Lección 6.1CortarCapítulo 6 · Corte y mecanizado no convencional

Punzonado y cizallado

Un punzón corta formas en la chapa contra una matriz

El punzonado corta agujeros y formas en chapa metálica empujando un punzón duro a través de la chapa hasta una matriz con la misma forma. Las ranuras de un montante de estantería de acero y los agujeros de una rejilla perforada se hicieron así, un golpe por agujero. El cizallado es el mismo corte hecho a lo largo de una línea recta con dos cuchillas largas, y es como se corta a medida la mayor parte de la chapa.

Foto: W. R. Schettler, Public domain, vía Wikimedia Commons

Un golpe de punzón en tres etapas, con detalles ampliados y una cizalla de cuchilla rectaFila superior: un golpe de punzón de izquierda a derecha; los números en círculo coinciden con los pasos de abajo. Fila inferior: detalles ampliados del corte y la versión con cuchilla recta.

Cómo funciona

Cierra. La chapa descansa sobre la matriz (la herramienta inferior: un bloque endurecido con una abertura con la forma del agujero). El extractor, una placa que rodea el punzón, mantiene la chapa plana.
Prensa. El punzón (la herramienta superior: una varilla de acero endurecido con la forma del agujero) baja y empuja el metal hacia la abertura de la matriz. Primero el borde se dobla y se redondea.
Cizalla y fisura. Los filos cortantes hacen una banda lisa en el metal. Luego aparecen grietas en el borde del punzón y en el de la matriz, y avanzan una hacia otra a través de la holgura (el pequeño espacio entre punzón y matriz).
Rotura. Cuando las grietas se encuentran, el disco recortado, llamado recorte o “slug”, se desprende y cae por la matriz como desecho.
Extrae y desplaza. El punzón sube mientras el extractor sujeta la chapa. En una punzonadora de torreta CNC (una máquina controlada por ordenador con un almacén giratorio de punzones), la mesa desliza entonces la chapa hasta el siguiente agujero.

Cizallado

El cizallado (abajo a la derecha) aplica la misma acción a lo largo de una línea recta. Un prensachapas sujeta la chapa y una cuchilla superior larga baja justo al lado de una cuchilla inferior fija. La cuchilla superior suele estar ligeramente inclinada, de modo que corta de forma progresiva a lo largo de la línea, como unas tijeras. Un tope regulable detrás de las cuchillas, el tope trasero, fija el ancho de la tira.

Datos clave

Materiales: Chapa de acero, acero inoxidable, aluminio, cobre y latón; también plásticos, cuero y láminas para juntas con herramientas más sencillas
Piezas típicas: Armarios eléctricos, soportes, paneles de chasis, rejillas perforadas, arandelas, montantes de estanterías
Tamaño de pieza: Chapa normalmente de hasta unos 6 mm de espesor; las punzonadoras de torreta CNC admiten chapas de hasta aproximadamente 1,5 × 3 m
Precisión: Alrededor de ±0,1 mm en una punzonadora de torreta CNC
Acabado superficial: Caras intactas; el borde cortado tiene una banda brillante, una banda rugosa y una pequeña rebaba (un borde afilado levantado)
Tamaño de lote adecuado: De prototipos a series grandes con herramientas estándar; las matrices dedicadas compensan en la producción en masa
Coste de utillaje y máquina: Los juegos estándar de punzón y matriz cuestan de decenas a cientos de dólares cada uno; una punzonadora de torreta CNC cuesta cientos de miles
Velocidad: Un golpe por agujero, a menudo varios cientos de golpes por minuto

Ventajas y límites

Ventajas

Muy rápido: un golpe por agujero
Bajo coste por agujero; las herramientas estándar cubren las formas comunes
Sin calor, así que el metal que rodea el agujero no cambia
La misma máquina también puede formar persianas (ranuras de ventilación levantadas) y nervios de refuerzo

Límites

Cada forma de agujero necesita su propio punzón y su propia matriz
Solo chapa, normalmente de hasta unos 6 mm de espesor
El borde queda en parte rugoso y con rebaba
Los agujeros más estrechos que el espesor de la chapa pueden romper el punzón

Dónde se usa

EléctricoArmarios de control, cajas de conexiones, troqueles para entradas de cables
Construcción y mobiliarioMontantes de estanterías, paneles de fachada perforados, piezas de techos registrables
Electrodomésticos y climatizaciónCarcasas de hornos y lavadoras, rejillas de ventilación, piezas de conductos
Electrónica e informáticaBastidores de servidores, chasis de ordenadores, placas de blindaje
AutomociónSoportes y refuerzos; piezas en bruto cizalladas para paneles de carrocería estampados

Cómo reconocerlo

La pared del agujero tiene una banda brillante cerca de una cara y una banda más mate y rugosa cerca de la otra.
Una cara muestra el borde del agujero ligeramente redondeado; la otra tiene una pequeña rebaba afilada.
Los contornos grandes con un borde festoneado casi imperceptible vienen del punzonado por mordisqueo: muchos golpes pequeños y solapados.
Filas de agujeros, ranuras o persianas idénticos, y troqueles de arranque (discos parcialmente cortados que se rompen para pasar cables).

Compáralo con

Corte por láser6.2no necesita utillaje y admite cualquier contorno, pero recorre cada agujero, así que los patrones densos de agujeros tardan más.Estampado y embutición profunda4.2matrices dedicadas en grandes prensas para producción en masa; el punzonado es su primo flexible para series pequeñas.Corte por chorro de agua6.4tampoco usa calor, pero es mucho más lento; corta chapa gruesa, piedra y vidrio que un punzón no puede.

Míralo

Roy Manufacturing · Un recorrido para principiantes por una punzonadora de torreta CNC y sus herramientas

Headland Technology · Las piezas de la máquina, desmontadas en una animación

TRUMPF Inc. · Primeros planos del cabezal de punzonado y sus herramientas trabajando

NCTOOLS CADCAM · Una chapa perforada con largas filas de agujeros

Ver fotos reales

Wikipedia: Punzonado — el principio, con fotos de punzones manuales y de una punzonadora industrial
Wikipedia: Cizallado (fabricación) — visión general del cizallado con cuchilla recta
Búsqueda de fotos en Wikimedia Commons

Recuerda

Un punzón y una matriz cortan por cizallamiento: el metal se dobla, se corta en parte y luego se rompe del todo.
La holgura entre punzón y matriz determina la calidad del borde y el tamaño de la rebaba.
El punzonado es la forma más rápida de hacer muchos agujeros en chapa; el cizallado hace lo mismo a lo largo de una línea recta.