1. Morir por puñetazos
Como se muestra en la Figura 1, la matriz utilizada en el experimento de punzonado tiene una carrera de molde superior de 45 mm.
Cuando se completa el proceso de punzonado, la distancia entre la parte inferior del molde superior y la superficie superior del molde inferior es de 0,3 mm, como se muestra en la Figura 2.
Esta disposición está hecha para evitar que la cuchilla penetre demasiado profundamente en el molde inferior, evitando así un desgaste excesivo en el molde superior.
El material utilizado en este experimento es una aleación de cobre (ver Figura 3), con un espesor de 0,23 mm.
2. Condiciones experimentales
Este experimento utilizó cuatro espacios de punzonado diferentes de 0 mm, 0,01 mm, 0,02 mm y 0,03 mm, a dos velocidades de punzonado de 30 mm/s y 80 mm/s, haciendo un total de ocho parámetros experimentales.
El experimento se realizó en una prensa diseñada específicamente para punzonar y se utilizó un microscopio digital Keyence para observar la forma de la pieza después del punzonado.
3. Resultados experimentales y discusión.
La Figura 4 compara las rebabas en las piezas perforadas cuando la velocidad de punzonado es de 30 mm/s y los espacios de punzonado son de 0 mm y 0,03 mm.
a-0mm, 30mm/m, b-0,03mm, 30mm/s
De la Figura 4 se desprende claramente que para un espacio de 0 mm, la superficie de la pieza perforada es muy lisa y sin rebabas, mientras que con un espacio de 0,03 mm, las rebabas permanecen en la rotura, midiendo aproximadamente 75 μm de ancho.
Esto puede deberse al redondeo del borde de la hoja debido al desgaste cuando el espacio es demasiado grande, reduciendo así la concentración de tensión en el borde de la hoja y provocando que la grieta aparezca más lejos del borde de la hoja.
A medida que la velocidad de punzonado aumenta a 80 mm/s, los efectos de las diferentes holguras de punzonado en las piezas punzonadas son notablemente diferentes.
Para una holgura de 0 mm, la sección transversal de la pieza perforada permanece libre de rebabas, pero el borde de la pieza está mucho más lleno que cuando la velocidad es de 30 mm/s (ver Figura 5a), casi sin pérdida de material debido a cortar. Por tanto, la calidad de la superficie es mejor que cuando la velocidad es de 30 mm/s.
Por el contrario, con una separación de 0,03 mm, las rebabas en la parte perforada son notablemente más grandes y anchas que cuando la velocidad es de 30 mm/s, como se muestra en la Figura 5b. Al igual que en el caso del espacio de 0 mm, el borde de la pieza producida con un espacio de 0,03 mm también es bastante completo.
Las Figuras 6 y 7 muestran imágenes en sección transversal de piezas perforadas formadas con dos velocidades de punzonado diferentes y diferentes espacios de punzonado, ampliadas 500 veces.
a-0mm, 30mm/m, b-0,03mm, 30mm/s
La Figura 6 ilustra que cuando el espacio del punzón es de 0 mm, las zonas brillantes y fracturadas de la pieza punzonada son muy notorias.
Además, la zona brillante es más ancha, mientras que la zona fracturada es más plana. Esto sugiere que cuando la velocidad de punzonado es de 30 mm/s y el espacio de punzonado es de 0 mm, el material punzonado sufre un proceso completo de deformación plástica por cizallamiento y fractura.
En el caso de un espacio de 0,03 mm, no aparecen zonas claramente claras y fracturadas, pero se observan esquinas colapsadas bastante notables y un proceso gradual de flujo plástico.
Esto revela que un aumento en la holgura es desfavorable para una fractura rápida del material. Una separación del punzón demasiado grande debilita la deformación por cizallamiento del material y aumenta el flujo plástico, lo que afecta significativamente la precisión de la sección transversal de la pieza punzonada.
Por otro lado, cuando aumenta la velocidad de punzonado, como se puede observar en la Figura 7a, la zona brillante disminuye y la zona fracturada aumenta con un espacio de 0 mm. Esto indica que un aumento en la velocidad de punzonado acelera el proceso de deformación por corte y fractura del material punzonado.
La Figura 7b también demuestra que incluso con un aumento en el espacio en condiciones de punzonado a alta velocidad, el proceso de deformación por corte y fractura de la pieza punzonada permanece claro y completo. Esto muestra que un aumento en la velocidad de punzonado es beneficioso para garantizar la calidad y precisión de la sección transversal de la pieza punzonada.
4. Conclusión
Es evidente el impacto del espacio libre y la velocidad de punzonado en la calidad de la sección transversal de la pieza punzonada.
Para piezas perforadas de aleación de cobre más delgadas, elegir un espacio más pequeño tiene un impacto directo en la supresión de la formación de rebabas: los espacios más pequeños conducen a procesos rápidos de deformación por cizallamiento y fractura, lo que da como resultado superficies lisas y un resultado sin rebabas.
Además, un aumento en la velocidad de punzonado puede acelerar la deformación elástica y plástica del material, controlando el flujo plástico y mejorando la calidad superficial.
