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Diseño y desarrollo de mecanismo de matriz de punzonado y alimentador

Publicado por

Jimmy Chen

22 de noviembre de 2024

En 8 de octubre de 2024

En mi viaje a través de la fabricación de metales, me he involucrado profundamente en el diseño y desarrollo de matriz de punzonado y mecanismos de alimentación. Estos componentes son esenciales para garantizar la precisión y la eficiencia del proceso de punzonado, lo que permite una producción consistente de piezas de alta calidad. Comprender la compleja relación entre la matriz y el mecanismo de alimentación me ha permitido optimizar los diseños y mejorar el rendimiento general. En este artículo, exploraré las consideraciones e innovaciones clave en el diseño y desarrollo de matrices de punzonado y mecanismos de alimentación, compartiendo conocimientos que pueden beneficiar tanto a profesionales nuevos como a los experimentados del sector.

Abstracto

Hoy en día, en la rápida competencia industrial, el principal objetivo es obtener la mejor calidad del producto en el menor tiempo posible. Para lograr la mejor calidad y la máxima producción, se utilizan las máquinas más avanzadas. Sin embargo, no es de extrañar que se utilicen exclusivamente máquinas avanzadas; mantener su rendimiento es una necesidad real de las industrias. Además, brindar a los trabajadores instalaciones adecuadas, un buen ambiente y reducir su esfuerzo es uno de los objetivos para lograr la mejor calidad y una alta producción. Por ello, hemos diseñado y desarrollado una nueva matriz de punzonado existente con mayor capacidad de producción según los requisitos para alcanzar el valor de producción, y también hemos diseñado un mecanismo de alimentación para un manejo eficaz del producto y una mayor facilidad de trabajo para el operador.

Introducción

La prensa es una máquina herramienta para conformar metales, diseñada para moldear o cortar metal mediante la aplicación de fuerza o presión mecánica. El metal se moldea a la forma deseada sin retirar virutas. Las herramientas de prensado están diseñadas exclusivamente para la producción en masa. La operación con chapa metálica desempeña un papel importante en las obras de ingeniería. Prensa Las herramientas se fabrican para producir un componente específico en grandes cantidades, principalmente de chapa metálica. Las principales operaciones de las herramientas de prensado son el corte y el conformado de chapa metálica. Componentes de chapa metálica, como piezas de automóviles, electrodomésticos y equipos electrónicos, se producen mediante herramientas de prensado. Actualmente, numerosas piezas de chapa metálica se utilizan en numerosos sectores, independientemente de su campo de aplicación, como la mecánica, la electricidad, la electrónica y la informática. Los componentes de chapa metálica se utilizan principalmente para los siguientes fines:

● Menor peso

● Menos costoso

● Reemplazable y mejor estética.

1.1 Planteamiento del problema

● Diseñar matrices y punzones que sean altamente eficientes.

● Desarrollar una matriz de punzonado junto con su alimentador para mejorar la tasa de producción del producto minimizando los esfuerzos humanos y el tiempo de mecanizado.

● Diseño y simulación de matriz y punzón para varilla metálica en doblado redondo.

1.2 Alcance

El objetivo de este proyecto es desarrollar un dispositivo de tecnología de asistencia que permita a las personas con discapacidades graves destacarse en el ámbito laboral. Esto se logrará identificando y comprendiendo un proceso que requiera mejoras y diseñando un dispositivo acorde a ellas.

Para el propósito principal de esta investigación se crean los siguientes alcances:

● Mejorar la productividad, el rendimiento laboral y reducir el tiempo del proceso.

● Desarrollar el diseño más eficiente y simple del punzón y la matriz para que sean fáciles de fabricar; no se recomiendan formas y tamaños complejos.

● El siguiente alcance es la medición de geometría que involucra las dimensiones de un diseño, incluyendo longitud, ancho, grosor, altura, ángulo entre líneas, diámetro, etc. Las dimensiones del diseño de la matriz y el punzón se miden para formar una vista tridimensional para obtener una imagen más clara.

● Realizar análisis mediante FEA y validación. La validación es el proceso de comprobar si un elemento cumple un criterio determinado. La validación es importante porque impide que se introduzcan en una base de datos o sistema informático datos que no puedan ser verdaderos ni reales. Desarrollar la metodología del diseño propuesto.

2. Consideraciones importantes para el diseño de un juego de matrices de punzonado

● El costo de fabricación depende de la vida útil del conjunto de matrices, por lo que la selección del material debe realizarse con cuidado, teniendo en cuenta las propiedades de resistencia y resistencia al desgaste.

● Normalmente, el molde se endurece mediante un tratamiento térmico, por lo que el diseño debe contemplar todas las precauciones y tolerancias para superar los efectos nocivos del tratamiento térmico.

La precisión de la producción de una matriz depende directamente de la precisión de sus componentes. El diseño debe centrarse en mantener dimensiones precisas y tolerancias ajustadas.

● El proceso debe ser a prueba de golpes, si es inevitable, las propiedades resistentes a los golpes también se deben considerar al seleccionar el material de los componentes del juego de matrices.

● Junto con la importante consideración del diseño, también se debe conocer la selección adecuada del material para los componentes de un juego de matrices y los distintos tipos de aceros para herramientas con su idoneidad para los componentes del juego de matrices.

El material o acero para herramientas seleccionado debe ser muy resistente al desgaste y a la carga. Al mismo tiempo, los componentes de la matriz pueden tener formas y diseños complejos y requerir un dimensionamiento muy preciso. La mayoría se fabrican mediante operaciones de mecanizado y acabado. Su fabricación implica el procesamiento del acero para herramientas, que posteriormente se endurece mediante diferentes métodos, como el endurecimiento por agua, el endurecimiento por aceite, el endurecimiento por aire y recubrimientos duros. Al seleccionar el material del componente de la matriz, se deben considerar los siguientes factores.

● Vida útil del componente del juego de matrices según sea necesario.

● Capacidad para soportar desgaste, golpes y cargas (tipo de proceso al que está sometido).

● Sus costos, tanto iniciales como operativos.

3. Importancia del efecto de recuperación elástica

La evaluación del rendimiento del conformado es fundamental cuando se prensan piezas complejas de gran tamaño, como paneles de automóviles, para controlar los defectos de conformado y obtener piezas precisas. La fijabilidad de la forma es uno de los principales indicadores para evaluar la formabilidad de la chapa. Se define como el grado de fijación del tamaño y la forma de la pieza conformada. Durante el plegado, se aplica una carga para doblar la pieza en la forma deseada. Tras el plegado, al retirar la carga, la deformación total sobre la pieza se reduce gracias a la recuperación elástica. Esto provoca una discrepancia en la forma de la pieza, conocida como recuperación elástica. El mantenimiento de las tolerancias geométricas en la pieza terminada es un reto importante en el proceso de plegado por aire. Este problema está relacionado con la recuperación elástica, que resulta de la interacción de diversos parámetros, como las propiedades del material, la geometría de la pieza, las herramientas y los parámetros del proceso. Durante el plegado, la fuerza de plegado es la fuerza necesaria para deformar la chapa metálica a la forma requerida. Las relaciones fuerza de plegado-recorrido del punzón pueden compararse con los resultados del modelo de plegado y se pueden realizar las correcciones necesarias para un mejor control del proceso.