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ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE
CHIMBORAZO
FACULTAD DE MECÁNICA
INGENIERÍA MECÁNICA
TEMA: Diseño de Troqueles Progresivos
ASIGNATURA: D.A.C
AUTOR: Daniel Orozco
CÓDIGO: 6999
SEMESTRE: Cuarto “B”
FECHA Y LUGAR: Riobamba, 18 de junio del 2016
1
INDICE
INDICE.............................................................................................................................. 1
ILUSTRACIONES............................................................................................................. 2
LISTA DE ABREVIATURAS............................................................................................. 5
RESÚMEN ........................................................................................................................ 6
ESTUDIO DEL ARTE DEL DISEÑO DE TROQUELES PROGRESIVOS...................... 7
1.QUE ES UN TROQUEL ............................................................................................ 7
2.ELEMENTOS DE UN TROQUEL.............................................................................. 8
3.CLASIFICACIÓN DE LOS TROQUELES............................................................... 10
SIMPLES ................................................................................................................ 11
COMPUESTOS...................................................................................................... 11
PROGRESIVOS ..................................................................................................... 12
4.PROCESOS DE FABRICACIÓN (Troquelado) ...................................................... 13
PROCESOS DE CORTE........................................................................................ 14
 EL CIZALLADO ............................................................................................ 15
 PUNZONADO Y RECORTADO................................................................... 16
PROCESOS DE FORMADO.................................................................................. 16
 DOBLADO.................................................................................................... 16
 ESTAMPADO ............................................................................................... 17
DISEÑO DE TROQUELES PROGRESIVO EN NX 10.................................................. 18
ETAPA 1: Configurar cada una de las estaciones..................................................... 18
ETAPA 2: Diseño del material de desecho................................................................ 27
ETAPA 3: Diseño de los punzones y troquel ............................................................. 29
ETAPA 4: Simulación ................................................................................................. 40
BIBLIOGRAFÍA............................................................................................................... 42
RECOMENDACIONES .................................................................................................. 42
ANEXOS......................................................................................................................... 42
2
ILUSTRACIONES
Figura 1............................................................................................................................. 7
Figura 2............................................................................................................................. 8
Figura 3............................................................................................................................. 9
Figura 4........................................................................................................................... 10
Figura 5........................................................................................................................... 11
Figura 6........................................................................................................................... 12
Figura 7........................................................................................................................... 12
Figura 8........................................................................................................................... 13
Figura 9........................................................................................................................... 14
Figura 10......................................................................................................................... 15
Figura 11......................................................................................................................... 16
Figura 12......................................................................................................................... 16
Figura 13......................................................................................................................... 18
Figura 14......................................................................................................................... 18
Figura 15......................................................................................................................... 19
Figura 16......................................................................................................................... 19
Figura 17......................................................................................................................... 20
Figura 18......................................................................................................................... 20
Figura 19......................................................................................................................... 20
Figura 20......................................................................................................................... 21
Figura 21......................................................................................................................... 21
Figura 22......................................................................................................................... 21
Figura 23......................................................................................................................... 21
Figura 24......................................................................................................................... 22
Figura 25......................................................................................................................... 23
Figura 26......................................................................................................................... 23
Figura 27......................................................................................................................... 23
3
Figura 28......................................................................................................................... 23
Figura 29......................................................................................................................... 24
Figura 30......................................................................................................................... 24
Figura 31......................................................................................................................... 24
Figura 32......................................................................................................................... 24
Figura 33......................................................................................................................... 25
Figura 34......................................................................................................................... 25
Figura 35......................................................................................................................... 25
Figura 36......................................................................................................................... 25
Figura 37......................................................................................................................... 26
Figura 38......................................................................................................................... 26
Figura 39......................................................................................................................... 26
Figura 40......................................................................................................................... 26
Figura 41......................................................................................................................... 27
Figura 42......................................................................................................................... 27
Figura 43......................................................................................................................... 28
Figura 44......................................................................................................................... 28
Figura 45......................................................................................................................... 29
Figura 46......................................................................................................................... 29
Figura 47......................................................................................................................... 30
Figura 48......................................................................................................................... 30
Figura 49......................................................................................................................... 31
Figura 50......................................................................................................................... 31
Figura 51......................................................................................................................... 31
Figura 52......................................................................................................................... 32
Figura 53......................................................................................................................... 32
Figura 54......................................................................................................................... 32
Figura 55......................................................................................................................... 33
4
Figura 56......................................................................................................................... 33
Figura 57......................................................................................................................... 34
Figura 58......................................................................................................................... 34
Figura 59......................................................................................................................... 34
Figura 60......................................................................................................................... 35
Figura 61......................................................................................................................... 35
Figura 62......................................................................................................................... 35
Figura 63......................................................................................................................... 36
Figura 64......................................................................................................................... 36
Figura 65......................................................................................................................... 37
Figura 66......................................................................................................................... 37
Figura 67......................................................................................................................... 38
Figura 68......................................................................................................................... 38
Figura 69......................................................................................................................... 38
Figura 70......................................................................................................................... 39
Figura 71......................................................................................................................... 39
Figura 72......................................................................................................................... 39
Figura 73......................................................................................................................... 40
Figura 74......................................................................................................................... 40
Figura 75......................................................................................................................... 41
5
LISTA DE ABREVIATURAS
𝐸𝑆𝐶: Escala
𝑅: Radio
𝐹𝐺: Fundición Gris
𝑈𝑁𝐸: Normas Españolas
𝐹: Hierro
𝐷. 𝐴. 𝐶: Dibujo Asistido por Computador
𝐷𝐼𝑁: Normas Alemanas
𝑁°: Número
ℎ: Altura
𝑑: Distancia
∝: Ángulo de elevación
𝑒𝑐𝑡: Etcétera
𝐶𝐴𝑀: Manufactura Asistido por Computador
6
RESÚMEN
El proyecto consiste en el uso de una aplicación del software NX10 el cual se ha elegido
el “Diseño de Troqueles Progresivos” que nos permite reducir el tiempo de diseño de
herramientas, tiempo de cotizacióny el costo de las herramientas. Veremos el adecuado
y eficiente uso del conjunto de comandos y herramientas para el diseño y construcción
de los troqueles, cuyas características y procedimiento se describen en el mismo.
Vamos a aplicar los conocimientos adquiridos durante el segundo parcial
específicamente del software NX 10 que nos imparten en la asignatura D.A.C que es
una materia muy importante en la carrera de Ingeniería Mecánica ya que en el campo
de diseño trabaja un profesional de nuestra carrera.
Conoceremos diferentes propiedades de cada herramienta, proceso de manufactura,
automatización, aplicaciones en la industria, que nos permitirán entender mejor como
trabaja el software.
7
ESTUDIO DEL ARTE DEL DISEÑO DE TROQUELES
PROGRESIVOS
Figura 1
El Diseño de Troqueles Progresivos en el software NX10 nos permite maximizar la
Productividad mediante los Procesos Automatizados Específicos de la Industria.
Al comenzar con un diseño de chapa metálica, la aplicación de software de diseño de
troqueles progresivo en NX te guía por todas las etapas necesarias para desarrollar un
troquel progresivo, agilizar procesos complejos y automatizar tareas para ahorros de
costos considerables.
Los procesos de troquelado son continuos, repetitivos y se desarrollan a una velocidad
de hasta cientos de golpes por minuto, siendo muy útil para la fabricación de productos
en serie y a un costoconsiderablemente bajo, respecto a otros métodos de manufactura.
1. QUE ES UN TROQUEL
El troquel es un útil que se monta sobre una prensa (mecánica, neumática, etc.) que
ejerce una fuerza sobre los elementos del troquel, provocando que la pieza superior
encaje sobre la inferior o matriz. Como consecuencia se produce la estampación del
material que se ha interpuesto entre ambas piezas. Un troquel puede realizar
operaciones de: corte, punzonado, embutición, doblado, o conformado.
8
Figura 2
El troquel es usado en un proceso de manufactura muy empleado en la industria, esta
operación se realiza en frio utilizando máquinas llamadas prensas, obteniendo piezas
metálicas empleadas en automóviles, camiones, aviones, trenes, tractores, equipo de
construcción, muebles, electrodomésticos y en muchos más.
2. ELEMENTOS DE UN TROQUEL
Los elementos de un troquel varían mucho dependiendo las necesidades y
consideraciones en el diseño de este pero por principio de cuentas podemos mencionar
que un troquel siempre consta de tres placas sobre la cual se montan todos los
elementos que conformaran el diseño del troquel y de los cuales se explicara
brevemente su función.
 La placa inferior:Se fija mediante pernos que se introducen por las guías de la
mesa de la prensa y por los agujeros realizados al efecto en la placa. En ella se
fija la matriz y las columnas guía.
 La placa superior: Ha de anclarse en la parte superior de la prensa o carro
mediante pernos que se introducen por las guías de la prensa y las diseñadas al
efecto en la placa. Sobre ella se sitúan las herramientas que actuarán sobre la
pieza y los pistones. Se ha de tener en cuenta que las columnas guía han de
pasar a través de la placa y deben librar la prensa en su posición más
desfavorable.
 La placa pisadora: Va entre las anteriores y su función es fijar la pieza a la
matriz antes de que baje totalmente la prensa y actúen las herramientas de corte
doblado u otras que pasan a través de ella y lo hagan de forma precisa. En el
proceso de ascenso de la prensa tiene la importante función de evitar que la
pieza sea arrastrada por las herramientas que han actuado sobre ella. Para ello
9
se colocanunos pistones que mantienen la placa pisadora sobre la pieza durante
un tramo del ascenso.
 Columnas guía: El guiado de las placas es una faceta importante ya que para
que realicen las placas superior y pisadora su desplazamiento con precisión se
disponen columnas o placas de guiado que se fijan en la placa inferior. Por
consiguiente el ajuste es con apriete y se suelen introducir incrementando la
temperatura en la placa inferior. En las otras ha de haber juego y para evitar su
deterioro y facilitar el deslizamiento se colocan casquillos.
Figura 3
 Casquillos: Son piezas de forma cilíndrica que se fijan a la placa con un ajuste
con apriete suave y con unas bridas para que no se salgan con el uso. El ajuste
con la columna es con juego. Para facilitar el desplazamiento pueden tener
nódulos de grafito o bolas.
 Punzón: Es un elemento de gran dureza que realiza un agujero en la pieza
tienen la forma del orificio que se pretende usualmente circular. Son elementos
normalizados si bien hay medidas que es preciso realizar específicamente. En
este caso son cilíndricos y en la parte superior tienen una “cabeza” de mayor
diámetro.
 Portapunzones: Es la pieza en la que se ubica el punzón determinando su
correcta posición y aportando rigidez de modo que no sufran pandeo ya que al
ser relativamente largos y los esfuerzos tan grandes podrían verse afectados.
 Matriz: Es un elemento básico del troquel en la que se coloca la pieza para el
punzonado. Tiene la forma negativa de la pieza y se apoya sobre la placa inferior
intercalándose una sufridera.
10
Figura 4
 Sufridera: Entre el portapunzones y la placa se coloca una placa más fina de
gran dureza que es la que transmite el esfuerzo a la cabeza del punzón y evita
el deterioro de la placa.
 Pistones: Son resortes neumáticos consistentes en un vástago telescópico que
se mueve por el interior de un cilindro que contiene nitrógeno a presión. El
resorte neumático es un muelle de bajo coeficiente que ofrece autonomía de
funcionamiento al no requerir una instalación neumática ni canalizaciones con
fluidos a presión. Se instalan entre la placa superior y la pisadora y su función
es cuando desciende la prensa comprimirla placa pisadora fijando la pieza antes
de que actúen los punzones (o herramientas) y cuando asciende mantener fija
la pieza mientras salen los punzones. La fuerza de extracción es del orden del 5
al 10% de la de punzonado.
 Setas: Son piezas que se colocan en los lugares susceptibles de rotura como
son los de contacto del vástago del pistón con la placa pisadora. Se realizan con
aleaciones que soporten bien los golpes y se colocan de modo que se puedan
sustituir con sencillez.
 Cáncamos: Son elementos para el transporte de las placas del troquel. Se han
colocado en la inferior y en la superior ya que son las más pesadas. En la
pisadora se han practicado agujeros roscados en los que se enroscan tornillos
que hacen la función de los cáncamos, a los que se amarran las eslingas.
3. CLASIFICACIÓN DE LOS TROQUELES
Los troqueles se pueden clasificar en simples, compuestos y progresivos
11
SIMPLES
De una estación o un paso. Estos troqueles permiten realizar solamente una operación
en cada golpe de la prensa, son de baja productividad y normalmente es necesario el
uso de otros troqueles para poder concluir una pieza y considerarla terminada
Se utilizan para fabricar piezas sencillas como arandelas, accesorios y pequeñas partes
para electrodomésticos, en figura 5 se observa un troquel simple.
Figura 5
COMPUESTOS
De dos o tres estaciones o pasos. Son herramientas que permiten realizar dos o más
operaciones en cada golpe y así agilizar el proceso. Generan mayor productividad y se
utilizan para conformar tarjas, utensilios de cocina, recipientes, partes de estufas, etc.
En la Figura 6 los orificios de la pieza son perforados al mismo tiempo que se corta la
pieza, en lugar de realizarse en una estación previa, esto genera mayor exactitud en la
pieza, cualquiera que sea la exactitud de diseño, esta se duplicara en cada pieza
producida por el troquel.
Los troqueles compuestos son troqueles invertidos, el punzón A esta fijo a la base en
lugar de estar sujeto al brazo de la prensa como en los troqueles convencionales. La
matriz B está sujeta al brazo de la prensa y está apoyada por un espaciador C, el cual
retiene los punzones.
Debido a que todas las operaciones son realizadas en la misma estación, los troqueles
compuestos son más compactos.
12
Figura 6
PROGRESIVOS
De múltiples estaciones o pasos. Un troquel progresivo realiza una serie de operaciones
en tiras de material, en dos o más estaciones durante cada carrera o golpe de la prensa
para producir una pieza, según la tira de material se mueve a través del troquel
progresivo. Cada estación de trabajo realiza una o más operaciones distintas, pero la
tira debe moverse desde la primera estación y a través de cada una de ellas para
producir una parte completa.
Pueden incorporarse en el troquel una o más estaciones intermedias que se les llaman
muertas no para ejecutar trabajo sobre la tira de metal, sino para posicionar la tira,
facilitar el avance de la misma de una estación a otra, proporcionar secciones máximas
de la matriz, o simplificar su construcción.
Figura 7
13
El avance lineal de la tira de material a cada golpe de la prensa se conoce como la
progresión, avance o paso y es igual a la distancia entre estaciones. Las partes de la
tira que no se desean se van cortando de la misma según avanza a través del troquel,
y una o más cintas o lengüetas se dejan conectadas a cada parte parcialmente
completada para conducirla a través de las estaciones del troquel. Algunas veces las
partes se hacen de piezas cortadas individuales, que no forman parte ni están
conectadas a una tira; en tales casos,seemplean de dos mecánicos u otros dispositivos
para el movimiento de la pieza de estación a estación.
En el troquel progresivo, las partes permanecen conectadas a la tira de material que se
hace avanzar, a través del troquel por alimentadores automáticos y posicionados con
rapidez y precisión por medio de guías.
Figura 8
4. PROCESOS DE FABRICACIÓN (Troquelado)
Troquelar es un arte metalmecánico muy importante para la industria, ya que siempre
se busca fabricar productos más eficientes, resistentes, de calidad y económicos que
los obtenidos con cualquier otro proceso productivo comofundición, forja o mecanizado.
Es utilizado en gran variedad de sectores: electrodomésticos (línea blanca), automotriz,
aeronáutico, naval, electrónico e informático. Está enfocado en aprovechar al máximo
el material para fabricar la mayor cantidad de piezas con el menor tiempo y costo
posible.
14
Mediante una prensa, el troquel ejerce presión sobre el material, supera su límite
elástico para transformarlo, ya sea para cortar, doblar o pasar de una lámina plana a
una geometría tridimensional, mediante un proceso de embutido.
La base superior del troquel, dónde está el punzón, se coloca en el ariete (martillo) de
la prensa, en la mesa de trabajo se sujeta el porta matriz o base inferior, con la matriz,
en medio de ambas se ubica la lámina; el punzón penetra la matriz cuando baja
impulsado por la potencia que le proporciona la prensa y con un golpe sobre la lámina
produce el corte, la deformación o la transformación de la lámina para la obtención de
una pieza.
Figura 9
Estos procesos se utilizan para fabricar una amplia variedad de partes eléctricas,
electrónicas de maquinaria y equipo industriales, automotrices, o bien para oficina, el
hogar (como Lavadoras, refrigeradores, estufas), etc.
PROCESOS DE CORTE.
El corte o separación de la lámina se realiza por varios métodos, que dan un nombre
específico al proceso, como son el cizallado, el punzonado y el recortado.
15
Figura 10
 EL CIZALLADO
Es un proceso similar a la operación de cortar papel con tijeras; hay dos formas
muy usuales de cizallado: en guillotina y en cuchillas circulares.
a) Cizallado en guillotina.
El corte se efectúa con dos cuchillas cortantes longitudinales, una de las cuales
está fija y la otra se mueve alternativamente.
Cada una de las hojas cortantes presenta un ángulo de incidencia α y un ángulo
de filo β, cuyos valores varían según el material a cortar, dentro de los límites
siguientes:
La capacidad de las guillotinas se da por el ancho y espesor máximo de lámina
que pueden cortar refiriéndose a un determinado material, por ejemplo, acero
medio. Se fabrican en diferentes calidades en cuanto a precisión en el corte, y
pueden ser de acción manual, mecánica o hidráulica, de acuerdo con el espesor
a cortar y el ritmo de fabricación deseado.
b) Cizallado con cuchillas circulares
El empleo de este sistema es relativamente moderno. La lámina se introduce
entre dos cilindros giratorios que tienen unas cuchillas circulares.
La potencia aplicada a los rodillos los hace girar y estos a su vez avanzan la
lámina cortándola en tiras. Pueden cortarse 20 o más tiras simultáneamente. En
16
otro tipo de máquinas la lámina es empujada entre los rodillos y éstos giran
libremente.
Las tiras cortadas en esta forma son muy exactas en cuanto a su ancho, acabado
y paralelismo de los bordes, porque la exactitud depende de la máquina y no del
operador; en estas máquinas se pueden cortar tiras continuas sin ninguna
limitación.
 PUNZONADO Y RECORTADO
El punzonado o perforado consiste en cortar un agujero de forma cualquiera en
una lámina o en una pieza de lámina previamente formada. Es una operación
similar a la que realiza la perforadora de papel de oficina. El agujero es lo que se
utiliza.
Figura 11
El recortado es una operación similar a la anterior, pero en este caso no es la
perforación lo que importa, sino la pieza resultante de la forma del punzón.
Figura 12
PROCESOS DE FORMADO
 DOBLADO
Es la operación más sencilla después de la del corte; si la lámina es de una
longitud apreciable, la operación seefectúa en prensas plegadoras, mientras que
las piezas relativamente cortas se pueden doblar con herramental de punzón y
matriz.
17
Durante la operación es necesario evitar que la lámina experimente un
alargamiento a fin de no alterar su espesor; lo anterior se logra mediante la
regulación exacta de la carrera del punzón.
Para las operaciones de doblar en general, es necesario considerar los
siguientes factores: radios de curvatura interior y la elasticidad del material. De
ser posible hay que evitar los cantos vivos; para dicho propósito es aconsejable
fijar los radios de curvatura interiores, iguales o mayores que el espesor de la
lámina a doblar, con el fin de no estirar excesivamente la fibra exterior y para
garantizar un doblado sin rotura.
 ESTAMPADO
El proceso de estampar consiste en formar piezas huecas de forma diversa, a
partir de plantillas de lámina; el herramental utilizado, consiste también de un
punzón y una matriz. Las piezas estampadas más sencillas son las cilíndricas.
Como teóricamente en el estampado no se modifica el espesor de la lámina, se
deduce que la superficie de la pieza hueca producida es igual a la de la plantilla
utilizada, por lo tanto, debe haber un desplazamiento considerable de material;
las partes rayadas desaparecen para incrementar la altura h de la pieza, de tal
forma que (𝐷0 − 𝑑)/2 es menor a ℎ. Por lo tanto, cada elemento durante el
estampado, está sometido a fuerzas radiales de tensión y fuerzas tangenciales
de compresión.
18
DISEÑO DE TROQUELES PROGRESIVO EN NX 10
En este punto vamos a ver en si las herramientas y el procedimiento para realizar el
diseño de troqueles progresivos, se va a mostrar capturas de pantalla con el fin de que
sea muy entendible el proceso.
ETAPA 1: Configurar cada una de las estaciones
1. Para el diseño de troqueles progresivos vamos a trabajar con una Chapa metálica,
para eso abrimos una pieza ya prediseñada en Modelado.
Figura 13
2. Debemos activar el “Asistente para troqueles progresivos”, para esto nos dirigimos
al menú inicio, clic en “Todas las aplicaciones” y seleccionamos “Asistente para
troqueles progresivos”, este nos abrirá un nuevo menú que utilizaremos.
Figura 14
19
3. Vamos a “Definir la etapa Intermedia” que se encuentra al inicio del menú abierto
“Asistente para troqueles progresivos”, esto quiere decir q vamos a diseñar cada
una de las etapas de conformado del producto chapa metálica.
Se abrirá el siguiente cuadro en el cual vamos a cambiar algunas características;
en número de piezas intermitentes colocamos el número de estaciones q vamos
a necesitar en el proyecto, en este caso 5 en dirección de X (Figura 15). Al aceptar
nos aparecerán las 5 estaciones que pusimos más la original (Figura 16).
Figura 15
Figura 16
4. La primera estación esta resaltada eso quiere decir que está como pieza de
trabajo. Vamos a la herramienta “Desplegado Directo” y en la ventana que se
abrirá (Figura 17) tendremos que cambiar la primera opción a “Convertir en
chapa”, seleccionamos “Seleccionar la cara base” y seleccionamos la cara plana
de la primera estación y aplicamos (Figura 18), con la finalidad que NX lo
reconozca como Chapa Metálica.
20
Figura 17
Figura 18
5. Lo siguiente seria “Definir los Predoblados” y cambiamos el valor del ángulo a 45°
(Figura 19), después seleccionamos el doblado (Figura 20) para después
seleccionar el borde del doblado (Figura 20) y aplicamos.
Figura 19
21
Figura 20
6. Vamos a indicar que los dobles sean solidarios, es decir que se doblen a la vez
así que cambiamos a “Fusionar los Doblados” y elegimos los 2 doblados y
aplicamos y salimos de la ventanita; hecho esto hemos terminado con la primera
estación.
Figura 21
7. Damos doble clic en la segunda estación para que se convierta en pieza de
trabajo, procedemos a da clic en la herramienta “Operación de doblado” y
seleccionamos la opción desdoblar para después seleccionar la cara que va a
quedar plana o fija del doblado (Figura 22) y aceptamos.
El resultado nos queda como se ve en la Figura 23.
Figura 22
Figura 23
Borde de doblado
Doblado
22
8. Para facilidad del siguiente proceso que vamos a realizar se abre la pieza como
archivo independiente dirigiéndonos al navegador de ensamble, clic derecho y
seleccionamos “Convertir en pieza visualizada”. Para que la deformación se
convierta en una proyección de sección plana nos ayudamos de “Analizar la
formalidad”. Cambiamos a “deformación intermedia” y procedemos a seleccionar
las caras que se van a deformar, en “región de destino” seleccionamos la cara
plana. Hecho esto bajamos a “Cálculo” clic en “deducir el tamaño del elemento” y
damos clic en el ícono de Malla, después clic en “verificacion de calidad de la
malla” y posteriormente en “Cálculo” y aceptamos.
Figura 24
9. Del paso anterior nos queda una curva que la proyectada en el plano de la
deformación. Luego utilizamos extrusión en la curva para eliminar la deformación
o doblado. En el booleano elegimos ninguno porque necesito los 2 sólidos y
aceptamos. Vemos Que la extrusión no contiene a la parte de interés que
queremos sustraer (Figura 25), entonces procedemos a desfasar la superficie
abriendo la herramienta “Cara a desplazar” y desplazando las caras laterales 3mm
para que cubra el faltante del dobles (Figura 26).Después procedemos a hacer
una operación de sustraer entre la chapa y el elemento extruido quedándonos la
pieza sin dobles. Después extruimos de nuevo la curva con una distancia de 1.5
que es el espesor de la chapa metálica y con booleano “Unir” obteniendo así el
dobles en el plano (Figura 27). Con esto terminamos el trabajo en la Estación 2,
regresamos a la pieza inicial en donde teníamos las 6 estaciones.
Cara plana
23
Figura 25
Figura 26
Figura 27
10. Proseguimos a la Estación 3 dando doble clic en la misma, y procedemos a
desdoblar los siguientes doblado para que todos estén en el mismo plano que la
cara principal (Figura 28, 29, 30), por último procedemos a eliminar el orificio para
esto elegimos la herramienta “eliminar la cara”que se encuentra en el menú inicio,
seleccionamos el borde del orificio y aplicamos. Con esto terminaríamos en la
Estación 3.
Figura 28
24
Figura 29
Figura 30
Figura 31
11. Ahora seleccionamos la Estación 4 dándole doble clic. Vamos a desdoblar el
último dobles que nos queda (Figura 32) y después abrimos la pieza en forma
independiente y procedemos a “Analizar la formabilidad” y seleccionamos las
caras de la deformación lateral (Figura 33), en cálculo mallamos, verificamos y
calculamos la cual nos deja una curva. Procedemos a eliminar la deformación por
medio de “eliminar la cara”y seleccionamos por ventana la zona de interés (Figura
34). Después procedemos a extruir la curva un espesorde 1.5mm y en el booleano
en unir para q se forme un solo solido con la chapa (Figura 35). Hemos terminado
de trabajar en la estación 5.
Figura 32
25
Figura 33
Figura 34
Figura 35
12. Seleccionamos la Estación 5, procedemos a usar la herramienta “Deformación
universal” y seleccionamos en tipo de doblado “rebaba”, seleccionamos primero
la caraprincipal de la chapa y después seleccionamos la cara de redondeo (Figura
36) y aceptamos. Terminamos en la Estación 5 (Figura 37).
Figura 36
26
Figura 37
13. Seleccionamos la estación 6 en la cual vamos a eliminar el estampado de la ranura
por lo que utilizaremos la herramienta “eliminar la cara” y procedemos a eliminarla
(Figura 38) obteniéndose la chapa como se muestra en la Figura 39 y con esto
terminamos de configurar cada una de las estaciones (Figura 40).
Figura 38
Figura 39
Figura 40
27
ETAPA 2: Diseño del material de desecho
En esta etapa vamos a diseñar el material de desecho y vamos a seguir el siguiente
proceso que se mostrara con imágenes para un mejor entendimiento.
1. Del menú “Asistente para troqueles progresivos” seleccionamos la herramienta
“Inicializar el proyecto” y cambiamos el nombre con el que se va a guardar, yo he
puesto fleje y aceptamos.
2. Seleccionamos la herramienta “Generador de pieza en bruto” y seleccionamos
importar la pieza en bruto ya que necesitamos la pieza que esta plana, así que
seleccionamos la estación 6 que en el archivo debe ser la última, después
seleccionamos la cara superior de la chapa y aceptamos.
Figura 41
3. Seleccionamos la herramienta “Disposición de material en bruto” y procedemos a
redondear los valores q tenemos de separación y anchura y aceptamos.
Figura 42
4. Seleccionamos la herramienta “Diseño de desechos” y seleccionamos en crear y
elegimos “Límite de pieza en bruto + croquis” y seleccionamos en el icono de crear
croquis. Luego seleccionamos la cara superior de la chapa (Figura 43).
28
Empezamos a croquizar con líneas el contorno de material de desecho dejando el
croquis y aplicamos como en la Figura 44.
Figura 43
Figura 44
5. En la misma ventana seleccionamos límite del agujero y en crear y aplicamos.
Luego seleccionamos curvas cerradas de la misma ventana y elegimos la
circunferencia que realizamos en el croquis para q nos sirva como pilotaje y
aplicamos. Después cambiamos a Editar y elegimos dividir para seccionar en
partes e croquis entonces elegimos cada línea con la q se parte la región y
aplicamos.
29
Figura 45
6. En la misma ventana cambiamos a “Elemento accesorio” y seleccionamos
“solapar” en el cual vamos seleccionando cada una de las regiones a solapar y
seleccionamos un borde de la mismala cual no debe afectar al diseño de la chapa.
Con esto queda concluida la Etapa 3.
Figura 46
ETAPA 3: Diseño de los punzones y troquel
1. Del menú “Asistente para troqueles progresivos” seleccionamos la herramienta
“Disposición de la banda” y cambiamos el valor de número de estación a 11.
Posteriormente vemos en la misma ventana “definición de disposición de tiras”
damos clic derecho y seleccionamos crear y aparece lo siguiente:
30
Figura 47
2. Seleccionamos las diferentes regiones de material de desecho en la ventana
abierta y vamos moviéndolos a diferentes estaciones arrastrándolos con el mouse
con el fin de que en cada estación se vaya cumpliendo diferente función de corte.
Debemos ubicarlos de modo que las operaciones que se vayan a realizar no vayan
muy pegadas entre sí ya que esto daría un poco de problemas a las máquinas.
En las 3 Figuras siguientes se muestra como se ha colocado las diferentes
regiones de modo que no estén muy pegadas las regiones para su respectivo
corte u operación.
Figura 48
31
Figura 49
Figura 50
3. Lo siguiente es simular la perforación de la disposición del material desecho,
entonces damos clic derecho en la ventana abierta en “Definición de la disposición
de tiras” y seleccionamos “simular la perforación” desde la estación 1 hasta la
estación 11 y aceptamos. En la figura 52 vemos como el software ha simulado las
operaciones y ese sería el resultado pero me faltaría insertar las operaciones de
doblado, etc.
Figura 51
32
Figura 52
4. Necesitamos ingresar las operaciones de doblado y estampado que ya hicimos al
inicio, entonces damos clic derecho en “Definición de la disposición de tiras” y
seleccionamos “quitar el material en bruto” desde la estación 5 hasta la estación
11 y vemos como nos quedó el resultado (Figura 53). Después damos doble clic
en el fleje y clic derecho y eliminar, eliminamos también el sólido que nos genera
(Figura 54).
Figura 53
Figura 54
33
5. Ahora en la ventana buscamos “Pieza intermedia” damos clic derecho y
seleccionamos abrir. Vamos abrir cada una de las Estaciones que hicimos en la
Etapa 1, primero abrimos el producto, después vamos abriendo cada una de las
estaciones creadas al inicio en orden de estación (Figura 55). Después movemos
el producto que insertamos primero a la estación 11, también debemos copiar eso
a la estación 10 por lo cual damos clic derecho en la pieza y seleccionamos copiar,
después damos clic derecho en la estación 10 y seleccionamos pegar (Figura 56).
Figura 55
Figura 56
6. Vamos moviendo las estaciones creadas al comienzo a cada estación en orden,
entonces la segunda estación del inicio iría en la estación 9, la tercera estación
del inicio iría en la estación 8, así sucesivamente quedando como en la figura 57
34
Figura 57
7. Hecho esto nosotros podemos insertar el “Base de troquel” y seleccionamos toda
el area del flete , aceptamos y obtenemos la base del troquel.
Figura 58
Figura 59
8. Ahora vamos hacer las perforaciones del pilotaje entonces abrimos la herramienta
“diseño de inserto de perforación” elegimos “cavidad de troquel y agujero del
núcleo” después seleccionamos el pilotaje, ponemos el tipo de vástago que sería
círculo y seleccionamos en crear.
35
Figura 60
9. Hacemos el punsón mirando que el diámetro sea el correcto
Figura 61
10. Ahora vamos hacer la perforación de una región no circular entonces cambiamos
a fillet, seleccionamos la región y creamos. Insertamos el troquel y creamos el
inserto, después insertamos el punzón entonces el diámetro de 10, la forma
seleccionamos no circular y aceptamos.
Figura 62
36
Figura 63
11. Insertamos la salida del material con fillet y creamos,después insertamos e troquel
seleccionando un plano y creando un rectángulo mayor que la forma a perforar y
creamos, después creamos el punzón seleccionando el desecho y con un
diámetro 30 de altura 35.
Figura 64
12. Aplicamos parecidos procedimientos a los anteriores para las demás
perforaciones que aún no se realizan.
13. Para las secciones rectangulares se deben reforzar ya que sin refuerzo puede
romperse, puede ser brida o talón.
37
Figura 65
14. Para hacer los Doblados a 90° elegimos “diseño de inserto de doblado”
seleccionamos troquel después el inicio del doblez, inserto estándar y aceptamos.
Después seleccionamos el punzón y el inicio de doblez y aceptamos.
Figura 66
15. Para hacer los Doblados tipo V elegimos “diseño de inserto de doblado”
seleccionamos troquel después el inicio del doblez, inserto estándar y aceptamos.
Después seleccionamos el punzón y el inicio de doblez y aceptamos.
38
Figura 67
Figura 68
16. Para hacer el estampado utilizamos la Herramienta “Diseño de inserto de
conformado” seleccionamos la cara más baja del estampado, luego la cara
superior de la chapa, para el troquel creamos un croquis y en el un rectángulo y
aceptamos, igual para el punzón.
Figura 69
39
17. Para hacer el punzonado utilizamos la Herramienta “Diseñode inserto de Rebaba”
para el troquel seleccionamos la rebaba y creamos un croquis y en él un circulo y
aceptamos, igual para el punzón.
Figura 70
18. Una vez ya insertados los insertos de perforación, punzonado y doblado , nosotros
debemos hacer la función “Diseño de la Cajera” y realizamos las respectivas
perforaciones en la placa
Figura 71
Figura 72
40
ETAPA 4: Simulación
Nos va a dar el movimiento y como trabaja la maquina en todas las operaciones ya
hechas anteriormente.
1. Elegimos la herramienta “Simulación de movimiento del herramental” y
seleccionamos “agregar el modelo cinemático” en el cual cambiamos los datos de
la tabla según sea nuestra máquina y aplicamos.
Figura 73
2. Ahora elegimos de la misma ventana “componentes del montaje” y el programa
reconoce todos los componentes que existe en el archive y procedemos a aplicar.
Figura 74
41
3. Entonces finalmente elegimos “ejecutar la simulación” y la ejecutamos.
Figura 75
42
BIBLIOGRAFÍA
1. Boljanovic, Vukota, Paquin, J R y Crowley, Robert E. Die Design Fundamentals.
South Norwalk : Industrial Press, 2005.
2. Camarero de la Torre, Julián y Martínez Peña, Arturo. Matrices moldes y utillajes.
Madrid : CIE Inversiones Editoriales Dossat 2000, 2003.
3. UAEH. UAEH. [En línea] [Citado el: 18 de 06 de 2016.]
http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/7658/
Tesis.pdf?sequence=1.
RECOMENDACIONES
 Revisar más a profundo tutoriales en internet ya que es más asimilable con
videos y práctica.
 Revisar y comprender y si es posible hágalo en el software los pasos aquí
explicados en este informe.
 Entender cómo se realizan los doblados, punzados y perforados en chapas
metálicas ya que se necesita entendimiento en el tema.
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Diseño de troqueles progresivos

  • 1. ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE MECÁNICA INGENIERÍA MECÁNICA TEMA: Diseño de Troqueles Progresivos ASIGNATURA: D.A.C AUTOR: Daniel Orozco CÓDIGO: 6999 SEMESTRE: Cuarto “B” FECHA Y LUGAR: Riobamba, 18 de junio del 2016
  • 2. 1 INDICE INDICE.............................................................................................................................. 1 ILUSTRACIONES............................................................................................................. 2 LISTA DE ABREVIATURAS............................................................................................. 5 RESÚMEN ........................................................................................................................ 6 ESTUDIO DEL ARTE DEL DISEÑO DE TROQUELES PROGRESIVOS...................... 7 1.QUE ES UN TROQUEL ............................................................................................ 7 2.ELEMENTOS DE UN TROQUEL.............................................................................. 8 3.CLASIFICACIÓN DE LOS TROQUELES............................................................... 10 SIMPLES ................................................................................................................ 11 COMPUESTOS...................................................................................................... 11 PROGRESIVOS ..................................................................................................... 12 4.PROCESOS DE FABRICACIÓN (Troquelado) ...................................................... 13 PROCESOS DE CORTE........................................................................................ 14  EL CIZALLADO ............................................................................................ 15  PUNZONADO Y RECORTADO................................................................... 16 PROCESOS DE FORMADO.................................................................................. 16  DOBLADO.................................................................................................... 16  ESTAMPADO ............................................................................................... 17 DISEÑO DE TROQUELES PROGRESIVO EN NX 10.................................................. 18 ETAPA 1: Configurar cada una de las estaciones..................................................... 18 ETAPA 2: Diseño del material de desecho................................................................ 27 ETAPA 3: Diseño de los punzones y troquel ............................................................. 29 ETAPA 4: Simulación ................................................................................................. 40 BIBLIOGRAFÍA............................................................................................................... 42 RECOMENDACIONES .................................................................................................. 42 ANEXOS......................................................................................................................... 42
  • 3. 2 ILUSTRACIONES Figura 1............................................................................................................................. 7 Figura 2............................................................................................................................. 8 Figura 3............................................................................................................................. 9 Figura 4........................................................................................................................... 10 Figura 5........................................................................................................................... 11 Figura 6........................................................................................................................... 12 Figura 7........................................................................................................................... 12 Figura 8........................................................................................................................... 13 Figura 9........................................................................................................................... 14 Figura 10......................................................................................................................... 15 Figura 11......................................................................................................................... 16 Figura 12......................................................................................................................... 16 Figura 13......................................................................................................................... 18 Figura 14......................................................................................................................... 18 Figura 15......................................................................................................................... 19 Figura 16......................................................................................................................... 19 Figura 17......................................................................................................................... 20 Figura 18......................................................................................................................... 20 Figura 19......................................................................................................................... 20 Figura 20......................................................................................................................... 21 Figura 21......................................................................................................................... 21 Figura 22......................................................................................................................... 21 Figura 23......................................................................................................................... 21 Figura 24......................................................................................................................... 22 Figura 25......................................................................................................................... 23 Figura 26......................................................................................................................... 23 Figura 27......................................................................................................................... 23
  • 4. 3 Figura 28......................................................................................................................... 23 Figura 29......................................................................................................................... 24 Figura 30......................................................................................................................... 24 Figura 31......................................................................................................................... 24 Figura 32......................................................................................................................... 24 Figura 33......................................................................................................................... 25 Figura 34......................................................................................................................... 25 Figura 35......................................................................................................................... 25 Figura 36......................................................................................................................... 25 Figura 37......................................................................................................................... 26 Figura 38......................................................................................................................... 26 Figura 39......................................................................................................................... 26 Figura 40......................................................................................................................... 26 Figura 41......................................................................................................................... 27 Figura 42......................................................................................................................... 27 Figura 43......................................................................................................................... 28 Figura 44......................................................................................................................... 28 Figura 45......................................................................................................................... 29 Figura 46......................................................................................................................... 29 Figura 47......................................................................................................................... 30 Figura 48......................................................................................................................... 30 Figura 49......................................................................................................................... 31 Figura 50......................................................................................................................... 31 Figura 51......................................................................................................................... 31 Figura 52......................................................................................................................... 32 Figura 53......................................................................................................................... 32 Figura 54......................................................................................................................... 32 Figura 55......................................................................................................................... 33
  • 5. 4 Figura 56......................................................................................................................... 33 Figura 57......................................................................................................................... 34 Figura 58......................................................................................................................... 34 Figura 59......................................................................................................................... 34 Figura 60......................................................................................................................... 35 Figura 61......................................................................................................................... 35 Figura 62......................................................................................................................... 35 Figura 63......................................................................................................................... 36 Figura 64......................................................................................................................... 36 Figura 65......................................................................................................................... 37 Figura 66......................................................................................................................... 37 Figura 67......................................................................................................................... 38 Figura 68......................................................................................................................... 38 Figura 69......................................................................................................................... 38 Figura 70......................................................................................................................... 39 Figura 71......................................................................................................................... 39 Figura 72......................................................................................................................... 39 Figura 73......................................................................................................................... 40 Figura 74......................................................................................................................... 40 Figura 75......................................................................................................................... 41
  • 6. 5 LISTA DE ABREVIATURAS 𝐸𝑆𝐶: Escala 𝑅: Radio 𝐹𝐺: Fundición Gris 𝑈𝑁𝐸: Normas Españolas 𝐹: Hierro 𝐷. 𝐴. 𝐶: Dibujo Asistido por Computador 𝐷𝐼𝑁: Normas Alemanas 𝑁°: Número ℎ: Altura 𝑑: Distancia ∝: Ángulo de elevación 𝑒𝑐𝑡: Etcétera 𝐶𝐴𝑀: Manufactura Asistido por Computador
  • 7. 6 RESÚMEN El proyecto consiste en el uso de una aplicación del software NX10 el cual se ha elegido el “Diseño de Troqueles Progresivos” que nos permite reducir el tiempo de diseño de herramientas, tiempo de cotizacióny el costo de las herramientas. Veremos el adecuado y eficiente uso del conjunto de comandos y herramientas para el diseño y construcción de los troqueles, cuyas características y procedimiento se describen en el mismo. Vamos a aplicar los conocimientos adquiridos durante el segundo parcial específicamente del software NX 10 que nos imparten en la asignatura D.A.C que es una materia muy importante en la carrera de Ingeniería Mecánica ya que en el campo de diseño trabaja un profesional de nuestra carrera. Conoceremos diferentes propiedades de cada herramienta, proceso de manufactura, automatización, aplicaciones en la industria, que nos permitirán entender mejor como trabaja el software.
  • 8. 7 ESTUDIO DEL ARTE DEL DISEÑO DE TROQUELES PROGRESIVOS Figura 1 El Diseño de Troqueles Progresivos en el software NX10 nos permite maximizar la Productividad mediante los Procesos Automatizados Específicos de la Industria. Al comenzar con un diseño de chapa metálica, la aplicación de software de diseño de troqueles progresivo en NX te guía por todas las etapas necesarias para desarrollar un troquel progresivo, agilizar procesos complejos y automatizar tareas para ahorros de costos considerables. Los procesos de troquelado son continuos, repetitivos y se desarrollan a una velocidad de hasta cientos de golpes por minuto, siendo muy útil para la fabricación de productos en serie y a un costoconsiderablemente bajo, respecto a otros métodos de manufactura. 1. QUE ES UN TROQUEL El troquel es un útil que se monta sobre una prensa (mecánica, neumática, etc.) que ejerce una fuerza sobre los elementos del troquel, provocando que la pieza superior encaje sobre la inferior o matriz. Como consecuencia se produce la estampación del material que se ha interpuesto entre ambas piezas. Un troquel puede realizar operaciones de: corte, punzonado, embutición, doblado, o conformado.
  • 9. 8 Figura 2 El troquel es usado en un proceso de manufactura muy empleado en la industria, esta operación se realiza en frio utilizando máquinas llamadas prensas, obteniendo piezas metálicas empleadas en automóviles, camiones, aviones, trenes, tractores, equipo de construcción, muebles, electrodomésticos y en muchos más. 2. ELEMENTOS DE UN TROQUEL Los elementos de un troquel varían mucho dependiendo las necesidades y consideraciones en el diseño de este pero por principio de cuentas podemos mencionar que un troquel siempre consta de tres placas sobre la cual se montan todos los elementos que conformaran el diseño del troquel y de los cuales se explicara brevemente su función.  La placa inferior:Se fija mediante pernos que se introducen por las guías de la mesa de la prensa y por los agujeros realizados al efecto en la placa. En ella se fija la matriz y las columnas guía.  La placa superior: Ha de anclarse en la parte superior de la prensa o carro mediante pernos que se introducen por las guías de la prensa y las diseñadas al efecto en la placa. Sobre ella se sitúan las herramientas que actuarán sobre la pieza y los pistones. Se ha de tener en cuenta que las columnas guía han de pasar a través de la placa y deben librar la prensa en su posición más desfavorable.  La placa pisadora: Va entre las anteriores y su función es fijar la pieza a la matriz antes de que baje totalmente la prensa y actúen las herramientas de corte doblado u otras que pasan a través de ella y lo hagan de forma precisa. En el proceso de ascenso de la prensa tiene la importante función de evitar que la pieza sea arrastrada por las herramientas que han actuado sobre ella. Para ello
  • 10. 9 se colocanunos pistones que mantienen la placa pisadora sobre la pieza durante un tramo del ascenso.  Columnas guía: El guiado de las placas es una faceta importante ya que para que realicen las placas superior y pisadora su desplazamiento con precisión se disponen columnas o placas de guiado que se fijan en la placa inferior. Por consiguiente el ajuste es con apriete y se suelen introducir incrementando la temperatura en la placa inferior. En las otras ha de haber juego y para evitar su deterioro y facilitar el deslizamiento se colocan casquillos. Figura 3  Casquillos: Son piezas de forma cilíndrica que se fijan a la placa con un ajuste con apriete suave y con unas bridas para que no se salgan con el uso. El ajuste con la columna es con juego. Para facilitar el desplazamiento pueden tener nódulos de grafito o bolas.  Punzón: Es un elemento de gran dureza que realiza un agujero en la pieza tienen la forma del orificio que se pretende usualmente circular. Son elementos normalizados si bien hay medidas que es preciso realizar específicamente. En este caso son cilíndricos y en la parte superior tienen una “cabeza” de mayor diámetro.  Portapunzones: Es la pieza en la que se ubica el punzón determinando su correcta posición y aportando rigidez de modo que no sufran pandeo ya que al ser relativamente largos y los esfuerzos tan grandes podrían verse afectados.  Matriz: Es un elemento básico del troquel en la que se coloca la pieza para el punzonado. Tiene la forma negativa de la pieza y se apoya sobre la placa inferior intercalándose una sufridera.
  • 11. 10 Figura 4  Sufridera: Entre el portapunzones y la placa se coloca una placa más fina de gran dureza que es la que transmite el esfuerzo a la cabeza del punzón y evita el deterioro de la placa.  Pistones: Son resortes neumáticos consistentes en un vástago telescópico que se mueve por el interior de un cilindro que contiene nitrógeno a presión. El resorte neumático es un muelle de bajo coeficiente que ofrece autonomía de funcionamiento al no requerir una instalación neumática ni canalizaciones con fluidos a presión. Se instalan entre la placa superior y la pisadora y su función es cuando desciende la prensa comprimirla placa pisadora fijando la pieza antes de que actúen los punzones (o herramientas) y cuando asciende mantener fija la pieza mientras salen los punzones. La fuerza de extracción es del orden del 5 al 10% de la de punzonado.  Setas: Son piezas que se colocan en los lugares susceptibles de rotura como son los de contacto del vástago del pistón con la placa pisadora. Se realizan con aleaciones que soporten bien los golpes y se colocan de modo que se puedan sustituir con sencillez.  Cáncamos: Son elementos para el transporte de las placas del troquel. Se han colocado en la inferior y en la superior ya que son las más pesadas. En la pisadora se han practicado agujeros roscados en los que se enroscan tornillos que hacen la función de los cáncamos, a los que se amarran las eslingas. 3. CLASIFICACIÓN DE LOS TROQUELES Los troqueles se pueden clasificar en simples, compuestos y progresivos
  • 12. 11 SIMPLES De una estación o un paso. Estos troqueles permiten realizar solamente una operación en cada golpe de la prensa, son de baja productividad y normalmente es necesario el uso de otros troqueles para poder concluir una pieza y considerarla terminada Se utilizan para fabricar piezas sencillas como arandelas, accesorios y pequeñas partes para electrodomésticos, en figura 5 se observa un troquel simple. Figura 5 COMPUESTOS De dos o tres estaciones o pasos. Son herramientas que permiten realizar dos o más operaciones en cada golpe y así agilizar el proceso. Generan mayor productividad y se utilizan para conformar tarjas, utensilios de cocina, recipientes, partes de estufas, etc. En la Figura 6 los orificios de la pieza son perforados al mismo tiempo que se corta la pieza, en lugar de realizarse en una estación previa, esto genera mayor exactitud en la pieza, cualquiera que sea la exactitud de diseño, esta se duplicara en cada pieza producida por el troquel. Los troqueles compuestos son troqueles invertidos, el punzón A esta fijo a la base en lugar de estar sujeto al brazo de la prensa como en los troqueles convencionales. La matriz B está sujeta al brazo de la prensa y está apoyada por un espaciador C, el cual retiene los punzones. Debido a que todas las operaciones son realizadas en la misma estación, los troqueles compuestos son más compactos.
  • 13. 12 Figura 6 PROGRESIVOS De múltiples estaciones o pasos. Un troquel progresivo realiza una serie de operaciones en tiras de material, en dos o más estaciones durante cada carrera o golpe de la prensa para producir una pieza, según la tira de material se mueve a través del troquel progresivo. Cada estación de trabajo realiza una o más operaciones distintas, pero la tira debe moverse desde la primera estación y a través de cada una de ellas para producir una parte completa. Pueden incorporarse en el troquel una o más estaciones intermedias que se les llaman muertas no para ejecutar trabajo sobre la tira de metal, sino para posicionar la tira, facilitar el avance de la misma de una estación a otra, proporcionar secciones máximas de la matriz, o simplificar su construcción. Figura 7
  • 14. 13 El avance lineal de la tira de material a cada golpe de la prensa se conoce como la progresión, avance o paso y es igual a la distancia entre estaciones. Las partes de la tira que no se desean se van cortando de la misma según avanza a través del troquel, y una o más cintas o lengüetas se dejan conectadas a cada parte parcialmente completada para conducirla a través de las estaciones del troquel. Algunas veces las partes se hacen de piezas cortadas individuales, que no forman parte ni están conectadas a una tira; en tales casos,seemplean de dos mecánicos u otros dispositivos para el movimiento de la pieza de estación a estación. En el troquel progresivo, las partes permanecen conectadas a la tira de material que se hace avanzar, a través del troquel por alimentadores automáticos y posicionados con rapidez y precisión por medio de guías. Figura 8 4. PROCESOS DE FABRICACIÓN (Troquelado) Troquelar es un arte metalmecánico muy importante para la industria, ya que siempre se busca fabricar productos más eficientes, resistentes, de calidad y económicos que los obtenidos con cualquier otro proceso productivo comofundición, forja o mecanizado. Es utilizado en gran variedad de sectores: electrodomésticos (línea blanca), automotriz, aeronáutico, naval, electrónico e informático. Está enfocado en aprovechar al máximo el material para fabricar la mayor cantidad de piezas con el menor tiempo y costo posible.
  • 15. 14 Mediante una prensa, el troquel ejerce presión sobre el material, supera su límite elástico para transformarlo, ya sea para cortar, doblar o pasar de una lámina plana a una geometría tridimensional, mediante un proceso de embutido. La base superior del troquel, dónde está el punzón, se coloca en el ariete (martillo) de la prensa, en la mesa de trabajo se sujeta el porta matriz o base inferior, con la matriz, en medio de ambas se ubica la lámina; el punzón penetra la matriz cuando baja impulsado por la potencia que le proporciona la prensa y con un golpe sobre la lámina produce el corte, la deformación o la transformación de la lámina para la obtención de una pieza. Figura 9 Estos procesos se utilizan para fabricar una amplia variedad de partes eléctricas, electrónicas de maquinaria y equipo industriales, automotrices, o bien para oficina, el hogar (como Lavadoras, refrigeradores, estufas), etc. PROCESOS DE CORTE. El corte o separación de la lámina se realiza por varios métodos, que dan un nombre específico al proceso, como son el cizallado, el punzonado y el recortado.
  • 16. 15 Figura 10  EL CIZALLADO Es un proceso similar a la operación de cortar papel con tijeras; hay dos formas muy usuales de cizallado: en guillotina y en cuchillas circulares. a) Cizallado en guillotina. El corte se efectúa con dos cuchillas cortantes longitudinales, una de las cuales está fija y la otra se mueve alternativamente. Cada una de las hojas cortantes presenta un ángulo de incidencia α y un ángulo de filo β, cuyos valores varían según el material a cortar, dentro de los límites siguientes: La capacidad de las guillotinas se da por el ancho y espesor máximo de lámina que pueden cortar refiriéndose a un determinado material, por ejemplo, acero medio. Se fabrican en diferentes calidades en cuanto a precisión en el corte, y pueden ser de acción manual, mecánica o hidráulica, de acuerdo con el espesor a cortar y el ritmo de fabricación deseado. b) Cizallado con cuchillas circulares El empleo de este sistema es relativamente moderno. La lámina se introduce entre dos cilindros giratorios que tienen unas cuchillas circulares. La potencia aplicada a los rodillos los hace girar y estos a su vez avanzan la lámina cortándola en tiras. Pueden cortarse 20 o más tiras simultáneamente. En
  • 17. 16 otro tipo de máquinas la lámina es empujada entre los rodillos y éstos giran libremente. Las tiras cortadas en esta forma son muy exactas en cuanto a su ancho, acabado y paralelismo de los bordes, porque la exactitud depende de la máquina y no del operador; en estas máquinas se pueden cortar tiras continuas sin ninguna limitación.  PUNZONADO Y RECORTADO El punzonado o perforado consiste en cortar un agujero de forma cualquiera en una lámina o en una pieza de lámina previamente formada. Es una operación similar a la que realiza la perforadora de papel de oficina. El agujero es lo que se utiliza. Figura 11 El recortado es una operación similar a la anterior, pero en este caso no es la perforación lo que importa, sino la pieza resultante de la forma del punzón. Figura 12 PROCESOS DE FORMADO  DOBLADO Es la operación más sencilla después de la del corte; si la lámina es de una longitud apreciable, la operación seefectúa en prensas plegadoras, mientras que las piezas relativamente cortas se pueden doblar con herramental de punzón y matriz.
  • 18. 17 Durante la operación es necesario evitar que la lámina experimente un alargamiento a fin de no alterar su espesor; lo anterior se logra mediante la regulación exacta de la carrera del punzón. Para las operaciones de doblar en general, es necesario considerar los siguientes factores: radios de curvatura interior y la elasticidad del material. De ser posible hay que evitar los cantos vivos; para dicho propósito es aconsejable fijar los radios de curvatura interiores, iguales o mayores que el espesor de la lámina a doblar, con el fin de no estirar excesivamente la fibra exterior y para garantizar un doblado sin rotura.  ESTAMPADO El proceso de estampar consiste en formar piezas huecas de forma diversa, a partir de plantillas de lámina; el herramental utilizado, consiste también de un punzón y una matriz. Las piezas estampadas más sencillas son las cilíndricas. Como teóricamente en el estampado no se modifica el espesor de la lámina, se deduce que la superficie de la pieza hueca producida es igual a la de la plantilla utilizada, por lo tanto, debe haber un desplazamiento considerable de material; las partes rayadas desaparecen para incrementar la altura h de la pieza, de tal forma que (𝐷0 − 𝑑)/2 es menor a ℎ. Por lo tanto, cada elemento durante el estampado, está sometido a fuerzas radiales de tensión y fuerzas tangenciales de compresión.
  • 19. 18 DISEÑO DE TROQUELES PROGRESIVO EN NX 10 En este punto vamos a ver en si las herramientas y el procedimiento para realizar el diseño de troqueles progresivos, se va a mostrar capturas de pantalla con el fin de que sea muy entendible el proceso. ETAPA 1: Configurar cada una de las estaciones 1. Para el diseño de troqueles progresivos vamos a trabajar con una Chapa metálica, para eso abrimos una pieza ya prediseñada en Modelado. Figura 13 2. Debemos activar el “Asistente para troqueles progresivos”, para esto nos dirigimos al menú inicio, clic en “Todas las aplicaciones” y seleccionamos “Asistente para troqueles progresivos”, este nos abrirá un nuevo menú que utilizaremos. Figura 14
  • 20. 19 3. Vamos a “Definir la etapa Intermedia” que se encuentra al inicio del menú abierto “Asistente para troqueles progresivos”, esto quiere decir q vamos a diseñar cada una de las etapas de conformado del producto chapa metálica. Se abrirá el siguiente cuadro en el cual vamos a cambiar algunas características; en número de piezas intermitentes colocamos el número de estaciones q vamos a necesitar en el proyecto, en este caso 5 en dirección de X (Figura 15). Al aceptar nos aparecerán las 5 estaciones que pusimos más la original (Figura 16). Figura 15 Figura 16 4. La primera estación esta resaltada eso quiere decir que está como pieza de trabajo. Vamos a la herramienta “Desplegado Directo” y en la ventana que se abrirá (Figura 17) tendremos que cambiar la primera opción a “Convertir en chapa”, seleccionamos “Seleccionar la cara base” y seleccionamos la cara plana de la primera estación y aplicamos (Figura 18), con la finalidad que NX lo reconozca como Chapa Metálica.
  • 21. 20 Figura 17 Figura 18 5. Lo siguiente seria “Definir los Predoblados” y cambiamos el valor del ángulo a 45° (Figura 19), después seleccionamos el doblado (Figura 20) para después seleccionar el borde del doblado (Figura 20) y aplicamos. Figura 19
  • 22. 21 Figura 20 6. Vamos a indicar que los dobles sean solidarios, es decir que se doblen a la vez así que cambiamos a “Fusionar los Doblados” y elegimos los 2 doblados y aplicamos y salimos de la ventanita; hecho esto hemos terminado con la primera estación. Figura 21 7. Damos doble clic en la segunda estación para que se convierta en pieza de trabajo, procedemos a da clic en la herramienta “Operación de doblado” y seleccionamos la opción desdoblar para después seleccionar la cara que va a quedar plana o fija del doblado (Figura 22) y aceptamos. El resultado nos queda como se ve en la Figura 23. Figura 22 Figura 23 Borde de doblado Doblado
  • 23. 22 8. Para facilidad del siguiente proceso que vamos a realizar se abre la pieza como archivo independiente dirigiéndonos al navegador de ensamble, clic derecho y seleccionamos “Convertir en pieza visualizada”. Para que la deformación se convierta en una proyección de sección plana nos ayudamos de “Analizar la formalidad”. Cambiamos a “deformación intermedia” y procedemos a seleccionar las caras que se van a deformar, en “región de destino” seleccionamos la cara plana. Hecho esto bajamos a “Cálculo” clic en “deducir el tamaño del elemento” y damos clic en el ícono de Malla, después clic en “verificacion de calidad de la malla” y posteriormente en “Cálculo” y aceptamos. Figura 24 9. Del paso anterior nos queda una curva que la proyectada en el plano de la deformación. Luego utilizamos extrusión en la curva para eliminar la deformación o doblado. En el booleano elegimos ninguno porque necesito los 2 sólidos y aceptamos. Vemos Que la extrusión no contiene a la parte de interés que queremos sustraer (Figura 25), entonces procedemos a desfasar la superficie abriendo la herramienta “Cara a desplazar” y desplazando las caras laterales 3mm para que cubra el faltante del dobles (Figura 26).Después procedemos a hacer una operación de sustraer entre la chapa y el elemento extruido quedándonos la pieza sin dobles. Después extruimos de nuevo la curva con una distancia de 1.5 que es el espesor de la chapa metálica y con booleano “Unir” obteniendo así el dobles en el plano (Figura 27). Con esto terminamos el trabajo en la Estación 2, regresamos a la pieza inicial en donde teníamos las 6 estaciones. Cara plana
  • 24. 23 Figura 25 Figura 26 Figura 27 10. Proseguimos a la Estación 3 dando doble clic en la misma, y procedemos a desdoblar los siguientes doblado para que todos estén en el mismo plano que la cara principal (Figura 28, 29, 30), por último procedemos a eliminar el orificio para esto elegimos la herramienta “eliminar la cara”que se encuentra en el menú inicio, seleccionamos el borde del orificio y aplicamos. Con esto terminaríamos en la Estación 3. Figura 28
  • 25. 24 Figura 29 Figura 30 Figura 31 11. Ahora seleccionamos la Estación 4 dándole doble clic. Vamos a desdoblar el último dobles que nos queda (Figura 32) y después abrimos la pieza en forma independiente y procedemos a “Analizar la formabilidad” y seleccionamos las caras de la deformación lateral (Figura 33), en cálculo mallamos, verificamos y calculamos la cual nos deja una curva. Procedemos a eliminar la deformación por medio de “eliminar la cara”y seleccionamos por ventana la zona de interés (Figura 34). Después procedemos a extruir la curva un espesorde 1.5mm y en el booleano en unir para q se forme un solo solido con la chapa (Figura 35). Hemos terminado de trabajar en la estación 5. Figura 32
  • 26. 25 Figura 33 Figura 34 Figura 35 12. Seleccionamos la Estación 5, procedemos a usar la herramienta “Deformación universal” y seleccionamos en tipo de doblado “rebaba”, seleccionamos primero la caraprincipal de la chapa y después seleccionamos la cara de redondeo (Figura 36) y aceptamos. Terminamos en la Estación 5 (Figura 37). Figura 36
  • 27. 26 Figura 37 13. Seleccionamos la estación 6 en la cual vamos a eliminar el estampado de la ranura por lo que utilizaremos la herramienta “eliminar la cara” y procedemos a eliminarla (Figura 38) obteniéndose la chapa como se muestra en la Figura 39 y con esto terminamos de configurar cada una de las estaciones (Figura 40). Figura 38 Figura 39 Figura 40
  • 28. 27 ETAPA 2: Diseño del material de desecho En esta etapa vamos a diseñar el material de desecho y vamos a seguir el siguiente proceso que se mostrara con imágenes para un mejor entendimiento. 1. Del menú “Asistente para troqueles progresivos” seleccionamos la herramienta “Inicializar el proyecto” y cambiamos el nombre con el que se va a guardar, yo he puesto fleje y aceptamos. 2. Seleccionamos la herramienta “Generador de pieza en bruto” y seleccionamos importar la pieza en bruto ya que necesitamos la pieza que esta plana, así que seleccionamos la estación 6 que en el archivo debe ser la última, después seleccionamos la cara superior de la chapa y aceptamos. Figura 41 3. Seleccionamos la herramienta “Disposición de material en bruto” y procedemos a redondear los valores q tenemos de separación y anchura y aceptamos. Figura 42 4. Seleccionamos la herramienta “Diseño de desechos” y seleccionamos en crear y elegimos “Límite de pieza en bruto + croquis” y seleccionamos en el icono de crear croquis. Luego seleccionamos la cara superior de la chapa (Figura 43).
  • 29. 28 Empezamos a croquizar con líneas el contorno de material de desecho dejando el croquis y aplicamos como en la Figura 44. Figura 43 Figura 44 5. En la misma ventana seleccionamos límite del agujero y en crear y aplicamos. Luego seleccionamos curvas cerradas de la misma ventana y elegimos la circunferencia que realizamos en el croquis para q nos sirva como pilotaje y aplicamos. Después cambiamos a Editar y elegimos dividir para seccionar en partes e croquis entonces elegimos cada línea con la q se parte la región y aplicamos.
  • 30. 29 Figura 45 6. En la misma ventana cambiamos a “Elemento accesorio” y seleccionamos “solapar” en el cual vamos seleccionando cada una de las regiones a solapar y seleccionamos un borde de la mismala cual no debe afectar al diseño de la chapa. Con esto queda concluida la Etapa 3. Figura 46 ETAPA 3: Diseño de los punzones y troquel 1. Del menú “Asistente para troqueles progresivos” seleccionamos la herramienta “Disposición de la banda” y cambiamos el valor de número de estación a 11. Posteriormente vemos en la misma ventana “definición de disposición de tiras” damos clic derecho y seleccionamos crear y aparece lo siguiente:
  • 31. 30 Figura 47 2. Seleccionamos las diferentes regiones de material de desecho en la ventana abierta y vamos moviéndolos a diferentes estaciones arrastrándolos con el mouse con el fin de que en cada estación se vaya cumpliendo diferente función de corte. Debemos ubicarlos de modo que las operaciones que se vayan a realizar no vayan muy pegadas entre sí ya que esto daría un poco de problemas a las máquinas. En las 3 Figuras siguientes se muestra como se ha colocado las diferentes regiones de modo que no estén muy pegadas las regiones para su respectivo corte u operación. Figura 48
  • 32. 31 Figura 49 Figura 50 3. Lo siguiente es simular la perforación de la disposición del material desecho, entonces damos clic derecho en la ventana abierta en “Definición de la disposición de tiras” y seleccionamos “simular la perforación” desde la estación 1 hasta la estación 11 y aceptamos. En la figura 52 vemos como el software ha simulado las operaciones y ese sería el resultado pero me faltaría insertar las operaciones de doblado, etc. Figura 51
  • 33. 32 Figura 52 4. Necesitamos ingresar las operaciones de doblado y estampado que ya hicimos al inicio, entonces damos clic derecho en “Definición de la disposición de tiras” y seleccionamos “quitar el material en bruto” desde la estación 5 hasta la estación 11 y vemos como nos quedó el resultado (Figura 53). Después damos doble clic en el fleje y clic derecho y eliminar, eliminamos también el sólido que nos genera (Figura 54). Figura 53 Figura 54
  • 34. 33 5. Ahora en la ventana buscamos “Pieza intermedia” damos clic derecho y seleccionamos abrir. Vamos abrir cada una de las Estaciones que hicimos en la Etapa 1, primero abrimos el producto, después vamos abriendo cada una de las estaciones creadas al inicio en orden de estación (Figura 55). Después movemos el producto que insertamos primero a la estación 11, también debemos copiar eso a la estación 10 por lo cual damos clic derecho en la pieza y seleccionamos copiar, después damos clic derecho en la estación 10 y seleccionamos pegar (Figura 56). Figura 55 Figura 56 6. Vamos moviendo las estaciones creadas al comienzo a cada estación en orden, entonces la segunda estación del inicio iría en la estación 9, la tercera estación del inicio iría en la estación 8, así sucesivamente quedando como en la figura 57
  • 35. 34 Figura 57 7. Hecho esto nosotros podemos insertar el “Base de troquel” y seleccionamos toda el area del flete , aceptamos y obtenemos la base del troquel. Figura 58 Figura 59 8. Ahora vamos hacer las perforaciones del pilotaje entonces abrimos la herramienta “diseño de inserto de perforación” elegimos “cavidad de troquel y agujero del núcleo” después seleccionamos el pilotaje, ponemos el tipo de vástago que sería círculo y seleccionamos en crear.
  • 36. 35 Figura 60 9. Hacemos el punsón mirando que el diámetro sea el correcto Figura 61 10. Ahora vamos hacer la perforación de una región no circular entonces cambiamos a fillet, seleccionamos la región y creamos. Insertamos el troquel y creamos el inserto, después insertamos el punzón entonces el diámetro de 10, la forma seleccionamos no circular y aceptamos. Figura 62
  • 37. 36 Figura 63 11. Insertamos la salida del material con fillet y creamos,después insertamos e troquel seleccionando un plano y creando un rectángulo mayor que la forma a perforar y creamos, después creamos el punzón seleccionando el desecho y con un diámetro 30 de altura 35. Figura 64 12. Aplicamos parecidos procedimientos a los anteriores para las demás perforaciones que aún no se realizan. 13. Para las secciones rectangulares se deben reforzar ya que sin refuerzo puede romperse, puede ser brida o talón.
  • 38. 37 Figura 65 14. Para hacer los Doblados a 90° elegimos “diseño de inserto de doblado” seleccionamos troquel después el inicio del doblez, inserto estándar y aceptamos. Después seleccionamos el punzón y el inicio de doblez y aceptamos. Figura 66 15. Para hacer los Doblados tipo V elegimos “diseño de inserto de doblado” seleccionamos troquel después el inicio del doblez, inserto estándar y aceptamos. Después seleccionamos el punzón y el inicio de doblez y aceptamos.
  • 39. 38 Figura 67 Figura 68 16. Para hacer el estampado utilizamos la Herramienta “Diseño de inserto de conformado” seleccionamos la cara más baja del estampado, luego la cara superior de la chapa, para el troquel creamos un croquis y en el un rectángulo y aceptamos, igual para el punzón. Figura 69
  • 40. 39 17. Para hacer el punzonado utilizamos la Herramienta “Diseñode inserto de Rebaba” para el troquel seleccionamos la rebaba y creamos un croquis y en él un circulo y aceptamos, igual para el punzón. Figura 70 18. Una vez ya insertados los insertos de perforación, punzonado y doblado , nosotros debemos hacer la función “Diseño de la Cajera” y realizamos las respectivas perforaciones en la placa Figura 71 Figura 72
  • 41. 40 ETAPA 4: Simulación Nos va a dar el movimiento y como trabaja la maquina en todas las operaciones ya hechas anteriormente. 1. Elegimos la herramienta “Simulación de movimiento del herramental” y seleccionamos “agregar el modelo cinemático” en el cual cambiamos los datos de la tabla según sea nuestra máquina y aplicamos. Figura 73 2. Ahora elegimos de la misma ventana “componentes del montaje” y el programa reconoce todos los componentes que existe en el archive y procedemos a aplicar. Figura 74
  • 42. 41 3. Entonces finalmente elegimos “ejecutar la simulación” y la ejecutamos. Figura 75
  • 43. 42 BIBLIOGRAFÍA 1. Boljanovic, Vukota, Paquin, J R y Crowley, Robert E. Die Design Fundamentals. South Norwalk : Industrial Press, 2005. 2. Camarero de la Torre, Julián y Martínez Peña, Arturo. Matrices moldes y utillajes. Madrid : CIE Inversiones Editoriales Dossat 2000, 2003. 3. UAEH. UAEH. [En línea] [Citado el: 18 de 06 de 2016.] http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/7658/ Tesis.pdf?sequence=1. RECOMENDACIONES  Revisar más a profundo tutoriales en internet ya que es más asimilable con videos y práctica.  Revisar y comprender y si es posible hágalo en el software los pasos aquí explicados en este informe.  Entender cómo se realizan los doblados, punzados y perforados en chapas metálicas ya que se necesita entendimiento en el tema. ANEXOS