Punzonado de chapa

Conceptos generales del punzonado o corte de la chapa
El punzonado es una operación mecánica con la cual, mediante herramientas especiales aptas para el corte, se consigue separar una parte metálica de otra, obteniéndose instantáneamente una figura determinada.
Es una operación que va unida a los fenómenos de la transformación plástica y en la práctica resulta casi siempre ligada a losprocesos de estampado. El punzón, en un primer tiempo y prosiguiendo la presión que ejerce en la plancha, completa su labor con una compresión del material, lo cual da lugar a una deformación plástica del medio interpuesto; se origina, en esta primera fase, un vientre cóncavo (fig. 1 a). Luego, el punzón, encontrando libre el camino en la matriz, prosigue su acción, originando una expansión lateral delmedio plástico, sin remontar el material. El esfuerzo de compresión se convierte, en un instante, igual a la resistencia de cortadura. En esas condiciones sobreviene un brusco desgarro y el trozo de plancha sujeto al punzón, se separa del resto y cae al fondo de la matriz (fig. 1 b); se ha realizado un trabajo de cortadura. Durante el punzonado se ha comprobado que, en la proximidad de los hiloscortantes de las herramientas, las fibras de las chapas se doblan hacia abajo siguiendo, por breves instantes, el movimiento del punzón, y después reaccionan para oponerse a la acción del corte; pero siendo superior la acción a la reacción, vence toda resistencia pasiva y origina la escisión de las fibras. Éstas quedan deformadas y comprimidas a lo largo de todo el perfil cortado. Debido a laelasticidad del material, tienen lugar reacciones internas que se manifiestan en las fibras cortadas, con lo que se produce un frotamiento dentro de las paredes de deslizamiento. Como es natural, tal frotamiento dificulta la salida del disco cortado de la matriz y la extracción del punzón del agujero de la chapa. Las líneas de fuerza pueden verse en la figura 1.

Fig. 1.- Chapa sometida a la operaciónde corte. (En la zona solicitada se originan interiormente las fuerzas radiales que actúan según las flechas.)
Una arandela obtenida por corte se presenta, debido a las deformaciones explicadas, según el dibujo de la figura 2, letra a. Aun admitiendo el efectuar un aplanado con el martillo, permanecerán siempre rebabas sobre el borde (figura 2, letra b).

Fig. 2.- Presentación de una arandelacortada: a, antes del aplanado; b, después del aplanado.
Se considerará la relación entre el espesor s de la chapa y el diámetro d del punzón. Se ha hallado teórica y prácticamente que tal relación s/d, para la chapa de hierro y punzones de acero templado, toma el valor de 1.2:
smax=1.2 d en la condición límite.
Se puede deducir el concepto práctico siguiente: la chapa de hierro, para que puedaser cortada con punzón de acero templado, debe tener un espesor menor o igual al diámetro del punzón mismo.
Con el punzonado de la chapa se puede también obtener la forma cuadrada o hexagonal de algunos tipos de tuercas para tornillos y pernos. En lugar de obtenerse mediante torneado de una barra de sección cuadrada o hexagonal, se obtienen directamente de una tira de chapa del mismo espesor quela tuerca. Mediante punzones convenientemente dispuestos, en relación con las matrices, se cortan también directamente los agujeros para el tornillo; se recurre a la máquina-herramienta solamente para el roscado.
Con el punzonado se separa simplemente, mediante útiles adecuados, un trozo de chapa sin alterar el espesor. Por el contrario, cuando el espesor se modificara y las herramientas de darforma presentaran, en una, en otra o en ambas, las puntas en relieve o huecas y sin que una cara se asemejara a la otra, entonces se emplearía el término acuñar. El punzonado es, en general, la primera operación que se realiza para piezas de chapa. La figura obtenida también puede representar la primera fase en el desarrollo de una pieza para embutir, reproduciendo exactamente la forma en que...