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JOSÉ MARÍA GUERRERO GARCÍA

PRIMERA PARTE

CAPITULO I

Procedimientos de fabricación . . . . . . 5 1.- Generalidades . . . . . . . . 5 2.- Fabricación de piezas de chapa . . . . . . 6 3.- Generalidades sobre el estudio de los ciclos de estampado . . . 7

CAPITULO II

Punzonado o corte de la chapa . . . . . . 10 4.- Conceptos generales . . . . . . . 10 5.- Descripción de una estampa o matriz de corte . . . . 12 6.- Desgaste de las matrices . . . . . . . 13 7.- Juego entre punzón y matriz . . . . . . . 14 8.- Disposición de la figura . . . . . . . 16 9.- Corte con punzones de goma . . . . . . 22 10.- Esfuerzo necesario para el corte . . . . . . 24 11.- Determinación del centro de gravedad de los esfuerzos de corte . . 25

CAPITULO III

Doblado, curvado, arrollado, bordonado, cercado, perfilado y engrapado . 33 12.- Generalidades . . . . . . . . 33 13.- Doblado . . . . . . . . . 33 14.- Descripción de una estampa para doblar . . . . . 34 15.- Doblado con matriz elástica . . . . . . . 37 16.- Situación de la superficie neutra en una chapa . . . . 40 Tabla I: Posición de la fibra neutra en función de la relación r/s a considerar en el doblado de las chapas . . . . . 42 17.- Desarrollo de un elemento doblado . . . . . . 43 Tabla II: Valores de la constante K para el doblado a 90º de chapas hasta 4 mm de espesor s . . . . . . 44 Ejemplo 1 . . . . . . . . 45 Ejemplo 2 . . . . . . . . 45 Ejemplo 3 . . . . . . . . 46 18.- Lubrificantes para el doblado y el estampado . . . . 46 Pastas, grasas y jabones . . . . . . 46 Aceites clorados . . . . . . . 47 Aceites emulsionables . . . . . . . 47 Aceites grasos . . . . . . . . 47 Grasas sulfuradas . . . . . . . 47 Productos jabonosos . . . . . . . 48 Tabla III: Siglas de referencia correspondiente a los principales lubrifican-

tes usados para el estampado en frío . . . . 48 Tabla IV: Lubrificantes a usar para el estampado en frío, en relación al ma-

terial a deformar . . . . . . 49 19.- Esfuerzo necesario para el doblado . . . . . . 49 Caso I . . . . . . . . . 49 Ejemplo . . . . . . . . 51 Caso II . . . . . . . . . 51 Ejemplo . . . . . . . . 53 20.- Curvado . . . . . . . . . 54 21.- Arrollamiento . . . . . . . . 55

22.- Bordonado . . . . . . . . . 57 23.- Cercado . . . . . . . . . 59 24.- Perfilado . . . . . . . . . 60 Ejemplos de perfilado y sus correspondientes juegos de rodillos . . 61 Ejemplo 1 . . . . . . . . 61 Ejemplo 2 . . . . . . . . 61 25.- Engrapado . . . . . . . . . 64

CAPITULO IV

Embutido, estirado y extrusión. . . . . . . 66 26.- Conceptos generales sobre el embutido. Acción de estirar . . . 66 27.- Descripción de una estampa para embutir . . . . . 71 28.- Influencia de los materiales de embutir sobre el resultado de la operación . 72 29.- Lubrificación durante el embutido . . . . . . 72 Tabla V: Lubrificación a usar en la embutición, teniendo en cuenta al mate- rial a de formar . . . . . . . 73 30.- Desarrollo de un elemento embutido . . . . . 74 Cálculo 1º . . . . . . . . 74 Cálculo 2º . . . . . . . . 75 Cálculo 3º . . . . . . . . 76 Tabla VI: Desarrollo de las piezas embutidas . . . . 79 Cálculo 4º . . . . . . . . 83 31.- Presión necesaria para el embutido. Tensiones en la sección del recipiente . 84 Procedimiento para calcular la fuerza teórica Pd de deformación . . 93 Ejemplo 1 . . . . . . . . 95 Ejemplo 2 . . . . . . . . 98 Generalidades sobre el cálculo de la fuerza de embutición . . 102 32.- Presión ejercida por el sujetador . . . . . . 103 33.- Relaciones de embutido para objetos cilíndricos . . . . 104 Tabla VII: Relaciones de embutido para piezas cilíndricas huecas obténi-

Das de discos de chapa . . . . . . 106 Empleo del sujetador elástico . . . . . . 106 Ejemplo . . . . . . . . 106 Empleo del diagrama para la determinación de los diámetros del recipiente en los sucesivos embutidos del disco de chapa . . . 110 34.- Normas para el embutido de objetos cónicos, parabólicos y semiesféricos . 111 35.- Estiramiento de las piezas embutidas . . . . . 111 36.- Fuerza necesaria para el estiramiento . . . . . 113 Cálculo de la tensión específica de tracción en la sección estirada . 113 37.- Estudio de las fases del estampado . . . . . . 114 Ejemplo 1: Ciclo de estampado para producir un casquillo con una serie de estampas individuales . . . . . 116 Ejemplo 2: Ciclo de estampado para producir piezas huecas de chapa me- diante embutición progresiva, calibrado y agujereado por medio de una serie de estampas . . . . . . 116 Ejemplo 3: Ciclo de estampado para producir ojivas mediante embutición progresiva con una serie de estampas . . . . 116 Ejemplo 4: Embutido progresivo y corte . . . . . 116 Ejemplo 5: Embutido progresivo y corte . . . . . 118 Ejemplo 6: Ciclo de estampado de un tapón . . . . 119 Ejemplo 7: Ciclo de estampado de una tapadera . . . . 120 Ejemplo 8: Ciclo de estampado de un tapón . . . . 120 Ejemplo 9: Ciclo de estampado de un tubo con acometida . . 120 Ejemplo 10: Ciclo de estampado de una cabeza de horquilla para bicicleta 121 38.- Embutido al torno . . . . . . . . 126

Notas prácticas sobre el embutido cilíndrico de la chapa de aluminio . 131 Notas prácticas sobre el embutido de la chapa de acero inoxidable . 132 39.- Embutido con punzón de goma . . . . . . 133 40.- Procedimiento de embutición "Hydroform" . . . . . 134 41.- Extrusión en frío . . . . . . . . 137 Procedimiento Hooker . . . . . . . 139 42.- Fuerza necesaria para la extrusión . . . . . . 141 Reglas . . . . . . . . . 147 Solicitación del punzón y de la matriz . . . . . 147 Ejemplo 1: . . . . . . . . 147 Ejemplo 2: . . . . . . . . 149

CAPITULO V

Elección de los aceros y su tratamiento, características, recocido, decapado y prueba de la chapa de embutir. Materiales especiales para estampas 150 43.- Criterios sobre la elección de un acero. Ejemplos de empleo . . . 150 44.- Tratamiento de los aceros para herramientas . . . . 151 Forjadura . . . . . . . . 151 Recocido . . . . . . . . 151 Tabla VIII: Indicaciones sobre la elección de los aceros para punzones y matrices . . . . . . . 152 Tabla IX: Indicaciones sobre la elección de los aceros de construcción . 156 Temple . . . . . . . . . 160 Revenido . . . . . . . . 162 45.- Aspectos de la estructura de los aceros para herramientas . . . 162 Tabla X: Defectos mas corrientes en el temple de los aceros . . 163 Tabla XI: Colores del revenido . . . . . . 164 46.- Metales duros para estampas . . . . . . 165 47.- Características, recocido y decapado de la chapa de embutir . . 166 Chapa de acero . . . . . . . . 166 Tabla XII: Chapa de acero para el estampado en frío. . . . 167 Tabla XIII: Resistencia a la rotura de los materiales laminados mas corrientes 168 Chapa de aluminio . . . . . . . 169 Chapa de Latón. . . . . . . . 171 Tabla XIV: Datos para el recocido de la chapa de embutir . . 173 48.- Ensayo de las chapas de embutir . . . . . . 174

Ensayo a la huella Erichsen . . . . . . 175 Ensayo de embutición de la cazoleta . . . . . 175 Tabla XV: Tolerancia sobre el espesor y peso de las chapas . . 176 Tabla XVI: Dimensiones comerciales de los flejes y chapas . . 177 Tabla XVII: Profundidades medias de embutido en diferentes chapas . 178 Ensayo de embutición con estiramiento del agujero central . . 178 49.- Materiales especiales para estampas de embutir . . . . 183 Madera laminada . . . . . . . 183 Tabla XVIII: Propiedades de los 4 tipos de goma uretánica . . 184 Gomas uretánicas . . . . . . . 185

CAPITULO VI Prensas y maquinas para el trabajo de la chapa . . . . 186 50.- Generalidades . . . . . . . . 186 51.- Prensas . . . . . . . . . 187 Prensas mecánicas de simple efecto . . . . . 187 Prensas mecánicas de doble efecto . . . . . 205 Regulación de la carrera de la corredera y de su altura útil . . 208

Prensas hidráulicas . . . . . . . 212 52.- Motores, volantes, embragues y frenos . . . . . 218 Motores . . . . . . . . 219 Volantes . . . . . . . . 220 Embragues y frenos . . . . . . . 231 53.- Extractores y sujetadores aplicados alas prensas . . . . 234 Extractores mecánicos . . . . . . . 234 Extractores y sujetadores neumáticos . . . . . 238 54.- Alimentadores automáticos para prensas . . . . . 242 Alimentadores rectilíneos de rodillos . . . . . 243 Alimentadores rotativos . . . . . . . 246 Alimentadores de brazo oscilante mecánico con carro selector de piezas . 251 Características y descripción del brazo . . . . . 253 Carro de alimentación . . . . . . . 254 Cuenta piezas . . . . . . . . 257 55.- Mecanismo de paro automático del motor de la prensa . . . 257 56.- Variación de las fuerzas en las prensas de excéntrica . . . 259 Consideraciones sobre el mecanismo de excéntrica . . . 259 Relaciones entre la carrera del carro y la posición de la excéntrica . 259 Construcción del diagrama de fuerzas en función del ángulo. . . 263 Elección de la prensa adecuada para el embutido de un disco de chapa . 266 57.- Maquinas para trabajar la chapa . . . . . . 268 Aplanadoras poli cilíndricas . . . . . . 268 Tijeras de guillotina . . . . . . . 269 Tijeras circulares para discos y tiras . . . . . 272 Tijeras de cuchillas circulares . . . . . . 274 Tijeras de recortar . . . . . . . 274 Prensas de doblar chapa. . . . . . . 281 Prensas mecánicas . . . . . . . 283 Prensas óleo dinámicas . . . . . . . 285 Bordona dora de chapa . . . . . . . 286 Perfiladoras de cintas . . . . . . . 291 Curvadora-enrolladora de chapa. . . . . . 292 Maquinas de engrapar . . . . . . . 292 Suavizadoras de chapa . . . . . . . 293

SEGUNDA PARTE

CAPITULO I

Elementos constructivos. . . . . . . . 299 58.- Criterios sobre la elección del sistema constructivo de una estampa . . 299 59.- Elección del tipo de estampa. . . . . . . 300 60.- Elección de la prensa. . . . . . . . 301 61.- Investigación técnica sobre un elemento ya construido . . . 302 62.- Resumen de criterios. . . . . . . . 302 63.- Órganos para la fijación de punzones . . . . . 303 64.- Órganos para la fijación de matrices . . . . . 308 65.- Extractores aplicables a los punzones . . . . . 314 66.- Extractores aplicables a las matrices. . . . . . 324 67.- Mecanismos de retención de la cinta metálica en operaciones de corte . 332 Retención por perno . . . . . . 333 Retención mediante el corte auxiliar . . . . . 334 Tope superior frontal . . . . . . . 338 Tope de balancín . . . . . . . 339 Tope de balancín accionado por la tira . . . . . 341

Tope por balancín compensado. . . . . . . 342 Referencia con punzones piloto de muelles . . . . 344 68.- Guías de columnas para las estampas . . . . . 346

CAPITULO II

Estampas para cortar . . . . . . . . 349 69.- Tipos y formas de punzones y matrices . . . . . 349 Punzones con guía . . . . . . . 349 Punzones especiales para agujerear . . . . . 349 Punzones de funcionamiento a tijera . . . . . 350 Matrices que funcionan como tijeras . . . . . 351 Punzones con varias formas frontales para la acción mixta de corte . 351 Punzones y matrices de piezas superpuestas . . . . 352 70.- Varios tipos de estampas de cortar . . . . . . 359 Estampa con abertura unilateral . . . . . . 368 Estampa para producir plaquitas agujereadas mediante corte . . 368 Estampa de corte para la ejecución de rendijas en una plaquita . . 368 Estampa de doble extracción para agujerear guarniciones mediante corte 368 Estampa de corte para agujerear y perfilar fondos de chapa embutidos . 369 Estampa simple de cortar con placa de extracción de puente . . 371 Estampa de recortar con pisador de muelle . . . . 371 Estampa de recortar con pisador de muelle guiado . . . 375 Estampa de recortar con plancha de caucho sobre el pisador y expulsor

de palanca . . . . . . . 375 Estampa para cortar los agujeros de preparación de un panel . . 378 Estampa para el agujereado horizontal de una plaquita en U . . 379 Estampa para el corte simultaneo de 4 agujeros radiales en un casquillo . 381 Estampa para el agujereado oblicuo de un angular . . . 381 Estampa de corte con dispositivo autocentrante de la tira. . . 382 Estampa de bloque para producir discos mediante agujereado y corte . 382 Estampa de bloque para producir anillos redondos mediante el corte . 386

Estampa de paso a la americana para producir arandelas en grandes se- ries mediante corte . . . . . . 387

Estampa de paso con prensachapa de muelle guiado sobre cuatro colum- nas para producir plaquitas agujereadas mediante corte . . 388

Estampa de paso para producir en serie, mediante corte, las palancas de ángulo para máquinas de escribir . . . . 390

Estampa para producir, mediante el corte, los discos del estator de un mo- tor eléctrico . . . . . . . 394

Estampa de paso para el corte de los discos del estator de un motor eléctrico 395

CAPITULO III Estampas para doblar y para curvar . . . . . . 398 71.- Tipos y formas de punzones y matrices . . . . . 398 72.- Sistemas de referencia para el curvado . . . . . 404 73.- Órganos elásticos de presión . . . . . . 410 74.- Algunos tipos de estampas para doblar . . . . . 417

Estampas para doblar un soporte . . . . . 417 Estampa con dos columnas de guía, para el doblado en U de una chapita. 417 Estampa para el doblado múltiple de una chapa . . . . 421 Estampa con matrices giratorias . . . . . . 421 Estampa con punzones oscilantes . . . . . 423 Estampas con matrices móviles . . . . . . 426 Estampa para doblar una chapa en tres sentidos . . . . 434

Estampa de doble efecto para prensa de mano . . . . 435 Estampa para el doblado doble de una chapa . . . . 437 Estampa de doblar con dispositivo autoalimentador . . . 437 Estampa de doblar para producir los montantes de una portezuela de automóvil 441

CAPITULO IV

Estampas para embutir . . . . . . . 443 75.- Formas sencillas de punzones y matrices . . . . . 443

Matrices y sujetadores para el embutido . . . . . 447 76.- Algunos tipos de estampas para embutir . . . . . 448

Estampas para producir recipientes cilíndricos . . . . 448 Estampas para producir cajas de base rectangular o cuadrada . . 450 Estampas con punzones de goma para abombar recipientes cilíndricos . 450 Estampa con punzón expansivo para abombar recipientes cónicos . 455 Estampa para producir la abertura de una caja . . . . 456 Estampa para obtener recipientes cónicos mediante el embutido progresivo 457 Estampa para obtener depósitos de motocicleta mediante el embutido . 459 Estampa para embutir chapas de grandes dimensiones . . . 459

CAPITULO V

Estampas para trabajos mixtos progresivos . . . . . 463 77.- Estampas múltiples (o de paso) . . . . . . 463

Estampa doble para producir arandelas cóncavas mediante embutido y corte 463 Estampa múltiple para embutido progresivo y corte . . . 464 Estampa para producir cápsulas mediante el corte, embutido progresivo,

agujereado y despegue . . . . . . 465 Estampa múltiple para producir casquillos mediante el embutido progresi-

vo y corte . . . . . . . 468 Estampa progresiva para producir discos con chaveta y diente, mediante

embutición, agujereado y corte . . . . . 471 Estampa de pasos para producir arandelas embutidas con fijación lateral

mediante corte, doblado y embutido . . . . 474 Estampa múltiple para producir plaquitas mediante operaciones sucesivas

de agujereado, embutido, corte y doblado . . . 476 Estampa de paso para producir lengüetas terminales mediante corte y doblado 478 Estampa de pasos para producir, mediante corte y doblado, arandelas con

terminal . . . . . . . . 480 Estampa para producir lengüetas mediante punzonado, agujereado, corte

y doblado . . . . . . . 481 Estampa de pasos para producir portalámparas mediante corte y embutido 483 Estampa de pasos para producir jaulas portabolas mediante corte y embutición 487 Estampa de pasos para producir caballetes mediante agujereado, corte,

doblado y corte . . . . . . . 489 Estampa de pasos para producir, mediante corte y doblado, una escuadrita

portacontactos para "relé” . . . . . 491 Estampa de pasos para producir en serie anillos mediante corte y curvado 493 Estampa de paso para producir tarjetas mediante corte, doblado progresivo

y corte . . . . . . . . 496 Estampa de pasos para producir casquillos mediante embutición progresi-

va y corte . . . . . . . 503 Estampa de pasos para producir escudetes de adorno mediante la embuti-

ción progresiva, agujereado y corte . . . . 505 Estampa rotativa progresiva para producir anillos toroidales mediante corte,

embutición y agujereado . . . . . 507

78.- Estampas combinadas (de bloque) . . . . . . 510 Estampa para doblar y embutir una chapa . . . 510 Estampa para producir soportes mediante corte, doblado y agujereado . 511 Estampa para producir abrazaderas mediante el doblado y embutido . 513 Estampa para realizar dos doblados a 90º y el desbocamiento del agujero

en una plaquita de contacto para "relé" . . . . 513 Estampas para producir recipientes mediante el corte y embutido . 516 Estampa para producir tapas mediante el corte y embutido . . 520 Estampas para producir cazoletas mediante corte, embutido y agujereado 522 Estampa para producir recipientes con borde vuelto mediante el corte y em-

butido . . . . . . . . 525 Estampa para producir cazoletas de doble borde mediante corte y embutido 526 Estampa para producir anillos con cuello mediante corte y embutición . 528 Estampa para producir dos tipos de arandelas de presión, mediante el cor-

te y embutido . . . . . . . 532 Tabla XIX : Dimensiones y cargas dé las arandelas elásticas de platillo de

acero especial (según Schnorr) . . . . . 534 Estampa para el corte de una ventanilla en una chapa y doblado de los bordes 535 Estampa para producir tapas de hojalata mediante el corte y embutido su-

cesivos . . . . . . . . 537 Estampa para ejecutar la boca de entrada de un recipiente, mediante corte

y doblado . . . . . . . 539 Estampa para producir frontales de aparatos de radio mediante corte, embu-

tido y agujereado . . . . . . 539 Estampa de bloque para producir soportes triangulares de caja mediante

corte y embutición . . . . . . 541

CAPITULO VI Estampas con la matriz y los punzones en metal duro . . . 548 79.- Generalidades . . . . . . . . 548 80.- Comparación entre dos estampas similares construidas con punzones y matri-

ces de acero a1 cromo y en metal duro . . . . . 548 81.- Rendimiento económico de las estampas en aleación dura. Amortización . 549 82.- Principios constructivos . . . . . . . 550

1. Estampas con punzones rígidos . . . . . 551 2. Estampas con punzones guiados . . . . . 551

83.- Varios tipos de estampas con postizos de metal duro . . . 552 84.- Normas de mantenimiento . . . . . . . 555

CAPITULO VII Estampas para extrusionar . . . . . . . 558 85.- Estampas para la producción de casquillos mediante la extrusión . . 558

CAPITULO VIII Series completas de estampas para la fabricación sucesiva de algunas piezas 561 86.- Ejemplos de realización del estampado . . . . . 561

Ejemplo I : Tubo de sección cuadrada . . . . . 561 Ejemplo II: Pinza . . . . . . . 562 Ejemplo III: Recipiente bordonado . . . . . 566 Ejemplo IV : Boquilla de un recipiente . . . . . 567 Ejemplo V: Tapa para contactar eléctrico . . . . 572 Ejemplo VI: Tapa para cocina económica . . . . 578 Ejemplo VII; Casquillo de refuerzo para el nudo de la dirección de la bicicleta 579

Ejemplo VIII : Nudo de la dirección de la bicicleta . . . 585 Ejemplo IX: Cobertura superior para un envase de hojalata de base cuadrada 593 Ejemplo X : Testero y fondo para un recipiente de hojalata de base rectangular 599 Ejemplo XI: Tapa . . . . . . . 600 Ejemplo XII: Tapa . . . . . . . 605 Ejemplo XIII: Moldura para aireador de automóvil . . . 606 Ejemplo XIV: Palanca de una máquina de escribir . . . 610

CAPITULO IX

Normas y dispositivos de protección contra los accidentes en las prensas . 619 87.- Generalidades . . . . . . . . 619 88.- Principales causas de los accidentes . . . . . 619 89.- Accidente debido a motivos de carácter psicológico . . . . 620 90.- Dispositivos de seguridad aplicados en las prensas . . . . 620

Dispositivo anti-repetidor del golpe . . . . . 620 Dispositivo de mando de dos palancas . . . . . 622 Dispositivo de alejamiento de las manos de la zona peligrosa . . 622 Dispositivo aparta-manos . . . . . . 624 Aparato electrónico de seguridad . . . . . 624

91.- Dispositivos de seguridad aplicados en las estampas . . . 624

APÉNDICE

92.- Cuadrado, cubo, raíz cuadrada y raíz cúbica de un número n; circunferencia y área de un círculo de diámetro n . . . . . 629 Tabla XX: Cuadrado, cubo, raíz cuadrada y cúbica de un número “n”; circun- ferencia y área de un círculo de diámetro “n” . . . . 630

93.- Aritmética . . . . . . . . . 650 94.- Algebra . . . . . . . . . 650

Tabla XXI : Superficie de las figuras planas . . . . 653 Tabla XXII: Desarrollo del arco “a”, flecha “f”, cuerda “c” y superficie “S” del

segmento circular correspondiente a un ángulo “a” = 1º – 180º y para un círculo de radio r = 1 . . . . . 656

Tabla XXIII : Valores de algunos factores de “n” . . . . 658 Tabla XXIV : Superficies y volúmenes de algunos cuerpos sólidos . . 659

95.- Pesos y medidas . . . . . . . . 661 Tabla XXV : Sistema métrico . . . . . . 661 Tab1a XXVI : Pesos y medidas inglesas . . . . . 662 Tabla XXVII: Reducción de Pulgadas a Milímetros . . . 663 Tabla XXVIII : Reducción de pies a metros . . . . 664 Tabla XXIX: Reducción de libras inglesas a kilogramos. . . . 664 Tab1a XXX: Reducción de medidas inglesas a medidas métricas . . 664 Tabla XXXI : Reducción de fracciones de Pulgadas a milímetros . . 665

96.- Trigonometría . . . . . . . . 665 a) Resolución de los triángulos rectángulos . . . . 666 Tabla XXXII . . . . . . . . 666 b) Resolución de los triángulos oblicuángulos . . . . 667 Tabla XXXIII . . . . . . . . 667 c) Relaciones entre las funciones de un mismo ángulo . . . 667. d) Fórmulas para la Suma y resta de ángulos . . . . 668 e) Fórmulas para transformar las sumas en productos . . . 668 A Fórmulas para la multiplicación . . . . . . 668 g) Fórmulas para la división . . . . . . 668

EL TECLAS

Cuadro de texto