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Ingeniería de Procesos de Manufactura
Calculadora de Fuerza de Troquelado
En breve: la fuerza de punzonado es F = perímetro × espesor × resistencia al corte; el tonelaje de prensa que especificas añade una tolerancia de extracción y un factor de seguridad encima. Ingresa el perímetro de corte, el espesor y la resistencia al corte abajo (o una tracción para estimarla) y esta herramienta devuelve la fuerza de corte, la de extracción y la fuerza total de prensa en kN y toneladas — con un modo de doblado para plegadora.
Fuerza de punzonado y tonelaje de prensa
Fcorte = P · T · τ · Fextr = k·Fcorte · Ftotal = (Fcorte + Fextr)·seguridad
Fuerza total de prensa
87.08 kN · 8.88 t
Dimensiona la prensa por encima de la fuerza total; la resistencia al corte de una ficha técnica da el mejor resultado.
Qué calcula esta herramienta
Esta herramienta calcula la fuerza que una prensa necesita para punzar, recortar o cizallar chapa, y la convierte en el tonelaje de prensa que realmente especificas.
A partir del perímetro del corte, el espesor del material y la resistencia al corte del material calcula la fuerza de corte, luego añade una tolerancia de extracción para sacar el punzón y un factor de seguridad por la variación real, dando la fuerza total de prensa en kilonewtons y toneladas, o libras y toneladas cortas.
También estima la resistencia al corte a partir de la tracción cuando no la tienes, modela la reducción de fuerza de un punzón con ángulo de corte, maneja varias formas punzadas en una carrera, e incluye un modo separado de fuerza de doblado para trabajo de plegadora.
La razón por la que esto importa es que especificar la prensa es el paso decisivo al planear una operación de estampado o corte. Una prensa muy pequeña no puede hacer la pieza, o se atasca y daña la herramienta; una muy grande desperdicia capital y espacio y puede ser menos controlable. La fuerza de corte en sí es solo el mínimo teórico —la carga real incluye la fuerza de extracción y un margen por desgaste de herramienta, cambios de holgura y variación del material— así que el número que dimensiona la prensa siempre es mayor que la fuerza de corte de libro. Acertar ese total, y conocer las palancas que lo cambian, es el corazón de la selección de prensa y el diseño de herramienta.
Lo que distingue a esta calculadora es que da el panorama completo, no solo la fuerza de punzonado bruta. Reporta la fuerza de corte, la fuerza de extracción y el tonelaje total de prensa juntos; deriva la resistencia al corte de la tracción cuando hace falta; modela un ángulo de corte y varias formas para que veas cómo caber un trabajo en una prensa más pequeña; y cubre tanto corte como doblado. Lleva una referencia de resistencia al corte por material, grafica la fuerza contra el espesor, y corre por completo en tu navegador sin almacenar nada.
Cómo usar esta calculadora, paso a paso
Empieza eligiendo la operación y las unidades. El modo de corte cubre punzonado, recorte y cizallado; el modo de doblado cubre un doblez al aire en plegadora. Elige métrico, con milímetros y newtons por milímetro cuadrado, o imperial, con pulgadas y psi. Los campos cambian con la operación, así que solo se te pide lo que ese modo necesita, y el espesor del material y una resistencia a la tracción opcional los comparten ambos.
Para una operación de corte, ingresa el perímetro del corte, el espesor y la resistencia al corte. El perímetro es la longitud total del filo cortado —para un agujero redondo es π por el diámetro, así que un agujero de 20 mm tiene un perímetro de unos 62.8 mm, y para un perfil es la longitud de todo el contorno.
Si no conoces la resistencia al corte, ingresa la resistencia a la tracción y deja en blanco el campo de corte; la calculadora estima el corte como unas 0.7 veces la tracción. Luego fija el número de formas punzadas en la misma carrera, cualquier reducción por ángulo de corte y el porcentaje de extracción.
La calculadora abre con un ejemplo resuelto —un agujero de 20 mm en acero suave de 3 mm a 350 N/mm², 10 por ciento de extracción y un factor de seguridad de 1.2— dando una fuerza total de prensa de unos 87 kN, o 8.9 toneladas.
Lee el panel de resultados, que encabeza con la fuerza total de prensa en kilonewtons y toneladas, luego lista la fuerza total en newtons, la fuerza de corte o punzonado bruta, la fuerza de extracción y la resistencia al corte usada (marcada si se derivó de la tracción). La gráfica traza cómo la fuerza de corte crece con el espesor del material, lo que vuelve visible el fuerte efecto del espesor. En modo de doblado, ingresa la longitud del doblez y la abertura de matriz, y la herramienta devuelve la fuerza de doblado. Puedes descargar o compartir el resultado, todo de forma local.
La fórmula de la fuerza de punzonado
La fuerza de corte en punzonado, recorte y cizallado viene toda de la misma idea: el punzón tiene que cizallar el material a lo largo de la línea de corte, y la fuerza es la tensión de corte que el material puede soportar multiplicada por el área que se cizalla. Esa área cizallada es el perímetro del corte por el espesor de la chapa —imagina desenrollar el filo cortado en un rectángulo delgado cuya longitud es el perímetro y cuya altura es el espesor. Multiplicar esa área por la resistencia al corte da la fuerza: F = perímetro × espesor × resistencia al corte. Es una fórmula compacta, pero cada término tiene peso real en la práctica.
El perímetro lo fija la forma que se corta, no su área. Un agujero redondo tiene un perímetro de π por su diámetro; una ranura rectangular tiene un perímetro de dos veces su largo más dos veces su ancho; un desarrollo complejo tiene la longitud de todo su contorno.
Por eso una ranura larga y delgada puede requerir tanta fuerza como un agujero redondo mucho mayor —la fuerza sigue la longitud del corte, no el área encerrada. El espesor entra linealmente, así que duplicar el espesor de la chapa duplica la fuerza.
La resistencia al corte es la propiedad del material, la tensión a la que el metal falla en cortante, y va de menos de 100 N/mm² para el aluminio blando a 600 o más para el inoxidable, por lo que la misma herramienta necesita mucha más fuerza en un material duro que en uno blando.
Cuando varias formas se cortan en una carrera y todas cizallan en el mismo instante, sus fuerzas se suman, así que el total es la suma del producto perímetro-por-espesor-por-resistencia de cada forma; para formas idénticas es simplemente la fuerza de una forma por el número. Este comportamiento aditivo es por lo que una matriz que punza muchos agujeros a la vez puede exigir una prensa muy grande, y por lo que escalonar los punzones o rectificar ángulos de corte —para que los cortes no lleguen todos al pico juntos— es una forma común de mantener la fuerza pico dentro de una prensa más pequeña. La calculadora maneja el número de formas y el ángulo de corte para que veas ambos efectos.
De la fuerza de corte al tonelaje de prensa
La fuerza de corte es el mínimo teórico, pero la prensa tiene que suministrar más, y la diferencia es lo que convierte una fuerza en una capacidad de tonelaje. Primero está la fuerza de extracción: una vez que el punzón perfora la chapa, el material lo aprieta, y el extractor tiene que empujar la chapa fuera del punzón en la carrera de retorno. Esa fuerza de extracción es una fracción de la fuerza de corte —comúnmente 5 a 20 por ciento para extractores de resorte y 25 a 30 por ciento para uretano— y aunque actúa en el retorno, es parte de la carga que el sistema de prensa debe manejar, así que se suma a la fuerza de corte. La calculadora toma el porcentaje de extracción y lo añade.
Segundo está el factor de seguridad. La fuerza teórica supone una herramienta afilada, holgura ideal y material nominal; en realidad el filo del punzón se desgasta y necesita más fuerza, la holgura entre punzón y matriz varía, la lubricación cambia, y la resistencia y el espesor del material varían dentro de la tolerancia.
Un factor de seguridad de alrededor de 1.2 a 1.3 cubre esto, asegurando que la prensa no se dimensione justo en el límite teórico donde una herramienta desafilada o un lote de material fuerte la atascaría.
La fuerza total de prensa es la fuerza de corte más la de extracción, multiplicada por el factor de seguridad, y es este número, convertido a toneladas o toneladas cortas, el que comparas contra la capacidad nominal de una prensa.
La convención para expresar la capacidad difiere por región y tipo de prensa. Las prensas mecánicas e hidráulicas se clasifican en toneladas-fuerza o toneladas cortas, así que la calculadora convierte la fuerza total de newtons a kilonewtons y toneladas en métrico, o a libras y toneladas cortas en imperial. Especifica siempre una prensa cuya capacidad nominal supere la fuerza total con margen de sobra, y recuerda que el tonelaje nominal de una prensa mecánica solo está disponible cerca del fondo de la carrera —un punto que importa para operaciones profundas pero no para el corte de chapa delgada que cubre esta fórmula.
Cinco ejemplos resueltos que puedes seguir
Ejemplo 1: el agujero redondo por defecto
Un agujero redondo de 20 mm en acero suave de 3 mm con una resistencia al corte de 350 N/mm². El perímetro es π·20 ≈ 62.8 mm, así que la fuerza de corte es 62.8 × 3 × 350 ≈ 65,970 N. Añadir 10 por ciento de extracción y un factor de seguridad de 1.2 da un total de unos 87,080 N, cerca de 87 kN u 8.9 toneladas —así que una prensa de 10 toneladas es una elección sensata.
Ejemplo 2: estimar a partir de la tracción
El mismo agujero en un acero del que solo conoces la tracción, 500 N/mm². Ingresa 500 como UTS y deja en blanco el corte; la calculadora usa unas 0.7 × 500 = 350 N/mm², recuperando el mismo resultado. El campo de resistencia al corte se marca como derivado para que sepas que es una estimación.
Ejemplo 3: varios agujeros a la vez
La misma matriz ahora punza cuatro de esos agujeros de 20 mm en una carrera. La fuerza de corte se cuadruplica a unos 264,000 N, y la fuerza total de prensa sube a unos 348 kN, cerca de 35 toneladas. Punzar los cuatro juntos necesita una prensa mucho mayor que un agujero —la razón del escalonado o los ángulos de corte.
Ejemplo 4: un ángulo de corte
Vuelve a un agujero pero rectifica un ángulo de corte que reduce la fuerza pico un 40 por ciento. La fuerza de corte baja de unos 66,000 N a unos 40,000 N, y la fuerza total de prensa cae en proporción, permitiendo correr el trabajo en una prensa más pequeña. El trabajo total no cambia; solo el pico es menor.
Ejemplo 5: un doblez en plegadora
Cambia al modo de doblado: un doblez de 100 mm de largo en material de 3 mm de 450 N/mm² de tracción en una matriz de 24 mm. La fuerza es 1.33 × 450 × 100 × 3² ÷ 24 ≈ 22,450 N, unos 22 kN o 2.3 toneladas —mucho menos que punzar, y baja más con una matriz más ancha.
Tres consejos de experto para resultados confiables
Usa la resistencia al corte real
La fuerza escala directo con la resistencia al corte, así que un valor de ficha técnica de tu aleación y temple exactos da el tonelaje más confiable. Usa la estimación por tracción solo cuando debas, y trátala como aproximada.
Dimensiona por el total, no por la fuerza de corte
Especifica la prensa contra la fuerza total tras extracción y seguridad, no la fuerza de corte teórica. Dimensionar solo por la de corte no deja margen para desgaste y variación del material.
Usa ángulos de corte o escalonado para trabajos grandes
Cuando muchas formas punzan a la vez, la fuerza pico puede superar tu prensa. Un ángulo de corte o un punzón escalonado distribuye los cortes a lo largo de la carrera y mantiene el pico dentro de la capacidad.
La matemática detrás de los resultados
La fórmula de fuerza de corte se sigue de la definición de resistencia al corte como fuerza por unidad de área cizallada. Cuando un punzón cizalla una forma cerrada de la chapa, la superficie que se corta es una banda delgada que corre alrededor del perímetro de la forma y a través de todo el espesor de la chapa; su área es el perímetro por el espesor.
La resistencia al corte es la fuerza por unidad de área a la que el material falla en cortante, así que multiplicarla por esa área da la fuerza para cizallar todo el perímetro de una vez: F = perímetro × espesor × resistencia al corte.
El número de formas multiplica esto cuando varias formas idénticas cortan simultáneamente, y el factor de ángulo de corte reduce el pico porque un bisel significa que solo parte del perímetro se corta en cada instante.
Los cálculos de extracción y fuerza total son proporciones directas. La fuerza de extracción es el porcentaje de extracción por la fuerza de corte, reflejando que el agarre de la chapa sobre el punzón es empíricamente una fracción de la fuerza que hizo el corte.
La fuerza total de prensa es la suma de la fuerza de corte y la de extracción, multiplicada por el factor de seguridad, que escala toda la carga hacia arriba para cubrir desgaste y variación.
Las conversiones a toneladas y toneladas cortas dividen la fuerza en newtons entre el peso de una tonelada (9,806.65 newtons) o las libras de una tonelada corta (2,000), para que el resultado se lea directo contra una capacidad de prensa en las unidades en que se vende.
La fórmula de fuerza de doblado es una relación empírica para el doblado al aire: F = K × resistencia a la tracción × ancho × espesor² ÷ abertura de matriz. Aquí la fuerza crece con el cuadrado del espesor, porque una chapa más gruesa resiste el doblado mucho más, y baja al ampliar la abertura de matriz, porque un vano más ancho da al punzón más palanca. El factor K, alrededor de 1.33, envuelve la geometría del doblez al aire de tres puntos.
Dos supuestos enmarcan todos estos resultados: la fórmula de corte da la fuerza pico de cizallado para un corte limpio con holgura correcta, y la fórmula de doblado es la estimación al aire —el doblado a fondo y el acuñado necesitan más, y las constantes cambian con el utillaje.
Dentro de esos límites la aritmética es exacta; ajustar la resistencia al corte, el porcentaje de extracción y el factor de seguridad a tu material y utillaje reales es el juicio de ingeniería que hace confiable el tonelaje.
Dónde se usan los cálculos de fuerza de prensa
El cálculo de fuerza de prensa es la base de la selección de prensa y el diseño de troqueles, y conecta con las demás herramientas de conformado de este silo.
El desarrollo cuya fuerza calcula esta herramienta es el mismo desarrollo cuyo tamaño plano fija la calculadora de desarrollo de doblez —una herramienta dimensiona el desarrollo, esta dimensiona la prensa que lo corta o dobla.
En el trabajo de troqueles, la fuerza de punzonado determina el tonelaje de prensa, el tamaño del porta-troquel y el diseño del extractor, y la misma fuerza, distribuida sobre la cara del punzón, fija la tensión de compresión que el acero de herramienta debe soportar. Subestimar la fuerza atasca la prensa o rompe la herramienta; sobreestimarla compra más prensa de la que el trabajo necesita.
En producción y estimación, el tonelaje alimenta la selección de máquina y la programación, ya que un trabajo solo puede correr en una prensa con suficiente capacidad, y la fuerza influye en la energía por carrera y por tanto en las carreras por minuto que una prensa puede sostener.
Incide en la vida de la herramienta, porque fuerzas mayores desgastan más rápido los filos de punzón y matriz, y en la calidad de la pieza, ya que la holgura y la fuerza juntas fijan la calidad del filo cizallado.
Este cálculo también se enlaza con el lado de maquinado del silo por la disciplina compartida de relacionar una propiedad del material —la resistencia al corte aquí, la velocidad de corte allá— con la fuerza o potencia que un proceso demanda. Regresa al hub de Procesos de Manufactura para las herramientas complementarias de maquinado, conformado y moldeo.
Más allá de la operación individual, la fuerza de prensa informa la seguridad, la planificación de capital y la elección de proceso. Una prensa nunca debe cargarse más allá de su capacidad, así que el cálculo de fuerza es tanto de seguridad como de productividad; guía la compra o especificación de nuevas prensas, una decisión de capital mayor; y moldea la elección entre procesos, como si punzar una forma, cortarla con láser o roerla, cada uno con un perfil de fuerza y costo distinto. Las estimaciones de fuerza precisas son lo que permite a un fabricante casar la herramienta, la prensa y la pieza con confianza.
Referencia de resistencia al corte por material
Cuando no tienes un valor medido, estas resistencias al corte típicas dan un punto de partida defendible. Varían con la aleación, el temple y la condición, así que trátalas como rangos y usa un valor de ficha técnica para trabajo preciso. Donde solo se conoce la tracción, la resistencia al corte es aproximadamente 0.6 a 0.8 de ella, y esta calculadora usa unas 0.7 por defecto.
| Material | Resistencia al corte (N/mm²) | ≈ (psi) |
|---|---|---|
| Aluminio (blando a aleado) | 70 – 200 | 10,000 – 29,000 |
| Cobre (recocido) | 150 – 250 | 22,000 – 36,000 |
| Latón | 250 – 350 | 36,000 – 51,000 |
| Acero suave / bajo carbono | 250 – 350 | 36,000 – 51,000 |
| Acero inoxidable 304 | 500 – 600 | 73,000 – 87,000 |
| Acero de resorte / alto carbono | 550 – 700 | 80,000 – 102,000 |
Lee estos valores contra el espesor y el perímetro de tu corte. Un material duro en una chapa gruesa con una línea de corte larga apila los tres impulsores de fuerza y puede exigir un tonelaje sorprendente; un material blando y delgado con un perímetro corto necesita poco. La tabla siembra la calculadora; una resistencia al corte de ficha técnica, o un valor de tracción convertido con tu propia razón, da la cifra precisa para un trabajo crítico.
Holgura de corte y calidad del filo
La holgura entre el punzón y la matriz —el pequeño espacio a cada lado, usualmente expresado como porcentaje del espesor de la chapa— no forma parte de la fórmula de fuerza, pero moldea cómo se comporta el corte y vale la pena entenderla junto con la fuerza.
Cuando la holgura es correcta, típicamente alrededor de 5 a 10 por ciento del espesor por lado para aceros comunes y algo menos para metales blandos, las grietas que inician en los filos del punzón y la matriz se encuentran limpiamente, dando un buen filo cizallado con una banda bruñida modesta y una rebaba manejable, a cerca de la fuerza teórica.
Cuando la holgura es muy pequeña, las grietas no se encuentran, ocurre un cizallado secundario, y la fuerza sube y la herramienta se desgasta más rápido; cuando es muy grande, el material se arrastra y el filo se desgarra con una gran rebaba.
La holgura interactúa entonces con la fuerza de dos maneras. Primero, una holgura incorrecta eleva la fuerza real por encima del valor teórico, que es una de las variaciones que el factor de seguridad debe cubrir. Segundo, el objetivo de un filo limpio a menudo fija la holgura, y eso a su vez influye en la vida de la herramienta y la estabilidad de la fuerza a lo largo de una corrida de producción. La calculadora calcula la fuerza a holgura correcta; si sabes que tu holgura es ajustada o tu utillaje está desgastado, inclínate al extremo alto del factor de seguridad para que la prensa tenga margen por la fuerza extra que esas condiciones demandan.
Una forma útil de usar la fórmula a la inversa es hallar el agujero más grande o la chapa más gruesa que una prensa dada puede manejar. Reordenando F = perímetro × espesor × resistencia al corte, el espesor máximo que una prensa de tonelaje conocido puede punzar para un agujero dado es la fuerza nominal dividida entre el perímetro por la resistencia al corte, tras considerar extracción y seguridad.
Trabajar el cálculo al revés así convierte la herramienta en una verificación de capacidad: ingresa un espesor o perímetro de prueba, lee la fuerza total, y compárala con la prensa que tienes, ajustando hasta que el total quede cómodamente por debajo de la capacidad.
Es la misma aritmética vista desde el otro extremo, y así un taller decide si una prensa existente puede tomar una pieza nueva antes de comprometer utillaje.
Recorte frente a punzonado: la misma fuerza, distinto desecho
El punzonado y el recorte usan la fórmula de fuerza idéntica pero difieren en cuál pieza es el producto, y la distinción importa para el utillaje y para dónde va cualquier ángulo de corte.
En el punzonado, el tarugo que se expulsa es desecho y la chapa con el agujero es el producto, así que el agujero debe estar a medida, lo que significa que la matriz fija el tamaño y el punzón es menor por la holgura.
En el recorte, la pieza expulsada es el producto y la chapa circundante es desecho, así que el desarrollo debe estar a medida, lo que significa que el punzón fija el tamaño y la matriz es mayor por la holgura. La fuerza es la misma —perímetro por espesor por resistencia al corte— porque se cizalla el mismo perímetro de cualquier forma.
La consecuencia práctica es dónde puedes permitirte distorsionar el filo. Un ángulo de corte rectifica un bisel que ahueca ligeramente la pieza que enfrenta, así que se pone del lado del desecho: en la cara del punzón para punzonado, donde el tarugo es desecho, y en la cara de la matriz para recorte, donde el esqueleto es desecho, manteniendo plano el producto. Por eso la reducción por ángulo de corte en la calculadora es una elección de utillaje ligada a si estás punzando o recortando, no una reducción libre que siempre puedas aplicar. Saber qué operación corres te dice si la fuerza pico reducida está realmente disponible para la calidad de tu producto.
Fuerza, energía y la carrera de la prensa
El tonelaje que esta calculadora reporta es la fuerza pico, y para seleccionar una prensa ese pico suele ser el número decisivo, pero la energía por carrera es una segunda consideración en prensas mecánicas.
Una prensa mecánica almacena energía en un volante y la entrega a lo largo de la parte de trabajo de la carrera; su tonelaje nominal solo está disponible cerca del fondo de la carrera, y la energía que el volante guarda limita cuánto trabajo puede hacer cada carrera.
Para el corte de chapa delgada el punzón viaja solo una fracción del espesor antes de que el material fracture, así que el trabajo por carrera es pequeño y la fuerza pico es lo que importa. Para material más grueso o conformado profundo, el trabajo puede ser suficiente para que la energía, no solo la fuerza, fije si la prensa puede hacer la pieza a la velocidad deseada.
Por eso el cálculo de fuerza pico de aquí es la herramienta correcta para punzonado, recorte y cizallado, y por eso el doblado y las operaciones profundas pueden necesitar una verificación de energía además. También explica por qué correr muchas carreras por minuto puede estar limitado por qué tan rápido el volante recupera su energía entre carreras, no por la fuerza. Para las operaciones de corte de chapa a las que apunta esta calculadora, dimensiona la prensa por la fuerza total con margen y la energía seguirá; para conformado pesado, trata la fuerza como necesaria pero confirma que la prensa tenga también la energía de carrera.
Errores comunes que debes evitar
Unos pocos errores se repiten en los cálculos de fuerza de prensa. Vigílalos.
- Usar el área en vez del perímetro. La fuerza de corte depende de la longitud del filo cortado, no del área encerrada. Una ranura larga puede necesitar tanta fuerza como un agujero grande; usa siempre el perímetro.
- Confundir resistencia al corte con resistencia a la tracción. La resistencia al corte es aproximadamente 0.6 a 0.8 de la tracción. Ingresar el valor de tracción como si fuera de corte sobreestima la fuerza en un tercio o más.
- Dimensionar solo por la fuerza de corte. La prensa debe suministrar la fuerza de corte más la extracción, con un margen de seguridad. Una prensa clasificada justo en la fuerza de corte se atascará al desgastarse la herramienta.
- Ignorar formas simultáneas. Varios agujeros punzados a la vez suman sus fuerzas. Dimensionar para un agujero cuando la matriz corta seis subestima el tonelaje seis veces.
- Olvidar la abertura de matriz en el doblado. La fuerza de doblado depende fuertemente del ancho de la V de la matriz y del cuadrado del espesor. Usar la abertura equivocada puede fallar por un factor grande.
- Tratar un ángulo de corte como gratis. Un ángulo de corte baja la fuerza pico pero puede distorsionar la pieza y complicar la herramienta; úsalo deliberadamente, no como supuesto por defecto en el número.
Formato de entrada y referencia rápida
Elige una operación y las unidades, luego ingresa el espesor y la resistencia al corte o a la tracción; para corte añade el perímetro, el número de formas, la reducción por ángulo de corte y el porcentaje de extracción; para doblado añade el ancho y la abertura de matriz. La referencia de abajo explica cada resultado.
| Resultado | Qué significa |
|---|---|
| Fuerza total de prensa | La capacidad a especificar; (corte + extracción) × seguridad, en kN y toneladas (o lbf y toneladas cortas) |
| Fuerza de corte / punzonado | La fuerza teórica de cizallado; perímetro × espesor × resistencia al corte |
| Fuerza de extracción | Fuerza para sacar el punzón; el porcentaje de extracción de la fuerza de corte |
| Resistencia al corte usada | El valor aplicado, marcado si se derivó de la tracción |
Preguntas frecuentes
¿Cómo calculo la fuerza de punzonado?
La fuerza de punzonado es la fuerza necesaria para cortar una forma en la chapa, y es el producto de tres cosas: el perímetro del corte, el espesor del material y la resistencia al corte del material. La fórmula es F = perímetro × espesor × resistencia al corte. El perímetro es la longitud total del filo cortado —para un agujero redondo es π por el diámetro, y para un perfil es la longitud de todo el contorno.
El espesor es el de la chapa que el punzón debe atravesar, y la resistencia al corte es la tensión a la que el material falla en cortante, tomada de una ficha técnica. Para un agujero redondo de 20 mm en acero suave de 3 mm con una resistencia al corte de 350 N/mm², la fuerza es π·20 × 3 × 350 ≈ 66,000 N, unas 6.7 toneladas.
Esta calculadora hace ese cálculo y añade la fuerza de extracción y un factor de seguridad para dar la fuerza total de prensa.
¿Cuál es la diferencia entre fuerza de punzonado y tonelaje de prensa?
La fuerza de punzonado, o de corte, es la fuerza teórica para cortar el material —perímetro por espesor por resistencia al corte. El tonelaje de prensa es la capacidad que realmente debes especificar para la prensa, y es mayor, porque incluye la fuerza de extracción necesaria para sacar el punzón de la chapa y un margen de seguridad por desgaste de herramienta, variación de holgura y variación del material.
Un enfoque común es añadir una tolerancia de extracción de aproximadamente 5 a 20 por ciento de la fuerza de corte y luego un factor de seguridad de alrededor de 1.2 a 1.3.
La calculadora reporta ambas: la fuerza de corte bruta y la fuerza total de prensa tras extracción y seguridad, y convierte el total a kilonewtons y toneladas (o libras y toneladas cortas) para que la compares directamente con la capacidad de una prensa.
¿Qué resistencia al corte debo usar?
Usa la resistencia al corte de tu material específico de una ficha técnica siempre que puedas, porque varía mucho: como orientación aproximada, el acero suave de bajo carbono ronda 250 a 350 N/mm², el inoxidable 304 alrededor de 500 a 600, las aleaciones de aluminio de 70 a 200 según el temple, el cobre de 200 a 250, y el latón de 250 a 350.
Si solo tienes la resistencia a la tracción (UTS), puedes estimar la resistencia al corte como aproximadamente 0.6 a 0.8 veces la tracción; esta calculadora hará esa estimación si ingresas la tracción y dejas en blanco la resistencia al corte.
La estimación basta para dimensionar una prensa, pero para una fuerza precisa —por ejemplo para proteger una herramienta delicada— usa la resistencia al corte medida de la aleación y el temple exactos.
¿Qué es la fuerza de extracción?
La fuerza de extracción es la fuerza requerida para sacar el punzón de la chapa después de que ha cortado. Al perforar el punzón el material, la chapa lo aprieta, y el extractor —un resorte, una almohadilla de uretano o una placa fija— debe vencer ese agarre para separarlos en la carrera de retorno.
Suele ser una fracción de la fuerza de punzonado, comúnmente de 5 a 20 por ciento para extractores de resorte, y mayor, de 25 a 30 por ciento, para extractores de uretano según su dureza y compresión. La fuerza de extracción importa porque la prensa y el sistema extractor deben suministrarla, y porque se suma a la carga total que la prensa ve en un ciclo.
La calculadora te deja ingresar el porcentaje de extracción y lo incluye en la fuerza total de prensa.
¿Cómo reduce la fuerza un ángulo de corte?
Rectificar un ángulo de corte, o bisel, en la cara del punzón o de la matriz distribuye el corte a lo largo de la carrera en lugar de cizallar todo el perímetro de una vez. Sin ángulo de corte, todo el corte ocurre en un instante y la fuerza pico es el perímetro completo por el espesor por la resistencia al corte.
Con un ángulo de corte, solo parte del filo corta en cada momento, así que la fuerza pico baja —a menudo de un tercio a la mitad, según el ángulo— aunque el trabajo total sea el mismo. Esto permite correr un trabajo dado en una prensa más pequeña o reduce el impacto y el ruido. La contrapartida es que el corte puede distorsionar ligeramente la pieza, así que se usa más en cortes del lado de desecho.
La calculadora tiene una entrada de reducción por corte para estimar la fuerza pico reducida.
¿Cómo calculo la fuerza para varios agujeros a la vez?
Si una matriz punza varios agujeros o formas en la misma carrera, y todos cortan en el mismo instante, las fuerzas se suman: la fuerza de corte total es la suma de los productos individuales de perímetro × espesor × resistencia al corte. Si todas las formas son idénticas, eso es simplemente la fuerza de una forma multiplicada por el número de formas, que es lo que hace la entrada de número de formas de la calculadora.
Esto importa porque punzar muchos agujeros a la vez puede exigir mucho más tonelaje que un solo agujero, y es una razón común por la que un trabajo necesita una prensa mayor o una herramienta escalonada (con ángulo de corte o en pasos) que distribuye los cortes a lo largo de la carrera para que no lleguen todos al pico juntos.
Si tus formas difieren, calcula cada una y súmalas, o usa el caso de mayor perímetro para dimensionar la prensa.
¿Cómo calculo la fuerza de doblado en una plegadora?
La fuerza de doblado es un cálculo distinto de la fuerza de corte. Para el doblado al aire, una estimación común es F = K × resistencia a la tracción × ancho × espesor² ÷ abertura de matriz, donde K es un factor alrededor de 1.33, el ancho es la longitud del doblez, el espesor es el del material y la abertura de matriz es el ancho de la V de la matriz.
La fuerza crece con el cuadrado del espesor y baja al ampliar la abertura de matriz, por lo que una matriz más ancha reduce drásticamente el tonelaje que un doblez necesita. Esta calculadora tiene un modo de doblado que aplica esta fórmula, para que dimensiones una plegadora para un doblez además de una prensa para un corte.
El doblado a fondo y el acuñado necesitan más fuerza que el doblado al aire para la misma pieza.
¿Esta calculadora guarda los números que ingreso?
No. La calculadora corre por completo en tu navegador. Las dimensiones, las propiedades del material y cualquier otro valor que ingreses nunca se envían a nuestros servidores, ni se almacenan ni se comparten. Puedes descargar un PDF o CSV de tus resultados de forma local, y nada sale de tu dispositivo. Consulta nuestra Política de Privacidad para más detalles.
¿La calculadora de fuerza de troquelado es gratis?
Sí. La calculadora de fuerza de troquelado y estampado es completamente gratuita, sin cuenta, registro ni límite de uso. Calcula la fuerza de punzonado, recorte y corte a partir del perímetro, el espesor y la resistencia al corte; añade la fuerza de extracción y un factor de seguridad para el tonelaje total; estima la resistencia al corte a partir de la tracción; modela un ángulo de corte y varias formas; incluye un modo de fuerza de doblado; funciona en unidades métricas o imperiales; grafica la fuerza contra el espesor; y exporta a PDF y CSV, todo sin costo.
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Fuentes, aviso legal y transparencia editorial
Esta calculadora usa las relaciones estándar de chapa: fuerza de corte F = perímetro × espesor × resistencia al corte; fuerza de extracción como porcentaje de la fuerza de corte; fuerza total de prensa = (corte + extracción) × factor de seguridad; la estimación de doblado al aire F = K · UTS · ancho · T² / V con K ≈ 1.33; y resistencia al corte ≈ 0.6–0.8 × resistencia a la tracción, consistentes con las referencias estándar de troqueles y conformado de metal.
Los valores típicos de resistencia al corte son rangos publicados de orientación general. Esta calculadora y guía son creadas y revisadas por el equipo de OpsCalculators; consulta nuestra Política Editorial para saber cómo se investiga, construye y prueba cada herramienta.
Los resultados son estimaciones precisas para selección de prensa, diseño de herramienta y educación, no un sustituto de datos verificados del material ni de las capacidades del fabricante de la prensa. Las fuerzas reales varían con la holgura, el desgaste de la herramienta, la lubricación y la condición del material. Consulta nuestro Aviso Legal completo. OpsCalculators.com es operado por MAFHH INTERNATIONAL LTD. Tus datos se procesan en tu navegador y nunca se almacenan; consulta nuestra Política de Privacidad.