Las matrices progresivas dan forma a la chapa metálica y una unidad de roscado puede convertir el movimiento de la matriz en rotación del macho para roscar agujeros.
Para materiales de chapa metálica más gruesos, los operadores pueden implementar procesos de dos pasos (precurvado seguido de curvado) para superar la recuperación elástica durante el curvado.
El punzón utiliza un expulsor inclinado para evitar que los orificios de rosca doblados se bloqueen y para garantizar una liberación fácil.
Tomando una pieza de chapa metálica en forma de U como ejemplo, los ingenieros diseñaron una matriz progresiva basada en las características mencionadas anteriormente.
Análisis de la estructura de la pieza
La pieza de chapa metálica tiene forma de U con un orificio roscado interno en un lado, como se muestra en la Figura 1(a).
La pieza, de unas dimensiones de 16 × 12 mm y curvas laterales de 15 mm y 10.5 mm, está hecha de SUS304 con un orificio con brida de 3 mm, una rosca M5 y un espesor de pared de 1.5 mm (ver Fig. 1b).
Análisis del proceso de conformado
La pieza necesita ser troquelada, punzonada, rebordeada, doblada y roscada; una matriz de una sola etapa reduce la eficiencia.
Los problemas de tamaño pequeño y posicionamiento generan altas tasas de desechos, lo que impulsa a los ingenieros a utilizar el troquelado progresivo.
El orificio roscado necesita una unidad de roscado, y los ingenieros lo doblan previamente y lo doblan para evitar que vuelva a su estado original.
Después de rebordear y doblar, la posición de retención formada evita la expulsión normal.
El diseñador requiere una estructura de expulsión inclinada para facilitar la extracción de piezas en el área con brida.
Múltiples pasos de corte garantizan la resistencia de la matriz y los ingenieros organizan 25 operaciones como se muestra en la Figura 2.
Paso 1 Perforación + Recorte: guía de perforación y orificios con bridas, tira de recorte; los orificios ayudan a la alimentación y al rebordeado.
Una operación de recorte reduce el ancho de la tira a 37 mm, el ancho de desecho típico de otros productos.
Los pasos ② y ③ son inactivos, por lo que los ingenieros diseñan insertos en las matrices durante el paso ① para el paso de 17 mm.
Los ingenieros utilizan el espacio de los pasos ② y ③ para inserciones, designando estos pasos como inactivos.
El orificio de la base está avellanado para realizar el roscado en ④, mientras que ⑤–⑥ permanecen inactivos.
El paso ⑦ agrega un detector de alimentación incorrecta para alertar y pausar la prensa si el avellanado o la tira están fuera de las especificaciones.
Los pasos ⑧–⑩ y ⑫–⑯ permanecen inactivos; el paso ⑪ realiza el roscado utilizando una herramienta de roscado.
El material entre las partes adyacentes se ranura en ⑰, dejando solo la sección central de la tira.
Los pasos ⑱–⑲ son inactivos; el paso ⑳ dobla previamente el material grueso a 45° para reducir la recuperación elástica y evitar la interferencia del orificio (Fig. 3).
㉑ permanece inactivo, mientras que ㉒ dobla la chapa 90° con un punzón inclinado de 18° para lograr una expulsión suave del orificio (Fig. 4).
Los pasos ㉓–㉔ son inactivos; el paso ㉕ corta, separando la pieza formada de la tira y colocándola en la caja de recolección.
Análisis de la estructura de la unidad de toma
La pieza presenta un orificio roscado internamente que requiere una unidad de roscado en la matriz progresiva.
El dispositivo de roscado de la matriz progresiva convierte el movimiento vertical de la matriz superior a través de un tornillo y engranajes para girar el macho (Fig. 5).
Estructura de matriz
Un dispositivo de golpeteo en el molde convierte el movimiento vertical de la matriz superior en rotación, lo que permite el roscado interno.
El punzón de doblado está inclinado para evitar que se mantenga la posición debido a los agujeros doblados. Los ingenieros añaden dos calzas a la matriz superior para compensar la altura del dispositivo de roscado (Fig. 6).
1. Pie de molde; 2. Base de molde inferior; 3. Espaciador de molde inferior; 4. Placa de matriz de cavidad; 5. Tira de material; 6. Pasador de elevación de material; 7. Placa superior; 8. Placa de descarga; 9. Placa de tope; 10. Placa de fijación de molde superior; 11. Placa espaciadora de molde superior; 12. Placa espaciadora del molde superior; 13. Base del molde superior; 14. Matriz de punzón; 15. Matriz de rebordeado; 16. Resorte de nitrógeno; 17. Herramienta de roscado; 18. Matriz de corte; 19. Matriz de precurvado; 20. Matriz de doblado; 21. Tornillo de límite; 22. Resorte; 23. Matriz de corte; 24. Estructura de punzón cónico.
Conclusión
Los ingenieros instalan un dispositivo de roscado en la matriz progresiva basándose en la estructura de la pieza de chapa metálica en forma de U.
El dispositivo de roscado convierte el movimiento vertical de la matriz superior en movimiento rotacional, formando así roscas internas.
Para los orificios de rosca interna en la superficie de doblado, la secuencia de estampado implica roscado seguido de doblado.
Para evitar que el rebordeado incompleto se produzca debido a daños en los componentes de la matriz que afecten al roscado, los ingenieros instalan un dispositivo de detección de alimentación incorrecta antes del roscado.
Los ingenieros han validado la matriz a través de la producción real: su estructura es racional y las piezas formadas cumplen con los requisitos.
PREGUNTAS MÁS FRECUENTES:
¿Qué es una matriz progresiva y cómo da forma a la chapa metálica?
Una matriz progresiva es una herramienta especializada utilizada en estampación que moldea la chapa metálica mediante una serie de operaciones secuenciales, como troquelado, punzonado, rebordeado, plegado y roscado. Cada estación realiza una tarea específica, produciendo piezas complejas de forma eficiente y consistente.
¿Cómo funciona una unidad de roscado en una matriz progresiva?
La unidad de roscado convierte el movimiento vertical de la matriz superior en movimiento rotatorio mediante un tornillo y engranajes. Esto permite la formación de roscas internas directamente en la pieza de chapa metálica durante la producción.
¿Por qué son necesarios procesos de doblado de dos pasos para chapas más gruesas?
Las chapas metálicas más gruesas tienden a recuperar su elasticidad después del doblado. Los operarios realizan un predoblado seguido del doblado final para controlar la recuperación elástica, garantizando ángulos precisos y evitando imprecisiones dimensionales.
¿Cuál es la función de un eyector inclinado en el conformado de chapa metálica?
Un eyector inclinado evita que los orificios de rosca doblados queden bloqueados dentro de la matriz, lo que garantiza una extracción suave de la pieza formada y evita daños en características delicadas como roscas internas o bridas.
¿Cómo el troquelado progresivo mejora la eficiencia para piezas de tamaño pequeño?
Para piezas pequeñas con dificultades de posicionamiento, las matrices de una sola etapa suelen generar altos índices de desperdicio. Las matrices progresivas reducen el desperdicio al realizar múltiples operaciones secuencialmente, lo que aumenta la precisión y la eficiencia general de la producción.
¿Qué pasos están involucrados en la formación de una pieza de chapa metálica en forma de U con un orificio roscado?
La secuencia de conformado incluye troquelado, punzonado, rebordeado, predoblado, plegado y roscado. Se incorporan medidas adicionales como recorte, ranurado e inserción de pasos libres para mantener la resistencia de la matriz y la calidad de la pieza.
¿Cómo se utiliza un dispositivo de detección de alimentación incorrecta en operaciones de troquel progresivo?
Un detector de atascos de papel supervisa la calidad de la tira y el avellanado. Si la tira se atasca o el avellanado no cumple con las especificaciones, el dispositivo alerta y detiene la prensa, evitando así piezas defectuosas y daños en el troquel.
¿Qué consideraciones de diseño se aplican a las secciones de doblado y roscado de la matriz?
El punzón de doblado está inclinado para evitar mantener la posición de doblados anteriores, y se añaden calzas para ajustar la altura de la unidad de roscado. Esto garantiza un roscado y una expulsión suaves y sin interferencias.
¿Cómo se utilizan los pasos inactivos en el diseño de matrices progresivas?
Los pasos de inactividad, como los pasos ②-③ o ⑫-⑯, permiten espacio para insertos, detectores de atascos o componentes de la matriz mientras no se realiza el conformado activo. Estos pasos ayudan a optimizar la resistencia de la matriz y a mantener el espaciado adecuado entre operaciones.
¿Cómo se valida la matriz progresiva para su uso en producción?
Los ingenieros validan la matriz mediante corridas de producción reales, verificando que la estructura sea racional, las operaciones funcionen correctamente y las piezas formadas cumplan con las especificaciones de diseño en cuanto a dimensiones, roscas y bridas.
