Stamping Die Essentials: Diseño de tira portadora para troqueles progresivos en conformado de metales

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Nota del editor: Este es el tercero de una serie de artículos que presentan los fundamentos del diseño y construcción de matrices de estampado. Vea también la primera y segunda parte de esta serie.

En mi entrega anterior, hablé del diseño de troqueles para la eliminación eficiente de desechos, del diseño de red portadora para troqueles progresivos, del uso de un sistema de transferencia para transferir la pieza de una estación a otra y de los parámetros de la prensa. Ahora profundicemos en los parámetros de diseño de una tira portadora para un troquel progresivo.

En una matriz progresiva, una tira de material se alimenta continuamente y se secuencia a través de varias operaciones de corte y conformado hasta que se fabrican una o más piezas completas.

Para que la pieza se mueva de estación en estación, se amarra con una porción del material base utilizado para fabricarla. Este material adicional fuera de la pieza, llamado red portadora, se corta y se desecha como chatarra una vez terminada la pieza.

Las redes portadoras varían dependiendo de la operación que se realiza en el troquel progresivo.

Generalmente se utiliza un soporte sólido (ver Figura 1) para operaciones básicas de corte y doblado. No permite ningún movimiento vertical de las piezas; toda la tira debe permanecer plana y recta durante toda la carrera de prensa. Tener estaciones a diferentes alturas dentro de la herramienta dará como resultado una longitud o distancia de paso inconsistente entre cada pieza. Los soportes sólidos sólo se pueden utilizar cuando hay muy poco o ningún metal que fluya o se mueva dentro de la geometría de la pieza.

Un soporte de banda elástica (consulte la Figura 2) es más adecuado para aplicaciones que implican mucho conformado profundo, embutición o estampado, así como múltiples reducciones. Permite que el metal fluya libremente sin alterar la distancia de la línea central entre cada una de las piezas y funciona con estaciones de troquel progresivo de diferentes alturas.

Tenga en cuenta que incluso si se ha eliminado una gran cantidad de metal alrededor de la pieza en bruto, el soporte no es necesariamente un soporte elástico. Por ejemplo, el diseño del transportador que se muestra en la Figura 3 a menudo se describe como un transportador extensible, pero no permite que el metal fluya hacia adentro ni que cada parte se mueva hacia arriba y hacia abajo de forma independiente.

Si bien el transportador debe estar diseñado para flexionarse con el movimiento del metal, también debe permanecer lo suficientemente fuerte como para resistir la flexión durante el proceso de alimentación. Se necesita aproximadamente el 10% del peso de la pieza para moverla horizontalmente. Por ejemplo, si la pieza terminada pesa 1 libra, se necesita 1/10 de libra de fuerza para moverla. Si hay ocho progresiones, la fuerza total de cada transportador o accesorio flexible debe resistir 8 libras. de fuerza sin doblarse.

No existen fórmulas para determinar la resistencia del soporte, así que utilice su criterio según el tipo y el grosor del material. Si un soporte está diseñado y construido demasiado débil, puede agregar nervaduras de refuerzo antes o después del proceso de corte para aumentar su resistencia.

Desarrollar el transportista es un proceso relativamente simple; La clave es desarrollar suficiente longitud de línea en la red del accesorio para permitir la flexión necesaria. Se utilizan dos métodos principales para desarrollar el soporte: software de simulación y corte de cera manual.

El software de simulación simula el estiramiento del soporte de forma eficaz y precisa. Puede proporcionar resultados de soporte críticos para una cantidad infinita de tipos y espesores de materiales. La Figura 4 muestra una simulación de un soporte de accesorio que se deforma durante un proceso de embutición profunda. La red flexible se deforma tanto horizontal como verticalmente. Esta simulación proporciona datos que incluyen el espesor del acabado, la geometría y la probabilidad de desgarro. Además, el software de simulación puede tener en cuenta cualquier endurecimiento por trabajo o deformación del soporte que pueda ocurrir durante la deformación.

El corte con cera es un método manual para desarrollar un soporte. Requiere una hoja de cera de abejas, un cuchillo afilado o un marcador y una forma de prueba propuesta para el portador. La cera se corta según la forma propuesta para la red de fijación y se estira manualmente horizontal y verticalmente de la forma en que quedará el metal. Si la cera se rompe durante este proceso, es probable que el metal también se rompa.

Se pueden hacer cambios en la longitud de la línea hasta que se obtenga el estiramiento sin romperse, y la geometría terminada de la cera representará fielmente la geometría terminada del metal. La Figura 5 muestra este proceso con un transportador que requiere 1 pulgada de recorrido vertical y 0,375 pulgadas de recorrido horizontal.

Aunque el corte con cera se ha utilizado con éxito durante años, es posible que no sea efectivo con los materiales livianos y de alta resistencia actuales.

El diseño de la tira portadora es fundamental para el éxito de la operación de estampado progresivo, ya que el portador debe permitir que las piezas se muevan libremente de una estación a otra. Un portaherramientas mal diseñado puede provocar un fallo total de la herramienta.