¿Cómo determinar la holgura de punzones y matrices?

¿Qué es la holgura de punzones y matrices?

La holgura del troquel se refiere a la distancia entre el punzón y el troquel en un molde, lo que influye significativamente en el rendimiento del molde y la calidad de la pieza. Ajustar y controlar la holgura del troquel es un aspecto crítico de la fabricación y el mantenimiento de moldes.

En primer lugar, existen varios métodos para ajustar la separación del troquel, incluido el método de transmisión de luz y el método de cuña. El método de transmisión de luz es adecuado para moldes pequeños, donde el tamaño y la uniformidad del espacio entre el punzón y el troquel se ajustan iluminando la luz y observando a través del orificio de vertido de material en la base inferior del troquel.

El método de cuña implica colocar cuñas de metal apropiadamente alrededor del borde del troquel y ajustar el espacio observando si el punzón ingresa suavemente al borde del troquel mientras se cierra el molde.

En segundo lugar, el tamaño del espacio del troquel afecta directamente la calidad de las piezas estampadas. Los espacios demasiado grandes o demasiado pequeños pueden afectar negativamente a las piezas estampadas. Por ejemplo, cuando el espacio es demasiado grande, puede provocar un aumento de rebabas y un mayor ángulo de colapso de la sección transversal, lo que afecta la precisión dimensional.

Por otro lado, cuando el hueco es muy pequeño, puede provocar un aumento de la resistencia del material a la deformación, requiriendo un mayor esfuerzo cortante. Por lo tanto, es muy importante seleccionar y ajustar razonablemente la separación del troquel.

Además, medir la holgura del troquel es esencial para garantizar el funcionamiento normal del molde y mejorar la calidad del producto. Se pueden utilizar herramientas especiales para medir la holgura del troquel para una medición precisa.

Holgura óptima entre punzón y matriz

La punzonadora CNC y la punzonadora de torreta CNC pueden producir juntas de rotura por corte, mantener una fuerza de corte equilibrada, garantizar una buena calidad de punzonado y prolongar la vida útil del molde.

Se recomienda consultar la tabla de holgura de punzones y matrices (como se muestra en la Tabla 1) para obtener mejores resultados.

Tabla 1. Tabla de punzones y holguras
Unidad: mm

Espesor	acero dulce	Inoxidable	Aluminio*
0,8	0,15-0,20	0,20-0,24	0,15-0,16
1.0	0,20-0,25	0,25-0,30	0,15-0,20
1.5	0,30-0,38	0,37-0,45	0,22-0,30
2.0	0,40-0,50	0,50-0,60	0,30-0,40
2.5	0,50-0,63	0,62-0,75	0,37-0,50
3.0	0,60-0,75	0,75-0,90	0,45-0,60
3.2	0,64-0,80	0,80-0,96	0,48-0,64
3.5	0,70-0,88	0,88-1,05	0,53-0,70
4.0	0,80-1,00	1h00-1h20	0,60-0,80
4.5	0,90-1,13	1,13-1,35	0,68-0,90
5.0	1:00-1:25	–	0,75-1,00
5.5	1,10-1,38	–	0,83-1,10
6.0	1,20-1,50	–	0,90-1,20

* También aplicable a cobre y latón.

¿Cómo elegir el espacio libre adecuado para punzonar y troquelar ?

La elección del valor de holgura del troquel para una punzonadora CNC o una punzonadora de torreta CNC generalmente se realiza mediante fórmulas y gráficos empíricos.

Un diseñador e instalador de troqueles de estampado experimentado con un buen conocimiento de diferentes productos, incluidos sus requisitos de material, tamaño y precisión, sabrá cómo diseñar el molde para producir productos calificados y reducir los tiempos de reparación.

El espacio entre el punzón y la matriz tiene un impacto significativo en la calidad de la pieza estampada y la vida útil de la matriz de estampado.

Por lo tanto, al diseñar el troquel de estampado, se debe elegir un espacio razonable para garantizar la calidad y precisión de las piezas estampadas.

Se debe usar un valor de espacio más pequeño para piezas con requisitos de perpendicularidad y precisión dimensional alta, mientras que se pueden usar valores de espacio más grandes para piezas con requisitos de precisión más bajos para reducir la fuerza de punzonado y mejorar la vida útil del troquel de estampado.

Hay dos métodos para determinar la holgura de punzones y matrices, mediante experimento y fórmula.

Se debe utilizar el valor de espacio mínimo razonable al diseñar y fabricar un nuevo troquel de estampado, teniendo en cuenta la desviación en la producción y el desgaste durante el uso.

En el proceso de producción, el troquel de estampado se desgastará continuamente, aumentando la separación, por lo que es esencial mantener la separación dentro de un rango razonable.

(1) Por experiencia

El porcentaje de la separación del troquel respecto al espesor del material:

◆ Vida útil mínima de matrices: 15%

◆ Liquidación ideal: 20~25%

◆ Larga vida útil: 30%

◆ Espacio libre para matrices de servicio pesado: 30%

(Tabla 1) Tabla de holgura recomendada para troqueles

Espesor (mm)	Aluminio (mm)	acero dulce (mm)	Acero inoxidable (mm)
1.00	0,15	0,20	0,20
1,50	0,23	0:30	0,40
2:00	0:30	0,40	0,50
3:00	0,60	0,75	0,90
4:00	0,80	1.00	1.20
5:00	1.00	1.25	1,75
6:35 am	1,60	2:00	2.22

(2) Por fórmula de separación de punzones y matrices

Su valor se puede calcular según la siguiente fórmula de holgura de punzones y matrices:

Materiales blandos:

• Espesor del material t < 1 mm, espacio de corte c = (3% ~ 4%)t
• t = 1 ~ 3 mm, c = (5% ~ 8%) t
• t = 3 ~ 5 mm, c = (8% ~ 10%) t

Materiales duros:

• t < 1 mm,c = (4% ~5%)t
• t = 1 ~ 3 mm, c = (6% ~ 8%) t
• t = 3 ~ 8 mm, c = (8% ~ 13%) t

¿Por qué utilizar la holgura correcta del troquel?

◆ Prolongar la vida útil del molde

◆ Buen efecto de retorno de material

◆ La rebaba generada es pequeña

◆ Consigue un hoyo más limpio y ordenado

◆ Reducir la posibilidad de pegarse

◆ Nivelación de piezas

◆ La posición del agujero es más precisa.

◆ Se requiere una fuerza de punzonado mínima para cortar

Impactos de espacios de troquel demasiado grandes o pequeños

Los efectos de espacios excesivamente grandes o pequeños en la calidad de las piezas impresas se reflejan principalmente en los siguientes aspectos:

Cuando el juego del dado es demasiado grande:

• Puede provocar fácilmente deformaciones de la pieza de trabajo o desviaciones importantes de tamaño.
• Reduce la fricción entre los lados del punzón y la matriz y el material, pero también mitiga el impacto de las holguras desiguales.
• La calidad de la superficie de corte estampada se caracteriza por “grandes rebabas, graves colapsos de las esquinas, zonas de fractura ampliadas y zonas brillantes más pequeñas”.

Cuando la separación del troquel es demasiado pequeña:

• Un espacio muy pequeño es extremadamente perjudicial para la vida útil de la matriz, ya que hay fricción entre la matriz y el material de las gotas, y cuanto más pequeño sea el espacio, más severa será la fricción.
• Si el espacio libre entre el punzón y la matriz es demasiado pequeño o desigual, puede rayar la superficie de la pieza durante la embutición profunda.
• Reducir la holgura entre el punzón y la matriz puede reducir efectivamente el desbarbado de las piezas estampadas, pero también significa que la matriz debe someterse a un tratamiento de endurecimiento para adaptarse a dichos ajustes.

La adecuación del espacio libre de la matriz es crucial para garantizar la calidad de las piezas estampadas. Los espacios libres excesivos e insuficientes pueden afectar negativamente la calidad de estas piezas, lo que incluye, entre otros, deformación de la pieza de trabajo, desviaciones dimensionales, daños superficiales y reducción de la vida útil del troquel.

Por lo tanto, al diseñar y ajustar matrices, se deben tener en cuenta los requisitos de estampado específicos y las características del material para controlar con precisión el espacio libre de las matrices, garantizando así la calidad de las piezas estampadas y el uso a largo plazo de las matrices.

¿Cuáles son las últimas tecnologías y métodos para ajustar los espacios del molde?

Las últimas tecnologías y métodos para ajustar los espacios del molde incluyen una variedad de formas, cuyo objetivo principal es garantizar espacios razonables en el molde, mejorar la calidad del producto y extender la vida útil del molde. A continuación se muestran algunos métodos y tecnologías específicos:

Método del tornillo de ajuste: esta es una forma común de ajustar la apertura del borde del molde, utilizando la elasticidad del acero del molde, junto con tornillos convenientemente aplicados con fuerza, para provocar un cambio en la holgura de apertura.

Ajuste de la distancia de las placas superior e inferior: en el ajuste del molde de diferencia de segmento de la máquina plegadora, la separación de diferencia de segmento requerida se logra ajustando primero la distancia entre las placas superior e inferior, luego se coloca el molde en la prensa para presionar, observando y comprobar si la calidad y el tamaño del producto cumplen los requisitos.

Ajuste del espacio del molde cóncavo-convexo: al ajustar el espacio entre los moldes cóncavos y convexos, se puede reducir eficazmente la producción de productos defectuosos. Además, el rendimiento del molde se puede optimizar aún más ajustando la presión del colchón de aire del molde cóncavo, recortando el molde convexo R o reduciendo el rebote ajustando el ángulo negativo del molde convexo.

Uso de herramientas de diseño profesionales: las herramientas de diagnóstico de entrada de SolidWorks, por ejemplo, pueden ayudar a identificar defectos en el modelo, como problemas de espacios entre caras, evitando así estos problemas en la fase de diseño.

Instalación y ajuste de punzón no guiado: La instalación y ajuste de un punzón no guiado es relativamente complejo y requiere que el punzón se coloque en el centro de la prensa y se apoye sobre bloques, mientras se ajustan las tuercas en el deslizador de la prensa para completar el ajuste.

Reajuste de los espacios del molde: cuando el espacio del molde es demasiado grande o desigual, es necesario reajustar el espacio del molde para garantizar el funcionamiento normal del molde y la calidad del producto.

¿Cómo se puede mejorar la precisión de la medición de la separación del molde?

Para aumentar la precisión de la medición de la separación del molde, las técnicas de medición avanzadas actuales incluyen:

1. Tecnología de escaneo 3D:

Este método de medición sin contacto utiliza principios ópticos o principios de interferencia láser para realizar un escaneo a escala real del molde de fundición, obteniendo datos tridimensionales de alta precisión. En comparación con los métodos tradicionales de medición por contacto, la tecnología de escaneo 3D puede proporcionar resultados más rápidos y precisos.

Además, las técnicas de escaneo láser tridimensional óptico y sin contacto pueden realizar mediciones rápidas y precisas con respecto al CAD original para determinar el tamaño y la tolerancia geométricos (GD&T), lo que ayuda a los fabricantes a monitorear periódicamente la calidad del molde e identificar y corregir problemas.

2. Máquina de medición de coordenadas:

Con tecnología de sensores y algoritmos de medición avanzados, proporciona un alto nivel de precisión de medición, generalmente a nivel de micras. Este dispositivo es particularmente adecuado para requisitos de medición de productos de alta precisión en moldes SMC, controlando con precisión la calidad y optimizando el proceso de producción.

3. Mecanismos de medición en tiempo real:

Se trata específicamente de un mecanismo para medir en tiempo real la holgura del molde de vidrio. Esta tecnología cambia la forma en que se mide la holgura del molde en la tecnología existente, mejorando la eficiencia de producción y la calidad de todo el sistema de fundición.

4. Método de monitoreo de la brecha de cierre del molde de estampado:

Mediante una verificación experimental específica, este método puede medir con precisión el espacio de cierre del molde, con una precisión de hasta 0,01 mm. Esto indica su aplicabilidad a una variedad de monitoreo de espacios de cierre de moldes de estampado, reduciendo el tiempo de instalación y depuración del molde, mejorando la calidad de las piezas estampadas y ahorrando costos.

Durante el proceso de fabricación de moldes, ¿cómo podemos prevenir y controlar eficazmente los problemas de espacio libre del molde?

Prevenir y controlar eficazmente los problemas de espacio libre del molde durante el proceso de fabricación del molde es una tarea compleja pero crucial. Aquí hay algunos métodos que se pueden aplicar:

Consideraciones durante la fase de diseño:

Al diseñar y fabricar moldes de estampado, es importante garantizar un espacio adecuado entre los troqueles macho y hembra. Esto no sólo ayuda a mantener la coherencia en la autorización, sino que también simplifica el proceso de fabricación. Además, para piezas de forma irregular, es necesario determinar con precisión las dimensiones y tolerancias de las piezas de trabajo de los troqueles macho y hembra.

Control de precisión de mecanizado:

Para garantizar un espacio de estampado mínimo (como 1 μm), es necesario un control estricto de la temperatura del taller, ya que la precisión de la pieza está significativamente relacionada con la temperatura ambiente. Esto significa que el control de la temperatura es uno de los factores clave durante el mecanizado de precisión.

Aplicación de técnicas de ajuste de moldes:

Los problemas con la holgura de la superficie del molde se pueden resolver mediante métodos de ajuste del procesamiento de deformación. Esto incluye una discusión sobre los ajustes del procesamiento de la superficie del molde y la obtención de superficies de molde ajustadas. Además, se pueden utilizar métodos como la compensación de presión local del plano de prensado y otras soluciones viables de ajuste de la separación de la superficie del molde.

Técnicas para evitar rebabas:

Durante el estampado con juego negativo de doble cara sin rebabas, si se encuentran problemas de rebabas que son difíciles de eliminar, se puede realizar un proceso de desbarbado en el molde para eliminar estas rebabas.

Diseño de separación del molde:

Al diseñar el espacio del molde, se puede utilizar un método de cálculo para determinar la cantidad de cambio del espacio causado por la deformación térmica, lo que reduce el tiempo de mecanizado y montaje del molde.

Prevención de rotura de cables:

Cuando se utiliza mecanizado por descarga eléctrica con corte rápido de alambre, se debe prestar atención al contacto entre el bloque conductor y el alambre del electrodo para evitar la rotura del alambre causada por un mal contacto, lo cual es crucial para mantener la continuidad y estabilidad del proceso de mecanizado.