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PROCESOS DE MANUFACTURA
JR/2011
TORNEADOFABRICACIÓN II
EMBUTIDO
TECNOLOGÍA
DE
PROCESOS DE MANUFACTURA
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TORNEADO
Objetivos:•Conocer los diferentes tipos de operaciones de embutido, estirado y extrusión.
•Diseñar de matrices y punzones para los procesos de embutido.
•Aplicar el esfuerzo requerido para el embutido
TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN II
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Contenido:
TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN II
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Definición:El embutido se realiza para la fabricación deelementos huecos a partir de planchas de acero uotros metales y resulta el más económico conrespecto a la fabricación de máquinasherramientas o colado.
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Definición:El proceso se desarrolla a partir de un disco dematerial previamente seleccionado, el cual esempujado dentro de una matriz hueca por unpunzón
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Partes del troquel
para embutir:
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A. Punzón
B. Portapunzón
C. MatrizD. Casquillo
E. Resorte
F. Base
G. Prensachapa.
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Fricción:
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•La fricción es un factor que debe tomarse en cuentapor cuanto el material se desliza en la abertura entreel punzón y la matriz. Por lo tanto esta área debe estarpulida y lapeada. Esto reduce la carga necesaria parael desarrollo del embutido. El achaflanado de losbordes de la matriz ayuda a la chapa a resbalar por lapared del agujero, facilitando la operación de embutir.Facilitan también el embutido la lubricaciónadecuada, del disco recortado y de la herramienta ensu conjunto.
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Cálculos de desarrollo:
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Operaciones
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Fuerza para embutir:
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Fuerza para embutir:Fuerza entera de deformación teórica ( Pd).:
Pd= 2.¶.r.s.Rdm.ln (R/r)
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Fuerza para embutir:Existen otros autores que expresan que la fuerza para embutir se puede determinar de acuerdo a la siguiente expresión:
Fa = ∏ .dp . s . σr . KDonde:Fa: Fuerza para embutir.dp: Diámetro del punzón.s: Espesor del materialσr: Resistencia a la rotura del materialK: Factor de corrección dado en el grafico a continuación , que depende de D/d del primer embutido o de la relación entre el diámetro antes y después de una reembutición.
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Fuerza para embutir:
D/d
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Fuerza para prensachapa:
Para el cálculo de la fuerza de este dispositivo tenemos:
Fp = pn . ∏ .[D2 - (dm + 2rm)2]Donde:Fa: Fuerza para prensachapa.D: Diámetro inicial de la chapa.dm: Diámetro de la matrizrm: Radio de embocadura de la matrizpn: Se determina de acuerdo a pn= c. σr. [( D/d - 1)2 + 0,5 . d ] . 1
c: Coeficiente que depende de la tendencia del material a formar pliegues
que varía entre 0,2 y 0,3 y generalmente se encuentra en el valor de 0,25
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100 . s 100
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Influencia del tipo de material en el resultado de los embutidos:
Casi todos los procesos de embutidos son influenciadospor el material a trabajar.
El material puede ser seleccionado por su costo,resistencia mecánica, a la corrosión, conductividad térmica,eléctrica, entre otros. Lo importante es considerar suresistencia a la rotura o los límites de su deformación plástica.
Otro aspecto a considerar es la propiedad de adherenciaen la superficies del troquel, lo cual radica la importancia de lalubricación adecuada según sea el caso.
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Ensayos en el proceso de embutido:
Ensayo Erichsen.
Ensayo de embutición mediante el cual unapieza de chapa, sujeta únicamente en superiferia, se deforma hasta la rotura medianteun punzón cónico con su extremo esférico. Laaltura de la copa, en milímetros, a la iniciaciónde la rotura es una medida de la ductilidad delmaterial.
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Ensayos en el proceso de embutido:Ensayo Erichsen.
El procedimiento de la prueba se realizade acuerdo a la norma especificada quees ASTM-E643, cabe destacar que laprueba es una prueba destructiva.
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Ensayos en el proceso de embutido:Ensayo Erichsen.
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Ensayos en el proceso de embutido:
Ensayo Siebel y Pomp.
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Ensayo Siebel y Pomp.
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Se denomina Estirado al proceso deConformado por Deformación Plástica en el quese estira una barra o varilla de metal con elobjetivo de reducir su sección. Para reducir lasección de la pieza, se utiliza una matriz de unmaterial metálico muy duro insertado en unbloque de acero. La reducción de la sección delmaterial dependerá del ángulo de abertura dela matriz.
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La extrusión es un proceso utilizado para crear objetos consección transversal definida y fija. El material se empuja o seextrae a través de un troquel de una sección transversaldeseada. Las dos ventajas principales de este proceso porencima de procesos manufacturados son la habilidad para crearsecciones transversales muy complejas y el trabajo conmateriales que son quebradizos, porque el material solamenteencuentra fuerzas de compresión y de cizallamiento. Tambiénlas piezas finales se forman con una terminación superficialexcelente.
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La extrusión puede ser continua(produciendo teóricamente de forma indefinidamateriales largos) o semicontinua (produciendomuchas partes). El proceso de extrusión puedehacerse con el material caliente o frío.
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La extrusión fría es hecha a temperatura ambiente ocerca de la temperatura ambiente. La ventaja de ésta sobre laextrusión en caliente es la falta de oxidación, lo que se traduceen una mayor fortaleza debido al trabajo en frío estrechatolerancia, buen acabado de la superficie y rápida velocidad deextrusión si el material es sometido a breves calentamientos.
Los materiales que son comúnmente tratados conextrusión fría son: plomo, estaño, aluminio, cobre, circonio,titanio, molibdeno, berilio, vanadio, niobio y acero.
Algunos ejemplos de productos obtenidos por esteproceso son: los tubos plegables, el extintor de incendios,cilindros del amortiguador, pistones automotores, entre otros.