Cálculo de la holgura de punzonadas y troqueles por material y grosor

El espacio libre entre punzonadas y troqueles normalmente se calcula a partir del grosor de la lámina y una relación de espacio dependiente del material:

• Espacio por lado: c = t × r
• Autorización total: C = 2c

Aquí, t es el grosor de la lámina y r es la razón de resolución expresada como decimal. Una proporción del 10% por lado se convierte en 0.10 en la fórmula.

El cálculo también debe tener en cuenta la operación. En el piercing, el punzón normalmente controla el tamaño del orificio final. En el blanking, la apertura del troquel normalmente controla el tamaño del blank terminado. Esta guía se centra únicamente en ese cálculo y su validación práctica. Para información más amplia sobre tipos de troqueles, materiales, tolerancias y procedencia, véase la Guía de matrices de punzonado (inferido).

Un resultado calculado es un valor inicial, no un entorno universal de producción. La calidad del material, la resistencia a la tracción, la variación de grosor, el desgaste de las herramientas, la alineación, la deflexión de la prensa y la condición requerida del filo de corte pueden justificar el ajuste.

Calculadora de Espacio para Punzonadores y Troqueles

Utiliza las siguientes entradas:

Entrada	Qué introducir
Grosor de la lámina, t	Espesor real o nominal en mm o pulgadas
Material	Aluminio, cobre, latón, acero, acero inoxidable o una cualidad documentada
Relación de liberación, r	A claramente etiquetado Por lado Porcentaje
Funcionamiento	Piercing o blanking
Dimensión objetivo	Tamaño de agujero terminado para perforación o tamaño de blank terminado para blanking

La secuencia de la calculadora es:

1. Convierte el porcentaje seleccionado en un decimal.
2. Multiplica el grosor por la relación para obtener espacio libre por lado.
3. Multiplica el resultado por lado por dos para obtener la autorización total.
4. Aplica la margen total según si la operación es piercing o blanking.

Espacio por lado:
c = t × r

Autorización total:
C = 2 × c

Apertura del troquel de perforación:
Ddie = Dpunch + C

Tamaño de la punzón de blanking:
Dpunch = Dblank − C

Haz todo el cálculo en un sistema de unidad. Si se introduce el grosor en milímetros, todas las dimensiones resultantes del punzón y el troquel estarán en milímetros. Convierte los valores finales a pulgadas solo cuando sea necesario.

Introduce material, grosor, funcionamiento y tamaño objetivo

Utiliza el grosor real del material cuando esté disponible. Los valores nominales de calibre pueden diferir del material medido, y esa diferencia se traslada directamente a la margen calculada.

La familia de materiales proporciona una relación inicial, pero no reemplaza la pendiente exacta. "Acero", por ejemplo, puede referirse a materiales con resistencias a la tracción y comportamientos de corte muy diferentes. Para acero de alta resistencia, material endurecido o una aleación no listada, utilice datos específicos de la categoría o solicite una revisión de ingeniería en lugar de seleccionar el material genérico más cercano.

Selecciona la operación con cuidado:

• Piercing: La característica necesaria es el agujero dejado en la lámina.
• Blanqueamiento: La pieza retirada es la pieza terminada requerida.

Introducir la misma dimensión objetivo para la operación incorrecta produce el tamaño incorrecto de punzón o troquel.

Lee el resultado: dimensiones por cara, total, punzón y matriz

Un resultado útil debería mostrar más de un número. Debe identificar:

• la categoría de material;
• la proporción seleccionada;
• si esa proporción es por lado o total;
• espacio libre por lado;
• despejamiento total;
• la dimensión controlada por la operación;
• calculó el tamaño del puñetazo;
• apertura calculada de dados;
• equivalentes métricos e imperiales;
• cualquier limitación asociada al material seleccionado.

Evita redondear demasiado pronto. Mantén el valor calculado completo a través de la aritmética y luego redondea la dimensión final de la herramienta según la tolerancia de dibujo y la resolución práctica de fabricación.

Cómo funciona el cálculo de la liberación

La holgura entre el punzón y el troquel es la separación entre el filo de corte del punzón y el correspondiente filo de corte del troquel. MISUMI define sus porcentajes recomendados como eliminación por lado, lo que significa que el porcentaje se aplica de forma independiente a cada filo de corte.

La distinción es importante porque otras referencias usan "clearance de troquel" para referirse a la diferencia total entre las dimensiones del punzón y el troquel. CONIC, por ejemplo, define el espacio libre como la diferencia entre la dimensión del punzón y la dimensión del troquel, mientras que las referencias al estilo Roper Whitney también pueden describir un valor total de espacio del troquel. Un porcentaje no puede transferirse de forma segura de una fórmula a otra hasta que se confirme su convención.

Espacio libre por lado frente a espacio total

Supongamos que un punzón redondo tiene un diámetro de 10,00 mm y una abertura de troquel de 10,20 mm.

La diferencia dimensional es:

10.20 − 10.00 = 0.20 mm

Eso 0.20 mm es el Espacio total o diametral. El espacio libre en cada filo de corte es:

0.20 ÷ 2 = 0.10 mm per side

Convención	Significado	Valor en este ejemplo
Juego lateral o radial	Espacio en uno de los filos de corte	00,10 mm
Espacio total o diametral	Diferencia total entre tamaños de punzón y troquel	00,20 mm

Si un gráfico recomienda un 10% por lado, calcular t × 0.10 y luego duplicar el resultado para obtener la diferencia dimensional completa de la perforación al troquel.

Si un gráfico recomienda un 20% Limpieza total, calcular t × 0.20 una vez. No lo dupliques otra vez.

Las fórmulas base

Para una fuente que especifica una proporción por lado:

c = t × r

Donde:

• c = espacio libre por lado;
• t = grosor de la lámina;
• r = relación de libre por lado como decimal.

Entonces:

C = 2c

Donde:

• C = espacio total entre las dimensiones del punzón y el troquel.

Para una lámina de 1,0 mm con un 8% de espacio libre por lado:

c = 1.0 × 0.08 = 0.08 mm

C = 2 × 0.08 = 0.16 mm

El porcentaje representa una proporción del grosor. Por tanto, una lámina más gruesa produce un mayor espacio de juego dimensional incluso cuando la relación seleccionada permanece sin cambios.

El piercing y el blanking usan el espacio libre de forma diferente

El mismo espacio libre por lado puede usarse en ambas operaciones, pero se aplica a diferentes dimensiones de herramientas.

Funcionamiento	Artículo terminado	Dimensión normalmente mantenida al objetivo	Dimensión de apareamiento
Piercing	Agujero en la lámina	Tamaño del punzón	La apertura del dado es mayor
Blanqueamiento	Pieza retirada de la lámina	La apertura	El puñetazo es más pequeño

La guía de herramientas de Maté indica que, durante el blanking, el tamaño del troquel es el tamaño del cuenco y las dimensiones del punzón se calculan a partir de las dimensiones del troquel.

Cálculo de perforación

En el piercing, el punzón normalmente determina la dimensión del orificio final.

Para un diámetro de agujero requerido de Dh:

Dpunch = Dh

Ddie = Dh + C

Si el orificio objetivo es de 12,00 mm y el espacio total es de 0,24 mm:

• Tamaño del punzón: 12.00 mm
• La apertura: 12.24 mm

La bala retirada es chatarra. Sus dimensiones y aspecto de los bordes pueden aportar pruebas útiles para comprobar si el espacio libre funciona correctamente.

Cálculo de Blanking

En el blanking, la pieza retirada es la pieza requerida, por lo que la apertura del troquel normalmente determina su dimensión exterior.

Para una dimensión en blanco requerida de Db:

Ddie = Db

Dpunch = Db − C

Si el blank requerido es de 30,00 mm y el espacio total es de 0,24 mm:

• La apertura: 30.00 mm
• Tamaño del punzón: 29.76 mm

El blanking puede requerir ajustes adicionales cuando se trata de paredes rectas, reducción de estrechamiento o una profundidad bruñida concreta. Mate recomienda identificar las dimensiones críticas de los blanks y tratar las herramientas de blanking de forma diferente a las perforaciones ordinarias.

Juego inicial por material y grosor

La siguiente tabla utiliza el Valores de calidad estándar, de un solo lado Publicado en Referencia de selección de autorización de MISUMI. Estos porcentajes son referencias iniciales, no ajustes universales. Las etiquetas de condición del material son las categorías de la fuente y deben comprobarse en función de la ley real, resistencia a la tracción, aleación o temple.

Categoría de material	Estado	Espacio libre de salida por lado
Aleación de aluminio	Suave	6% del grosor
Aleación de aluminio	Medio	8% del grosor
Aleación de aluminio	Duro	10% del grosor
Cobre de paso duro	Suave	8% del grosor
Cobre de paso duro	Duro	10% del grosor
Latón	Suave	8% del grosor
Latón	Duro	10% del grosor
Acero	Extra blando	10% del grosor
Acero	Suave	12% del grosor
Acero	Duro	15% del grosor
Acero inoxidable	Suave	12% del grosor
Acero inoxidable	Duro	15% del grosor

Por ejemplo, el aluminio medio con un grosor de 1,5 mm usando una proporción del 8% por lado da:

c = 1.5 × 0.08 = 0.12 mm per side

C = 0.24 mm total clearance

Cómo elegir una proporción inicial

Usa esta secuencia:

1. Identifica la calidad exacta del material, la aleación o el temple.
2. Confirma el grosor medido o controlado por tolerancia.
3. Elige una categoría de material publicado que realmente coincida con el stock.
4. Confirma si el porcentaje de la fuente es por lado o total.
5. Calcula la distancia de espacio dimensional.
6. Comprueba si la prensa, el sistema de herramientas y la condición de filo requerida imponen una recomendación diferente.
7. Valida el resultado con un corte de prueba antes de la producción final.

No selecciones el porcentaje más bajo disponible solo para obtener una zona de bruñido más grande. Un espacio más ajustado aumenta la sensibilidad a la alineación y puede acelerar el desgaste.

Cuándo la resistencia a la tracción debe prevalecer sobre el menú de materiales

Para aceros de alta resistencia, una amplia selección de "acero" no es suficiente. El Directrices de solicitud de AHSS Afirma que el espacio libre generalmente aumenta a medida que aumenta la resistencia a la tracción, advirtiendo también que un espacio excesivo en las resistencias más altas puede aumentar el esfuerzo por flexión del borde del punzón y el riesgo de desconchado. Por tanto, el valor recomendado depende de la pendiente, el grosor, la resistencia a la tracción y el rendimiento requerido en el borde aguas abajo.

La misma guía indica que los valores históricos de acero suave suelen situarse en torno al 5–10% del grosor por lado, mientras que las recomendaciones para grados más fuertes pueden ser considerablemente mayores. También muestra que un porcentaje no produce el mejor resultado para cada calificación de AHSS.

Utiliza datos específicos de grado o un ensayo controlado de punzonado al trabajar con:

• AHSS o acero de ultra alta resistencia;
• grados martensídicos;
• lámina endurecida;
• material con resistencia a la tracción incierta;
• la culata destinada a estiramientos o conformados posteriores de los cantos;
• Piezas con requisitos estrictos de fatiga o fractura.

Por qué los gráficos de liberación publicados no coinciden

Dos gráficos técnicamente creíbles pueden mostrar valores diferentes porque pueden utilizar:

• convenciones de despeje por lado frente a autorización total;
• diferentes condiciones de materiales o resistencias a la tracción;
• diferentes sistemas de prensa y herramientas;
• objetivos de grado de precisión frente a objetivos de grado estándar;
• diferentes requisitos para la rebarba, el balance, el bruñido o la vida útil de la herramienta;
• suposiciones de herramientas propietarias;
• diferentes rangos de grosores.

Por ejemplo, La calculadora de UniPunch Publica factores del 15% para aluminio, 20% para acero dulce y 25% para acero inoxidable como "requerido espacio para el troquel", pero la página no etiqueta explícitamente esos factores como valores por cara. No deben insertarse en una fórmula por lado sin confirmar la convención prevista.

CONIC también publica diferentes proporciones para máquinas mecánicas y máquinas servo o hidráulicas, y aconseja a los usuarios considerar la resistencia a la tracción, el grosor, las limitaciones de la máquina y una prueba real de punzonado.

Ejemplos de cálculo trabajado

Ejemplo de perforación

Requisito: Perfora un agujero de 10,00 mm en aluminio medio de 1,20 mm.

De la tabla de referencia:

• Material: aluminio medio
• Ratio por cara: 8%
• Grosor: 1,20 mm

Calcular la distancia libre por lado:

c = 1.20 × 0.08

c = 0.096 mm

Calcular la liberación total:

C = 2 × 0.096

C = 0.192 mm

Aplica las dimensiones del piercing:

• Tamaño del punzón: 10.000 mm
• La apertura: 10.000 + 0.192 = 10.192 mm

La apertura calculada del troquel puede indicarse como 10,19 mm si ese redondeo es compatible con el dibujo, el proceso de herramientas y la tolerancia. No redondees el valor intermedio por lado antes de calcular el total.

Ejemplo de blanking

Requisito: Produce un cartucho de 25,00 mm de latón blando de 1,50 mm.

De la tabla de referencia:

• Material: latón blando
• Ratio por cara: 8%
• Grosor: 1,50 mm

Calcular la distancia libre por lado:

c = 1.50 × 0.08

c = 0.120 mm

Calcular la liberación total:

C = 2 × 0.120

C = 0.240 mm

Aplica las dimensiones de blanking:

• La apertura: 25.000 mm
• Tamaño del punzón: 25.000 − 0.240 = 24.760 mm

Estas dimensiones son ejemplos de cálculo. Las dimensiones finales de las herramientas siguen dependiendo del material real, la tolerancia de cigarro, el ángulo esperado del filo, el estado de la herramienta y la prueba de producción.

Comprueba el borde de corte y el slug antes de finalizar el espacio libre

Una fórmula no puede mostrar lo que ocurre bajo carga de prensa. Inspecciona las primeras piezas de prueba y, para perforar, las babosas.

Un filo de corte normalmente contiene cuatro regiones observables:

1. Vuelco: Deformación plástica inicial en el lado de entrada.
2. Zona de bruñido: la parte más lisa se crea mientras el punzón se corta en el material.
3. Zona de fractura: la región más rugosa que se crea a medida que las grietas se propagan desde los bordes del punzón y el troquelado.
4. Burr: material desplazado que quedaba cerca del lado de salida.

Para el AHSS, la altura de la mueva por sí sola puede ser engañosa porque las calzadas fuertes pueden fracturarse con relativamente poco rollover o muela. La transición general de la ceñida a la fractura, la suavidad de la zona de fractura y la ausencia de daño secundario por cizalladura o borde pueden proporcionar una mejor evidencia.

Lo que debe mostrar un filo de corte equilibrado

Busca:

• una apariencia constante de bordes alrededor de la característica;
• una zona de bruñido definida;
• una zona de fractura razonablemente lisa;
• no se pronuncia cizalladura secundaria;
• rebaba y vuelco dentro del requisito de la pieza;
• dimensiones dentro de la tolerancia;
• resultados similares a los golpes repetidos.

La apariencia ideal depende de la aplicación. Una pieza destinada a un estiramiento posterior de los filos puede requerir una condición optimizada diferente a la de un simple agujero de despeje.

Señales de que la altura libre para correr es desigual

El bruñido, fractura o rebaba desigual alrededor de una característica suele indicar un espacio libre desigual en lugar de un porcentaje nominal incorrecto.

Las posibles causas incluyen:

• desalineación de puñetazo y troque;
• postes guía o casquillos desgastados;
• carga lateral por punzón;
• bordes de corte desgastados o dañados;
• herramientas mal afiladas;
• deflexión de troqueles o prensas bajo carga;
• Una prensa fuera de nivel.

Las Directrices AHSS advierten que cargas de corte más altas pueden desviar el troquel o presionar lo suficiente para cambiar la holgura medida en condiciones estáticas.

Para más detalles sobre los elementos de la guía, los punzones, los componentes del troquel y el desgaste relacionado con la alineación, consulte el Guía de componentes del chip.

Muy poca frente a demasiada altura libre

Estado	Signos típicos	Comprueba antes de cambiar la relación
Espacio libre demasiado pequeño	Cizalladura secundaria, doble ruptura, mayor profundidad de bruñido, mayor carga de punzonado o desmontaje, abrasión, galisamiento, desgaste rápido, desconchado	Confirma la alineación, la nitidez de la herramienta, el grosor real, la calidad del material y si el valor de la fuente es por lado
Espacio libre cerca del campo de tiro utilizable	Vuelco, bruñido, fractura y rebaba constantes; dimensiones estables; Carga de herramientas manejable	Confirma los resultados repetidos a lo largo del perfil completo y la velocidad de producción
Espacio libre demasiado grande	Mayor vuelco, menor bruñido, mayor zona de fractura, estrechamiento, distorsión, mayor muebla en algunos materiales, menor control dimensional	Confirma la resistencia del material, la deflexión de prensa, el tamaño del punzón, el tamaño del troquel y si un valor total se duplicó por error

La comparación de CRONIC muestra que un mayor espacio libre tiende a aumentar el vuelco, la zona de fractura, la mueva y la deformación, mientras que un espacio estrecho incrementa el plano de corte y el tonelaje de punzonamiento. La guía AHSS añade que un espacio muy ajustado puede crear cizalladura secundaria, mientras que un espacio extremadamente amplio también puede generar huecos, daños por vuelco o tensión en el borde de puñón en materiales de alta resistencia.

El despeje es solo una posible causa de daño a la herramienta. También deben comprobarse la geometría del punzón, la alineación, la resistencia del material, las condiciones de desmontaje, el desgaste y el comportamiento del prensado. Para un análisis de fallos más amplio, véase Rotura de punzones en troqueles de estampado.

Cuando la calculadora no es suficiente

Solicita una revisión de herramientas o procesos en lugar de depender solo del cálculo genérico cuando la aplicación implica:

• AHSS, acero martensítico, lámina endurecida o una aleación no catalogada;
• agujeros muy pequeños o secciones de punzón estrechas;
• perfiles complejos o asimétricos;
• Blanking fino;
• requisitos críticos de rebabas, cónico, fatiga o estiramiento de filos;
• dimensiones en blanco ajustadas;
• gran variación en el espesor del material;
• problemas recurrentes de slug, astillado o rotura;
• un espacio visible desigual alrededor de la característica;
• grado o resistencia a la tracción inciertos;
• Restricciones mínimas específicas de prensa.

El blanking fino no debe usar esta calculadora general sin cambios. Utiliza sujeción especializada y autorizaciones mucho más pequeñas específicas para cada proceso. La guía técnica de MISUMI la identifica como una aplicación separada y intensiva en desgaste que requiere un tratamiento de clearance diferente.

Información para incluir en un dibujo o revisión de herramientas

Prepara la siguiente información:

• grado exacto de material, aleación o temple;
• espesor nominal y tolerancia al grosor;
• resistencia o dureza a la tracción, cuando se conocen;
• operación de perforación o blanking;
• dimensión terminada objetivo;
• tolerancia dimensional;
• condición aceptable de muelas o filo;
• perfil de punzonador y troquel;
• sistema de prensa o herramientas;
• convención de autorización actual;
• fotografías o muestras del filo cortado y del proyectil;
• síntomas actuales como rebaba desigual, cizalladura secundaria, problemas en la bala o daños por punzón.

Listas de SunshinePro Troqueles y pasadores de punzonamiento y afirma que suministra componentes estándar así como piezas personalizadas basadas en planos.

Para un material no estándar, tolerancia crítica o problema de producción no resuelto, contacta con SunshinePro con la especificación del material, grosor, funcionamiento requerido, dimensiones objetivo y un dibujo o muestra disponible. El valor calculado puede entonces revisarse en relación con la aplicación real en lugar de tratarse como un entorno universal.