Proceso de corte de metales: 4 parámetros

Los siguientes son algunos parámetros del proceso que afectan el proceso de corte de metales: 1. Separación de troquelado y troquel 2. Fuerza requerida 3. Ángulo de biselado de troquelado y troquel (espacio angular) 4. Fuerza de pelado.

Parámetro # 1. Despeje Punch-Die:

El espacio adecuado para el troquelado es necesario para un acabado óptimo de un borde cortado. La liquidación depende de una serie de factores.

Algunos de ellos son:

(i) Tipo de metal.

(ii) Espesor del material de trabajo.

(iii) Propiedades mecánicas del metal a cortar.

Generalmente, el valor óptimo de espacio libre se toma como 10-15 por ciento del espesor del metal. Los metales más duros requieren una separación mayor y permiten menos penetración del punzón que los metales dúctiles.

La siguiente tabla 6.1. Muestra la autorización de los diferentes materiales a trabajar:

Consideremos dos casos de liquidación:

1. El espacio libre es demasiado grande (excesivo):

Fig. 6.28. (a) Muestra el caso en el que el espacio del troquelado es demasiado grande y es casi igual al grosor de la chapa metálica.

En este caso, el metal se dobla sobre los bordes redondos del punzón y la matriz, y luego forma una pared circular corta.

A medida que aumenta la carga, la pared se alarga bajo el esfuerzo de tracción y se produce un desgarro. Como se puede ver, el blanco obtenido tiene un borde doblado y girado alrededor. Por lo tanto, este espacio en blanco no tiene valor, es decir, no es útil.

2. El espacio libre es demasiado apretado (insuficiente):

Fig. 6.28. (b) Muestra el caso en el que la holgura del troquelado es demasiado estrecha. Las grietas se originan en los bordes de la herramienta, no se juntan y el corte se completa con otro proceso de cizallamiento (secundario). El blanco obtenido tiene un lado extremadamente áspero.

Otro problema es que el material laminar tiende a agarrar el punzón como se muestra en la Fig. 6.29. (a), y por lo tanto, aumentando el requisito de fuerza adicional para retirar el punzón del orificio. Esta fuerza adicional se conoce como fuerza de extracción.

Además, el desgaste excesivo y la vida útil más corta de la herramienta son las desventajas de un juego corto. En este caso, la pieza en bruto pasa por recuperación elástica y, por lo tanto, es necesario proporcionar algo de alivio en el orificio del troquel, como en la Fig. 6.29 (b).

Una conclusión es que, en los dos casos anteriores, las grietas propagadas por los bordes de la herramienta no se encontrarán exactamente, y se obtiene un corte aproximado. Por lo tanto, es necesario un espacio adecuado para el troquelado para producir bordes de corte limpios.

Parámetro # 2. Fuerza requerida en las operaciones de corte:

La fuerza requerida para cortar la pieza en bruto puede determinarse por el área sometida a la tensión de corte multiplicada por la máxima resistencia al corte del metal que se está cortando.

La fuerza de corte puede calcularse mediante la siguiente fórmula:

F = K x Q ctx τ _Uultimate

Dónde;

F = Fuerza de corte requerida.

K = Factor de desviación del estrés (generalmente 1.3).

Q = Perímetro del espacio en blanco.

t = Espesor de la chapa,

τ _ultimate = Ultimate shear stress.

= 0.8 de la tensión de tracción.

Parámetro # 3. Ángulo de biselado de punzón y matriz:

Cuando la fuerza de corte requerida es mayor que la capacidad de la prensa disponible, se realiza el biselado de la cara del punzón y la superficie superior del acero de la matriz. Esto también es particularmente importante cuando se blanquean las placas relativamente gruesas.

Un poco de consideración demostrará que, el biselado de Punch da como resultado un agujero perfecto pero un blanco distorsionado, mientras que el biselado de la matriz da como resultado un agujero perfecto en blanco pero distorsionado. El valor del ángulo de bisel depende del espesor de la chapa, generalmente; oscila entre 2 ° y 8 °.

A veces, se utiliza un punzón biselado doble para evitar la posibilidad de desplazamiento horizontal de la chapa durante la operación de punzonado. Fig. 6.30. Muestra el biselado de punzón y troquel. También muestra el doble biselado.

Parámetro # 4. Fuerza de pelado:

Un parámetro importante que afecta a las operaciones de corte es la fuerza de pelado. Se puede definir como la fuerza requerida para sacar el punzón del agujero.

La fuerza de pelado, que generalmente se toma como el 10 por ciento de la fuerza de corte, también depende del número de parámetros. Espacio de troquelado, tipo de lubricación, elasticidad y plasticidad de la hoja de metal, etc.

Ejemplo 1:

Un agujero cuadrado de 20 mm se cortará en chapa metálica de 0, 75 mm de espesor. El máximo esfuerzo cortante permitido es de 2880 kg / cm ² . Determine la fuerza de corte requerida. Supongamos que el factor de desviación de tensión es 1.3.

Solución:

Longitud de corte dada, L = 20 mm = 2 cm

Anchura de corte, W = 20 mm = 2 cm

Espesor de la chapa, t = 0, 75 mm = 0, 075 cm.

Max. Tensión de _{cizallamiento} τ _cizalla = 2880 kg / cm ²

Factor de desviación del estrés, K = 1.3

Encontrar:

Fuerza de corte, F

Fórmula utilizada:

(i) F = K × Q × t × τ _final

Donde, F = fuerza de corte requerida

K = factor de desviación del estrés

Q = Perímetro de corte

t = Espesor de la chapa.

τ _ultimate = Último esfuerzo cortante del material

(ii) Q = 2 (L + W) (Para cortes rectangulares)

Donde, Q = Perímetro de corte,

L = Longitud de corte

W = Ancho de corte

Procedimiento:

(i) Para determinar el perímetro de corte,

Q = 2 (L + W)

= 2 (2 + 2)

= 8 cm.

(ii) Para determinar la fuerza de corte,

F = K × Q × t × τ _final

= 1.3 × 8 × 0.075 × 2880

= 2246 kgs.

Resultado:

La fuerza de corte requerida es de 2246 kgs.

Ejemplo 2:

Determine la fuerza necesaria para cortar una pieza en bruto de 30 mm de ancho y 35 mm de largo a partir de una pieza de metal de 3 mm de espesor. La máxima tensión de corte del material es de 450 N / mm ² . También encuentre el trabajo realizado si el porcentaje de penetración es del 40% del espesor del material. Supongamos K- 1.3.

Solución:

Dado

Longitud de corte = L = 35 mm

Ancho de corte = W = 30 mm

Espesor de chapa = 3 mm.

Último esfuerzo cortante = τ _final = 450N / m ²

Porcentaje de penetración = 40% del espesor del metal.

Encontrar:

(i) Fuerza de corte, F

(ii) Trabajo realizado, W

Fórmula utilizada:

(i) F = K × Q × t × τ _final

(ii) Q = 2 (L + W)

(iii) W = F × Punch travel

Procedimiento:

(i) Para determinar el perímetro del blanco, Q

0 = 2 (35 + 30) = 130 mm.

(ii) Para determinar la fuerza de corte, F

F = K × Q × t × τ _final

= 1.3 × 130 × 3 × 450

= 228150N.

(iii) Para determinar el trabajo realizado, W

W = Fuerza de corte × Punch travel

= F × (Espesor del material × Penetración porcentual)

= 228150 × 3/1000 × 40/100

= 273.78 Nm Ans.

Resultado:

(i) Fuerza Bancaria = 228150 N

(ii) Trabajo realizado = 273.78 Nm

Ejemplo 3:

Determine la fuerza total y las dimensiones de la herramienta para hacer una arandela de 6 cm. Diámetro exterior y agujero de 3 cm. El grosor de la banda es de 5 mm y la tensión de corte máxima es de 350 N / mm ² . Supongamos que K = 1.3.

Solución:

Diámetro exterior de corte (arandela) D _b = 6 cm = 60 mm.

Diámetro interior del orificio de corte = D _p = 3 cm = 30 mm.

Grosor de la tira = t = 5 mm.

Último esfuerzo cortante = 350 N / mm ² .

Encontrar:

(i) Fuerza total = Fuerza de corte + Fuerza de perforación

(ii) Diámetro del punzón de perforación y troquelado.

(iii) Diámetro del punzón de corte y del troquel de corte.

Fórmula utilizada:

(i) Fuerza de corte, F _b = K × Q _b × τ _final

(ii) Fuerza de perforación, F _p = K × Q _p × t × τ _final