Calculadora de fuerza de punzonado: tonelaje para agujeros redondos, cuadrados, rectangulares y oblongos

Cómo funciona

F = perímetro × espesor × resistencia al corte (× agujeros por golpe) · agujero redondo: perímetro = π × d · oblongo: 2 × (L − A) + π × A · en mm × mm × N/mm² el resultado sale en N · toneladas métricas = kN ÷ 9.807 · capacidad de la prensa = F × factor

El punzonado (y el troquelado de piezas) corta el metal alrededor del borde del punzón, así que la fuerza necesaria es el área que se corta por la resistencia al corte del material. Esa área es el perímetro de corte por el espesor de la lámina, de donde sale F = perímetro × espesor × resistencia al corte. Con milímetros y N/mm² (MPa) el resultado queda en newtons; divide entre 1,000 para kN y entre 9.807 para toneladas métricas. Elige un agujero redondo, cuadrado, rectangular u oblongo (ranura), o escribe cualquier perímetro de corte, y luego el material. La resistencia al corte suele ser de 60% a 80% de la resistencia a la tensión en los aceros; el inoxidable pide como 1.5 veces la fuerza del acero dulce, y el aluminio va de unas 0.2 veces (1100-O) a 0.6 veces (6061-T6), así que elige la aleación y el temple si los conoces. La calculadora también te da una capacidad de prensa recomendada con margen, el esfuerzo en la cara del punzón (alto cuando el agujero es chico comparado con el espesor, que es cuando se rompen los punzones) y una tabla de fuerzas para el mismo agujero en espesores comunes de 1 a 12 mm. Sirve para prensas de punzonado y troquelado, punzonadoras de torreta y cizallas-punzonadoras (ironworkers); no tiene que ver con la fuerza de cierre de las inyectoras de plástico. Los valores son para un punzón de cara plana con holgura normal: revisa la capacidad de la prensa y del herramental antes de trabajar.

Ejemplo resuelto

Un agujero redondo de 20 mm en lámina de acero dulce de 3 mm: el perímetro es π × 20 = 62.83 mm y el área cortada 62.83 × 3 = 188.5 mm². Con 344.7 N/mm² la fuerza es 188.5 × 344.7 = 64,982 N, o sea 65.0 kN (6.63 toneladas métricas). Con un factor de 1.3, usa una prensa de al menos 84.5 kN (8.61 t). El esfuerzo en la cara del punzón es de 207 MPa y el agujero mide 6.67 veces el espesor, así que el punzón no corre riesgo.

Fuentes: Unipunch: Understanding the role of tonnage in punching parts (formula, 50,000 psi mild steel, 1 in × 1/4 in example) · MachineMfg: Punching force calculation (shear strengths and worked examples) · Omni Calculator: Punch force (F = P × S × t, 7075-T6 example) · FIRGELLI: Punching force calculator (shear strengths by alloy and temper, Mate cluster example)

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