El juego entre punzón y matriz (también llamado holgura, franquicia o juego de corte) es la separación que queda entre el filo del punzón y el filo de la placa matriz cuando el punzón entra en ella. Se expresa como un porcentaje del espesor de la chapa y, para chapa de acero dulce, aluminio o inoxidable en troquelado convencional, las tablas de los fabricantes de utillaje lo sitúan en torno al 5–15 % del espesor por lado según material, espesor y calidad de canto buscada.
La segunda mitad de la respuesta es la que más errores provoca: en un punzonado (agujero) la medida nominal va en el punzón y el juego se suma a la matriz; en un recorte (la pieza es lo que cae) la medida nominal va en la matriz y el juego se resta al punzón. Si lo haces al revés, el agujero o la pieza salen fuera de medida por el doble del juego.
Abajo tienes cómo se calcula, una tabla de rangos con la fuente de cada fila, dos ejemplos resueltos con números y cómo leer la rebaba y el recorte para saber si el juego real es el que pusiste en el plano.
Qué es el juego de corte y por qué existe
Un punzón no «corta» la chapa como una tijera afilada que separa el material limpiamente de arriba abajo. Lo que ocurre es una cizalla: el punzón empuja, la chapa se deforma, una franja se cizalla y pule contra las paredes y, a partir de cierta penetración, aparecen grietas desde el filo del punzón y desde el filo de la matriz. Si esas dos grietas se encuentran, la chapa se separa con un canto limpio y la fuerza mínima.
El juego existe precisamente para que las dos grietas se encuentren. Mate Precision Technologies lo resume así en su guía técnica: con el juego adecuado «las grietas de cizalla se unen, equilibrando fuerza de punzonado, calidad de pieza y vida de la herramienta»; con juego demasiado pequeño se forman grietas secundarias, sube la fuerza y se acorta la vida de la herramienta (Mate, Punching & Forming Guide, p. 3).
Por eso el canto de un agujero punzonado tiene siempre cuatro zonas reconocibles, que son las que luego vas a leer para diagnosticar:
- Redondeo (rollover): la chapa se dobla ligeramente antes de empezar a cizallarse.
- Zona bruñida (burnish): la franja brillante, cizallada y pulida contra la pared.
- Zona de fractura: la parte mate y rugosa donde el material ha roto.
- Rebaba (burr): el labio que queda en el lado de salida.
La proporción entre esas zonas cambia con el juego, y eso es lo que convierte la rebaba y el recorte en un instrumento de medida gratuito.
Cómo se calcula el juego entre punzón y matriz
La regla por porcentaje del espesor
El cálculo es una multiplicación: juego por lado = porcentaje × espesor. Para 2 mm de chapa y un 10 % por lado, el juego es 0,20 mm por lado, y la matriz mide 0,40 mm más que el punzón en diámetro (juego total).
Por lado o total: comprueba siempre cuál usa tu tabla. Mate da el juego total («Total Die Clearance = Die Clearance 1 + Die Clearance 2»). Dayton Lamina y MISUMI hablan de porcentaje por lado. Un 20 % total es un 10 % por lado. Confundirlos duplica o reduce a la mitad el juego real.
El porcentaje correcto depende de tres cosas:
- La resistencia del material: cuanto más duro y resistente, más juego. Dayton Lamina propone 9–11 % por lado para materiales blandos (aluminio, latón, acero laminado en frío de embutición), 12–13 % para aceros bajos en carbono, cobre y latón duro, y 14 % para aceros de alto carbono, de muelle e inoxidable recocido (Dayton Lamina, Improving Perforating Die Performance).
- El espesor: en chapa gruesa las tablas suben el porcentaje. En chapa muy fina pasa lo contrario de lo que se intuye: Dayton indica que por debajo de 0,020 in (0,5 mm) los juegos pueden ser «radicalmente más altos» y que no es raro que el aluminio funcione mejor con un 15–20 % por lado.
- Lo que pides al canto: más juego alarga la vida del punzón y reduce la fuerza de extracción, pero aumenta el redondeo y la zona de fractura. Menos juego da más zona bruñida y un canto más recto, a costa de más fuerza y más desgaste.
Rangos orientativos por material (con su fuente)
La tabla recoge los valores de Mate convertidos a porcentaje por lado. Son tablas de utillaje de punzonadora de torreta, útiles como referencia para matrices de corte convencionales. No son una norma: fabricantes, libros y talleres manejan cifras distintas.
| Material (cizalla típica según Mate) | Espesor | Punzonado: total → por lado | Recorte: total → por lado |
|---|---|---|---|
| Aluminio (0,172 kN/mm²) | < 2,5 mm | 15 % → 7,5 % | 15 % → 7,5 % |
| Aluminio | 2,5–5 mm | 20 % → 10 % | 15 % → 7,5 % |
| Aluminio | > 5 mm | 25 % → 12,5 % | 20 % → 10 % |
| Acero dulce (0,344 kN/mm²) | < 3 mm | 20 % → 10 % | 15 % → 7,5 % |
| Acero dulce | 3–6 mm | 25 % → 12,5 % | 20 % → 10 % |
| Acero dulce | > 6 mm | 30 % → 15 % | 20 % → 10 % |
| Inoxidable (0,517 kN/mm²) | < 1,5 mm | 20 % → 10 % | 15 % → 7,5 % |
| Inoxidable | 1,5–2,8 mm | 25 % → 12,5 % | 20 % → 10 % |
| Inoxidable | 2,8–4 mm | 30 % → 15 % | 20 % → 10 % |
| Inoxidable | > 4 mm | 35 % → 17,5 % | 25 % → 12,5 % |
Fuente: Mate Precision Technologies, Punching & Forming Guide, LIT00682 Rev E, 2021, p. 3. Conversión a «por lado» dividiendo entre dos.
Para latón y cobre, Mate no da fila de juego; Dayton los sitúa en la franja blanda (latón) o media (cobre, latón duro) de 9–13 % por lado. Otras fuentes van más abajo: el proyecto fin de carrera de la Universidad de Zaragoza sobre diseño de una matriz de corte trabaja con franquicias de 0,125 mm para 2,5 mm de acero y 0,075 mm para 1,5 mm, tomadas de tablas, es decir, del orden del 5 % del espesor (Huete López, Diseño de una matriz para corte de chapa y casos prácticos, Unizar, 2015). MISUMI, por su parte, señala que el 10 % por lado ha sido el estándar y que hoy se recomiendan juegos del 11 al 20 % para aliviar la herramienta (MISUMI, Understanding Punch and Die Clearance).
La conclusión práctica: elige la tabla de tu proveedor de punzones o la de tu empresa, anota en el plano si el juego es por lado o total, y valídalo leyendo el recorte. Las diferencias entre fuentes no son un error: reflejan compromisos distintos entre calidad de canto y vida de herramienta.
¿Se aplica en el punzón o en la matriz?
Esta es la regla que conviene tener grabada, porque es la que casi nadie explica bien. El agujero que sale de un punzonado mide prácticamente lo que mide el punzón. La pieza que cae en un recorte mide prácticamente lo que mide la matriz. Por eso:
| Operación | Lo que quieres a medida | Medida nominal en… | El juego… |
|---|---|---|---|
| Punzonado (piercing): haces un agujero y el recorte es chatarra | El agujero | El punzón | Se suma a la matriz: matriz = punzón + 2c |
| Recorte (blanking): la pieza es lo que cae por la matriz | El contorno de la pieza | La matriz | Se resta al punzón: punzón = matriz − 2c |
El PFC de Unizar lo formula igual: si se corta el perímetro exterior de una pieza, «la matriz deberá tener la medida nominal y habrá que restar al punzón el valor de franquicia». Y Mate lo aplica al pedir matrices: se piden como «medida del punzón más juego». Si tienes que repasar qué es cada pieza, en punzón y placa matriz está la anatomía completa.
Un matiz de taller: el desgaste redondea los filos y, con los afilados, el punzón pierde altura pero no diámetro, mientras que una matriz con salida cónica que arranca en el filo sí crece al rectificarla. Por eso las placas matriz llevan una zona recta de vida de afilado antes del cono (Mate la llama grind life): mientras afiles dentro de esa zona, el juego no cambia.
Ejemplo resuelto 1: agujero de Ø10 en acero de 2 mm
Datos: chapa de acero laminado en frío DC01 de 2 mm, agujero Ø10 mm, calidad de canto normal.
- Tipo de operación. Es un punzonado: el agujero es lo que importa, así que el punzón lleva la medida nominal. Punzón = Ø10,00 mm.
- Porcentaje. Mate da 20 % total para acero dulce de menos de 3 mm en punzonado, es decir, 10 % por lado. Dayton daría 12–13 % por lado para un acero bajo en carbono. Tomamos un 10 % por lado como punto de partida.
- Juego por lado. c = 0,10 × 2 mm = 0,20 mm.
- Matriz. Ø matriz = 10,00 + 2 × 0,20 = Ø10,40 mm.
- Comprobación con la otra fuente. Con el 12,5 % de Dayton, c = 0,25 mm y la matriz sería Ø10,50 mm. Cualquiera de las dos es defendible; lo que no es defendible es no decidirlo y dejar el juego al azar del ajustador.
Resultado: punzón Ø10,00 y matriz Ø10,40. El agujero saldrá muy cerca de Ø10,00 en la cara de entrada y el recorte (el «confeti») medirá cerca de Ø10,40.
Ejemplo resuelto 2: recorte de contorno en aluminio de 1,5 mm
Datos: pieza rectangular de 60 × 40 mm con esquinas R5, recortada de aluminio de 1,5 mm. La pieza buena es la que cae, así que es un recorte.
- Medida nominal en la matriz: abertura de la placa matriz = 60,00 × 40,00 mm, esquinas R5,00.
- Porcentaje. Mate da 15 % total para aluminio de menos de 2,5 mm en recorte: 7,5 % por lado.
- Juego por lado. c = 0,075 × 1,5 mm = 0,1125 mm, redondeado a 0,11 mm.
- Punzón. 60,00 − 2 × 0,11 = 59,78 mm; 40,00 − 2 × 0,11 = 39,78 mm.
- Esquinas. Para que el juego sea igual en las esquinas que en los lados, el radio del punzón es el de la matriz menos el juego: 5,00 − 0,11 = R4,89. Si dejas la esquina del punzón con R5, en las esquinas habrá más juego que en los lados y aparecerá más rebaba justo ahí; Mate advierte del mismo efecto en esquinas vivas.
| Ejemplo 1: punzonado Ø10, acero 2 mm | Ejemplo 2: recorte 60 × 40, aluminio 1,5 mm | |
|---|---|---|
| % por lado usado | 10 % | 7,5 % |
| Juego por lado (c) | 0,20 mm | 0,11 mm |
| Pieza con medida nominal | Punzón Ø10,00 | Matriz 60,00 × 40,00 R5 |
| Pieza con el juego aplicado | Matriz Ø10,40 | Punzón 59,78 × 39,78 R4,89 |
Con estas medidas ya puedes estimar cuánta prensa hace falta: el paso siguiente es la fuerza de corte y el tonelaje de prensa, que se calcula con el perímetro y el espesor que acabas de usar.
Juego pequeño frente a juego grande: qué cambia
| Efecto | Juego demasiado pequeño | Juego correcto | Juego demasiado grande |
|---|---|---|---|
| Grietas de cizalla | No se encuentran; aparecen grietas secundarias | Se encuentran | No se encuentran; fractura larga |
| Canto | Mucha zona bruñida, a veces doble; poco redondeo | Equilibrado | Mucho redondeo y mucha fractura; perfil en punta |
| Rebaba | Menor al principio, pero más gruesa y endurecida | Mínima | Mayor, fina y larga |
| Fuerza de corte y de extracción | Suben; extracción lenta o irregular | La mínima | Deja de ser la mínima; más distorsión de la pieza |
| Vida de la herramienta | Se acorta: gripado, calor, desgaste | La más larga | Se acorta; más arrastre de recortes |
Resumen de Mate, pp. 3–5 y Dayton Lamina.
Dos matices que desmontan ideas habituales. El primero: Dayton observa que al aumentar el juego la rebaba primero crece, pero que con un aumento sustancial baja incluso por debajo de la que da el juego «normal»; por eso en algunas aplicaciones se trabaja con juegos grandes a propósito. El segundo: más juego reduce el rozamiento del punzón al extraerse, y eso alarga su vida. Menos juego no es siempre más calidad.
Cómo leer la rebaba y el recorte para diagnosticar el juego
El recorte que cae por la matriz es la imagen especular del agujero. Mate lo usa como herramienta de diagnóstico, y en taller funciona igual con una lupa:
- Juego correcto: los planos de fractura de arriba y de abajo tienen el mismo ángulo y se alinean. Zona bruñida de ancho regular en todo el contorno.
- Juego grande: fractura rugosa y zona bruñida estrecha; cuanto mayor el juego, mayor el ángulo entre ambas. El agujero tiene mucho redondeo y una rebaba fina.
- Juego pequeño: fractura casi vertical y zona bruñida ancha, a veces con una segunda franja bruñida. Perfil del agujero casi perpendicular a la chapa.
- Zona bruñida desigual en el contorno: el juego no es uniforme. Casi nunca es el cálculo: es el punzón descentrado, guías con holgura o una matriz mal centrada en prensa.
Para medir el juego real sin desmontar, compara el diámetro del recorte con el del agujero con un micrómetro o un proyector de perfiles; en cómo medir el juego real tienes los instrumentos habituales del taller. Si el juego es desigual, la corrección es local y se hace en prensa: está explicado en corregir el juego en la puesta a punto.
Checklist rápida ante una rebaba nueva
- ¿Ha cambiado el lote o el proveedor de chapa? Un material más duro pide más juego.
- ¿La rebaba ha crecido poco a poco? Suele ser desgaste de filo, no juego; toca afilar (ver desgaste de filos y afilado).
- ¿Ha aparecido de golpe y solo en un lado? Revisa centrado, guiado y si un punzón se ha aflojado.
- ¿Se ha rectificado la matriz varias veces? Comprueba si queda vida de afilado en la zona recta.
- ¿Suben los recortes con el punzón? Juego grande o desgaste: el recorte ya no queda retenido en la matriz.
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Suscríbete al boletínFuentes y lecturas
- Mate Precision Technologies, Punching & Forming Guide. Punch Press Technical Solutions, LIT00682 Rev E, 2021 (tabla de juego, pp. 3–5). Página relacionada: Die Clearance.
- Dayton Lamina, Improving Perforating Die Performance.
- MISUMI USA, Understanding Punch and Die Clearance.
- A. I. Huete López, Diseño de una matriz para corte de chapa y casos prácticos, PFC, Universidad de Zaragoza, 2015.
- K. Vafaei, Not your father's fineblanking, The Fabricator (corte fino).
- Schuler GmbH, Metal Forming Handbook, capítulo de conformado y corte de chapa, Springer, 1998.