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Los perfiles son una de las materias primas importantes para los componentes de chapa. Los perfiles comunes utilizados en la chapa son ángulos, canales, vigas en I y redondas, barras planas, tubos, etc. De acuerdo con los diferentes equipos de procesamiento de las empresas de producción, existen varios métodos de corte. perfil diferente blanking, entre los que se encuentran los más utilizados: corte y corte y punzonado.

Aserrado de perfiles

El aserrado es el método de procesamiento para cortar el material o el corte y la ranura de la pieza de trabajo a través del movimiento de corte de los dientes de la sierra, y se puede dividir en aserrado manual y aserrado mecánico de acuerdo con las diferentes formas de aplicar fuerza durante el movimiento de aserrado; se puede dividir en sierra de cinta, sierra de disco y sierra de fricción según los diferentes tipos de hojas de sierra utilizadas.

Aserrado manual

El aserrado manual es una de las formas de dividir el material metálico (o pieza de trabajo) con aserrado manual, y la sierra manual se compone principalmente de dos partes: el arco de la sierra y la hoja de la sierra.

El arco de sierra se utiliza para tensar la hoja de sierra. Hay dos tipos de fijo y ajustable, como se muestra en la siguiente figura. La hoja de sierra generalmente está hecha de acero cementado laminado en frío, pero también está hecha de acero al carbono para herramientas o acero aleado, endurecido por tratamiento térmico. La hoja de sierra más utilizada tiene 300 mm de largo (la longitud entre los dos orificios de instalación), 12 mm de ancho y 0,8 mm de grosor en este tipo.

1. La elección de los dientes de sierra

El aserrado manual la herramienta más importante son los dientes de sierra, el paso de los dientes está determinado por el número de dientes por pulgada (25,4 mm) de longitud, divididos en 3 tipos grueso, medio y fino. Se pueden seleccionar diferentes tipos de dientes de sierra para completar el corte de varios perfiles de material, accesorios de tubería, material de placa debajo del material. La elección del tipo de diente se basa en las propiedades mecánicas y el grosor del material a serrar (consulte la tabla siguiente).

Tipos de dientes de sierra y rango de selección

Tipo dentado	Número de estrías n （n / 25,4 mm）	Ámbito de aplicación
Grueso Medio Multa	14~18 22~24 32	Serrar acero blando, latón, aluminio, cobre puro, hierro fundido, plástico y otros materiales Aserrado de tubos de cobre de paredes gruesas de acero semiduro Chapa fina, tubos de paredes delgadas y materiales duros

La hoja de sierra ordinaria se usa mejor para la dureza media del siguiente material para aserrar, cuando se usa una hoja de sierra de dientes finos para cortar material duro, o usa una hoja de sierra de diamante recubierta para cortar vidrio, cerámica, acero endurecido, comience a serrar cuando use el extremo frontal del hoja de sierra contra el borde de una cara, y el ángulo de inclinación α de la superficie del material es de aproximadamente 15 °, y asegúrese de que haya tres dientes al mismo tiempo en contacto con el material. Para que el tamaño de la sierra de arranque sea preciso, primero puede usar el pulgar izquierdo para apoyarse en el costado de la hoja de la sierra para guiarlo, presionar ligeramente durante una distancia corta hacia adelante y hacia atrás, empujar y tirar, para hacer la sierra hoja fácil de comer, consulte la figura siguiente.

2. Métodos de aserrado para diversas piezas de trabajo.

Los métodos de aserrado son diferentes. para serrar diferentes perfiles, o para serrar el mismo perfil con diferentes requisitos.

• Aserrado de barra

Si la superficie de corte de la barra de aserrado requerida es plana, se debe aserrar continuamente desde el principio hasta el final. Si el requisito no es alto, la dirección se puede cambiar varias veces al aserrar, de modo que el material de la barra se pueda aserrar nuevamente después de un cierto ángulo, de modo que sea fácil de aserrar porque la superficie de aserrado se vuelve más pequeña y la eficiencia puede Ser mejorado.

• Aserrado de tubos

Serrar el tubo no siempre se puede cortar hasta el final; de lo contrario, los dientes son fáciles de pegar y astillar, el método de aserrado correcto es: cuando se corta el material del tubo, el material del tubo a lo largo de la dirección de la sierra de empuje para girar en forma apropiada ángulo y luego sierra, de modo que el tubo en más de unas pocas direcciones, cada dirección sierra a través de la pared interior puede ser.

• Aserrado de material de placa delgada

El aserrado de material de placa delgada debe estar lo más lejos posible del lado ancho de la sierra hacia abajo, cuando solo desde el lado estrecho del material de la placa hacia abajo, se pueden sujetar dos tablas, la madera junta, para evitar que los dientes de la sierra se enganchen, pero también para mejorar la rigidez del material de la placa, para que el aserrado no vibre, como se muestra en la siguiente figura (a). También puede sujetar el material de la tabla delgada directamente en el tornillo de banco y usar la sierra de mano para serrar con empuje diagonal lateral de modo que el número de dientes en contacto con la tabla delgada aumente para evitar que los dientes de la sierra se astillen, como se muestra en la figura. a continuación (b).

• Aserrado de acero plano

Serrar acero plano, para obtener una costura ordenada, debe realizarse desde el lado más ancho del material plano debajo de la sierra, de modo que la profundidad de corte sea poco profunda, la hoja de sierra no se atasque ni dañe los dientes y la hoja de sierra.

• Aserrado en ángulo y en canal

El ángulo de aserrado y el acero del canal deben usarse desde dos lados (o tres lados), pero cada sierra fuera de un plano debe cambiar la posición de sujeción.

aserrado mecánico

Además del aserrado manual, las herramientas de aserrado comúnmente utilizadas son: sierra de mano, sierra circular de alta y baja velocidad, sierra de fricción, sierra de cinta para metal y sierra de péndulo de arco son generalmente aserrado mecánico, la siguiente figura (a), (b), ( c) son sierras de viento de mano, máquinas de corte con muela abrasiva y máquinas de aserrar de arco de uso común y otras formas de equipos de aserrado.

El equipo de aserrado mencionado anteriormente se puede utilizar no solo para el socavado de perfiles sino también para el corte de otros materiales metálicos. Al aserrar materiales, generalmente se puede seleccionar para su uso de acuerdo con la naturaleza y el tamaño de los materiales aserrados.

Punzonado y corte de perfiles

En la producción, el corte de acero en ángulo, acero de canal y otros perfiles y perfiles especiales generalmente está garantizado por métodos de procesamiento mecánico como aserrado o fresado, pero cuando el lote de producción de piezas es más grande y hay más variedades, el procesamiento mecánico tradicional El método no conduce a la mejora de la eficiencia económica debido a la baja eficiencia de producción, y se presta más atención al procesamiento de la matriz de perforación de perfiles.

Las características del procesamiento de supresión de perfiles.

La mayor parte del procesamiento del perfil es punzonado de un solo lado, la fuerza de punzonado está desequilibrada y tanto el material como el punzón están sujetos a una fuerza de compensación, lo que hace que el punzón rompa o desvíe el material y se agriete fácilmente. Mientras que la matriz se somete a un empuje lateral, el perfil que se perfora también se somete a una fuerza de reacción, lo que resulta en una gran fuerza de alabeo al perforar el perfil, lo que afecta la seguridad de la operación.

Diseño de matriz de perforación de perfiles

En vista de estas características del procesamiento de la matriz de perforación de perfiles, al diseñar la matriz de perforación de perfiles, se debe considerar completamente la influencia de la fuerza lateral de perforación, y la influencia de esta fuerza lateral debe controlarse o eliminarse tanto como sea posible, y la Las medidas que generalmente se toman son: para colocar el bloque para la pieza de trabajo y el troquel convexo (generalmente colocado en el troquel cóncavo, la forma y la posición del bloque deben considerarse junto con la forma de la pieza de trabajo de punzonado y la estructura del troquel, de modo que para compensar eficazmente la influencia de la fuerza lateral de cizallamiento) O alargar parcialmente la longitud del borde no útil del troquel, de modo que antes de punzonar, el troquel de corte y el tope estén bien unidos primero, o el troquel esté apretado unido a la matriz cóncava en la parte alargada, para compensar la fuerza de desplazamiento generada por el corte y asegurar la vida útil de la matriz y la calidad de la pieza de trabajo cortada.

Con el fin de evitar la posible deformación del perfil al punzonar y cortar, lo que afectará a la calidad del punzonado y a la seguridad del operario. Los dispositivos de preprensado y descarga de la placa de prensado se instalan en la matriz.

Para controlar o eliminar la influencia de la fuerza lateral durante el punzonado del perfil, la matriz suele adoptar una estructura cerrada, de modo que la fuerza lateral sobre la cuchilla de corte está mejor equilibrada en la estructura cerrada y se reduce la tendencia a la deformación del perfil durante el punzonado.

Estructura de matriz de perforación de perfiles de uso común

La siguiente figura muestra el troquel de corte en ángulo de uso común en producción. Para evitar que el ángulo se deforme al cortar, la presión previa y la descarga de la placa de presión están hechas de resorte y caucho para garantizar la estabilidad y seguridad de funcionamiento. El troquel superior e inferior están guiados por pilares de guía, y las cuchillas de corte superior e inferior están bloqueadas para soportar el empuje lateral.

Cuando se trabaja, la pieza en bruto se envía al tornillo de posicionamiento 6 a lo largo de la ranura en forma de V en el soporte 11 y la placa de presión inferior 9. Cuando la matriz superior desciende, la placa de presión superior 3 y la cuchilla de corte inferior 10 y la placa de presión inferior 9 y la cuchilla de corte superior 12 sujetan la pieza en bruto respectivamente, y la cuchilla de corte superior 12 y la cuchilla de corte inferior 10 completan el corte del ángulo de acero juntas.

La cuchilla de corte superior 12 y el ángulo del borde de trabajo de la cuchilla de corte inferior 10 se toman 90 °, se cortan desde ambos lados gradualmente, de modo que se reduce la fuerza de punzonado. La cuchilla de corte inferior 10 es de diseño simétrico, desgaste del borde de un solo lado, se puede girar 180 ° para su uso. En el diseño de matriz de corte de material de acero en ángulo, debe asegurarse de que el perfil y la matriz cóncava encajen, es decir, la cavidad cóncava y el ángulo del perfil sea el mismo, el ángulo que contiene la matriz convexa que el ángulo que contiene el perfil, como se muestra en la siguiente figura (a), (b), de manera similar, el material en forma de U cortado, también debe asegurar que la cavidad cóncava y el ángulo del perfil sea el mismo, pero la matriz convexa que contiene un ángulo ligeramente menor a 90 ° [ver la siguiente figura (c)], para reducir la fuerza de corte y mejorar la calidad de la sección.

La siguiente figura es otra estructura de troquel de corte en forma de U, utilizada principalmente para el material más grueso (> 6 mm) y la superficie de corte tiene mayores requisitos para las piezas de corte. Al trabajar, el molde superior desciende, primero por la cuchilla de dos discos 2 canalizará el acero en ambos lados de la ranura en forma de V 2 ~ 3 mm de profundidad, el molde superior continúa descendiendo, por el borde superior 1 y el borde inferior 3 lo cortará todo.

La siguiente figura muestra la estructura del troquel de corte de golpe de ángulo.

Antes de trabajar en este troquel, el martillo debe instalarse en el orificio correspondiente del vástago del troquel del deslizador de la prensa. Cuando trabaje, coloque el ángulo de acero en la ranura en forma de V y, a medida que el deslizador de la prensa desciende, el martillo golpea el troquel superior 1, y la hoja superior 8 instalada en él baja, y cuando baja, corta con la hoja inferior en el troquel inferior 12, y el ángulo de acero se puede cortar.

Se pueden cortar ángulos de acero de diferentes espesores. Cortar el espesor de acero angular de 6 mm o menos, las hojas superior e inferior entre el espacio de corte de 0,3 ~ 0,4 mm, cortar más de 6 mm de espesor de acero angular, las hojas superior e inferior entre el espacio de corte de 0,5 ~ 1,0 mm.

Del mismo modo, el perfil también se puede completar mediante troquelado. Hay dos métodos generales de procesamiento para el punzonado de perfiles, a saber, corte y corte de extremos, pero no importa qué método se utilice, el procesamiento se realiza mediante sujeción y luego punzonado. Por lo tanto, el diseño de la matriz debe completarse sujetando el perfil con la matriz cóncava interior y exterior primero y luego cortando con la matriz convexa. La siguiente figura muestra la estructura del troquel de corte de perfiles.

La siguiente figura muestra el troquel de corte del extremo del perfil del tubo cuadrado, que puede terminar el extremo cortando el perfil del tubo cuadrado y el recorte de piezas cuadradas en forma de caja al mismo tiempo. Cuando se trabaja, el perfil se monta en el mandril 4, y cuando la matriz superior baja, la cuña inclinada 6 hacia la izquierda empuja el deslizador 3 hacia la derecha y la mitad izquierda del perfil se corta con su cuchillo en forma de V borde 5, luego la cuña inclinada derecha 6 empuja el borde de la cuchilla en forma de V en el deslizador derecho para cortar la otra mitad del perfil, momento en el cual la cuña inclinada izquierda se desengancha del contacto y se tira a la posición original por el resorte 1. La posición original de la corredera 3 se coloca mediante el tope 2. Después de que la matriz superior sube, el perfil se retira del mandril 4 presionando con la mano el pasador de salida 7. La cuchilla 5 siempre hace un movimiento guiado entre pilares 8 y mandril 4.

La figura (b) a continuación muestra el troquel de corte por percusión utilizado para cortar el perfil que se muestra en la figura (a).

Cuando se trabaja, el perfil se coloca primero dentro de la cuchilla fija 2 y la cuchilla móvil 7, y el bloque de posicionamiento 3 controla la longitud del perfil de corte. Con el movimiento hacia abajo de la corredera de la prensa, el mango de la matriz 8 empuja la cuchilla móvil 7 hacia abajo durante la carrera de trabajo de la prensa, de modo que roza contra la cuchilla fija 2 y corta el perfil.

Independientemente del tipo de método de punzonado que se utilice, el diseño del troquel de punzonado de perfiles todavía se centra en controlar o eliminar la posible deformación causada por la fuerza lateral de punzonado y el impacto en la precisión del punzonado. Por lo tanto, la estructura de la matriz de perforación de perfiles y las medidas que toma también son aplicables al diseño de la matriz de perforación de perfiles. La sección transversal del perfil es generalmente más compleja que la del perfil, y para perfiles con diferentes estructuras de sección transversal, la forma de la matriz debe diseñarse adecuadamente para garantizar la calidad del corte. La siguiente figura muestra las formas de matriz recomendadas para perforar perfiles con diferentes secciones transversales.

El principal mecanismo de falla en punzones y matrices.

El corte es un proceso de producción de metal, durante el cual una pieza de trabajo de metal se retira de la lámina o tira de metal primario cuando se perfora. El material que se quita es la nueva pieza de trabajo de metal o la pieza en bruto. La superficie de corte de una banda cortada creada con un proceso de punzonado de metal convencional está parcialmente en ángulo y tiene un aspecto rugoso en la zona de fractura del corte.

Durante la operación de punzonado / corte, el comportamiento de las piezas de trabajo (punzones y matrices) depende del material de trabajo (espesor, resistencia a la tracción, límite elástico) y la capacidad del acero para hacer frente a las tensiones que surgen en los filos de corte.

Debido a la presión sobre el borde ciego del punzón y la matriz, se logra la compleja distribución de la tensión durante el corte. Después de plastificar el material, dependiendo del método del proceso, se puede obtener una geometría diferente de la superficie de intersección y el tamaño de las rebabas. En el caso de deformación del material laminar, la fuerza de punzonado hace que se carguen las herramientas. Las mayores presiones se encuentran cerca de los filos de corte de la herramienta. La presión del material perforado sobre la superficie del punzón y la fricción provocan un desgaste intensivo de la herramienta. El vector de fuerzas de reacción de las herramientas se dirige inversamente al movimiento de trabajo del punzón. Esto provoca una flexión de la hoja, lo que da como resultado la acción lateral de fuerzas. La holgura entre los bordes de la herramienta determina el valor y la orientación de la fuerza de contacto.

1. Deformación plastica

La deformación permanente ocurre cuando el esfuerzo de compresión excede el límite elástico de compresión del acero para herramientas. La dureza es el parámetro crítico.

Astillado y rotura total: Tanto la iniciación como el crecimiento de fisuras se eliminan por la alta ductilidad / tenacidad del acero para herramientas. La microestructura muy fina y homogénea del acero para herramientas de la pulvimetalurgia confiere a las herramientas un buen nivel de resistencia al impacto y límite de fatiga en caso de comportamiento frágil.

2. Desgaste abrasivo

Aparece abrasión en los contactos deslizantes entre la herramienta y el material de trabajo. El desgaste abrasivo es causado por partículas duras en contacto con la superficie de la herramienta. Las propiedades críticas del acero para herramientas son dureza, alto volumen de carburos y alta dureza de los carburos.

3. Desgaste abrasivo y adhesivo

Tanto la abrasión como el desgaste adhesivo se crean por esfuerzos de compresión y contacto deslizante que resultan en una fuerte fricción y una temperatura localmente alta que puede conducir a puntos de microsoldadura que destruyen la calidad de la superficie de la herramienta. Luego, debido a las tensiones de trabajo, partes del material en barra son extraídas de la superficie de la herramienta por el material de trabajo. Los parámetros críticos son rugosidad, coeficiente de fricción, tenacidad / ductilidad y dureza. La calidad del acero para herramientas tiene una gran influencia y los aceros para herramientas de pulvimetalurgia pueden ofrecer una solución adecuada, junto con el recubrimiento de la superficie para optimizar las propiedades de deslizamiento.

Además, al punzonar o cortar chapas metálicas avanzadas de alta resistencia, las tensiones y las ondas de choque aumentan mucho en los bordes cortantes de las herramientas. En tales casos, no se recomienda el uso de aceros para herramientas convencionales (tipos D2 y M2) debido al nivel de resistencia a la fatiga / resistencia al impacto demasiado bajo, lo que conduce a grietas tempranas y rotura total de punzones y matrices. El astillado y el agrietamiento son probablemente el mecanismo de falla más perjudicial que puede ocurrir en la planta de producción.

Con el proceso de pulvimetalurgia, la microestructura de los aceros para herramientas ASP se refina mucho con una distribución muy uniforme de carburos primarios más finos. Esto da como resultado una combinación mejorada de tenacidad, resistencia y dureza en comparación con los aceros para herramientas convencionales.

El experimento de blanking

Los ganchos se cortaron en una hoja con un espesor de t = 0,5 mm. La hoja estaba hecha de acero al carbono no aleado C45 (1.0503) para mejora térmica. La tabla 1 muestra la composición química y la tabla 2 muestra las propiedades mecánicas después del tratamiento térmico.

Composición química (media), %

C	Minnesota	PAG	Cr	Si	S	Ni	Mes	Fe
0.48	0.73	0.011	0.09	0.35	0.01	0.02	0.002	otro

Propiedades mecánicas del acero templado C45

Fuerza de rendimiento Re [MPa]	Resistencia a la tracción Rm [MPa]	Alargamiento A5 [%]	Dureza HRC
335	2285	30	55

El proceso de blanking se realizó con un punzón con una cara inclinada de 12 °. Las dimensiones más importantes del punzón ciego se presentan en la figura siguiente. Durante las pruebas, el movimiento del punzón fue de 50 golpes / min.

Las pruebas se realizaron para tres valores de holgura de punzonado (holgura (C) / espesor de chapa (t)): 5%, 10%, 15% (Figura a). La carrera del punzón se ajustó para obtener una profundidad de penetración H = 1,2 mm (Figura b).

El corte de chapa con propiedades de alta resistencia requiere, para punzones, la selección de un material con buena resistencia y relativamente alta resistencia al desgaste abrasivo y adhesivo. En el caso de series cortas de productos en blanco, la economía del material utilizado para las herramientas es importante. El punzón estaba hecho de acero para herramientas K340 Isodur. El acero con un contenido de cromo ~ 8% se produce en la tecnología del proceso de refundición por electroescoria (ESR). Este acero se caracteriza, entre otras cosas, por una alta resistencia adhesiva al desgaste y resistencia a la compresión. Gracias a la microadición de aluminio, se mejora el sistema de pasivación de óxidos, donde tiene lugar la pasivación de la superficie.

Después de la pasivación, esta capa reduce la tendencia de las partículas de material perforado a adherirse a la superficie de corte de un punzón. La dureza del punzón después del tratamiento térmico fue de 62 HRC.