DISEÑO Y ANÁLISIS DE PUNCHING DIE

AbstractoLos procesos de trabajo de la chapa se utilizan predominantemente en diversos aspectos, no solo para fines industriales, sino también para fines comerciales.Por eso, muchas personas se dedican a desarrollar las tendencias con sus ideas innovadoras.Especialmente en el diseño de troqueles, hicieron diferentes juegos de troqueles para diferentes funciones, como troquel compuesto, troquel progresivo, troquel de acero, troquel modular, troquel seccional, troquel de transferencia, etc. Estos troqueles funcionan con sus propios criterios de perspectiva.Debido a esto, las personas se encuentran en microempresas de pequeña y mediana escala que sufrieron por invertir más en un solo dado.No pueden superar los beneficios con mejores márgenes y algunos tienen un peso muerto que es muy difícil de manejar por una sola persona.El objetivo principal de este trabajo es diseñar una matriz con troquel y punzones intercambiables y reducir el peso del material mediante el cambio de los materiales de los conjuntos de troqueles.Este documento se centra principalmente en diferentes operaciones realizadas en un solo conjunto de dados con varias estaciones al igual que un dado progresivo.Pero la diferencia es el modo de operación: la matriz progresiva puede realizar una secuencia de operación con un solo toque de presión, aquí este troquel puede realizar una operación individual en cada estación en el conjunto de troqueles con un solo toque de presión.Esto debería eliminar constantemente la pérdida en el tiempo de producción y reduce la energía del hombre de cargar y descargar las hojas.Las partes de los juegos de troqueles, troqueles y troqueles están diseñados en los trabajos sólidos y ensamblados con los accesorios de montaje.El análisis de elementos finitos de cada parte de los conjuntos de matrices se realiza con la herramienta simulationxpress.

1. INTRODUCCIÓNHoy en día, los sectores de fabricación reemplazan los componentes más caros y fundidos por medio de piezas de chapa metálica.A partir de este fenómeno, el costo de los productos y el peso de los componentes se reducen lo más posible.La tasa de producción de cada parte aumenta con los pocos conjuntos de dados.Estos deben presentar las pistas para impulsar la nueva tecnología con varios aspectos.Aquí, los procesos de trabajo de la chapa entran en juego como procesos de formación de metal.También puede llamarse como proceso de trabajo de prensa.Con la ayuda de Punch and die set, la chapa metálica puede deformarse en varias formas según la teoría del comportamiento de la lámina de metal descrita por Ivana Suchy. 

1.1 Tipos de matricesLa teoría del comportamiento de la chapa metálica se mantiene como una columna vertebral para el desarrollo de varios tipos de matrices que son diferenciables a través de su función.En algunos de los troqueles, la chapa metálica debe cortarse de la tira y la parte restante debe eliminarse como una chatarra.En algunos otros troqueles, la parte completa se termina dentro de la estación individual.De acuerdo con su construcción y funciones, el dado se divide en los siguientes grupos [1].

1.2 matrices compuestas

  El troquel que se sometió a más de dos operaciones de corte, como supresión y perforación, etc. se puede realizar de forma continua en una sola pasada.En el dado compuesto, el punzón superior está conectado al ariete y se mantiene constante con metal y perfora la bodega.Este punzón se mueve hacia abajo, los resortes continúan comprimiéndose y después de cierto límite, el punzón inferior se mueve hacia arriba y blanquea la parte exterior.Aquí, toda la operación se realiza en una sola estación, produce resultados precisos pero el diseño del dado es complicado.

1.3 dados de la combinaciónLa matriz que se sometió a las operaciones de corte y conformación se combina y lleva a cabo en una sola operación.El primer blanco se prepara en el troquel y luego se sujeta con almohadillas de presión y se dibuja.Todo esto se logra completamente dentro del ensamblaje del molde mediante el uso de punzones accionados por leva y miembros del troquel o diseñando el troquel para su uso en una prensa de doble acción que tiene dos arietes o deslizadores independientes para moverse dentro de otro.

1.4 Muere progresivamente

  En matrices progresivas, las piezas de trabajo se mueven desde la primera estación a sucesivas, lo que lleva a operaciones variables, que se realizarán en estaciones individuales.Cada estación funciona en serie y la pieza de trabajo se coloca en stock hasta el final de la estación que corta la pieza terminada.Al final de cada trazo, el material se mueve hacia una estación y la pieza de trabajo completa se construye con una sola carrera de ariete.Puede diseñarse para operaciones complicadas de doblado, formación, etc. En estos troqueles, la indexación en cada estación es muy importante y, por lo tanto, la precisión no es mucha.Sin embargo, es simple en diseño.

2. DIE CONSTRUCCIÓN  El conjunto de matrices es la parte principal de la construcción de cada troquel.Compuesto de matriz superior y matriz inferior, ambas están mecanizadas en paralelo.La parte de la matriz está provista con la espiga que se utiliza para sujetar el pistón de la prensa.Tanto el troquel superior como el troquel inferior están alineados con los pasadores guía.Están firmemente sujetos al separador y la matriz superior está equipada con los casquillos en los que se insertan estos pasadores.Los bloques de matriz están montados en la matriz inferior en la que están unidos a través de los botones de matriz.La placa de perforación está montada en la zapata superior de la misma manera que el bloque de la matriz.Tiene todos los golpes que se perforan la hoja con la ayuda de morir en la parte inferior.Mientras se realizan las operaciones de punzonado, los punzones se pueden evitar de las grietas mediante la placa separadora accionada por resorte.La placa separadora se mantiene en la placa superior con una ubicación de desplazamiento de las fuerzas de los resortes por medio de pasadores de guía.Este juego de dados es la combinación de dos juegos de dados.El juego de troqueles superiores tiene forma rectangular con cuatro juegos de troqueles.El conjunto de matriz inferior es de forma rectangular con matriz abierta que se utiliza para piezas simples en grandes cantidades.

2.1 Materiales utilizados en DieEl juego de matrices está hecho de aluminio - aleación de silicio al reemplazar el material de acero para herramientas que mejora la alta ductilidad y el alto nivel de dureza.Este material se sugiere para un peso ligero del troquel y tiende a deformarse mientras se aplica la fuerza de empuje, recuperando su forma original.Sin embargo, es una buena resistencia a la corrosión.Es capaz de soportar hasta 10 bar de presión que aplica la prensa hidráulica [2].

2.2 Composición química de la aleación LM6

  Desde entonces, los porcentajes en la tabla están en composiciones prefabricadas.Puede variar ligeramente las composiciones durante los procesos de fundición experimentados [3].

2.3 Composición química de la aleación 14C6

  La composición química anterior de los aceros de aleación endurecidos por caja para la partida en frío y la extrusión en frío, conforme a IS 11169 (1) - 1984 [4].

2.4 Die-Set StructureEl conjunto de matrices diseñado según los datos de diseño [5].La placa superior está diseñada como un conjunto de matriz de pilar con un espacio de trabajo rectangular.La dimensión total del juego de dados es de 315 X 250 mm.Y el área de trabajo de la matriz es de 200 X 150 mm.El mango está fijado en el centro de la placa, que es el centro de gravedad de toda la región.El casquillo de guía de la placa superior está alineado en las cuatro esquinas del rectángulo y es equidistante a todas las direcciones.Los golpes están alineados en línea recta en el eje central de la placa.Los punzones, como perforar, cegar, doblar se fijan en la placa de perforación a través del hardware de montaje

  La placa inferior consiste en dos soportes de guía montados a cada lado de la placa, que se utiliza para proteger la matriz de la placa separadora.Esto debería habilitar el espacio de trabajo en la placa inferior.Las diferentes estaciones de la matriz se colocan en ella, tales como perforación, flexión, cegamiento que se alinean en serie.

2.5 Liquidación y vida útil de la herramienta

  Despeje = D - d ----------------------------------- ① Donde, D = Diámetro deldie d = Diámetro del punzón En el blanking, el dado gobierna el tamaño del corte, las dimensiones del punzón deben reducirse en la cantidad determinada por el espacio libre.En la perforación, el golpe gobierna el tamaño del corte.La dimensión del dado aumenta con la separación requerida [5].

  La separación entre el punzón y el troquel depende de las propiedades del material que se van a esquilar.Para materiales que son de naturaleza dúctil, tiene un valor de despeje menor y para materiales blandos tendrá un valor de espacio libre grande.Aparte de esto, el exceso de espacio libre causará la formación de rebabas en el material cortado.Al evitar eso, el punzón y el troquel deben tener un valor de espacio libre limitado y esto conduce a una reducción en la vida útil de la herramienta.Por ejemplo, aumentar la vida útil de la herramienta duplicando las holguras del troquel.Por lo tanto, siempre que la precisión de la dimensión de borrado no sea importante.Se recomienda mantener el exceso de holguras del troquel y eliminar manualmente la rebaba de tracción.Para una lámina de metal suave, la separación debe recomendarse como 2.5% a 5.0% de su espesor [6].

  La separación recomendada de la matriz = 3.5 / 100 * 2 mm = 0.070 mm

  El orificio del troquel = diámetro del punzón + 2 (espacio libre del troquel)

2.6 Cálculo de la fuerza

  1.Fuerza de corte La fuerza de corte aplicada en el punzón para realizar operaciones de punzonado, tales como perforación y supresión en el material de stock se puede calcular por la resistencia al corte real y el área del material utilizando fórmulas [6]

2. Fuerza para la operación de doblado La fuerza requerida para la operación de doblado se mide desde el ángulo y la longitud de la curvatura, las propiedades del material y la dirección de la curvatura con respecto a las características del grano [6].Para la fuerza de flexión Uecuación como,