UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

FACULTAD DE INGENIERIA

E.A.P. INGENIERIA MECANICA

Tema:

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“DISEÑO Y CONSTRUCCIONDE UNA MÁQUINA PUNZONADORA”

Curso: “DIBUJO MECANICO

ASISTIDO POR COMPUTADORA Ii

Docente:RUSBER RISCO OJEDA

Integrantes:

CASTILLO ARANA NELSON V. CAVERO ORTEGA JOSE A. VARAZ VELIZ ROOSELVELT VARGAS HARO GARY ZARE CARBONEL ALVARO

CICLO: IV

NUEVO CHIMBOTE 2013

INDICE:

PRESENTACIÓN…………………………………………3

INTRODUCCION…………………………………………4

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MÁQUINA PUNZONADORA………………………..5

Clasificación……………………………………………….9

OTRA CLASIFICACION DE LAS PUNZONADORAS ……………………………………13

Punzonadoras Hidráulicas…………………….….13

Las punzonadoras de torreta………………..…..14

Ciclo de punzonado…………………………………..16

PUNZONADORAS CNC………………………..……17

Las monopunzón …………………………….……….17

MAQUINA PUZONADORA MANUAL

¨ CONSORCIO COMET S.R.L¨…………………….17

PUNZONADORA HIDRAULICA

¨ CONSORCIO COMET S.R.L¨………………….…18

CONCLUSIONES:………………………………………20

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BIBLIOGRAFÍA:………………………………………..20

PRESENTACIÓN

Las máquina herramienta es un tipo de máquina que se utiliza para dar forma a piezas sólidas, principalmente metales. Su característica principal es su falta de movilidad, ya que suelen ser máquinas estacionarias. El moldeado de la pieza se realiza por la eliminación de una parte del material, que se puede realizar por arranque de viruta, por estampado, corte o electroerosión.

En esta primera parte del proyecto asignado en clase por el docente hablaremos de la importancia de la maquina punzonadora que es un tipo de máquina que se usa para perforar y conformar planchas de diferentes materiales usando un punzón y una matriz a semejanza de una prensa. Estas pueden ser sencillas (comandadas manualmente, con un solo juego de herramientas) o muy complejas (Punzonadora CNC, con carga automática, múltiples herramientas.

El punzonado en punzonadoras de CNC es una operación mecánica automatizada con la cual mediante herramientas especiales (punzones) aptas para el corte se consigue realizar agujeros en chapas (separar una parte metálica de otra obteniéndose una figura determinada). Los elementos básicos (juego) para realizar un agujero en una chapa son

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INTRODUCCION

La punzonadora es la máquina que se emplea para realizar el punzonado de manera mecánica. Además de la punzonadora manual e hidráulica también existen las Punzonadora cnc, las cuales se clasifican en: Las Punzonadora de torreta y Las mono punzón.

Primera parte del proyecto asignado como maquina punzonadora hablaremos de la máquina, sus ventajas, el material hecho, su funcionalidad, propiedades y ayuda en la realización de proyectos.

La punzonadora generalmente trabaja partiendo de formatos de chapa metálica, pero también la hay que parte de bobinas. El punzonado desde bobinas brinda gran eficiencia y desde chapa otorga gran flexibilidad. Trabajar partiendo desde bobina es recomendado para series muy grandes de producción, donde se utiliza siempre el mismo material y el ancho de la bobina coincide generalmente con el ancho de la pieza. Tiene la ventaja de que el material solo circula en una dirección con lo cual se evitan rozaduras en la chapa y desplazamiento innecesarios.

Pero la intención de este proyecto es generar en la conciencia de nuestros compañeros estudiantes proyectos innovadores que permitan recuperar, repotenciar y reutilizar productos disponibles, ya que con el alto consumo de los recursos naturales, el mundo que ahora conocemos cambiará en poco tiempo. Es la finalidad de nuestro trabajo el de preocuparnos por esto y dar a conocer al sector industrial que hay nuevas alternativas y muchas de ellas con gran rentabilidad como este proyecto.

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MÁQUINA PUNZONADORA

1) ¿Qué es un Máquina Punzonadora?

Una punzonadora es un tipo de máquina que se usa para perforar y conformar planchas de diferentes materiales usando un punzón y una matriz a semejanza de una prensa. Estas pueden ser sencillas (comandadas manualmente, con un solo juego de herramientas) o muy complejas (Punzonadora CNC, con carga automática, múltiples herramientas.

La punzonadora generalmente trabaja partiendo de formatos de chapa metálica, pero también la hay que parte de bobinas. El punzonado desde bobinas brinda gran eficiencia y desde chapa otorga gran flexibilidad. Trabajar partiendo desde bobina es recomendado para series muy grandes de producción, donde se utiliza siempre el mismo material y el ancho de la bobina coincide generalmente con el ancho de la pieza. Tiene la ventaja de que el material solo circula en una dirección con lo cual se evitan rozaduras en la chapa y desplazamiento innecesarios.

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2) Operaciones de una Máquina Punzonadora:

Las máquinas punzonadoras permiten obtener piezas de chapa mediante tres operaciones básicas:

Punzonado Mascado Conformado

La operación de punzonado se ha comentado con amplitud anteriormente y permite la realización del golpe de punzonado en un punto (x,y) de la chapa. En la punzonadora, en general, la posición del punto de punzonado es el mismo, es decir, que punzón y matriz están en una posición fija de la máquina, siendo la chapa la que debe desplazarse, junto con el sistema de sujeción de la misma, hasta el punto de punzonado.

La operación de mascado consiste en la realización de punzonados consecutivos y solapaos con el fin de eliminar material en una zona amplia (vaciado) o generar el contorno de una pieza. En este caso, hay que tener en cuenta que la carga sobre el punzón no está distribuida uniformemente y no todos los filos cortan por igual (figura 1). En el punzonado de chapa de espesores grandes hay que tener en cuenta la distribución de cargas sobre el punzón, por lo que en ocasiones se prefiere la secuencia 1-3-5-2-4 a la 1-2-3-4-5 de la figura 2 cuando se punzona con herramientas rectangulares, oblongo, etc.

Fig. 1.- Filos de corte del punzón según el orden de punzonado

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Fig. 2.- Punzonado con secuencia en puente

Fig. 3.- Material no eliminado en el mascado con punzón circular

Con un punzón circular se pueden obtener contornos de forma muy variada, pero presenta el problema de que entre dos golpes consecutivos, queda una porción de material sin eliminar. Por tanto, la forma generada no coincidirá con la teórica (figura 3).

Es evidente que con el aumento del paso de mascado, aumenta la altura del resalte del borde cortado. La disminución de la altura del resalte del borde, hace disminuir el paso de mascado, pudiendo llegarse a un aumento inadecuado del tiempo de mecanizado. Con el fin de no dejar en la chapa restos de material, el mascado en línea recta se realiza con punzones que presentan secciones de lados rectos (cuadrados, rectangulares, oblongo). En el caso de curvas, para la eliminación del residuo, se utilizan punzones del tipo banana, lenticular, etc. en combinación con el giro del punzón y matriz (fig.4).

En el entallado o mascado de esquinas angulosas (figura 5), se requiere la utilización de punzones de diversos tamaños y solamente utilizando un punzón con una forma especial adaptada al entalle, se puede eliminar totalmente el material. Debe comenzarse con el punzón menor, para luego continuar con los punzones en orden creciente de diámetro. La incorporación de la rotación del punzón hace que con herramientas de forma triangular también se pueda eliminar todo el material en los entalles.

El vaciado presenta otro problema, y es que puede dejar pepitas o restos de material cortado sobre la mesa de la punzonadora. Por ejemplo, en el caso del vaciado de una forma circular (figura 6), vaciada inicialmente con punzones cuadrados, quedarían pepitas sobre la mesa. Para evitar este inconveniente, una solución sería punzonar en primer lugar con un punzón de sección igual al cuadrado inscrito en el círculo a generar, y posteriormente con un punzón de sección circular que tenga un diámetro suficiente.

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Fig. 4.- Mascado con punzón de tipo banana

Fig. 5.- Generación de entalles por mascado y con punzón de forma especial

Fig. 6.- Vaciado de un circulo mediante el uso de varios punzones

Fig. 7.- Realización de un rectángulo por mascado

Cuando se recorta una pieza, ésta puede ser cortada totalmente en su contorno exterior, con lo cual se separa de la chapa, o bien se puede dejar unida a la misma por medio de micropuentes. Los micropuentes consisten en no solapar en varios puntos del contorno de la pieza el mascado dejando separaciones entre 0,1 y 0,15 mm. Las piezas son separadas una vez evacuada la chapa de la máquina punzonadora y por tanto no es necesaria una parada temporal de la máquina para extraer la pieza. Las herramientas para realizar los micropuentes solamente pueden ser herramientas cuadradas o rectangulares. El número y localización de los micropuentes dependen de la forma y tamaño de la pieza y del espesor de la chapa.

El orden en el que se realizan las operaciones de punzonado es otro de los aspectos a considerar, ya que influye directamente sobre las deformaciones que sufre la pieza durante el proceso. Como regla general, se debe comenzar el punzonado por los agujeros de menor tamaño, continuando de forma progresiva con los agujeros más grandes. Asimismo, se debe comenzar por el lado opuesto a las garras de sujeción de la chapa y continuar en dirección hacia las garras. Por ejemplo, en la figura 7 la forma correcta de proceder será realizar el mascado 1 y 2, ambos desde la parte opuesta de las garras hacia las mismas. Luego, se realizarán los mascados 3 y 4, uno en un sentido y el otro en el contrario.

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El tercer tipo de operación, el conformado, permite realizar operaciones por deformación plástica de la chapa. Se trata en general de operaciones de embutición, extrusión y acuñado que permiten realizar, por ejemplo, rejillas para ventilación de formas muy variadas, acuñado de logotipos, etc. (figura 8). Es frecuente en este tipo de operación, que el elemento inferior pase a tener funciones de punzón y el elemento superior actúe como matriz.

Fig. 8.- Ejemplos de conformado en punzonadora CN de Mate Punch & die Co.

También es importante tener en cuenta la altura de la chapa una vez deformada, de forma que ésta no interfiera con partes de la máquina o puedan resultar dañadas en posteriores operaciones.

3) Clasificación:

Para realizar una clasificación de las máquinas punzonadoras de CN que existen en el marcado, se van a considerar diferentes criterios. En primer lugar se van a clasificar en dos grupos, según el bastidor o estructura: tipo pórtico y tipo C o cuello de cisne. Dada la importancia del juego entre matriz y punzón, se debe mantener la coaxialidad de los mismos con un bastidor que sea lo más rígido posible, permitiendo conservar la perpendicular entre la mesa y el eje de percusión. Un bastidor tipo pórtico es eficaz en este sentido, pero restringe las dimensiones de los formatos y la comodidad de su introducción en la máquina (figura 9). Otra solución es el bastidor en forma de C o cuello de cisne con un núcleo forjado contenido en un marco soldado (figura 10).

Atendiendo al sistema de accionamiento del punzón pueden considerarse dos grupos de máquinas punzonadoras: de accionamiento hidráulico (figura 10) y de accionamiento mecánico. Estas últimas, deben disponer de un freno/embrague para el control del golpeador (figura 11).

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Por el número de útiles, se distingue entre punzonadoras monoútil y multiútil. Las punzonadoras monoútil tienen un único soporte para montar una matriz y un punzón, por lo que un sólo conjunto punzón/matriz está listo para ser utilizado (figura 12). En este tipo de punzonadoras, el cambio de herramienta requiere la sustitución de la matriz y punzón situados en el husillo, bien de forma manual o automática, previa selección de un nuevo conjunto del almacén (lineal o circular) (figura 13). Por su lado, las punzonadoras multiútil poseen varios soportes para contener las matrices y punzones (figura 10), por lo que el cambio de la herramienta T1 por la T2 requiere un movimiento para lograr que el punzón y matriz de la nueva herramienta T2 y el accionamiento del mismo estén alineados.

Fig. 8.- Punzonadora Amada de tipo pórtico

Fig. 9.- Punzonadora Trumpf de tipo cuello de cisne

Fig. 10.- Accionamiento hidráulico

Fig. 11.- Accionamiento mecánico de Goiti

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Otra característica de las máquinas es la posibilidad de disponer de rotación sincronizada (vía CN) del portapunzón y portamatriz sobre su propio eje, de tal forma que el punzón puede formar cualquier ángulo con el eje X (figura 13). Esta característica suele denominarse Auto-Index y en el caso de tratarse de una punzonadora monoútil, todas las herramientas dispondrán de ella, mientras que en las punzonadoras de torreta, solamente un número limitado de los portapunzones y portamatrices la tienen.

Según el número de ejes controlados (figura 12), se puede hablar de: punzonadoras CN de 3 ejes (eje X, eje Y y eje Z de control de profundidad del punzón), punzonadoras de 4 ejes (eje X, eje Y, eje Z de control de profundidad del punzón y eje T de cambio de herramienta), punzonadoras de 5 ejes (eje X, eje Y, eje Z de control de profundidad del punzón, eje A de giro del punzón y eje B de giro de la matriz), punzonadoras CN de 6 ejes (eje X, eje Y, eje Z de control de profundidad del punzón, eje T de cambio de herramienta, eje A de giro del punzón y eje B de giro de la matriz).

Según la mesa de apoyo, se puede hablar de: punzonadoras con mesa de apoyo móvil o con mesa de apoyo fija. Con el fin de no realizar marcas sobre la superficie de la chapa, en su movimiento sobre la mesa de punzonado, ésta última puede tener bolas y/o cepillos. Una característica importante de la mesa de punzonado es la existencia de trampillas o rampas para la evacuación de la pieza cortada y que nunca debe quedar sobre la mesa. Algunas máquinas poseen la opción de una mesa programable que permite el desplazamiento de parte de la mesa de apoyo, y con ello aumentar el tamaño de la zona de evacuación de las piezas cortadas.

Fig. 12.- Punzonadora monoútil con almacén lineal de Trumpfl

Fig. 13.- Giro del punzón y matriz sobre su eje (Auto-Index)

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Fig. 14.- Ejes de una punzonadora Omes

Fig. 15.- Garras de sujeción de la chapa

Fig. 16.- Pisador para el reposicionado de la chapa

La sujeción de la chapa en la máquina se realiza por medio de garras situadas en el eje X, habitualmente accionadas hidráulicamente (figura 15). La posición de las garras puede ser programable y permitir el reposicionado de la chapa mediante la sujeción de la misma por el pisador y el desplazamiento del punto de sujeción (figura 16). Esta disposición permite teóricamente una fabricación de chapas ilimitadas en X, y naturalmente en la medida en que la mesa está prolongada para soportar el eventual voladizo de la chapa. Es posible que las garras se puedan retraer al paso del cabezal de punzonado y con ello evita la pérdida de material en la zona de las garras, disminuye el tiempo de preparación debido al posicionamiento de las mismas y ahorro de tiempo de programación, ya que no hay que determinar la posición de las garras.

También es posible automatizar el proceso de carga y descarga de la punzonadora, con el fin de integrarla con otras máquinas automáticas dedicadas al conformado de la chapa (bobinas alimentadoras de chapa, cizallas, plegadoras, etc.). Generalmente, en las punzonadoras, la alimentación automática se realiza mediante manipuladores que utilizan ventosas como dispositivos para la sujeción de las chapas.

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Algunos fabricantes, incorporan en la misma máquina punzonadora otras tecnologías de corte, tales como el corte por láser o por plasma. Aunque se trata de un caso poco frecuente, permite aumentar las posibilidades de utilización de la misma máquina.

OTRA CLASIFICACION DE LAS PUNZONADORAS

Punzonadoras Hidráulicas

Las punzonadoras Hidráulicas están diseñadas para perforar el metal con agujeros circulares, cuadrados o oblongos. Están diseñadas para trabajar en hierro dulce, metal no ferroso y algunos plásticos (no deformables). Las punzonadoras hidráulicas pueden ser alimentadas por bombas hidráulicas, de aire/gas o eléctricas las cuales desarrollan hasta 10.000 psi / 700 bar.

PUNZONADORAS CNC:

Actualmente en el mercado podríamos clasificar las punzonadoras CNC en dos tipos en función del tipo utillaje que utilicen:

Las punzonadoras de torreta: tienen un doble tambor (torreta superior e inferior) donde van alojados los utillajes de punzonado. El utillaje se compone de un contenedor (porta-punzón) que va montado en la torreta superior y que consta de una guía, un muelle, el punzón y el pisador. En la torreta inferior se montará la matriz. Esta torreta girará en función del programa para ir seleccionando los utillajes necesarios para realizar la pieza.

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Las monopunzón: el segundo tipo de punzonadora tienen un almacén de utillaje. La punzonadora ira cogiendo y dejando los utillajes de ese almacén. Cada una de las posiciones del almacén dispone de un cassette donde están montados el punzón, el separador, la matriz y un anillo de orientación.

Ciclo de punzonado:

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El ciclo de punzonado es muy similar en ambos tipos de punzonadora con la premisa de que la chapa debe estar siempre entre el punzón y la matriz.Punzonadora de torreta: en una punzonadora de torreta la punzonadora hará girar la torreta y situará el utillaje justo debajo del martillo de la máquina. A partir de ese momento el martillo descenderá empujando al porta-punzón. El pisador contactará con la chapa presionando y sujetando la chapa manteniéndola plana contra la matriz. El martillo seguirá bajando, comprimiendo los muelles del porta-punzón y haciendo descender al punzón. El punzón iniciará la penetración en la chapa produciendo una pequeña curvatura en la chapa alrededor del filo cortante del punzón y de la matriz. Seguidamente se iniciará una fase de corte que posteriormente se convertirá en unas fracturas en la chapa tanto en la parte superior como inferior debido al arranque del material. Cuando coincidan las fracturas anteriores el retal correspondiente al agujero quedará suelto de la chapa. El martillo seguirá bajando hasta su límite inferior para facilitar la caída del retal. A continuación el martillo subirá y los muelles del contenedor extraerán el punzón de la chapa mientras el pisador mantiene la chapa completamente plana.

Punzonadora monopunzón: la punzonadora deberá dejar el punzón situado debajo del martillo en su lugar del almacén e ir a buscar el utillaje deseado. La diferencia principal en el ciclo de punzonado es que el separador no presiona la chapa mientras el punzón está agujereando la chapa pero se mantiene a muy poca distancia de la superficie superior de la chapa. Otra diferencia es que es el propio martillo el que estira el punzón para sacarlo de la chapa. El separador actúa reteniendo la chapa cuando esta tiende a subir junto con el punzón.

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VENTAJAS:-S

Ventajas:

-Se diferencia del resto de maquina herramientas por su rápido acabado de una perforación sin necesidad de mecanizado (arranque de viruta).

-Muchos pueden fabricar sus propias matrices.

-Rapidez en el cambio de utillaje o matriz, máximo 30 segundos. -El ajuste de carrera permite aumentar la productividad.-No hay dimensión máxima para el punzonado.

MAQUINA PUZONADORA MANUAL:

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PUNZONADORA HIDRAULICA

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CONCLUSIONES:

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Se diferencia del resto de maquina herramientas por su rápido acabado de una perforación sin necesidad de mecanizado( arranque de viruta)

La punzonadora generalmente trabaja partiendo de formatos de chapa metálica, pero también la hay que parte de bobinas.

La rapidez en el cambio de utillaje o matriz, es una ventaja de la mpunzonadora que permite mayor eficiencia.

BIBLIOGRAFÍA:

wikipedia.org

www.nargesa.com

¨ CONSORCIO COMET S.R.L¨

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