Cómo una punzonadora actúa como una plegadora

Las nuevas herramientas, diseños de máquinas y software hacen posibles formas complejas

Esta pieza cortada y formada se creó completamente en una sola configuración en una punzonadora. Los avances en el diseño de herramientas y máquinas lo hicieron posible.

Algunos evitan usar herramientas de encofrado en una punzonadora, especialmente aquellas que crean encofrados altos, como bridas, e históricamente tienen buenas razones para ser tímidos. La formación en punzonadoras mecánicas más antiguas creaba problemas, principalmente porquede los ajustes mecánicos manuales que se tuvieron que hacer a las herramientas. Además, una gran cantidad de conformado simplemente no era posible, porque las máquinas mecánicas se accionaban con un volante, por lo que no había forma de mantener el pistón abajo.

El cronometraje de todo podía volverse complejo, y no era inusual ver atascos: herramientas tirando del material hacia arriba durante su recorrido de retorno. A menudo, no le daban el formulario exacto que necesitaba. La idea detrás de las herramientas de formulario era (y sigue siendo)verdaderamente elegantes, porque le permiten eliminar esas costosas operaciones de conformado secundario. Pero si tiene una falla de herramienta con regularidad en su operación de perforación principal, muchos de esos ahorros se pierden.

Tanto las punzonadoras como sus herramientas se han vuelto más precisas a lo largo de los años. El sistema hidráulico de la punzonadora le da control sobre la posición de la herramienta, lo que le permite programar las alturas de desplazamiento que necesita para realizar varias operaciones de conformado.

Debido a que los punzones ya no necesitan realizar un recorrido de retorno completo, puede realizar formas complejas, ya sea con una herramienta de rueda, una herramienta de bisagra, una herramienta de doblado o cualquier otra cosa, de manera mucho más confiable (vea las Figuras 1 y 2). Por ejemplo, un puñetazoLa prensa puede hacer descender una herramienta de rueda a la posición exacta necesaria para formar nervaduras, y puede usar herramientas de rodillo que le permiten crear ensanchamientos alrededor de los agujeros o en cualquier otro lugar a la altura exacta que necesita.

La transición de punzonadoras mecánicas a hidráulicas ocurrió hace años, pero dos innovaciones recientes han abordado algunos desafíos pendientes. Uno se refiere a la programación, mientras que el otro se refiere a la producción de formas superiores, comobridas de más de una pulgada o dos de alto. Hoy en día, las punzonadoras pueden crear curvas en chapa que hasta hace poco solo podía producir una plegadora.

Nuevos diseños de punzonadoras

Para formar en una punzonadora de torreta convencional, es posible que tenga un espacio libre de solo 0,984 pulgadas, o incluso menos. Parte de ese espacio lo ocupa la matriz de moldes, que eleva ligeramente el material y luego tiene el grosor del material. AlgunosLas herramientas le permiten utilizar una parte significativa de ese espacio libre, pero como regla, puede realizar formas de manera confiable en un espacio que es solo el 50 por ciento del espacio libre total menos el espesor del material. Eso no es mucho.

Los nuevos diseños de punzonadoras, sin embargo, tienen holguras que tienen en cuenta el conformado. Algunos sistemas dejan espacio para hasta 3 pulgadas de espacio de formación desde el troquel inferior hasta el punzón superior. Esto permite una formación y flexión importantes, comobridas de hasta 3 pulgadas de alto. Y si la brida está doblada a menos de 90 grados complementarios (como se muestra en la Figura 1), las dimensiones de la brida pueden ser incluso más largas.

Estas prensas no tienen la configuración de torreta tradicional, sino que utilizan lo que se conoce como diseño de cambiador de herramientas. En un diseño de torreta estándar, la hoja corre entre las torretas superior e inferior. Esto ofrece un cambio de herramienta rápido, por supuesto:por eso se inventaron las torretas, pero al mismo tiempo, el diseño limita inherentemente el espacio, lo que en algunos casos causa problemas con la interferencia de las piezas. Es simplemente la naturaleza de la bestia.

En la punzonadora de estilo cambiador de herramientas, el carrusel inferior está debajo de la mesa de cepillos y las matrices emergen y se retraen a través de un conducto de matrices según sea necesario entre y durante las operaciones. Esto significa que las matrices se mueven hacia abajo y fuera del camino, lo quepuede ser importante para muchas operaciones de conformado. Por ejemplo, formar una rejilla implica un troquel de fondo alto, que puede rayar el material cuando se mueve alrededor de la mesa. La máquina cambiador de herramientas evita esto permitiendo que la matrizmoverse hacia abajo y fuera del camino entre golpes.

Cómo funcionan las herramientas de plegado de punzonadoras

Todo esto abre la puerta a más posibilidades de formación, y no solo para nervaduras, persianas y otras formas cortas, sino también para el tipo de bridas altas que normalmente formaría en una plegadora (consulte la Figura 3). El golpe de flexión y muere en unLas punzonadoras son un híbrido entre una dobladora de paneles y una plegadora, mezcladas con algunos atributos únicos. El punzón se parece un poco a una herramienta de sujeción en miniatura en un doblador de paneles, mientras que el dado tiene una geometría en V como la que encontraría en unpresione la matriz del freno (vea la Figura 4).

El cuerpo del dado se parece un poco a un Pac-Man que mira hacia arriba, y en realidad gira durante la curva. Esta rotación pliega la pieza de trabajo contra un punzón superior estacionario, y el grado de rotación del troquel determina el ángulo de curvatura (ver Figura5). Los radios que puede lograr dependen del diseño de la matriz en V, que se puede determinar al solicitar la herramienta al fabricante. O, si necesita lograr un cierto radio, como para una curva de radio profundo, el dado gira en ciertosgrados para golpear el metal a medida que la pieza avanza progresivamente. Es doblado de golpes, estilo punzón.

Figura 2

La capacidad de controlar el movimiento del pistón del punzón ha abierto la puerta a más posibilidades de formación en la prensa punzonadora.

Las tolerancias son extremadamente ajustadas, tanto en la precisión de posicionamiento de la máquina como en la precisión de mecanizado de la herramienta, similares a las tolerancias disponibles en una plegadora moderna con herramientas de precisión. Los operadores de prensa también pueden ingresarcambios de espesor. Digamos que un lote de material está en el extremo inferior de la ventana de tolerancia de espesor, mientras que el siguiente lote está en el extremo superior, como 0,055 pulgadas para un lote y 0,061 pulgadas para otro lote. Esto puede marcar la diferenciaen el ángulo de plegado, pero siempre que el operador verifique el grosor de la hoja y realice el cambio de parámetro en el programa, la máquina puede tenerlo en cuenta. Se realiza un cambio en el código del programa (generalmente en la línea G06) que le dice al ramcuánto bajar antes de que realice sus operaciones.

Además del 3-in. limitación de altura, hay otras limitaciones a considerar. A diferencia de un operador de plegadora, una punzonadora no puede voltear una pieza, por lo que una pieza con curvas tanto positivas como negativas puede crear problemas. Además, el ángulo dela curvatura suele limitarse a 90 grados o menos; Las curvas agudas superiores a 90 grados complementarios no son prácticas, en su mayor parte (dependiendo de las herramientas que tenga). Y debido a las limitaciones de tonelaje, el material solo puede sergrueso. Esto varía, dependiendo de su punzonadora y herramientas, pero por lo general es de aproximadamente 0,118 pulg.

Estrategias de programación

Cuando se dobla en una punzonadora, abundan las opciones de programación. Tradicionalmente, se programa la secuencia de formación en un punto en el que no interfiera con ninguna otra parte. Esto generalmente significa que te estás formando cerca del final del nidosecuencia de punzonado, una vez completada la mayor parte o la totalidad del punzonado de la parte plana.

En este punto, puede decidir doblar todas las pestañas de una pieza a la vez. Corta el perfil, dejando pestañas conectadas al nido para asegurar la estabilidad de la pieza; doblar la brida; luego realice el punzonado final para cortar las pestañas y liberar elparte para que pueda deslizarse por el conducto. Esta estrategia puede funcionar bien si desea evacuar la pieza formada del nido lo antes posible para evitar colisiones con las herramientas.

Alternativamente, puede perforar los perfiles (menos el material de las pestañas) en varias partes, por ejemplo, todas las partes en una fila, formar las curvas y luego enviarlas todas por el conducto con los golpes finales que cortan las pestañas. Esta estrategiareduce el número de cambios de herramienta y, por lo tanto, puede reducir el tiempo del ciclo, pero funciona solo si no hay peligro de interferencia entre las bridas y las herramientas.

Las pestañas mantienen la pieza estable durante el plegado, pero dónde exactamente colocas esas pestañas, su ancho, cuántas y cómo se cortan depende de las geometrías de la brida. Algunas piezas pueden requerir solo unas pocas o incluso una sola pestaña en una sección plana dela parte. Otras veces, la operación de doblado en sí misma puede romper las pestañas. Esto puede ser útil al doblar golpes. Durante tal secuencia, las micro-lengüetas que sostienen la pieza en su lugar se rompen, y después del último golpe, la pieza se libera y se desliza.por la rampa.

La programación también debe tener en cuenta cómo exactamente estas piezas se deslizan por el conducto. Por ejemplo, si una pieza grande y pesada con un reborde alto se desliza incorrectamente por el conducto, su aterrizaje puede ser lo suficientemente brusco como para cambiar sus ángulos de curvatura.ligeramente; o puede aterrizar sobre otras piezas formadas con suficiente fuerza para cambiar sus ángulos de curvatura. Puede superar estos problemas realizando cambios en el programa.

El software marca la diferencia

Es posible programar todas estas variables manualmente, pero puede ser complicado y llevar mucho tiempo. Hay muchos detalles a considerar, incluida la forma de rotar la herramienta de doblado (el conjunto de herramientas gira 360 grados para alinearse conlas líneas de plegado programadas); cómo colocar y secuenciar todo para evitar interferencias; y qué ancho de herramienta de doblado usar, según la herramienta que tenga en su biblioteca y la longitud de doblado que necesite. En casos más desafiantes,La programación manual puede no ser muy eficiente y, en realidad, puede llevarle menos tiempo formar las bridas en la prensa dobladora, especialmente si esas partes se dirigen al freno de todos modos para algunas curvas restantes.

Aquí es donde entra en juego la pieza final del rompecabezas: un software que puede automatizar la tarea de determinar las secuencias de punzonado y doblado. Con dicho software, puede alimentar el modelo 3-D de la pieza que desea doblar en la punzonadoraal software, y desplegará la pieza y sugerirá estrategias para perforarla y doblarla, según las herramientas disponibles en la máquina. El programa fuera de línea funciona de manera similar a la programación de doblado fuera de línea para prensas plegadoras. Ve elpuntos de interferencia, sabe exactamente cómo debe girar la herramienta y la secuencia de manera eficiente. Como programador, puede aceptar la recomendación del software o modificarlo manualmente para adaptarlo a sus necesidades.

Más opciones, mayor rendimiento

Además de la soldadura, el doblado sigue siendo uno de los cuellos de botella más comunes en el taller de fabricación, por lo que acortar o eliminar la operación de doblado tiene tanto sentido. Ajustar un diseño para que pueda formarse en una punzonadora, ya seala altura de la brida ligeramente más corta, una ubicación de curvatura diferente o cualquier otra cosa pueden ayudar a reducir los costos de las piezas de manera espectacular.

Una punzonadora no podrá formar todas las piezas, por supuesto, pero puede ayudar a aliviar el cuello de botella al doblar. Una punzonadora no es una plegadora, pero para la aplicación correcta, puede funcionar como tal.