¿Que es una Matriz?

Elemento Básico del troquel en la que se coloca la pieza para el punzonado,
teniendo la forma negativa de la pieza y se apoya sobre la placa inferior ,
intercalándose una sufridera.




Para el diseño Utilizan Programas como:

• AutoCAD
• SolidWorks
• CamWorks
FACTORES DE INFLUENCIA EN LA ELECCION


• Geometría de la pieza a fabricar

• Tamaño de la pieza

• Características del material a transformar

• Producción a realizar

• Tolerancias de acabado

• Características de la prensa

• Nivel de presupuesto
Proceso de transformación

• Manual

• Semiautomática

• Automática


CLASIFICACIÓN DE LAS MATRICES

• De puente

• Con pisador

• Coaxial o doble

• efectoProgresiva
MATRIZ DE PUENTE

1.ESPIGA
2.BASE S.
3.P. PUNZONES
4.PUNZÓN
5.P. PUENTE
6.CHAPA
7.BASE I.
8.P. MATRIZ
9.REGLAS GUÍA
10.COLUMNAS GUÍA
MATRIZ CON PISADOR

1.BASE INFERIOR
2.SUFRIDERA INFERIOR
3.PLACA MATRIZ
4.REGLAS GUÍA DE BANDA
5.PISADOR
6.PORTA PUNZONES
7.SUFRIDERA SUPERIOR
8.BASE SUPERIOR
9.PUNZÓN DE CORTE
10.RESORTE
11.CASQUILLO GUÍA
12.COLUMNA GUÍA
MATRIZ CON PISADOR



                                                    Planta superior




                                                    Planta inferior
                                            Matriz progresiva con pisador
            Matriz progresiva con pisador




La producción de piezas mediante matrices con pisador o de guía flotante se
recomienda en la inmensa mayoría de los procesos de corte y conformado. En
ellas se asegura la plenitud de la chapa y su inmovilización durante la
penetración de los punzones y también en su fase de extracción en la
carrera de retroceso. además, se evita la formación de arrugas u otras
deformaciones no deseadas.
MATRIZ COAXIAL O DOBLE EFECTO




   Recomendable para piezas que
   requieran una gran
   concentricidad entre diferentes
   punzonados.
MATRIZ PROGRESIVA

FINALIDAD

Transformar la banda, hasta dejar la pieza acabada.
TRANSFORMACIONES

Cortar
Doblar
Embutir
Recortar
Engrapar
Bordonar
Arrollar
Repulsar           POSIBLES ANOMALIAS EN PIEZAS
Extrucionar
Acuñar             Rebabas
Perfilar           Desgarros
                   Roturas de material
DEFECTOS CON TOLERANCIA                   CAUSAS QUE LOS ORIGINAN
INADECUADA
                                          Materiales o tratamientos defectuosos
Desgaste excesivo de la matriz y punzón   Montaje incorrecto de la matriz
Rebabas en la pieza                       Ajustes inadecuados
Arranque de material                      Técnicas de construcción deficientes
Medidas incorrectas                       Mantenimiento inapropiado
Perfil poco definido............          Chapa de mala calidad...........
TRANSFORMACIONES

CORTAR

Separación completa de una parte del material por medio de una herramienta.

DOBLAR

Factores a tener en cuenta

La pieza no debe sufrir ningún movimiento durante el doblado.
Los radios de doblado serán como mínimo igual al espesor de la chapa.
Las superficies en contacto con la chapa estarán lisas y pulidas.
EMBUTIR

Transformación de una chapa plana en un objeto hueco

FORMAS

Cilíndrica
Rectangular
Cuadrada
Irregular

TIPOS DE EMBUTICIONES

Simple efecto
Doble efecto
Triple efecto
FACTORES A TENER EN CUENTA EN LAS
                                    EMBUTICIONES

•La calidad y el espesor del material deben ser constantes
•Los radios del punzón y la matriz los adecuados
•Los diámetros y profundidades de las embuticiones
proporcionales
•La fuerza del pisador sobre la chapa la correcta
•La velocidad de embutición la mas idónea
•La lubricación de la chapa la mas apropiada
ENGRAPAR

APLICACIONES
 Bidones
 Latas
 Recipientes
 Ensamblaje de componentes


FORMAS
 Redonda
 Cuadrada
 Rectangular
 Ovalada
 Irregular
BORDONAR
Dar forma de rizo en el borde exterior de un recipiente.



EFECTO
 Dar más rigidez
 Reducir la deformación


APLICACIÓNES
 Recipientes de todo tipo
MEDIOS
 Matrices
 Máquinas especiales
ARROLLAR
Formar un ojal o rizo en el extremo de una chapa plana.

  APLICACIONES
  • Bisagras
  • Perfiles acanalados
  • Elementos giratorios

  FORMULA

                   di = 1,5 · e

  • Donde:
  • di= diámetro interior del arrollado
  • e= espesor de la chapa
EXTRUSIONAR
Extraer fuera de la matriz, el material blando de un disco inicial.


Altura obtenible:
• h = 8 ·∅D (para piezas de ∅8 a ∅60 mm)
• h = 3 ·∅D (para piezas de ∅60 a ∅100 mm)

Donde:
• D =Diámetro exterior del objeto
• h =Altura máxima obtenible



APLICACIÓN
• Tubos
• Cápsulas
• Botellas
• Embases
Espesores entre 0,4 y 3 mm.




 VENTAJAS

  Rapidez de producción.
  Simplicidad de útiles.
  Poca mano de obra.
Principales Componentes de las matrices
 Base Superior e Inferior
 Sufridera Superior e Inferior
 Placa matriz o Matrices
 Reglas de guiado de chapa
 Pisador o Prensa chapas
 Porta Punzones
 Punzones Centradores...........
F
REGLAS GUÍA

MISIÓN
 Guiar la banda dentro de la matriz.

CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS
 Resistencia al desgaste.
 Anchura de guiado suficiente.
 Altura según banda y pieza a transformar.
 Facilidad de construcción y mantenimiento.
 Acabados de calidad media.
   PISADOR O PRENSA CHAPAS

   MISIÓN
   Mantener la chapa plana antes,durante y después del corte.

   ESPESOR RECOMENDADO
   e = 0.4 · h

 e = espesor de la placa
 h = altura de punzones
 CARACTERÍSTICAS
 Máx. Perpendicularidad de la cara de apoyo y los
  alojamientos de punzones
 Ajuste de calidad H7
 Buena Fuerza extracción (aprox. 10% de corte)

   PORTA PUNZONES

   ESPESOR RECOMENDADO
   e = 0.33 · L

   e = espesor de placa
   L = longitud de punzón

 CARACTERÍSTICAS
 Perpendicularidad entre la cara de apoyo y los
  alojamientos de los punzones
 Buen ajuste de los punzones
 Facilidad de mantenimiento
 PILOTOS CENTRADORES

 MISIÓN
 Centrar la banda (o la pieza) para garantizar
    una correcta transformación.

 CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS
 Precisión de centraje (0.05 < que alojamiento)
 Superficies rectificadas
 Tratamientos y acabados de calidad
 CÁLCULOS TÉCNICOS
 Fuerza de corte
 Fuerza de extracción
 Tolerancia de corte
 Fuerza de doblado
 Factor de retorno del material
 Cálculo de la fibra neutra
 Desarrollos de cuerpos embutidos
 Número de embuticiones
 Presión del prensa-chapas

   FUERZA DE CORTE
   Esfuerzo F para el corte de chapa:

   Fórmula: F = P · e · Rst.

   Siendo:
   P =Perímetro de corte en mm.
   e =Espesor de la chapa en mm.
   Rst. =Resistencia del material a la cortadura en
    Kgf/mm2


Fórmula: Fex= 0.10 · Fc.
Siendo:
Fc= Fuerza de corte
TOLERANCIA DE CORTE
La tolerancia vendrá determinada por dos factores:
El espesor del material.
La resistencia al corte del propio material (Kg. mm2)
DOBLADO EN FORMA DE «V»
Formula: P=s(b)(Kd)3(I)=
Siendo:
P=Fuerza necesaria para el doblado
b=Ancho del material a doblar
l=Distancia entre apoyos
s=Espesor de la chapa
Kt=Coeficiente de rotura a la tracción en
Kg/mm2
Kd=Solicitud a la flexión en
Kg/mm2(Kd=2·Kt)
DOBLADO EN FORMA DE «L»
formula:P =s(b)(Kd)6=
Siendo:
P=Fuerza necesaria para el doblado
b=Ancho del material a doblar
l=Distancia entre apoyos
s=Espesor de la chapa
Kt=Coeficiente de rotura a la
tracción en Kg/mm2
Kd=Solicitud a la flexión en
Kg/mm2(Kd=2·Kt)
DOBLADO EN FORMA DE
«U»
formula: =s(b)(Kd)6 2=
Siendo:
P=Fuerza necesaria para el
doblado
b=Ancho del material a doblar
l=Distancia entre apoyos
s=Espesor de la chapa
Kt=Coeficiente de rotura a la
tracción en Kg/mm2.
Kd=Solicitud a la flexión en
Kg/mm2(Kd=2·Kt)
FACTOR DE RETORNO
Valor que la chapa tiende a
recuperar después de la acción del
punzón.
FACTORES DE INFLUENCIA
El ángulo de doblado
La resistencia del material
El espesor de la chapa
El radio de plegado
FIBRA NEUTRA
Zona del material que no está
sujeta ni a tracción ni a
compresión.
Cálculo necesario para
conocer el desarrollo de las
piezas dobladas.




                 CÁLCULO DE EMBUTICIONES
                 Determinación de las dimensiones de la chapa antes
                 de embutir el objeto.
                 FINALIDAD
                 Economía de material
                 Facilidad de embutición
                 Reducción del número de útiles
                 Capacidad de embutición
                 Número de transformaciones
OPERATIVA
Calcular el diámetro inicial del
objeto a embutir
Calcular las medidas del primer
diámetro y primera altura a obtener
Aplicar las sucesivas reducciones
posteriores
PRESIÓN DEL PRENSACHAPAS
Presiones específicas:
Para chapa de Aluminio:Entre 8 ¸
10 Kg./cm2
Para chapa de Hierro:Aprox. 15
Kg./cm2
Para chapa de Acero Dulce:Aprox.
20 Kg./cm2
Presión del pisador:
Pp = 0.785 · ( D - d ) · p
D = Diámetro inicial del disco de
chapa
d = Diámetro final de la pieza
embutida
p = Presión específica s/ tabla
Diseño de estampado de matrices

Diseño de estampado de matrices

  • 2.
    ¿Que es unaMatriz? Elemento Básico del troquel en la que se coloca la pieza para el punzonado, teniendo la forma negativa de la pieza y se apoya sobre la placa inferior , intercalándose una sufridera. Para el diseño Utilizan Programas como: • AutoCAD • SolidWorks • CamWorks
  • 3.
    FACTORES DE INFLUENCIAEN LA ELECCION • Geometría de la pieza a fabricar • Tamaño de la pieza • Características del material a transformar • Producción a realizar • Tolerancias de acabado • Características de la prensa • Nivel de presupuesto
  • 4.
    Proceso de transformación •Manual • Semiautomática • Automática CLASIFICACIÓN DE LAS MATRICES • De puente • Con pisador • Coaxial o doble • efectoProgresiva
  • 5.
    MATRIZ DE PUENTE 1.ESPIGA 2.BASES. 3.P. PUNZONES 4.PUNZÓN 5.P. PUENTE 6.CHAPA 7.BASE I. 8.P. MATRIZ 9.REGLAS GUÍA 10.COLUMNAS GUÍA
  • 6.
    MATRIZ CON PISADOR 1.BASEINFERIOR 2.SUFRIDERA INFERIOR 3.PLACA MATRIZ 4.REGLAS GUÍA DE BANDA 5.PISADOR 6.PORTA PUNZONES 7.SUFRIDERA SUPERIOR 8.BASE SUPERIOR 9.PUNZÓN DE CORTE 10.RESORTE 11.CASQUILLO GUÍA 12.COLUMNA GUÍA
  • 7.
    MATRIZ CON PISADOR Planta superior Planta inferior Matriz progresiva con pisador Matriz progresiva con pisador La producción de piezas mediante matrices con pisador o de guía flotante se recomienda en la inmensa mayoría de los procesos de corte y conformado. En ellas se asegura la plenitud de la chapa y su inmovilización durante la penetración de los punzones y también en su fase de extracción en la carrera de retroceso. además, se evita la formación de arrugas u otras deformaciones no deseadas.
  • 8.
    MATRIZ COAXIAL ODOBLE EFECTO Recomendable para piezas que requieran una gran concentricidad entre diferentes punzonados.
  • 9.
    MATRIZ PROGRESIVA FINALIDAD Transformar labanda, hasta dejar la pieza acabada.
  • 10.
    TRANSFORMACIONES Cortar Doblar Embutir Recortar Engrapar Bordonar Arrollar Repulsar POSIBLES ANOMALIAS EN PIEZAS Extrucionar Acuñar Rebabas Perfilar Desgarros Roturas de material
  • 11.
    DEFECTOS CON TOLERANCIA CAUSAS QUE LOS ORIGINAN INADECUADA Materiales o tratamientos defectuosos Desgaste excesivo de la matriz y punzón Montaje incorrecto de la matriz Rebabas en la pieza Ajustes inadecuados Arranque de material Técnicas de construcción deficientes Medidas incorrectas Mantenimiento inapropiado Perfil poco definido............ Chapa de mala calidad...........
  • 12.
    TRANSFORMACIONES CORTAR Separación completa deuna parte del material por medio de una herramienta. DOBLAR Factores a tener en cuenta La pieza no debe sufrir ningún movimiento durante el doblado. Los radios de doblado serán como mínimo igual al espesor de la chapa. Las superficies en contacto con la chapa estarán lisas y pulidas.
  • 13.
    EMBUTIR Transformación de unachapa plana en un objeto hueco FORMAS Cilíndrica Rectangular Cuadrada Irregular TIPOS DE EMBUTICIONES Simple efecto Doble efecto Triple efecto
  • 14.
    FACTORES A TENEREN CUENTA EN LAS EMBUTICIONES •La calidad y el espesor del material deben ser constantes •Los radios del punzón y la matriz los adecuados •Los diámetros y profundidades de las embuticiones proporcionales •La fuerza del pisador sobre la chapa la correcta •La velocidad de embutición la mas idónea •La lubricación de la chapa la mas apropiada
  • 15.
    ENGRAPAR APLICACIONES  Bidones  Latas Recipientes  Ensamblaje de componentes FORMAS  Redonda  Cuadrada  Rectangular  Ovalada  Irregular
  • 17.
    BORDONAR Dar forma derizo en el borde exterior de un recipiente. EFECTO  Dar más rigidez  Reducir la deformación APLICACIÓNES  Recipientes de todo tipo MEDIOS  Matrices  Máquinas especiales
  • 19.
    ARROLLAR Formar un ojalo rizo en el extremo de una chapa plana. APLICACIONES • Bisagras • Perfiles acanalados • Elementos giratorios FORMULA di = 1,5 · e • Donde: • di= diámetro interior del arrollado • e= espesor de la chapa
  • 20.
    EXTRUSIONAR Extraer fuera dela matriz, el material blando de un disco inicial. Altura obtenible: • h = 8 ·∅D (para piezas de ∅8 a ∅60 mm) • h = 3 ·∅D (para piezas de ∅60 a ∅100 mm) Donde: • D =Diámetro exterior del objeto • h =Altura máxima obtenible APLICACIÓN • Tubos • Cápsulas • Botellas • Embases
  • 21.
    Espesores entre 0,4y 3 mm.  VENTAJAS Rapidez de producción. Simplicidad de útiles. Poca mano de obra.
  • 22.
    Principales Componentes delas matrices  Base Superior e Inferior  Sufridera Superior e Inferior  Placa matriz o Matrices  Reglas de guiado de chapa  Pisador o Prensa chapas  Porta Punzones  Punzones Centradores...........
  • 23.
  • 24.
    REGLAS GUÍA MISIÓN  Guiarla banda dentro de la matriz. CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS  Resistencia al desgaste.  Anchura de guiado suficiente.  Altura según banda y pieza a transformar.  Facilidad de construcción y mantenimiento.  Acabados de calidad media.
  • 25.
    PISADOR O PRENSA CHAPAS   MISIÓN  Mantener la chapa plana antes,durante y después del corte.   ESPESOR RECOMENDADO  e = 0.4 · h   e = espesor de la placa  h = altura de punzones  CARACTERÍSTICAS  Máx. Perpendicularidad de la cara de apoyo y los alojamientos de punzones  Ajuste de calidad H7  Buena Fuerza extracción (aprox. 10% de corte) 
  • 26.
    PORTA PUNZONES   ESPESOR RECOMENDADO  e = 0.33 · L   e = espesor de placa  L = longitud de punzón   CARACTERÍSTICAS  Perpendicularidad entre la cara de apoyo y los alojamientos de los punzones  Buen ajuste de los punzones  Facilidad de mantenimiento
  • 27.
     PILOTOS CENTRADORES  MISIÓN  Centrar la banda (o la pieza) para garantizar una correcta transformación.   CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS  Precisión de centraje (0.05 < que alojamiento)  Superficies rectificadas  Tratamientos y acabados de calidad
  • 28.
     CÁLCULOS TÉCNICOS Fuerza de corte  Fuerza de extracción  Tolerancia de corte  Fuerza de doblado  Factor de retorno del material  Cálculo de la fibra neutra  Desarrollos de cuerpos embutidos  Número de embuticiones  Presión del prensa-chapas
  • 29.
      FUERZA DE CORTE  Esfuerzo F para el corte de chapa:   Fórmula: F = P · e · Rst.   Siendo:  P =Perímetro de corte en mm.  e =Espesor de la chapa en mm.  Rst. =Resistencia del material a la cortadura en Kgf/mm2  
  • 31.
    Fórmula: Fex= 0.10· Fc. Siendo: Fc= Fuerza de corte
  • 32.
    TOLERANCIA DE CORTE Latolerancia vendrá determinada por dos factores: El espesor del material. La resistencia al corte del propio material (Kg. mm2)
  • 33.
    DOBLADO EN FORMADE «V» Formula: P=s(b)(Kd)3(I)= Siendo: P=Fuerza necesaria para el doblado b=Ancho del material a doblar l=Distancia entre apoyos s=Espesor de la chapa Kt=Coeficiente de rotura a la tracción en Kg/mm2 Kd=Solicitud a la flexión en Kg/mm2(Kd=2·Kt)
  • 34.
    DOBLADO EN FORMADE «L» formula:P =s(b)(Kd)6= Siendo: P=Fuerza necesaria para el doblado b=Ancho del material a doblar l=Distancia entre apoyos s=Espesor de la chapa Kt=Coeficiente de rotura a la tracción en Kg/mm2 Kd=Solicitud a la flexión en Kg/mm2(Kd=2·Kt)
  • 35.
    DOBLADO EN FORMADE «U» formula: =s(b)(Kd)6 2= Siendo: P=Fuerza necesaria para el doblado b=Ancho del material a doblar l=Distancia entre apoyos s=Espesor de la chapa Kt=Coeficiente de rotura a la tracción en Kg/mm2. Kd=Solicitud a la flexión en Kg/mm2(Kd=2·Kt)
  • 36.
    FACTOR DE RETORNO Valorque la chapa tiende a recuperar después de la acción del punzón. FACTORES DE INFLUENCIA El ángulo de doblado La resistencia del material El espesor de la chapa El radio de plegado
  • 37.
    FIBRA NEUTRA Zona delmaterial que no está sujeta ni a tracción ni a compresión. Cálculo necesario para conocer el desarrollo de las piezas dobladas. CÁLCULO DE EMBUTICIONES Determinación de las dimensiones de la chapa antes de embutir el objeto. FINALIDAD Economía de material Facilidad de embutición Reducción del número de útiles Capacidad de embutición Número de transformaciones
  • 38.
    OPERATIVA Calcular el diámetroinicial del objeto a embutir Calcular las medidas del primer diámetro y primera altura a obtener Aplicar las sucesivas reducciones posteriores
  • 39.
    PRESIÓN DEL PRENSACHAPAS Presionesespecíficas: Para chapa de Aluminio:Entre 8 ¸ 10 Kg./cm2 Para chapa de Hierro:Aprox. 15 Kg./cm2 Para chapa de Acero Dulce:Aprox. 20 Kg./cm2 Presión del pisador: Pp = 0.785 · ( D - d ) · p D = Diámetro inicial del disco de chapa d = Diámetro final de la pieza embutida p = Presión específica s/ tabla