Prensa: máquina herramienta que tiene como finalidad lograr la deformación permanente o incluso cortar un determinado material, mediante la aplicación de una carga.La acción de las prensas se lleva a cabo por medio de una herramienta que es impulsada a presión contra el material laminado. La herramienta puede ser maciza o hueca, afilada o sin filo y de formas variadas según el caso.

Los metales pueden ser formados plásticamente en compresión o en tensión dentro de ciertos límites, recuperando su forma inicial una vez que el esfuerzo de deformación desaparece, si este se ha mantenido dentro del límite elástico. El límite elástico de un material disminuye bajo condiciones repetidas de esfuerzo. Cuando los metales se someten a esfuerzos más allá de su límite elástico quedan deformados permanentemente. Si la carga aplicada continúa, la deformación del metal sigue aumentando plásticamente hasta que tiene lugar la ruptura.

Clasificación Si clasificamos a las prensas de acuerdo al MECANISMO DE CONDUCCIÓN, se pueden clasificar en mecánicas o hidráulicas, pudiendo ser las primeras operadas manualmente, en el caso más elemental, y con motor en la mayoría de los casos.

Las prensas tienen una aplicación tanto más amplia cuanto mayor es la altura libre del espacio de trabajo y cuanto mayor sea la carrera que pueda ajustarse, ya que este modo podrá disponerse en la prensa herramientas y montajes de embutición de cierta altura. Una condición decisiva para utilizar toda la prensa es la eficacia de sus dispositivos de seguridad incluso para un elevado número de carreras.

En las prensas los esfuerzos de compresión son producidos por órganos mecánicos o hidráulicos. Existen según esto, un cierre de fuerzas dentro de la maquina misma que obran entre la pieza que se trabaja y las superficies de trabajo de la prensa produciendo reacciones de igual intensidad en las partes correspondientes del mecanismo y del armazón.

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Las prensas mecánicas

La prensa mecánica o prensadora es una máquina que acumula energía mediante un volante de inercia y la transmite o bien mecánicamente (prensa de revolución total) o neumáticamente (prensa de revolución parcial) a un troquel o matriz mediante un sistema de biela-manivela. 

Trabajan de dos maneras distintas: por medio de mecanismos forzados o por golpe, en ambos casos es posible graduar la fuerza que actúa.

Su accionamiento se hace:a) Mediante mecanismos biela-manivela sencillo.b) Mediante mecanismo de manubrioc) Mediante levas que sujetan la chapa, mientras se realizan ciertas operaciones d) Por mecanismos de tornillo

El accionamiento por biela manivela es el más usual. Se utiliza para punzonar, cortar, y para acuñar. Cuando se necesita un pequeño intervalo de tiempo ejerciendo la presión máxima se recomienda prensas de rodillera que se utilizan para plegar y doblar.

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Las prensas mecánicas de pequeño tamaño pueden ser considerados como BALANCINES

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Manera de actuar:Las prensas mecánicas pueden a su vez dividirse en prensas de simple y doble efecto.

PRENSAS MECÁNICAS DE SIMPLE EFECTO: Son aquellas que funcionan con un sencillo carro accionado por un eje excéntrico. Se suelen emplear para casi todas las operaciones de corte, algunas de doblado, embutido sencillo y en algunos casos, en operaciones combinadas de corte y embutido.

Estas prensas utilizan la energía acumulada en un volante, que gira según el número constante de vueltas. El movimiento del carro se consigue por medio de un árbol normal de excéntrica que se mueve con el volante según una determinada frecuencia, a través de un embrague neumático, o mediante maniobra a pedal. A su vez, la prensa puede inclinarse un cierto ángulo para obtener, al final de la operación, la expulsión de la pieza por gravedad. El movimiento vertical de carro se hace a través de un árbol unido al volante. El carro, en este caso, está guiado en todo su recorrido por medio de guías regulables. Sobre el árbol va insertado un casquillo excéntrico que regula su carrera. La máquina a su vez cuenta con un freno de accionamiento neumático y un disco porta pernos regulable para el avance automático de la cinta.

PRENSAS MECÁNICAS DE DOBLE EFECTO: Muchas operaciones de estampado deben realizarse en dos acciones distintas y sucesivas. Primero la acción de sujetar la pieza, seguida de la de embutido, teniendo presente que la primera fase de sujeción puede también estar precedida por una fase de corte, pero las dos primeras fases, de corte y sujeción, se consideran siempre realizadas en una sola acción.

Estas prensas tienen la característica de estar provistas de dos correderas, una de las cuales actúa dentro de la otra. La parte interior, llamada cruceta, va unida a la biela del árbol, mientras que la parte exterior, llamada sujetador, va unida a un brazo fijado en el mismo árbol. Los movimientos de las dos correderas, por estar combinados, se producen retardados uno respecto del otro, en el orden mencionado: primero avanza hacia abajo el sujetador, luego baja la corredera interior (la cruceta). Y al terminar el proceso, sube primero la cruceta y luego el sujetador.

En el caso del embutido por ejemplo, desciende primero el prensa-chapa que avanza rápidamente y sujeta, al final el contorno de la chapa a embutir. En un segundo tiempo actúa la parte central la cual, deslizándose dentro del exterior, determina la embutición por medio del punzón que lleva acoplado. Ambas partes están movidos por medio de cuatro bielas y las correspondientes excéntricas.

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La presión ejercida por el prensa-chapa es regulada por medio de un dispositivo hidráulico que limita, además, las eventuales sobrecargas que podrían originarse en la proximidad del punto muerto inferior.

El motor hace girar un volante de la prensa que está unido al cigüeñal de la misma directamente o por medio de engranes o bandas, operándose con auxilio de un embrague de fricción; Este embrague es accionado por medio de un pedal o una estación de botones. El embrague se desconecta automáticamente después de cada revolución, a no ser que el operador mantenga oprimido el pedal, en cuyo caso la prensa repite el trabajo. Después de que el embrague desconecta al volante, un freno detiene el movimiento del propio cigüeñal. Una biela transmite el movimiento del cigüeñal a una parte móvil de la prensa o ariete, deslizándose éste en unas guías.

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PRENSA EXCENTRICA

Se trata de un balancín de simple efecto, de potencia reducida, accionado por una correa que une la polea del motor eléctrico al volanteSe produce así el movimiento de rotación del volante el cual solo se transmite al árbol cuando oprimiendo el pedal se acopla este al volante.La rotación del árbol es comunicada a una excéntrica (manivela de pequeño radio) y esta produce el movimiento de una biela corta y robusta articulada con la colisa porta punzón mediante una articulación esférica. La rotación del árbol produce el vaivén del porta punzón, de modo que se obtiene un golpe seco de cierta intensidad al alcanzar el punto de máximo descenso.Estas prensas utilizan la energía almacenada en el volante; el funcionamiento y el efecto ante citado se produce así: el volante impulsado a gran velocidad por motor (árbol desacoplado) se acopla bruscamente por acción del pedal. El porta punzón desciende hasta que el punzón encuentra resistencia y frena el volante. La caída del número de vueltas del volumen obliga al motor a suministrar más potencia, hasta que el volante vuelve a tomar la velocidad inicial y de nuevo puede repetirse el golpe.

Las prensas que llevan un motor eléctrico que acciona directamente al volante, tienen una capacidad de trabajo de 10 a 60 toneladas. En las de

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mayor capacidad el motor está unido a una caja de velocidad reductora y esta al volante de la pieza.

SERVOPRENSA

En estas prensas se elimina el embrague y el volante de inercia obteniendo toda su energía de uno o varios servomotores conectados al eje principal mediante reductoras planetarias o epicloidales, o mediante palancas articulas. La aparición de estas máquinas ha impulsado también el desarrollo de prensas híbridas de distintos tipos (con servo y volante y embrague).

Cabe destacar que se trata de una novedosa tecnología que, hoy por hoy, dominan algunas firmas de ámbito internacional, especialmente cuando se trata de altas capacidades. Y es que en una servoprensa, al contrario que en una prensa convencional, no existe volante, ni freno, ni embrague que transmita la energía al carro de trabajo. En ellas, es el propio motor, servocontrolado, el que controla la velocidad y posición del carro permitiendo programar cualquier ciclo de movimiento, incluso paradas en un momento determinado de la carrera. Esta capacidad de programar diferentes ciclos, ‘link-drive’, excéntrica y pendular, permite optimizar cada tipo de trabajo a realizar tanto en proceso transfer como en progresivo. Además, los mecanismos se simplifican lo que aumenta la mantenibilidad y la vida útil de la instalación, reduciendo asimismo el coste de repuestos y operación.

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PRENSA NEUMATICA

La neumática es la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. El aire es un material elástico y, por tanto, al aplicarle una fuerza se comprime, mantiene esta compresión y devuelve la energía acumulada cuando se le permite expandirse, según dicta la ley de los gases ideales

La prensa ha sido desarrollada para permitir la rápida preparación de muestras de goma y plástico.

La prensa es predispuesta para la conexión a una bomba por la generación del vacío.

En cada caso los órganos de mando actúan sobre una electroválvula de tres vías, la cual tiene como misión de determinar la admisión del aire comprimido en el cilindro y la descarga sucesiva. El frenado en el punto muerto superior se realiza mediante un embrague con mando de muelle que actúa cuando la electroválvula ha descargado el aire de acoplamiento; por tanto, la precisión del frenado depende de la velocidad de descarga de aire.

Las prensas están, además, provistas de una instalación neumática con regulados y depurador que suministra el aire limpio y lubrificado. Para asegurar el caudal de aire comprimido se ha dispuesto un depósito auxiliar que actúa de pulmón.

Está previsto también una o varias boquillas para el soplo de aire comprimido para la expulsión de las piezas una vez cortadas.

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La instalación eléctrica está realizada de modo que la prensa pueda funcionar a carrera individual y al vuelo. También está instalado un circuito especial que permite controlar la expulsión convenida de la pieza de la estampa. Este aparato es indispensable cuando la prensa lleva instalado el brazo mecánico de alimentación automática.

Estas prensas están también provistas de dispositivos de seguridad contra accidentes que son necesarios cuando no se emplea el brazo mecánico.

Prensas Hidráulicas

Una prensa hidráulica es un mecanismo conformado por un conjunto de recipientes comunicados inferiormente, denominados vasos comunicantes, impulsados por pistones de diferente área que, mediante pequeñas fuerzas, permite obtener otras mayores. Por medio de motores, son estos mismos pistones de agua los que hacen funcionar conjuntamente las prensas hidráulicas. Es visible como esta máquina se basa en el Principio de Pascal, el cual afirma que “toda presión aplicada a un fluido confinado se transmite sin reducción a todos los puntos del fluido y a las paredes que lo contienen”.

Esquema de fuerzas y áreas de una prensa hidráulica

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Las prensas hidráulicas son producidas en varios tipos y tamaños. El uso de varios cilindros hidráulicos permite la aplicación de fuerzas en el martinete en varios puntos, y proveen de la fuerza y ritmo necesario al soporte de discos. Las prensas hidráulicas de alta velocidad proporcionan más de 600 golpes por minuto, y se utilizan para operaciones de corte de altavelocidad.

Con motivo de competir con las prensas mecánicas, fue preciso que posean cualidades de uno y otro tipo, reuniendo a la vez, la alta velocidad de trabajo y autonomía, con las características propias de las prensas mecánicas posibilitando la regulación de la carrera, de la presión sobre él embolo.

En las prensas hidráulicas el esfuerzo ejercido por la maquina se obtiene mediante la acción del agua que ejerce presión sobre un embolo.Únicamente las prensas pequeñas (hasta una 500 Tn de presión), se construyen con armazón de un solo montaje, al que se le da forma de ¨C¨. Los tipos más pesados le van siempre dos cabezales, uno superior y otro inferior, enlazados por columnas, que sirven de guía al plato de la prensa. En el cabezal superior van montados el cilindro de presión y el de retorno. En las prensas pequeñas ambos cilindros son colocados en una sola pieza junto al cabezal.

En las prensas de forjas, el plato inferior generalmente es corredera. Existen dos tipos especiales para prensas de punzonar, prensas de hilera (Dick), etc. Las prensas hidráulicas pueden ser de simple, doble o triple efecto, siendo las de doble efecto empledazada corrientemente para la embutición con prensas chapa o sujetador.En lo referente al método para la obtención de agua a presión, se pueden distinguir las hidráulicas y de vapor o simplemente hidráulicas.

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PRENSAS HIDRAULICAS ACCIONADAS POR VAPOR

Se utilizan principalmente como prensas de forjar. La obtención del agua a presión se realiza por medio de un amplificador, transformador o intensificador de presión accionado por vapor o por aire comprimido (aparato motor).

Con 10 Kg/cm de presión del vapor, puede contarse con un consumo de vapor de 0,07 a 0,10 Kg por cada 1000 Kg aplicados a la pieza que se forja en forma de trabajo de deformación.La alimentación automática del material, o el avance de la pieza trabajada para sufrir varias operaciones sucesivas, pueden conseguirse por medio de platos revolver o de mecanismos de mordazas (prensas-revolver, prensas de varios tiempos).Para trabajos de embutidos profundos, se usan prensas de doble efecto con anillo porta chapa y punzón embutido, accionados separadamente. Para piezas medianas y grandes es muy grande, se emplean prensas de embutir de engranajes.

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PRENSAS HIDRAULICAS CON HYDROFORM

Se distingue de las demás prensas por estar preparadas para realizar el procedimiento de embutición mediante el empleo de estampas especiales con matriz elástica. Dicha matriz montada en la parte deslizante de la prensa tiene el techo de la cámara en unión con una bomba que envía el aceite con una presión variable de 0 a 10 Kg/mm. En la base de la prensa hay un cilindro con un embolo deslizante en el extremo superior, al cual puede aplicarse un macho de formar, que forma parte de la estampa inferior, penetra en un cierto momento en la matriz elástica, obligando a la chapa interpuesta a tomar su forma.Las prensas hidroform se construyen en diversos tamaños y potencias, El tipo más grande permite realizar embuticiones de chapas de acero dulce con espesores de 9mm en discos de diámetro máximo de 810mm, para una profundidad de 305mm.

PRENSAS PURAMENTE HIDRAULICAS

Se emplean como prensas de forjar, punzonar y embutir (fabricación de tubos), como prensas Dick para fabricar perfiles metálicos, prensas de rebordear fondos y prensas e curvar.El agua a presión es suministrada por bomba de embolo (generalmente se intercala un acumulador entre la bomba y la prensa con el fin de conseguir un mejor rendimiento).La bomba rotativa de émbolos de alimentación variable, confiere a la corredera de la prensa la velocidad máxima cuando la presión es mínima o nula, y la velocidad mínima cuando la presión es máxima. Terminada la fase útil de estampado, el plato de la prensa retorna hacia la parte superior, puesto que solo necesita la presión para vencer el peso de la estampa y el de la corredera.La bomba ofrece los medios capaces de conferir a la corredera de la prensa varias velocidades que están en fundición de la presión requerida.

CLASIFICACION SEGÚN EFECTO

Las prensas se subdividen en:Prensas de simple efecto.Prensas de doble efecto.Prensas de triple efecto La elección de la maquina adecuada para fabricar una determinada pieza se hace en relación:- A la forma constructiva de la pieza.- A sus dimensiones.- A la cantidad de piezas que deben producirse.

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PRENSA HIDRAULICA DE SIMPLE EFECTO

Se caracterizan por tener únicamente un ariete.Son aquellas prensas que funcionan con un carro accionado por un eje excéntrico. Generalmente se emplean para casi todas las operaciones de corte, algunas de doblado, embutido sencillo y algunas operaciones combinadas de corte y embutido, realizadas con una sola estampa especial provista de órganos elásticos.

Las prensas llevan incorporadas los siguientes dispositivos:-Extractor para estampas de doblar: consiste en un mango insertado en el agujero de la mesa de la prensa; la fuerza para la expulsión de las piezas puede regularse oportunamente con una llave de gato- Dispositivo de gato: para la puesta a punto mecánica;- Escalas graduadas: para facilitar la puesta a punto;- Sujetapiezas en el carro: realizado con un plano elástico; tiene por objeto simplificar la construcción de las estampas si estas requieren el prensa- chapa;- Sujeción de las estampas mediante tornillo: para hacer más rápida la fijación.

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PRENSA HIDRAULICA DE DOBLE EFECTO

Muchas opciones de estampado deben realizarse en dos acciones distintas y sucesivas: la acciones de sujetar la pieza, seguida de la del embutido, teniendo presente que la primera fase de sujeción puede también estar precedida por una fase de corte; pero las dos primeras fases, corte y sujeción se consideran siempre realizadas en una sola acción. Para satisfacer estas exigencias se han construido las prensas especiales llamadas prensas de doble efecto o prensas de doble acción.

Estas prensas tienen la característica de estar provistas de dos correderas, una de las cuales actúa dentro de otra. La parte inferior, llamada cruceta, va unida a una biela del árbol, mientras que la parte exterior, llamada sujetador, va unida a un brazo fijado en el mismo árbol. Los movimientos de las dos correderas, por estar combinados, se producen retardados uno respecto del otro; el orden de los movimientos respectivos, considerados desde el punto de vista de punto muerto superior, es el siguiente:- 1: avance hacia debajo de la corredera exterior (sujetador).- 2: (retardado) avance hacia debajo de la corredera inferior (cruceta).- 3: retorno hacia arriba de la corredera interior.- 4: retorno hacia arriba de la corredera exterior. Están construidas según el sistema clásico de hacer intervenir, en un primer tiempo, el prensa-chapa (parte exterior) que avanza rápidamente y sujeta, el final, el contorno de la chapa a embutir. En un segundo tiempo actúa la parte central la cual, deslizándose dentro

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del interior, determina la embutición por medio del punzón que lleva acoplado, según una velocidad que es inferior a la de la prensa-chapa. El circuito esta estudiado de manera de poder garantizar el paro del prensa-chapa y del carro central al final de la carrera superior, mediante dos micro interruptores. El sistema eléctrico asegura también el contra-golpe.La presión ejercida por la prensa-chapa es regulada por medio de un dispositivo hidráulico que limita, además, las eventuales sobrecargas que podrían originarse en la proximidad del punto muerto inferior.

PRENSA HIDRAULICA DE TRIPLE EFECTO

Son muy semejantes en principio a las anteriores, pero tienen un ariete adicional que trabaja de abajo hacia arriba, cuyo movimiento se sincroniza con el de los 2 arietes anteriores.

Se utilizan en los casos en que deban efectuarse embuticiones más complicadas, de fondo curvado, con forma o contra estampado, o donde sea necesario, dar forma antes de embutir.Su esquema de funcionamiento se basa en el mismo principio de la prensa de doble efecto con algunos agregados:- Posibilidad de mantener independiente el embolo central de los émbolos laterales, o bien de unirla y actuar con su acción total. - La posibilidad de hacer actuar la viga prensa-chapa no solo por reacción contra el carro, sino con el efecto positivo independiente;Una prensa construida bajo estas características satisface a todos los tipos de estampas y es muy adecuada para la embutición profunda, en la que se

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emplea el sujetador superior, así como las grandes embuticiones en las que se emplea el sujetador inferior. La carrera puede variarse según las exigencias del trabajo, así como la presión máxima, o puede desarrollarse al principio de la carrera o al final, y en cualquier punto o durante todo el recorrido.

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Las ventajas de las prensas hidráulicas

La fuerza total por toda la carrera: es posible mantener el total de la fuerza a lo largo de la carrera, no solamente al fondo o al final de la carrera como en las prensas mecánicas.La ventaja de esta es la de quitar la necesidad de hacer cálculos de la presión del tonelaje al principio de la carrera.

Más capacidad a menos costo. Menos costo de mantenimiento: son sencillas en su diseño, con pocas

partes en movimiento y están siempre lubricadas con un fluido de aceite bajo presión. En las pocas ocasiones de averíos, siempre son defectos menores fáciles de refaccionar.

Seguridad de sobrecarga incluida: No se corre el riego de romper troqueles o la misma prensa por un excedente de fuerza.

Mayor flexibilidad en control y versatilidad: se puede controlar la fuerza, carrera, tiempo de trabajo, movimientos con secuencia, etc.

Más compacta. Menos ruido.

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