DISEÑO DE TROQUEL SEGUNDA DISPOSICION

2 FILAS-1 PASADA- 2 PUNZONES

E=3,0mm E´= 3,0 mmx=27 mmy=11mmn=2n´=1B= 41

A minimo=59.5mmA máximo=62.5mm

A nominal= 61−1.5+1.5

Puente Inferior= Mínimo= 2.5 mm Máximo=2.5+3.0= 55mm Nominal=2.5+1.5= 4.0mm

DISEÑO DEL TROQUEL PARA LA SEGUNDA DISPOSICION

Inicialmente para realizar el diseño de la placa de matrices, las dimensiones de esta de regirán por las dimensiones de la tira seleccionada:

Ancho nominal: 61

Espesor: 1.897mm

Avance o Paso: 41

0<D<20.5 mm

El espesor tomado para el diseño de tira es de un acero ASTM calibre 14 MSG, acero A-36 , pero tomamos las dimensiones de un acero AISI 1020 Cold Rolled.

UBICACIÓN DE LAS MATRICES DE CORTE

Para establecer la distancia mínima entre los agujeros de las matrices para un espesor de 1.897mm y un contorno 2 la separación mínima es de 45 mm.

Las dimensiones mínimas se establecieron en el plano anterior de la siguiente forma:

Grueso mínimo= 30mm

Ancho mínimo= 144.5mm

Largo mínimo=189.5mm

30 x 144.5 x 189.5

Para el ancho mínimo y un espeso de 1.897mm y contorno 2 corresponde una distancia mínima de de 45mm de bordes de placa y al mismo tiempo damos como grueso mínimo=30.

ANCHO DEFINITIVO DE LA PLACA DE MATRICES

Teniendo en cuenta la tabla anterior para un espesor de 1.897mm y un contorno 2 nos da un ancho mínimo de 1 ¾” para las reglas anterior y posterior.

De la tabla anterior y un espesor de 1.897mm y alimentación manual establece una luz entre la tira de recorte y la regla anterior de 2.4 mínimo.

Teniendo en cuenta el espesor de la tira de 1.897mm y tope de varilla corresponde a un espesor de reglas ¼”. De acuerdo a lo anterior las dimensiones de las reglas son: ¼” x 1 ¾”

Posteriormente consultamos la lista de aceros para la construcción de matrices en donde podemos encontrar las platinas rectificadas de Assab DF-2 de ¼” x 2” x 18”, por lo tanto el ancho definitivo de las reglas es de 2” y el ancho de la placa de matrices será (50.8 x 2)+61+2.4=165, luego debemos verificar que la luz entre la tira y la regla sea mayor que la tolerancia positiva del ancho nominal de la tira; es decir > de 2.4mm, asignamos una luz de 2.9mm y el ancho final de la placa será: (50.8 x 2)+61+2.9=165.5mm.

VERIFICACION DEL GRUESO DE LA PLACA DE MATRICES

Tenemos las dimensiones de la placa que son: 30 mínimo x 165.5mm x 189.5mm, consultamos las placas para matrices medianas normalizadas para tiras con espesor <3.20mm, en donde se recomienda una longitud de roscado de 1.2 y 1.5 veces el diámetro del tornillo es decir 12 y 15mm, logrando establecer una longitud de afilado de 8mm. Entonces el espesor de la placa será:

12(2) mm+8mm=32mm mínimo (15x2)+8mm=38mm máximo

Para las dimensiones de la placa tenemos:

32 mínimo x 165.5 x 189.5 38 máximo x 165.5 x 189.5

APLICACIÓN DE DESCARBURACION

Para la aplicación de la descarburación vamos a la tabla 9 y tenemos que para un grueso de 26 a 50 de ancho de 151 a 200 agregar 5mm al grueso y 11mm al ancho. Entonces obtendremos:

(32+5) x (165.5+11) x 189.5 37min x 176.5 x 189.5

(38+5) x (165.5+11) x 189.5 43max x 176.5 x 189.5

Posteriormente consultamos los aceros para la construcción de la placa y para un espesor menor de 3mm y una resistencia de corte menor de 50 kg/mm2 los aceros son:

Assab dF-2 Assab xw-10 Assab xw-5

Boehler K460 Assab xw-41 Boehler K100 (con dureza de 62 RC)

TIPO DE TEMPLE

Como nuestras matrices presentan esquinas internas en ángulo recto debemos elegir aceros al temple al aire por lo tanto descartamos el Assab dF-2 y el Boehler K460; como el espesor es mayor de 25mm descartamos el Assab xw-5 y el Boehler K100.

Assab xw-10 41 x 210 Assab xw-41 41 x 260

43 x 260 41 x 210

LONGITUD DE LA PLACA

210- 11mm=199mm ajustamos a 198mm

DIMENSIONES DEFINITIVAS DE LA PLACA DE MATRICES

36 x 165.5 x 198 para barra de 41mm de espesor y roscado de 14mm/tornillo

38 x 165.5 x 198 para barra de 43mm de espesor y roscado de 15mm/tornillo

MEDIDAS DE LAS PLACAS

36 x 165.5 x 189.5 grueso por largo por ancho

38 x 165.5 x 198

La tolerancia para el largo de la barra negra, con el fin de rectificar las puntas será de 17mm. Las medidas finales de las barras negras a comprar serán:

Assab xw-10 y Assab xw-41 41 x 260 x 210

Assab xw-10 43 x 260 x 210

Luego de verificar podemos iniciar el diseño del troquel.

DISEÑO DE PLACA DE MATRICES

1. PLANO DE POSICION Y AMARRE

Para una placa de 165.5 x 198 similar a una de 200 x 280 encontramos una altura mínima de 30mm que cumple en nuestro caso, seis tornillos de amarre con rosca M10 x 1.25 y una distancia mínima de centros de agujeros a borde de placa de 20mm.

Como las reglas tienen 50.8 de ancho ubicamos los agujeros a 25mm con el fin de mejorar la resistencia a rotura. Las clavijas de posición según la figura 11 las ubica a 22mm de la parte posterior y 24mm en la anterior con respecto a los tornillos de los extremos, las dimensiones de estas clavijas son de 8mm de diámetro como mínimo.

PLANO DE ABERTURA DE MATRICES

Para un grueso de tira de 1.987mm tenemos un ángulo N de salida o desahogo de ½ grado como mínimo, la altura del afilado M será de 8mm; las dimensiones de las matrices a recortar corresponden a las medidas exteriores de las piezas.

DISEÑOS DE REGLAS GUIAS DE TIRA

Para el grueso de las reglas se tomo ¼”= 6.35mm, para un espesor de tira de 1.897mm y un tope de varilla. El ancho mínimo de las reglas para un espesor de tira de 1.897mm y un contorno 2 de la

tabla 1 nos da de 1 ¾” como mínimo, este valor debe ser ajustado a 2” como dimensión comercial. El pedido del material será 2 platinas rectificadas de acero Assab DF-2 de ¼” x 2” x 18”.

Según la figura 15 es recomendado prolongar la regla posterior una distancia A hacia la derecha para un mejor guiado de la tira, esta distancia es de 1.5 veces el ancho de la regla ajustado a valor entero.

PLANO DE REGLA POSTERIOR

PLANO DE REGLA ANTERIOR

DISEÑO DE LA PLACA EXPULSORA FIJA

El ancho y el largo de esta placa corresponden a las medidas de la placa de matrices. Para determinar el grueso aplicamos la formula a nuestra tira (61/30) + 2(1.987)=6,007mm. Se toma 8.50mm como espesor final. En la figura 17 encontramos la dimensión de B=10mm para mecanizar la ranura que facilita la entrada de la tira.

PLANO DE POSICION Y AMARRE

Las dimensiones de los agujeros para guiar los punzones son iguales a los de la placa de matrices. El chaflán de entrada de los agujeros para guiar los punzones se mecanizan con un ángulo de 20 grados.

Los agujeros para el paso de tornillos se incrementan en 0.5mm de diámetro. Se mecaniza el abocardado para alojar las cabezas de tornillos, la profundidad se define de acuerdo a la longitud comercial de los tornillos y en nuestro caso semiencastrados 3mm para longitud de tornillos de 30mm. Luego se corta la plancha ASTM A-36 de ½” x 205mm x 260mm, se limpia el material 0.6mm en espesor por cada cara para grueso final de 8.50mm.

PLANO DE ABERTURAS GUIAS PUNZONES

DISEÑO DE PLACA PORTAPUNZONES

Su ancho y longitud usualmente son los mismos de la placa de matrices y placa expulsora, la figura 46 nos orienta sobre el espesor de esta placa en donde nuestro punzón es de 24mm por lo tanto el grueso de la placa dará así: 24mm x 1.5=36mm.

La ubicación de los agujeros para tornillos y clavijas corresponden también con la placa de matrices y expulsora y el material es un acero ASTM A-36 en barra negra de 1 ½” x 210mm x 260mm.

PLANO DE POSICION Y AMARRE

PLANO DE ABERTURAS PARA ALOJAR LOS PUNZONES

El alojamiento de los punzones debe dimensionarse teniendo en cuenta el juego de corte, para nuestro caso para matrices tipo A el juego mínimo será:

1. Acero suave hasta 3mm: 6% de espesor=0.06x1.987mm=0.11922=0.12mm2. Juego= espesor/constante=1.987mm/17=0.1168=0.123. Grafico: espesor=1.987mm para matrices tipo A= 12mm4. Tabla: espesor=1.987mm =0.104”; juego= 0.0059”=12mm

Para matrices tipo B

Juego mínimo 10% espesor=0.1x 1.987=0.1987=0.20

Juego máximo 16% espesor= 0.16 x 1.987=0.31792mm

Se elige el juego de 0.20mm que corresponde a una holgura de 0.10mm, el chaflán para alojar las cabezas de los punzones tendrá un ángulo de 30 grados de Acuerdo a la figura 38.

DISEÑO DE PUNZONES

Las dimensiones de los punzones recortadores corresponden con las medidas de las matrices menos las holguras o juegos que se determinan de acuerdo al espesor y la naturaleza del material.

Longitud máxima de los punzones= 4 veces el espesor de la placa portapunzones, en nuestro caso es 4 x 38mm=152mm

Longitud mínima=espesor portapunzones + luz entre placa portapunzones y cabezas de tornillos + altura de cabezas de tornillos + espesor de placa expulsora + espesor de reglas + afilado.

Longitud mínima=38+20+7+11.5+6.35+8=90.85 ajuste a 91mm. Para dimensionar la barra negra a comprar tendremos en cuenta la descarburación.

Dimensión final de la barra negra=60mm x 60mm.

DISEÑO DE PLACA BASE SUPERIOR

Las dimensiones en largo y ancho pueden ser las mismas de la placa portapunzones , no se requiere mucho espesor ya que esta placa está sometida a compresión, este se toma del catalogo de bases, se elige 3omm y debe localizarse el centro de fuerzas de corte para garantizar el equilibrio tanto en el troquel como de la prensa al momento del corte.

DISEÑO DE PLACA BASE INFERIOR

PLANO DE POSICION Y AMARRE

La longitud y ancho de esta placa se incrementan en 50mm (25mm a cada lado), para proveer el espacio de amarre a la mesa de la prensa. Como esta placa esta sometida a flexion debido al agujero de la mesa dispuesto de la salida de las piezas, se requiere un mayor espesor, este se toma del catalogo de bases, para nuestro caso 48mm.

Material: ASTM A-36

Plancha de 2” x 260mm x 310mm

PLANO DE SALIDA DE PIEZAS

En este plano se detallan las salidas de las piezas, estos agujeros deben ser mayores a los de las matrices de 1.5mm por lado.

ELEMENTOS DE POSICIONADO Y AMARRE

Material: acero contratamiento térmico, resistencia 180000PSI, seis tornillos Bristol con cabeza (BCC) M10 x 1.25 x 50mm para el amarre de la base inferior a la placa de matrices, roscando en la placa de matrices 15mm.

Seis tornillos BCC M10 x 1.25 x 30mm para el amarre de la placa expulsora y reglas a la placa de matrices, roscando en la placa de matrices 15mm. Seis tornillos BCC M10 x 1.25 x 40mm para el amarre de la base superior a la placa portapunzones, roscado de la placa portapunzones 21mm.

CLAVIJAS

Material: Acero plata

Dos clavijas D 8x20mm para posicionar la base inferior con la placa de matrices, 10mm con ajuste deslizante en la placa de matrices y 10mm con ajuste forzado en la placa base inferior.

Dos clavijas de D 8x24mm para posicionar la placa expulsora y las reglas con la placa de matrices, 10mm con ajuste deslizante en la placa de matrices 6.35mm deslizante en las reglas y 7.65mm con ajuste forzado en la placa expulsora.

Una clavija de D 5 x 10 mm para posicionar el extremo derecho de la regla posterior con la placa expulsora, 5mm con ajuste deslizante en la regla y 5mm con ajuste forzado en la placa expulsora.

Dos clavijas D 8 x 20mm para posicionar la base superior con la placa portapunzones, 10mm con ajuste deslizante en la placa portapunzones y 10mm con ajuste forzado en la base superior

ALTURA DEL TROQUEL

ALTURA MÍNIMA = espesor bases + altura de matriz + longitud mínima punzón

30+48+38+90=206mm

ALTURA MAXIMA = espesor bases + altura de matriz + longitud mínima punzón

30+48+38+144=260mm

FUERZAS DE CORTE

Fuerzas a calcular:

A: la fuerza de perforado o recortado

B: la fuerza de expulsión

C: la fuerza de extracción

ASTM A-36 R tracción 36 a 51= 43.5 kg/mm2

Fuerza de corte o perforado= 0.8 R tracción

0.8 x 43.5= 34.8 kg/mm2

Corte en plena chapa

Fuerza de expulsión= 7%x F corte

F expul= 0.07 (34.8)= 2.436 kg/mm2

Fuerza de extracción

F extrac= 1.5 x Fcorte

1.5%(34.8 kg/mm2)= 0.522 kg/mm2