgaste de las guías puede manifestarse inicialmente en forma de rebabas, bordes de corte irregulares, desgaste de los pasadores guía, astillamiento de los punzones o cambios en las dimensiones de las piezas. El estado de los casquillos es tan importante como el de los pasadores guía. La contaminación y una lubricación deficiente pueden aumentar el desgaste y reducir la repetibilidad de la alineación.

Cómo influye el diseño de la placa separadora en los problemas de expulsión de piezas

Las placas separadoras mantienen el material plano y lo retiran del punzón tras el corte o el conformado. Las placas separadoras fijas ofrecen una abertura fija y son sencillas. Las placas separadoras a presión utilizan resortes, resortes de gas u otros sistemas de fuerza para aplicar la fuerza de sujeción.

La forma en que el diseño de la placa separadora influye en los problemas de expulsión de piezas depende de la fuerza, el juego, la alineación y el control de los residuos. Un control insuficiente puede hacer que el material se levante junto con el punzón. Una presión excesiva o desigual puede deformar el material fino o afectar a la alimentación. Una mala alineación de la placa separadora puede provocar roces con los punzones y aumentar el desgaste.

Cómo los pilotos, las guías de tiras, los elevadores y los expulsores controlan el avance de las tiras

En una matriz progresiva, cada carrera de la prensa hace avanzar la banda hacia la siguiente estación. Los pasadores de guía posicionan la banda en los puntos críticos. Las guías de material controlan la posición lateral. Los elevadores levantan la banda para alejarla de los elementos de la matriz durante la alimentación. Los expulsores retiran las piezas o los residuos para que la matriz no se atasque.

Si alguno de estos componentes está desgastado, es posible que la banda no avance correctamente. Los atascos pueden dañar los punzones y los insertos, ya que el material ya no se encuentra donde la matriz espera que esté.

Ventajas, limitaciones y compensaciones según la elección de los componentes

No existe una opción de componente que sea la mejor para todos los troqueles de estampación. La elección adecuada depende de la carga, el material, la velocidad, la tolerancia, el tipo de troquel y la estrategia de mantenimiento.

Componentes de troqueles estándar frente a personalizados: ventajas e inconvenientes en cuanto a precisión, mantenimiento y sustitución

Las ventajas y desventajas en cuanto a costes entre los componentes de troqueles estándar y los personalizados están relacionadas con el abastecimiento, el mecanizado, la inspección y la sustitución. Las piezas estándar pueden reducir la complejidad de la compra y facilitar la gestión de las piezas de recambio. Las piezas personalizadas pueden mejorar el ajuste y el funcionamiento, pero suelen requerir un mayor control de los planos y una planificación más minuciosa de los plazos de entrega.

Acero para herramientas, carburo y componentes recubiertos: durabilidad frente a facilidad de fabricación

La selección del acero para herramientas debe encontrar un equilibrio entre la dureza, la tenacidad y la resistencia al desgaste, basándose en las directrices sobre materiales a las que se hace referencia en Normas ASTM sobre materiales de acero para herramientas, así como las condiciones de carga, el nivel de abrasión y el riesgo de impacto.

Los aceros para herramientas pueden ofrecer un equilibrio entre resistencia al desgaste, tenacidad y maquinabilidad. El carburo puede ofrecer una elevada resistencia al desgaste en determinadas aplicaciones, pero puede ser menos tolerante ante los golpes o la desalineación.

Los datos del proveedor del material y las referencias sobre el tratamiento térmico son importantes, ya que los objetivos de dureza dependen del tipo de acero y de la aplicación. Los rangos típicos de dureza para los componentes de los troqueles de trabajo pueden situarse en torno a HRC 58-62, dependiendo del tipo de acero para herramientas, el tratamiento térmico y las condiciones de aplicación. Sin embargo, la dureza no debe considerarse una regla universal, ya que el rendimiento también depende de la tenacidad, el recubrimiento y la tensión de funcionamiento.

La forma en que la dureza de un componente influye en el riesgo de agarrotamiento está relacionada con el comportamiento de la superficie, y no solo con la dureza en sí. Una mayor dureza puede reducir el desgaste adhesivo en algunos casos, pero una lubricación deficiente, un recubrimiento inadecuado, un acabado superficial rugoso o el contacto con acero inoxidable pueden seguir provocando agarrotamiento.

Resortes, resortes de gas y sistemas de uretano: control de la fuerza frente a la complejidad del mantenimiento

A la hora de seleccionar un muelle, hay que tener en cuenta la precarga, la carrera de trabajo, la velocidad de prensado y la vida útil. El fallo prematuro de un muelle suele deberse a una deflexión incorrecta, a la contaminación, al calor o a un funcionamiento que supera la carrera de diseño.

Rigidez de la matriz en el estampado de gran tonelaje

Entre los factores que influyen en la rigidez de la zapata de troquel en el estampado de alto tonelaje se incluyen el espesor de la zapata, el material de la chapa, el soporte de la placa de respaldo, la disposición de los elementos de fijación, el soporte de la bancada de la prensa, la rigidez del conjunto de troqueles y la distribución de la carga. La zapata de troquel debe mantener alineados los componentes de trabajo mientras soporta cargas repetidas de la prensa.

Las placas de apoyo ayudan a distribuir las cargas concentradas detrás de los punzones y los insertos de matriz. Un apoyo deficiente puede provocar una deflexión local, lo que altera el juego y aumenta el desgaste de los bordes. En trabajos de alto tonelaje, el juego de matrices y el soporte de carga de la prensa deben analizarse como un único sistema, y no como elementos independientes.

Modos de fallo habituales de las piezas de los troqueles de estampación de metal

Los modos de fallo habituales de las piezas de los troqueles de estampación de metal en la producción de alto ciclo suelen estar relacionados con el desgaste, la fatiga, el calor, la lubricación, la desalineación o la sobrecarga. El síntoma que se observa en la pieza suele ser la primera pista.

Antes de sustituir piezas, se debe dar prioridad a la causa raíz. La formación de rebabas, las astillas, los atascos o la desviación del paso pueden deberse al desgaste, a un cambio en la alineación, a variaciones en el material, a la pérdida de lubricación o a un desplazamiento en la configuración, y lo primero que hay que comprobar es qué condición cambió antes de que apareciera el síntoma. Los defectos similares no deben considerarse prueba de que un único componente haya fallado.

Modos de fallo habituales de las piezas de los troqueles de estampación de metal en la producción de alto volumen

¿Qué provoca el agrietamiento de la zapata de la matriz durante las cargas repetidas de la prensa?

La causa de las grietas en la zapata de la matriz durante las cargas repetidas de la prensa suele ser un problema de soporte de la carga. Entre los posibles factores que contribuyen a ello se encuentran la sobrecarga, un soporte deficiente de la bancada de la prensa, una rigidez insuficiente de la zapata de la matriz, la concentración de tensiones, superficies de montaje dañadas o cargas descentradas repetidas.

Las grietas pueden aparecer cerca de los orificios de fijación, en transiciones bruscas o en zonas sin soporte. Si se producen grietas, sustituir la zapata sin corregir la trayectoria de la carga puede provocar que se repita el fallo.

Efecto de los errores de alineación del juego de troqueles en la rotura de los punzones

Los errores de alineación del juego de matrices pueden tener graves consecuencias en cuanto a la rotura del punzón. Si las mitades superior e inferior de la matriz no encajan correctamente, el punzón puede entrar en contacto con la abertura de la matriz en lugar de introducirse con el juego previsto.

El desgaste de las guías, los casquillos desgastados, una configuración incorrecta de la prensa, los elementos de fijación sueltos o las superficies de montaje dañadas pueden provocar interferencias entre el punzón y la matriz. Los punzones delgados y las herramientas de perforación pequeñas son especialmente sensibles, ya que tienen menor resistencia seccional.

¿Por qué las piezas de los troqueles de estampación de metal fallan prematuramente en las prensas de alta velocidad?

Las piezas de los troqueles de estampación de metal pueden fallar prematuramente en las prensas de alta velocidad, ya que el calor, el desgaste, la pérdida de lubricación, la fatiga de los resortes, el riesgo de alimentación incorrecta y la fatiga de los componentes aumentan a medida que crece la demanda de ciclos. La alta velocidad reduce el tiempo disponible para la liberación del material y puede dificultar el control de los residuos de estampación.

El principal riesgo es la interacción. Un pequeño problema de lubricación puede aumentar el desgaste de las guías. El desgaste de las guías puede alterar la holgura. La alteración de la holgura puede provocar la rotura de los punzones. Las matrices de alta velocidad requieren una mayor atención en cuanto a la alineación repetible, la extracción, la elevación y el acceso para la inspección.

Guía de resolución de problemas: desgaste, desalineación, rebabas y atascos

La resolución de problemas debe pasar de centrarse en los síntomas a centrarse en la relación entre los componentes. Las rebabas, los atascos y los fallos en los punzones suelen deberse a más de un componente.

Sigue un orden de diagnóstico fijo: comprueba el defecto de la pieza, revisa la última configuración o el último cambio de material, inspecciona la presentación de la banda y el control de los residuos, y a continuación mide el desgaste de las guías, el ajuste de los componentes y las holguras de trabajo. Solo tras realizar estas comprobaciones se debe considerar que los punzones, insertos, resortes o guías individuales están defectuosos. Esto reduce el riesgo de sustituir piezas dañadas sin identificar la causa real de la desviación en la herramienta o la prensa.

Causas del desgaste de los pasadores guía en los troqueles de estampación

Entre las causas del desgaste de los pasadores guía en los troqueles de estampación se encuentran la lubricación deficiente, la contaminación, el aumento de la holgura, el desgaste del casquillo, la desalineación y las cargas laterales. Un pasador guía no es solo una varilla de posicionamiento, sino que forma parte de un par de cojinetes junto con el casquillo.

Es posible que el desgaste no sea uniforme en todos los pasadores. Un desgaste desigual puede indicar una carga descentrada, una mala configuración de la matriz o una zapata dañada.

Riesgos derivados de una lubricación deficiente de los pasadores guía en el funcionamiento de los troqueles progresivos

Entre los riesgos que conlleva una lubricación deficiente de los pasadores guía en el funcionamiento de los troqueles progresivos se encuentran las rayaduras, el desgaste de los casquillos, el aumento de la holgura, el calor y la menor repetibilidad de la alineación.

Lista de comprobación para la inspección:

• Comprueba que se pueda acceder a los puntos de lubricación
• Comprueba si las superficies de guía están secas o rayadas
• Fíjate si hay partículas metálicas o suciedad cerca de los casquillos
• Comprueba el desgaste y el ajuste de los casquillos
• Comprueba si ha aumentado la holgura de la guía
• Comprueba que el tipo de lubricación y la periodicidad se adapten a la velocidad de la prensa y al entorno.

Cómo evitar la desalineación de la placa separadora en los troqueles progresivos

Para evitar la desalineación de la placa separadora en los troqueles progresivos, lo primero es garantizar la precisión de las guías y el equilibrio de la presión. La placa separadora debe moverse de forma perpendicular y repetible. Si se inclina o se desvía, puede rozar los punzones, tirar del material de forma desigual o alterar la presión de sujeción.

Comprueba los elementos de guía, el estado de los elementos de fijación, el equilibrio de los resortes, el desgaste en las aberturas del punzón y las superficies de contacto de la placa. Una fuerza desequilibrada de los resortes o unos elementos de fijación dañados pueden desplazar el separador, incluso si el juego de matrices principal está alineado.

Influencia de la presión de la placa separadora en la formación de rebabas

El efecto de la presión de la placa separadora sobre la formación de rebabas se debe al control del material durante el corte. Una fuerza de sujeción adecuada limita el movimiento del material alrededor del punzón. Si la presión es demasiado baja o irregular, el material puede levantarse o desplazarse, lo que altera las condiciones de corte.

La formación de rebabas también se ve afectada por el desgaste del punzón y la holgura entre el punzón y la matriz. La presión del separador no puede corregir un filo desgastado, pero una presión insuficiente del separador puede acelerar la aparición de los síntomas de desgaste.

Factores de coste, tolerancia y plazo de entrega

El coste de los componentes de los troqueles de estampación depende del nivel de precisión, la resistencia al desgaste y el grado de personalización que se requieran. El menor coste de adquisición no siempre supone el menor coste de producción si el componente aumenta el tiempo de inactividad o el número de piezas defectuosas.

¿Qué factores influyen en el coste de los componentes de los troqueles de estampación?

Entre los principales factores que influyen en los costes se encuentran la calidad del material, la dureza, el tratamiento térmico, el rectificado de precisión, el recubrimiento, la complejidad, la sustituibilidad, los requisitos de inspección y la personalización. Los componentes funcionales, como los punzones y los insertos de matriz, suelen requerir un control más riguroso que las piezas estructurales.

El diseño orientado a la sustitución también influye en el coste. Un inserto sustituible puede suponer un mayor esfuerzo de diseño y mecanizado, pero puede reducir los tiempos de inactividad futuros cuando la zona de desgaste es predecible.

Acumulación de tolerancias entre punzones, insertos de matriz, pasadores de guía y sistemas de guía

Dificultades a la hora de sustituir componentes desgastados de los troqueles de estampación sin perder la alineación

Entre los retos que plantea la sustitución de componentes desgastados de los troqueles de estampación sin perder la alineación se encuentran la precisión de encaje, el ajuste de los casquillos, el control de la longitud del punzón, la ubicación del piloto, el calce con cuñas y la verificación tras el montaje. Los insertos de recambio deben encajar perfectamente y reproducir su ubicación original.

Las casquillos y los pasadores guía pueden resultar más difíciles de sustituir de lo que parece, ya que influyen en la relación global de la matriz. Tras la sustitución, se debe comprobar la altura de cierre, el juego, la sincronización de los pasadores guía y las dimensiones de la pieza de prueba.

Riesgos relacionados con los plazos de entrega de punzones, insertos de troquel, casquillos y placas de soporte fabricados a medida

El riesgo relacionado con el plazo de entrega aumenta cuando el componente requiere un material especial, un tratamiento térmico, un recubrimiento, un rectificado de precisión o una inspección detallada.

Lista de comprobación para reducir el riesgo relacionado con los plazos de entrega:

• Planos completos con nivel de revisión
• Requisitos relativos a la calidad y la certificación de los materiales
• Requisitos de tratamiento térmico
• Requisitos relativos al recubrimiento o al tratamiento de superficies
• Dimensiones críticas y método de inspección
• Requisitos de ajuste para las piezas de acoplamiento
• Cantidad de repuestos y estrategia de sustitución
• Proceso de aprobación de sustituciones

Aplicaciones y distribuciones de componentes según el tipo de matriz

Los distintos tipos de dados utilizan muchos de los mismos componentes, pero su estructura y su perfil de riesgo varían.

Componentes de estampación con troqueles progresivos para la producción en serie

Los componentes de estampado con troqueles progresivos para la producción en grandes volúmenes incluyen pilotos, guías de material, elevadores, separadores, punzones reemplazables, insertos de troquel, resortes y expulsores. Los troqueles progresivos suelen ser una opción justificada para trabajos de gran volumen; algunas directrices del sector sitúan en 100 000 piezas al año o más el rango típico en el que el utillaje progresivo puede resultar rentable.

La cuestión clave a la hora de tomar una decisión es si la banda puede controlarse a lo largo de todas las estaciones sin desviaciones de inclinación, problemas de elevación ni atascos por acumulaciones de material.

Componentes de troqueles compuestos para cortar múltiples elementos en una sola carrera de la prensa

Los troqueles compuestos realizan múltiples operaciones en una sola carrera de la prensa en una misma estación. Pueden combinar el corte en bruto y el punzonado en una disposición compacta de la herramienta. Esto plantea grandes exigencias en cuanto a la agrupación de los punzones, el soporte del bloque de troqueles, el diseño del separador y el control de los residuos.

Dado que se producen varias acciones de corte simultáneamente, la distribución de la carga es importante. Es necesario comprobar las placas de apoyo y el soporte del bloque de troqueles para evitar tensiones locales y astillamientos.

Aspectos a tener en cuenta sobre los componentes de transferencia y troqueles lineales

Las matrices de transferencia y de línea se basan en la manipulación de piezas entre estaciones, en lugar del avance continuo de la banda a través de una matriz progresiva. Entre los aspectos prioritarios se incluyen la colocación de las piezas, su expulsión, el soporte durante el conformado y la repetibilidad de una estación a otra.

Las herramientas de transferencia pueden requerir anidamientos especiales, localizadores, elevadores y expulsores, ya que la pieza ya no se transporta en una banda continua. El riesgo asociado a la toma de decisiones pasa del control del paso de la banda a la estabilidad de la manipulación y la repetibilidad de la ubicación.

Prioridades en el troquelado, el punzonado, el plegado, el conformado y el embutido de componentes

Guía de decisión: Cómo evaluar o especificar los componentes de los troqueles de estampación

Una buena especificación de los componentes de un troquel debe definir su función, material, ajuste, inspección y facilidad de mantenimiento. Asimismo, debe indicar qué piezas son susceptibles de desgaste y cómo se sustituirán.

¿Qué deben comprobar los compradores antes de aprobar las especificaciones de los componentes de los troqueles?

Los compradores deben comprobar lo siguiente:

• Planos actuales y control de revisiones
• Tolerancias de las piezas y dimensiones críticas
• Materiales laminados y gama de espesores
• Calidad del material del componente
• Requisitos de dureza o tratamiento térmico
• Requisitos de recubrimiento o tratamiento superficial
• Plan de inspección y método de medición
• Piezas de desgaste sustituibles
• Punzones, insertos, resortes, guías y casquillos de repuesto
• Puntos de acceso para el mantenimiento y de lubricación

¿Cómo deberían evaluar los ingenieros la facilidad de mantenimiento de los componentes?

Los ingenieros deben comprobar si en las zonas de mayor desgaste se utilizan insertos sustituibles, si los punzones pueden retirarse sin alterar la alineación principal y si se puede acceder a los puntos de lubricación. Las piezas de recambio estándar pueden reducir el riesgo de sustitución, pero solo si dichas piezas se ajustan a las necesidades reales de carga y tolerancia.

La frecuencia de las inspecciones debe ajustarse a la velocidad de la prensa, la abrasividad del material y el riesgo de defectos. Una matriz progresiva de alta velocidad que trabaje con material abrasivo requiere más controles programados que una matriz de corte simple de bajo volumen.

¿Cuándo conviene reparar y cuándo sustituir los punzones, los insertos de troquel, los resortes o los casquillos?

Solicitud de presupuesto y lista de verificación para la evaluación de proveedores de componentes para matrices de estampación

Una solicitud de presupuesto para componentes de troqueles de estampación debe incluir la certificación de los materiales, la confirmación del tratamiento térmico, los datos de inspección y el control de revisiones de los planos. La solicitud debe identificar las características críticas, los componentes de acoplamiento y cualquier necesidad de recubrimiento o acabado.

Entre las comprobaciones útiles se incluyen:

• Calidad del material y método de verificación
• Registros o confirmación del tratamiento térmico
• Especificaciones del recubrimiento, en caso de que se utilice
• Informe de inspección dimensional
• Dimensiones críticas para el funcionamiento
• Revisión de planos y control de cambios
• Protección de embalajes para superficies lisas o recubiertas
• Marcado y trazabilidad de las piezas de recambio

La decisión debe basarse en la idoneidad para la pieza, la prensa, el material y el plan de mantenimiento. Utilice componentes estándar cuando se ajusten a las necesidades. Utilice componentes a medida cuando la geometría, la carga, la tolerancia o el riesgo de desgaste lo requieran. Evite los materiales con especificaciones insuficientes, las estructuras de soporte débiles, la lubricación deficiente de las guías y los diseños que no permitan su mantenimiento sin perder la alineación.

PREGUNTAS FRECUENTES

Referencias

https://www.iso.org

https://www.astm.org