DESCRIPCIÓN

La función de un troquel de tapas es la de troquelar  y formar las mismas a partir de las tiras de metal que se alimentan a la prensa transversalmente a dicho troquel.

Los troqueles se diseñan para ser montados sobre una prensa. Las dimensiones principales de los mismos se determinan en función del tipo de prensa,  así por ejemplo su altura, dimensiones de las placas base, agujeros de fijación, altura de columnas – si las lleva -, etc.  están ligados al tipo de prensa sobre la que trabajarán.

El diseño de los troqueles puede hacerse con columnas guía o sin ellas. La decisión de incorporar las mismas o no, depende de varios factores como pueden ser: precisión requerida, calidad – costo- del útil en función de su utilización, vida del mismo, tipo de prensa, etc. Lo mas frecuente es equipar al troquel de columnas pues sus prestaciones se mejoran sensiblemente con independencia de la prensa usada. El número de columnas también es función de su aplicación, lo normal es tres, aunque a veces es suficiente con dos. En general en este trabajo se da por hecho que el troquel va equipado de columnas. (Ver figura 1)

Figura 1.- Troquel con columnas montado sobre prensa

Otro factor que define básicamente un troquel es el número de tapas que puede hacer por golpe. Así pueden ser:

–         “Monopunzón” o troqueles simples, que conforman una tapa por cada golpe.

–         “Troqueles dobles”, dotados de una pareja de punzones y fabrican dos tapas por golpe.

–         “Multipunzón”, que van equipados con tres punzones a más.

También otros elementos de troquel admiten varias soluciones. Como por ejemplo:

–         Expulsor de recorte: Puede estar accionado por muelles o por aire comprimido.

–        Sistema de presión inferior: Puede ser actuado por resortes, gomas o neumático.

En cada caso hay que estudiar cual es la solución idónea. Pasemos ahora a describir cada una de las piezas que forman el troquel.

PUNZÓN DE CORTE

Incorporado a la parte móvil del troquel, sube y baja con ella  montado sobre el carro de la prensa. El conjunto de esta parte móvil se le suele dar también el nombre de “punzón” por ser el mismo su pieza más importante. Va normalmente fijado a la “placa porta-punzón” mediante tornillos de manera firme y precisa. Tiene dos misiones:

–         a) Combinarse con la “cuchilla” para cortar el disco a partir del material alimentado. Del mismo se obtendrá la tapa.

–         b) Hacer contacto con el “anillo planchador” y sujetar firmemente entre ambos la parte externa del metal mientras se produce la conformación de la tapa.

CUCHILLA

Se aloja en la parte fija del troquel, montada sobre la mesa de la prensa. A esta parte fija se le suele designar con el nombre de matriz. Va sujeta a la “placa base de la matriz” y su función es cortar, con la ayuda del “punzón”, el disco de metal. También por su parte interna hace de tope al “anillo planchador” en su carrera ascendente.

CENTRO DE MATRIZ

Tiene forma de aro. Sobre su parte superior se forma el ala de la tapa. Es fundamental la precisión de sus medidas ya que configura las principales de la tapa.

Se aloja en la “placa base de la matriz” y normalmente queda fijado a la misma por medio del “interior centro matriz”.

INTERIOR CENTRO MATRIZ

Está situado en el centro de la parte infiero del troquel – “matriz”- e interiormente al “centro de matriz” y se usa para formar el perfil de la tapa conjuntamente con el “centro del punzón”.

CENTRO DEL PUNZÓN

El “centro del punzón” está situado en medio de la parte superior del útil – “punzón”- y presenta una superficie activa con una silueta contraria al “interior dentro matriz”, de manera que la conjunción de ambas piezas pueda formar sobre la chapa el perfil deseado de la tapa. También embute la cubeta de la tapa.

ANILLO BOTADOR

La función de este anillo es la de oprimir la zona del ala de la tapa contra el “centro de matriz” en el momento final del recorrido descendente del carro de la prensa. Otra utilidad de este anillo es la expulsión de la tapa troquelada de dentro de la parte superior del troquel durante el recorrido ascendente.

ANILLO PLANCHADOR

El anillo planchador ayuda a asegurar una altura uniforme del rizo de la tapa y a evitar arrugas durante la formación de la misma, aplicando para ello una presión contra la superficie del labio del “punzón”.

SISTEMA DE PRESIÓN

La presión del “anillo planchador” la genera el sistema inferior, situado debajo de la mesa de la prensa. Consta de un elemento elástico (gomas o  muelles) que transmiten su empuje a las piezas del troquel por medio de un disco dotado de vástagos que penetran a través de la “base de la matriz” hasta el “anillo planchador”.

Frecuentemente  el sistema elástico se sustituye por un cojín neumático, mucho mas uniforme en su trabajo y de un ajuste mas preciso.

EXPULSOR

Cada “punzón de corte” está equipado exteriormente con un anillo”expulsor”. Este puede ser de accionamiento neumático o por medio de muelles, dependiendo del diseño. La función del “expulsor” es mantener las tiras de metal en su posición adecuada mientras se está troquelando las tapas y posteriormente expulsar el recorte – o esqueleto –  del labio del “punzón” según este va saliendo de la “cuchilla”.

PLACA PORTA-PUNZÓN

Sobre esta placa van montadas las diferentes piezas de la parte superior móvil del troquel: expulsor, punzón, botador, centro del punzón, calzas, rodamientos de las columnas…A su vez esta placa se fija al carro de la prensa.

BASE DE LA MATRIZ

Sobre la misma van montadas las diferentes piezas de la parte inferior fija del útil: columnas, cuchilla, planchador, centro de matriz e interior del centro de matriz. De ella pende el sistema de presión. A su vez está montada sobre la mesa de la prensa.

En el dibujo se aprecia someramente un “troquel doble guiado con columnas” montado sobre una prensa.

MONTAJE DE UN TROQUEL

Las indicaciones elementales que se dan a continuación para montar un troquel sobre la prensa parten de los supuestos siguientes:

–         La prensa se encuentra adecuadamente mantenida y por tanto cumple las condiciones suficientes de paralelismo entre carro y mesa. ( Ver figura 2) También el juego en las correderas del carro es el correcto.

–         Se trata de un troquel con columnas guía, ajustado y listo para trabajar.

Figura2. – Condiciones a cumplir por la prensa

El proceso lógico a seguir es el siguiente:

–         Poner la prensa en marcha hasta que se caliente ligeramente antes de  montar el troquel, aproximadamente unos diez minutos.

–         Asegúrese que tanto en la parte inferior de la placa “base de la matriz” como en la parte superior de la “placa porta-punzón” están libres  de suciedad, rebabas, virutas, etc.… Coloque el troquel sobre la mesa de la mesa, baje el carro despacio hasta que la “placa porta-punzón” se pueda atornillar en el mismo. Compruebe que utiliza tornillos en buen estado. Apriete en secuencia y progresivamente.

–         Apriete ligeramente la “base de la matriz” a la mesa de la prensa, baje el carro hasta que el punzón esté como a 1 mm. de su posición inferior.

–         Iguale la ligera holgura entre columnas-guía y sus casquillos. Se puede hacer con la ayuda de un comparador de base magnética,  colocando el mismo sobre la “placa porta-punzón” y la punta  sobre la “base de la matriz”. Al mover suavemente la misma a un lado y otro, se podrá determinar el máximo de juego. Habrá que promediar el mismo.

–         Terminar de apretar los tornillos de la base y montar el sistema de presión.

–         Compruebe a mano un ciclo en vacío y si todo va bien con material.

MANTENIMIENTO DEL TROQUEL

Periódicamente un troquel debe ser sometido a una revisión adecuada y en función de la misma tomar las acciones correctoras.

Cada una de las piezas que forman el útil han de estar “en medidas” con relación al plano de diseño. Dando esto  por supuesto, nos centraremos en la interrelación de unas con las otras en su ensamblaje.

En este sentido con carácter general conviene verificar:

1. a) Parte superior:

Montar el conjunto: “punzón”, “botador” y “centro del punzón”. Fijados sobre un plato magnético, comprobar que:

1º)

–         El diámetro de corte (superficie del “punzón”)

–         El diámetro interior del labio del “punzón”

–         El diámetro exterior del “centro del punzón” ( diámetro de la cubeta)

están concéntricos. Error max. 0.01 mm. (Ver figura 3)

Figura 3.- Comprobación entre punzón, botador  y centro del punzón

2º)

En el “punzón”, las superficies de trasera del “punzón” y su filo de corte han de estar perfectamente planas y paralelas entre si. Error max. 0.05 mm. La cara interna del labio del “punzón” – la que conforma el rizo del ala de la tapa- no debe presentar desgaste –aumento de diámetro – superior a 0.04 mm. Si es así hay que reconstruir el labio – sí lo permite – o rechazar la pieza. También hay que comprobar el filo de corte si mantiene su arista viva o requiere su rectificado. Para mantener la altura del mismo, cada 0.4mm de perdida por rectificados hay que suplirlos con una calza.

El labio del punzón normalmente tiene una inclinación de 30º y debe coincidir exactamente  con la del anillo planchador. Para ello se deben rectificar conjuntamente, utilizando el mismo ajuste de la rectificadora. El filo de corte debe presentar una pequeña superficie plana y horizontal de 1.5 mm. aproximadamente de anchura. El valor del diámetro de corte se ha de mantener al menos en un tramo de 2.5 mm, a continuación se suele rebajar para reducir el contacto con el filo de la cuchilla. (Ver figura 4)

Figura 4 .- Verificación del punzón

3º)

El radio del “centro de punzón” que forma la cubeta no debe estar desgastado – agrandado – . Un desgaste superior a 0,1 mm.  no es aceptable

4º)

El diámetro exterior del “centro del punzón” – diámetro de la cubeta – no debe presentar signos de desgaste. Su valor no debe ser inferior al nominal menos 0,03 mm.

5º)

La profundidad desde el “centro del punzón” – parte plana de la cubeta – al labio del “botador” debe ser  la adecuada. Si es menor,  la cubeta estará falta de altura. Si es mayor se pueden producir arrugas en el ala. (Ver figura 3)

6º)

Sobre la “placa porta-punzón”: los alojamientos del “punzón” y del “centro del punzón” deben estar perfectamente concéntricos entre sí. Su asientos, paralelos entre si y a su vez a la base de la placa. En caso de troquel doble, la profundidad de alojamientos análogos debe ser exactamente igual. Comprobar que las columnas-guía mantienen su precisa perpendicularidad a la superficie de apoyo de la placa sobre el carro de la prensa.

7º)

El “expulsor” de recorte, debe sobresalir ligeramente del filo de corte del punzón. Emergerá aproximadamente 0,4 mm. Si no es así, se realizaran los ajustes necesarios – dependiendo si es de tipo neumático o por muelles – para conseguirlo.

En el caso de “expulsor” por muelles, se comprobará que el mismo y sus ejes no presentan roturas o desgastes.

En el caso de “expulsor” neumático, los anillos “O” no han de presentar desgastes o fugas.

8º)

Compruebe que el labio del “anillo botador” – zona de contacto con el “centro de matriz”-, está en buenas condiciones. Si el mismo es plano, verificar que asienta perfectamente, usando para ello tinta azul sobre “mármol”. Si es del tipo curvado, comprobar que el radio está en medida.

Constatar el paralelismo entre las superficies: Parte trasera del “botador” y labio del mismo. Si hay un desfase superior a 0,01 mm., deben ser corregidas.

El vástago del “botador” y su muelle deben estar en perfectas condiciones.

1. b) Parte inferior

1º)

Placa “base de la matriz”: Su superficie de apoyo sobre la mesa de la prensa, debe estar perfectamente plana. Al menos a de presentar un 75% de apoyo, haciendo la prueba con tinta azul sobre mármol.

Los alojamientos de asiento de las diferentes piezas (cuchilla, centro de matriz) deben estar bien paralelos a la base de apoyo y si se trata de un troquel doble, exactamente a la misma altura.

Verificar que los casquillos o rodamientos de columnas-guía están montados perfectamente perpendiculares a la superficie de apoyo y no presentan daños ni desgastes. Holguras superiores a 0,003 mm. con sus columnas, hacen desechables el conjunto. (Ver figura 5)

Figura 5 .- Base de la matriz

2º)

Centro de matriz: Sus diámetros interior y exterior (activos sobre la hojalata) deben estar perfectamente concéntricos, no presentar ovalamientos ni desgastes. Las medidas se tomaran 1,5 mm por debajo del radio y al menos sobre tres puntos a 120º. Errores superiores a0.02 mm. hacen a la pieza rechazable. Los radios interior y exterior no deben estar agrandados por desgaste. No deben ser mayores de 0,1 mm.

La superficie superior, la de asiento del “interior centro matriz” y la trasera deben estar planas y paralelas entre sí. (Ver figura 6)

Figura 6.- Puntos a verificar en el centro de matriz

Montar el “interior del centro de matriz”  y comprobar que la distancia desde el labio del “centro de matriz” (superficie superior)  al “interior del centro de matriz” es la especificada. Variaciones en la misma incidirían sobre el perfil de la tapa a obtener.

Monte sobre la “base de la matriz”, en sus alojamientos correspondientes la “cuchilla”, el “centro de matiz” y el “interior del centro de matriz”.  Con la ayuda de un indicador de carátula verifique la concentricidad entre el diámetro del filo de corte de la “cuchilla”, el diámetro exterior de “centro de matriz” y  el “interior del centro de matriz”. La concentricidad debe ser la adecuada.

3º)

Anillo planchador. En cada reparación del troquel se deberá comprobar que la superficie inferior de asiento de este anillo – superficie de contacto con la “araña” del “sistema de presión” – está perfectamente plana. Se podrá hacer sobre le “mármol” entintando la misma. Volver a rectificar la misma en caso de deformación.

El labio superior de esta pieza a de tener la misma inclinación que el labio del “punzón”, sobre el que incide. La única forma  de asegurarlo es realizar el rectificado de ambos labios seguidamente aprovechando el mismo ajuste de la rectificadora.

Al montar el “anillo planchador”, su labio superior a de quedar aproximadamente 0.15 mm por debajo del filo de corte de la “cuchilla”

4º)

Cuchilla. Partimos del supuesto que la misma es de carburo, por ser el caso mas frecuente. Su manejo a de ser cuidadoso, pues cualquier golpe, caída, etc. puede suponer la rotura del inserto de carburo.

Comprobar la concentricidad entre el filo de corte y su diámetro exterior – alojamiento sobre la “base de la matriz”-. Comprobar el estado del filo de corte, rectificar ligeramente si se requiere, 0.1 mm es suficiente. Si con sucesivos rectificados se ha perdido la distancia del filo de corte al labio del “centro de matriz”, se puede rehacer con el uso de calzas en la cuchilla, pero comprobando siempre que están exentas de rebabas, bien planas y de un grueso uniforme. El número de calzas que se use deberá mantenerse a un mínimo.

La holgura del corte entre el punzón y la cuchilla se deberá comprobar después de  rectificar para asegurar que se  mantiene en el 10% del espesor del metal para acero y 15% para aluminio

5º) Sistema de presión.

1).-Superficies superiores de las “arañas” (vástagos): Las superficies superiores de los vástagos deberán estar planas, (esto se consigue de un mismo rectificado) y a un mismo nivel. Los agujeros de paso de los vástagos a través de la “base de la matriz” estarán ajustados los mismos (sin holgura). Los vástagos asentaran perfectamente a escuadra sobre el anillo planchador

2).- Eje central. El mismo, una vez montado, estará perfectamente a escuadra  con la “base de la matriz” y no presentar desgastes excesivos.

3).- Resortes. Sus extremos deberán estar cerrados, rectificados a escuadra y paralelos entre sí. (Ver figura 7)

Figura 7 .- Sistema de presión

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