¿Qué Sabes Sobre los Tipos y Estructuras de Prensas Neumáticas?
No existe límite en cuanto al número de sistemas de fabricación y producción en los que las troqueladoras neumáticas sirven como herramientas fundamentales. Con aire comprimido, proporcionan un impacto rápido y confiable para perforar un agujero, cortar una forma o marcar un material. El reconocer que sus variedades y estructuras básicas son fundamentales es clave para comprender su naturaleza versátil y su amplia utilización.
Principio Básico de Funcionamiento:
Fundamentalmente, las troqueladoras neumáticas convierten la energía del aire comprimido en energía mecánica. El aire comprimido se fuerza dentro de un cilindro, accionando un pistón. El movimiento lineal de este pistón, ya sea directamente o mediante dispositivos de amplificación, se transmite a una herramienta de troquelado que aplica dicha fuerza sobre el material para realizar el trabajo.
Tipos Comunes de Troqueladoras Neumáticas:
1. Troqueladoras Neumáticas Recíprocas:
Descripción: El tipo más común. El cilindro neumático hace que la herramienta de troquelado se mueva en línea recta, hacia abajo durante la operación de perforado y hacia arriba durante el movimiento de retorno.
Subtipos (según el marco/estructura):
- Prensas en forma de C: Tienen la forma de la letra C. El cilindro está posicionado verticalmente y en el brazo superior oscila un punzón que es impulsado hacia abajo a través del material y dentro de una matriz en el brazo inferior/mesa. Ofrece buen acceso frontal y lateral al área de trabajo. Suele ser típico de trabajos ligeros a medianos y piezas más pequeñas.
- Prensas en forma de O (de lados rectos): Tienen una construcción completamente encapsulada o tipo caja alrededor del espacio de trabajo. El cilindro se coloca verticalmente en la parte superior y empuja el punzón hacia abajo. La rigidez, estabilidad y precisión de alineación de este diseño ofrecen una mayor firmeza necesaria en trabajos de mayor tonelaje, materiales más gruesos o punzonado de precisión donde se requiere una exactitud extrema. Reduce la deformación del marco bajo cargas.
2. Prensas neumáticas rotativas:
Descripción: No tienen golpes lineales; tienen un mecanismo rotativo. Un pistón empuja contra un mecanismo de cigüeñal o leva propulsado por aire comprimido e induce el movimiento lineal del pistón en un movimiento rotatorio de una torreta o rueda con múltiples juegos de punzones y matrices.
Función: Diversos conjuntos de punzones y matrices se posicionan sobre la pieza mientras la torreta gira. El agujero se perfora entonces mediante la actuación descendente independiente (normalmente neumática) del punzón correspondiente. Excelente para aplicaciones con alta velocidad y perforación repetitiva de una variedad de formas o tamaños de agujeros sin necesidad de cambiar herramientas manualmente.
Componentes estructurales clave:
Todos los punzones neumáticos comparten construcciones básicas comunes:
1. Estructura: Proporciona soporte sólido y contiene el resto de componentes. Absorbe el impacto y las vibraciones. La rigidez y capacidad están definidas por los materiales (hierro fundido, acero) y el diseño (estructura en C, estructura en O).
2. Cilindro de aire: Una sección hermética en la que se utiliza una fuerza de aire comprimido para empujar un pistón. La fuerza máxima teórica de punzonado (tonelaje) depende del diámetro del cilindro y de la presión del aire.
3. Pistón: encapsulado dentro del cilindro, es forzado a moverse linealmente gracias a la presión del aire. Y su vástago aplica la fuerza directamente al porta-punzones o a un mecanismo de amplificación.
4. Porta-punzón / Vástago: Este es el conjunto en el cual se inserta y fija firmemente la herramienta de punzonado mediante sujeción. Se conecta directamente al vástago del pistón (en diseños simples) o se desplaza dentro del bastidor. Comienza a moverse verticalmente en la dirección del golpe del punzón.
5. Porta-matriz / Mesa: La parte fija o móvil que soporta firmemente la matriz. Se encuentra justo debajo del porta-punzón. El punzón o la matriz sujetan el material entre ambos.
6. Válvulas de control:
- Válvulas direccionales (por ejemplo, válvulas de carrete): regulan con precisión el flujo de entrada y salida de aire comprimido hacia y desde las cámaras del cilindro, lo que determina la posición (extendido, retraído, detenido) de los pistones.
- Regulador de presión: el regulador de presión asegura que la presión del aire inyectado en el sistema sea controlada, lo que influye directamente en la fuerza de punzonado generada.
- Válvulas de control de caudal: regulan la velocidad del aire utilizado para alimentar o evacuar el cilindro, y así controlan la velocidad del movimiento del punzón hacia adentro y hacia afuera del cilindro.
7. Sistema de guiado: es importante para la precisión y durabilidad. El portapunzón/montante se mueve a lo largo de rodamientos lineales o bujes para centrarlo perfectamente en la matriz, y durante la carrera la carga lateral es mínima. Los diseños de marco en O normalmente ofrecen un mejor guiado.
8. Opcional (pero común) depósito de aire: Un tanque de aire comprimido alrededor del punzón. Proporciona un suministro listo de aire para garantizar una carrera constante de potencia del punzón y, lo más significativo, en ciclos rápidos y continuos que podrían perder presión en la línea de suministro principal.
9. Mecanismo de ajuste de carrera (común): Brinda a los operadores la capacidad de modificar la distancia que el punzón se desplaza hacia abajo. Esto reduce el tiempo de ciclo (se minimizan los desperdicios) y preserva las herramientas. Puede ser mediante topes mecánicos o juegos de ajuste.
Características operativas influenciadas por la estructura:
Fuerza (tonelaje): este valor se obtiene mediante el tamaño del diámetro del cilindro y la presión del aire. Las estructuras en O pueden manejar mayor tonelaje y más rigidez.
Velocidad (carreras por minuto - SPM): Depende del tamaño del cilindro, la velocidad del flujo de aire, la rapidez de la válvula y la masa en movimiento. Las máquinas punzonadoras rotativas alcanzan los SPM más altos.
Precisión y repetibilidad: Afectada por la rigidez del bastidor, la calidad de los sistemas de guía y la precisión de la válvula de control. Las estructuras en O tienden a ofrecer la mayor precisión.
Conclusión:
Las prensas neumáticas justifican su fortaleza por la combinación de alta velocidad y limpieza con un control relativamente poco complicado en comparación con el sistema hidráulico. Conocer la diferencia entre los tipos alternativos (en C, en O) y los rotativos da una idea de sus fortalezas de aplicación, ya sea para operaciones multipropósito de una sola estación o para operaciones de alta velocidad con múltiples herramientas. Sus capacidades pueden resumirse en términos de fuerza, velocidad, precisión y durabilidad mediante la estructura subyacente que gira en torno a un bastidor robusto, un cilindro de aire potente, guías precisas y válvulas sensibles. La combinación de mecánica y neumática hace que estas máquinas sean herramientas muy útiles e inevitables en el procesamiento eficiente de materiales.