Funcionamiento de las prensas: procesos y etapas

El proceso que tiene lugar en el interior de una prensa consiste en la conformación de material tras la aplicación de gran presión contra un molde, consiguiendo que el material adquiera la misma forma que dicho molde. El molde recibe el nombre de troquel.

El troquel es la herramienta de la prensa que realiza las operaciones de embutido, doblado, cortado y cizallado de material.

En el siguiente apartado se va a explicar cada uno de los procesos realizados por los troqueles. El objetivo consiste en familiarizar al lector del proyecto con las operaciones que tienen lugar en el interior de una prensa del sector de la automoción.

2.4.4.2.1 Procesos de conformado

Proceso de embutición

En la primera operación de las seis que tienen lugar en una prensa, se produce el proceso de embutición. La embutición es un proceso de conformado de un lámina metálica para la fabricación de piezas.

78 El proceso de embutición comienza cuando la parte superior del troquel comienza a descender conjunto con el movimiento del cojín sobre la parte inferior de dicho troquel, hasta hacer contacto con el desarrollo. Una vez se produce el contacto con el desarrollo, la parte superior del troquel continúa bajando provocando que el pisador retroceda y que el desarrollo vaya adoptando la forma del punzón, permaneciendo este estático. Con este método se pretende que la presión ejercida por el pisador y la matriz sobre el desarrollo, controle la velocidad a la que fluye el material hacia la parte interior del troquel.

La finalización del proceso tiene lugar, cuando la parte superior del troquel ha descendido hasta el punto en el que la separación con el macho es igual al espesor de la chapa que está siendo embutida.

Figura 2.46: Las 3 etapas del proceso de embutición

Proceso de doblado

El proceso de doblado es aquel, donde se produce una deformación plástica del material alrededor de un eje fijo, sin variar las dimensiones de la pieza. Esta deformación se realiza por flexión (produce aparición de tensiones compresivas en la zona interna y tensiones tractoras en la zona externa). Por tanto consiste en una deformación local.

79 Figura 2.47: Etapas del proceso de doblado.

Proceso de corte: cizallado/perforado

El corte se produce por efecto de las tensiones de cortadura o cizalladura, sobre una línea o un sector del material. Las tensiones se crean gracias a la acción de dos bordes afilados de corte, uno móvil el punzón, y otro fijo situado en la matriz.

La gran diferencia existente entre el cizallado y el perforado radica en que en el cizallado el corte se produce siguiendo una línea abierta, y el perforado se realiza siguiendo una línea cerrada.

Figura 2.48: Proceso de perforado y Proceso de cizallado.

2.4.4.2.2 Etapas del proceso de estampación

Los procesos de embutido, doblado, cizalladura y perforación no pueden realizarse con un único troquel. En una prensa del sector de la automoción en lugar de una sola fase, son necesarias hasta un máximo de 6 troqueles para obtener la pieza conformada. El número de etapas variará en función de la complejidad tanto geométrica como volumétrica de cada una de las piezas. Podemos decir que en ocasiones dependiendo de la pieza, esta puede

80 estamparse en 4 o 5 fases (4 o 5 troqueles) y por tanto en las mesas donde se situarían los troqueles, se colocan únicamente estaciones intermedias. Las estaciones intermedias sirven como base para el transporte de la pieza a las siguientes operaciones, en aquellas operaciones vacías.

Se considera interesante realizar una presentación visual del proceso de estampación del revestimiento del portón trasero, mostrando las diferentes etapas tal y como se presenta en un panel en el taller de Prensas.

Figura 2.49: Desarrollo portón exterior.

81 En las imágenes anteriores se puede observar el proceso de conformado que tiene lugar en una prensa desde que entra la chapa laminada o desarrollo, hasta que sale la pieza con la forma final, pasando por las 6 etapas que tienen lugar en el interior de una prensa.

En la primera operación o primera etapa de la prensa, entra el desarrollo y en ella se produce la embutición, adquiriendo la pieza su volumen definitivo.

En la segunda etapa el troquel de dicha operación realiza cortes previos y punzonados en diferentes partes de la pieza. En esta operación también tiene lugar la primera conformación de la ventana interior, la cual podemos considerar como una segunda embutición.

Durante la tercera operación de prensa tiene lugar el corte perimetral de la pieza y también el corte del hueco de la ventana.

El cuarto troquel realiza la operación de doblado de pestañas a 35º en el 80% del contorno de la pieza.

En la penúltima etapa de la prensa el quinto troquel realiza las operaciones de doblado de la pestaña de la parte superior de la pieza a 35º y el doblado definitivo de la pestaña lateral.

Finalmente en la sesta etapa el ultimo troquel realiza el doblado de la pestaña de la zona superior y la zona de los pilotos.

Tras la conformación de la pieza mediante las 6 operaciones que realizan las herramientas (troqueles), la forma de la pieza es la definitiva. La pieza final después será ensamblada con el resto de las piezas para conformar la carrocería del POLO A05.