Punzonado De Chapa - La Guía Completa

El punzonado de chapa metálica es un proceso popular de fabricación de chapa metálica.

 

¿Qué Es El Punzonado De Chapa?

Es un proceso de ejercer una magnitud controlada de la fuerza sobre una hoja de metal cortando así una sección de la pieza de trabajo. En su mayoría, el proceso utiliza troqueles y punzones como sistema de herramientas. En circunstancias normales, el proceso de punzonado dejará un agujero en la pieza de trabajo de chapa.

Ventajas Del Punzonado De Chapa Metálica

Algunos de los beneficios del punzonado de láminas de metal incluyen:

  • Capacidad para producir agujeros económicamente para producción a mediana y gran escala.
  • Operación de corte relativamente asequible siempre que no se requieran herramientas personalizadas.
  • El proceso de punzonado de chapa es muy rápido y eficiente.
  • Puede producir agujeros de diferentes formas y tamaños más rápido.
  • Elimina el requisito de operaciones de formación secundaria
  • Es un proceso versátil ya que puede procesar casi todo tipo de metales
Benefits Of Sheet Metal Punching
Types Of Sheet Metals For Punching Operation

Tipos De chapa Metálica Para La Operación De Perforación

Algunos de los tipos de láminas de metal para la operación de punzonado incluyen:

Punzonado De Chapa Metálica Frente A Blanqueo De Chapa Metálica

El punzonado de láminas de metal se refiere a un proceso de trabajo de metales que implica la formación de agujeros en una pieza de trabajo de metal. Por otro lado, el corte de chapa es un proceso de fabricación de metal mediante el cual el producto final se elimina del metal más grande.

Luego, el material restante se elimina como chatarra. Además, en el punzonado de chapa, el material troquelado se desecha y el producto final es el perfil sobrante. En el troquelado de láminas de metal, los productos finales tienden a retirarse de la lámina de metal más grande y el resto se desecha como chatarra.

Sheet Metal Punching Vs Sheet Metal Blanking
Choosing Tooling For Sheet Metal Punching

Elección Del Utillaje Para El Punzonado De Chapa Metálica

Algunos de los factores a considerar al elegir herramientas para punzonado de chapa incluyen:

El grosor del material : asegúrese de que el equipo que seleccione pueda usarse en la chapa sin dañarse.

Costo : debe permanecer dentro del límite de su presupuesto y al mismo tiempo garantizar la eficiencia.

Fácil mantenimiento : debe ser fácil de limpiar y mantener para garantizar que sea funcional durante un período relativamente largo.

Compatibilidad : considere si la herramienta puede manejar el tipo de material que se está utilizando sin dañarlo.

Prensa Manual Para Chapa Metálica

Tienden a usarse comúnmente en trabajos de metalistería liviana, ya que estos dispositivos son fáciles de operar y pueden montarse. Poseen juegos de troqueles que son intercambiables, lo que permite personalizar sus punzones para adaptarse a proyectos específicos en cuestión.

Las punzonadoras manuales tienden a ser adecuadas para proyectos decorativos, residenciales o divertidos y tienden a ser relativamente asequibles.

Hand Powered Punching Press For Sheet Metal
CNC Controlled Punch Press For Sheet Metal

Punzonadora Controlada Por CNC Para Chapa Metálica

El proceso comienza con un controlador CNC que mueve la mesa a lo largo de los ejes X e Y a una posición predeterminada. Una vez hecho esto, se inicia la secuencia de punzonado.

Las piezas sobrantes se eliminan a través del troquel y se recogen en un contenedor para chatarra una vez finalizada la secuencia. Las punzonadoras controladas por CNC tienden a producir punzones precisos ya una velocidad muy rápida.

Factores Que Afectan A La Calidad Del Punzonado De Chapa

Factors Affecting Quality Of Sheet Metal Punching
Factors Affecting Quality Of Sheet Metal Punching

Algunos de los factores que afectan la calidad del punzonado de chapa incluyen:

  • La punzonadora afecta la calidad de la chapa. La presión baja o alta puede causar deformaciones en la chapa.
  • También debe considerar la forma del troquel que está utilizando para el punzonado de chapa.

Debe estar perfectamente alineado con el área del metal que desea perforar para evitar desviaciones.

  • Para garantizar la calidad, tenga en cuenta el tamaño exacto y la ubicación del troquel y, al mismo tiempo, asegúrese de que la punzonadora esté perfectamente posicionada.
  • Es importante señalar que las herramientas de punzonado suelen ser útiles para muchos golpes antes de que se desgasten para realizar punzones limpios.
  • Tipo de metal: cuanto más duro es el metal que se perfora, más difícil es perforarlo con precisión.
  • El grosor del metal que se está punzonando: es difícil punzonar con precisión metales muy gruesos.

Punzonadora Manual De Chapa Metálica vs. Punzonadora Automática De Chapa Metálica

Manual Sheet Metal Punching Machine
Punzonadora Manual De Chapa Metálica

Es una máquina punzonadora de láminas de metal que funciona con mano de obra humana y siempre hace agujeros perfectos. Una punzonadora manual de chapa se acciona manualmente mediante el uso de una palanca larga.

La mayoría de ellos tienen una capacidad robusta de hasta 137 pulgadas de acero dulce. Está disponible en un estándar de 9 juegos de punzones y matrices que van desde 1/8 de pulgada a 5/8 de pulgada redondos.

En comparación con una punzonadora de chapa automática, una punzonadora de chapa manual es más lenta y adecuada para tiradas cortas.

Automatic Sheet Metal Punching Machine
Punzonadora Automática De Chapa Metálica

Optimiza el ciclo productivo y garantiza un mayor control de los tiempos de producción. Una punzonadora automática de chapa garantiza una mayor precisión y elimina la necesidad de microuniones y reelaboración de piezas acabadas.

Una punzonadora automática de chapa utiliza un accionamiento hidráulico o eléctrico y se controla automáticamente. Su fuerza de prensado está entre 200 kN y 4500 kN. Funciona a una velocidad muy alta de alrededor de 1400 golpes por minuto y tiene un índice automático para garantizar la eficiencia.

Proceso de punzonado de chapa

El proceso de punzonado de chapa implica unos pasos que incluyen:

  • Estas máquinas utilizan punzones y matrices.
  • Normalmente, la hoja de metal se perfora de arriba hacia abajo. El proceso de punzonado está guiado por matrices que se encuentran en la parte inferior de la chapa.
  • Aquí, los troqueles ofrecen soporte al metal y evitan que se rompa, también ayudan a los punzones a hacer agujeros precisos.
  • Antes de punzonar la chapa, se asegura entre los troqueles. Los troqueles guían la posición o ubicación exacta en la que se va a perforar la hoja de metal.

Básicamente, esto significa que el troquel se usa para guiar en la posición exacta para perforar la hoja de metal.

  • Después de perforar la hoja de metal, se corta a la forma, longitud y tamaño requeridos. A continuación, la parte cortada de la chapa se recoge para su reciclaje.
  • Estos pasos se utilizan repetidamente hasta que se logra la forma deseada. El punzonado CNC tiende a utilizarse para obtener recortes y agujeros de varios tamaños y formas.
  • Este proceso hace posible que los fabricantes de punzones y matrices fabriquen piezas de chapa de cualquier diseño y forma de acuerdo con las diversas necesidades del mercado. Algunas de las formas geométricas más comunes para agujeros perforados incluyen rectángulos, cuadrados y círculos.
  • Para formar muescas y agujeros, en piezas de metal moderno, el punzonado de chapa se realiza mediante el uso de equipos de última generación.
  • El proceso de punzonado de chapa puede llevarse a cabo en una punzonadora manual, aunque hoy en día se utilizan punzonadoras controladas numéricamente por ordenador. El CNC tiende a funcionar de forma eléctrica, neumática o hidráulica y produce alrededor de 600 punzones por minuto.

Aplicaciones de punzonado de chapa

El punzonado de chapa se utiliza para fabricar piezas de chapa de gran tamaño como:

  • Gabinetes
  • Recintos
  • Piezas de carrocería

Piezas de carrocería

También se utilizan en diversas industrias, tales como:

Farmacéutico

Estrategias de punzonado de chapa

Algunas de las estrategias utilizadas en el punzonado de láminas de metal incluyen:

Cálculo de los radios máximos de curvatura interior

Tiende a haber un apriete máximo dentro del cual cada pieza de trabajo de metal puede doblarse antes de que su integridad se vea comprometida. Cuando se dobla demasiado, forma puntos débiles que pueden romperse fácilmente. Sin embargo, no se establece un estándar sobre qué tan apretada debe ser la curvatura del radio interior. Por lo tanto, esta es una variable que tiende a verse afectada por propiedades como el espesor y la dureza de la pieza metálica.

Obtener los radios de curvatura internos es un gigante matemático al que uno debe estar bien acostumbrado. Algunas de las recomendaciones disponibles para un plegado perfecto incluyen trabajar en el porcentaje de reducción de tracción del material. Aparte de la reducción de la tensión del material, puede trabajar en el grano del material para obtener los radios de curvatura interiores perfectos.

Minimización de la generación de calor para evitar la excoriación

Esto tiende a ser un gran problema cuando el material que se perfora es de la misma composición o cuando las operaciones de perforación son apresuradas. Cuando el metal se dobla, puede resultar en una acumulación de calor debido a la fricción. La acumulación de calor puede requerir la fusión de piezas similares de metales. Este proceso es lo que se llama excoriación. Algunas de las técnicas que se utilizan para reducir la acumulación de calor y la fricción incluyen:

  • Aplicación de recubrimientos a los perforados.
  • Asegurarse de que haya diferencias de tiempo entre cada golpe para que el golpe se enfríe.
  • Minimizar la duración del contacto mediante el uso de movimientos de conicidad hacia atrás
  • Utilice varios cabezales de perforación para garantizar la distribución del estrés por calor.

Uso de corte por láser para hacer agujeros simples

La deformación es una ocurrencia común cuando se trata de punzonado de chapa. Por lo tanto, es importante seguir controlando la herramienta de punzonado. Afile según lo programado o reemplace la herramienta de punzonado si se requiere alguna deformidad o medida de seguridad. Tenga en cuenta que un defecto en la herramienta de perforación afectará significativamente la calidad de los orificios de perforación en su hoja de metal y también puede provocar pérdidas innecesarias. Asegúrese de utilizar diferentes cortadores y herramientas de perforación cuando se trata de perforar chapas. Esto asegura que los diferentes metales tengan diferentes cortadores y herramientas de punzonado, lo que garantiza la durabilidad de sus herramientas.

Desbarbado posterior al punzonado

El punzonado de láminas de metal tiende ocasionalmente a formar bordes afilados y rebabas. Por lo tanto, para eliminar estos bordes afilados y rebabas, los fabricantes tienden a utilizar varios procesos de desbarbado posteriores a la formación que incluyen:

  • Lijado en húmedo y en seco: pueden utilizar máquinas de lijado a gran escala para rectificar los bordes ásperos de forma rápida o uniforme en una pieza de trabajo de chapa.
  • Procesos de electropulido: los fabricantes pueden crear una superficie microscópicamente lisa de la hoja de metal mediante tiras de electropulido de la capa superficial.

La mayoría de los metales que utilizan esta técnica son los destinados a la industria alimentaria y farmacéutica. Estos procesos ayudan a reducir el riesgo de lesiones cuando se utilizan formas de láminas de metal.

Punzonado de chapa metálica frente a cizallado de chapa metálica

Punzonado de chapa metálica frente a cizallado de chapa metálica

Algunas de las diferencias entre el punzonado y el corte de chapa metálica incluyen:

  • En el punzonado de láminas de metal, la rueda tiende a penetrar el metal por completo.

Por otro lado, en el cizallamiento de chapa, el exceso de material se recorta de la chapa.

  • El punzonado de chapa implica el uso de herramientas tales como herramientas de corte, golpeo, marcado y medición de soporte y doblado.

Por otro lado, el corte de chapa implica el uso de herramientas como una cizalla de banco para cortar el metal con un alto nivel de precisión.

  • El punzonado de láminas de metal da como resultado orificios en la superficie del material en el que se está trabajando, mientras que el corte de láminas de metal es un corte limpio que no produce orificios.

Cálculo de la potencia de la punzonadora de chapa

La potencia universal de punzonado de chapa calculada mediante:

  • U = circunferencia o perímetro de la forma del punzón (en mm)
  • s = Espesor de chapa (en mm)
  • Rm = resistencia a la tracción (en N/mm²)
  • F = fuerza de perforación en Kilonewton (10 kN = 1 tonelada métrica)

para acero inoxidable (1.4301) 720 N/mm²

para acero dulce (St 37) 420 N/mm²

para Aluminio (AlMg3) 220 N/mm²

f = factor entre 0,5 – 0,95 cuando se utilizan punzones con cortante.

Algunas de las reglas que deben observarse para obtener un mejor rendimiento de las matrices y punzones incluyen:

  • Asegurando que los agujeros tengan un diámetro perfecto que cumpla con los estándares establecidos para perforaciones de chapa.
  • Todos los agujeros perforados deben encajar perfectamente en la chapa.

Elección de herramientas de punzonado para chapa

Algunas de las herramientas de punzonado de chapa incluyen:

  • Brocas helicoidales : se utiliza para un número menor de agujeros. Para formar orificios perfectos, debe perforar un pequeño orificio piloto con la broca helicoidal y luego girarlo hasta obtener el tamaño de orificio deseado.
  • Brocas escalonadas : se utilizan siempre que un patrón de orificios requiera múltiples tamaños de orificios, ya que se pueden usar para crear diferentes tamaños de orificios.
  • Sierras de corona : solo es adecuada para un número menor de agujeros ya que se opera manualmente.
  • Punzones manuales portátiles : son de accionamiento manual y por tanto no aptos para realizar un gran número de agujeros.
  • Prensas punzonadoras : se utilizan para formar agujeros en chapa, ya que permite cortar múltiples números de agujeros en un solo ciclo.
  • Troqueles punzonadores: realizan operaciones de corte, cizallamiento, troquelado, punzonado y punzonado en piezas de chapa.

Recursos relacionados :

Fabricación de chapa personalizada

Conformado de chapa metálica

Estrategias para el punzonado de metales

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