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PROCESOS DE TRABAJO EN LÁMINA METÁLICA ING. CARLOS RODELO A PROCESOS II
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PROCESOS DE TRABAJO EN
LÁMINA METÁLICA
ING. CARLOS RODELO APROCESOS II
CONTENIDO
• Generalidades
• Herramientas
• Variables Principales del Proceso
• Análisis del Proceso de Corte
• Doblado
ING. CARLOS RODELO APROCESOS I
TRABAJO DE LÁMINAS METÁLICAS
GENERALIDADES
Incluye Operaciones de Corte y Formado realizadas sobreláminas delgadas de metal.
El espesor del material puede ser tan pequeño como variasdécimas de milímetro, pero la mayor parte de los espesoresdel metal están entre 0.4 mm y 6 mm. Cuando el espesorexcede de 6 mm se le llama placa en lugar de lámina.
Procesos de gran importancia comercial.
Se pueden diseñar operaciones de producción masiva.
Las partes de lámina de metal se caracterizan generalmente porsu alta resistencia, buena precisión dimensional, buen acabadosuperficial y bajo costo relativo.
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TRABAJO DE LÁMINAS METÁLICAS
GENERALIDADESSe define como troquelado o estampado al conjunto de operacionescon las cuales sin producir viruta, sometemos una lámina plana aciertas transformaciones a fin de obtener una pieza de formageométrica propia
Este trabajo se realiza con troqueles en máquinas llamadas prensas(generalmente de movimiento rectilíneo alternativo)
Las operaciones se subdividen en:Corte o Punzonado (se realiza generalmente en frío )Doblado y/o Curvado (se realiza generalmente en frío )Embutido (puede realizarse en frío o en Tibio)
El proceso es de alta producción y los materiales más usados sonláminas de acero y aleaciones ligeras.
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TRABAJO DE LÁMINAS METÁLICAS
GENERALIDADESLa mayoría de los procesos se realizan a temperatura
ambiente (trabajo en frío). (Cuando el material es grueso, frágilo la deformación es significativa se realiza a temperaturas detrabajo en tibio: 0.3 Tm).
Las tres grandes categorías de los procesos con láminasmetálicas son: corte, doblado y embutido.
El corte se usa para separar láminas grandes en piezasmenores, para cortar un perímetro o hacer agujeros en unaparte.
El doblado y el embutido se usan para transformar láminas demetal en partes de forma especial.
Los productos hechos de lámina se llaman troquelados oestampados
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TRABAJO DE LÁMINAS METÁLICAS
GENERALIDADES
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TRABAJO DE LÁMINAS METÁLICAS
GENERALIDADES
Para definir un ciclo de troquelado, es necesario:
1. Definir la forma de la pieza, que impone cierto número deoperaciones , de acuerdo con su complejidad
2. Determinar las dimensiones
3. Conocer el material del que se hará la pieza , su plasticidad y
elasticidad.
4. La posibilidad de extraer fácilmente la pieza de la .matriz.
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TRABAJO DE LÁMINAS METÁLICAS
HERRAMIENTAS
Punzón (Acero templado) = Determina el material, el cual debe tenerun espesor menor o igual al diámetro del punzón.
Dado
Prensas (Prensa de Troquelado) – Mo: en forma de tiras o rollos.
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CORTE O PUNZONADODEFINICIÓN
Es una operación de trabajo en lámina metálica donde se realiza uncorte por una acción de cizalla entre dos bordes afilados.
Figura 1. Los símbolos v y F indican velocidad y fuerza aplicada, respectivamente.
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CORTE O PUNZONADO
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CORTE O PUNZONADOLos bordes cizallados de la lámina tienen cuatro zonas características:
Redondeado: Corresponde a la compresión hecha por el punzón en elmaterial de trabajo antes de empezar el corte. Aquí es donde empieza ladeformación plástica del material de trabajo
Bruñido: Es una región relativamente lisa. Ésta resulta de la penetración delpunzón en el material antes de empezar la fractura.
Fractura: Es una superficie relativamente tosca del borde de corte donde elmovimiento continuo del punzón hacia abajo causa la fractura del metal.
Rebaba: Es un filo causado por la elongación del metal durante laseparación final de las dos piezas.
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CORTE O PUNZONADOOPERACIONES DE CORTE
Cizallado: Es la operación de corte de una lámina de metal alo largo de una línea recta entre dos bordes de corte. Se usatípicamente para reducir grandes láminas a secciones máspequeñas para operaciones posteriores de prensado. Se ejecutaen una máquina llamada cizalla de potencia o cizalla recta.
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CORTE O PUNZONADOOPERACIONES DE CORTE
Punzonado: Es la operación que implica el corte de una lámina de metal alo largo de una línea cerrada en un solo paso para separar la pieza delmaterial circundante. La parte que se corta es el producto deseado en laoperación y se designa como la parte o pieza deseada.
Perforado: Es muy similar al punzonado, excepto que la pieza que secorta se desecha y se llama pedacería. El material remanente es la partedeseada .
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CORTE O PUNZONADOOTRAS OPERACIONES DE CORTE
Corte en Trozos: Es una operación de corte en la cual las partes seseparan de una tira de lámina metálica cortando el borde opuesto de laparte en secuencia. Cada corte produce una nueva parte.
Partido: El partido involucra el corte de una tira de lámina por un punzón condos bordes de corte que coinciden con los bordes opuestos de la parte deseada.
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CORTE O PUNZONADOOTRAS OPERACIONES DE CORTE
Ranurado: Operación de punzonado en la cual se corta un agujerorectangular o alargado.
Perforado Múltiple: Operación que involucra la perforación simultánea devarios agujeros en una lámina de metal. El patrón de agujeros tienegeneralmente propósitos decorativos o para permitir el paso de la luz, gases ofluidos.
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CORTE O PUNZONADOOTRAS OPERACIONES DE CORTE
Muescado: Es el corte solo en una de las caras de la lámina.
Semi-muescado: Operación que recorta una porción interior de lalámina.
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CORTE O PUNZONADOOTRAS OPERACIONES DE CORTE
Recorte: Es una operación de corte que se realiza en una parte ya formadapara remover el exceso de metal y fijar su tamaño.
Rasurado: Es una operación de corte realizada con un claro muy pequeñodestinada a obtener dimensiones precisas y bordes lisos y rectos.
Punzonado Fino: Es una operación de cizallado que se usa para cortar partescon tolerancias muy estrechas y obtener bordes rectos y lisos en un solopaso.
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CORTE O PUNZONADOANÁLISIS DEL PROCESO DE CORTE
Los parámetros importantes en el corte de láminas metálicas son:
Claro entre el Punzón y el Dado : El claro c es la distanciaentre el punzón y el dado. Los claros típicos en el prensadoconvencional fluctúan entre 4 y 8% del espesor de la láminametálica t. En operaciones especiales que requieren bordesmuy rectos como en el rasurado y el perforado, el claro essolamente el 1 % del espesor del material. El claro correctodepende del tipo de lámina y de su espesor.
Espesor del Material
Tipo de Metal (material) y su Resistencia.
La Longitud del Corte
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CORTE O PUNZONADOANÁLISIS DEL PROCESO DE CORTE
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CORTE O PUNZONADOANÁLISIS DEL PROCESO DE CORTE
CLARO
TAMAÑO DEL DADO
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El tamaño deldado determina eltamaño de laforma Db); eltamaño del punzóndetermina el tamañodel agujero Dh.
CORTE O PUNZONADOANÁLISIS DEL PROCESO DE CORTE
Debido a la geometría del borde cizallado, el tamaño del punzón y del dado para una forma o parte redonda de diámetro Db se determina como sigue:
Los tamaños del dado y del punzón para un agujero redondo de diámetro Dh se determinan como sigue:
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CORTE O PUNZONADOANÁLISIS DEL PROCESO DE CORTE
Debido a la geometría del borde cizallado, el tamaño del punzón y del dado para una forma o parte redonda de diámetro Db se determina como sigue:
Los tamaños del dado y del punzón para un agujero redondo de diámetro Dh se determinan como sigue:
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Θ (0.25° - 1.5°)
CORTE O PUNZONADOANÁLISIS DEL PROCESO DE CORTE
Fuerzas de Corte Determina el tamaño (tonelaje) de la prensanecesaria.
En el punzonado, perforado, rasurado y operaciones similares, L es lalongitud del perímetro de la forma o agujero que se corta. En la determinación deL se puede anular el efecto menor del claro.
Si no se conoce el valor de S:
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CORTE O PUNZONADOANÁLISIS DEL PROCESO DE CORTE
EJEMPLO
Se corta un disco de 75 mm de diámetro de una tira de acero laminado en frío medio endurecido de 3 mm de espesor, cuya resistencia al corte = 310 MPa. Determine a) los diámetros apropiados del punzón y del dado y b) la fuerza de corte
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DOBLADODefinición
Es un proceso de Trabajo en Lámina Metálica, que se define comola deformación del metal alrededor de un eje recto. El metal sedeforma plásticamente así que el doblez toma una formapermanente al remover los esfuerzos que lo causaron. El dobladoproduce poco o ningún cambio en el espesor de la láminametálica.
FIGURA 1. (a) Doblado de lámina metálica; (b) en el doblado ocurre elongación a la tensión y a la compresión.
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DOBLADOHerramientas
Punzones
Dados
Placa de Presión
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DOBLADOTipos
Doblado en V: La lámina de metal se dobla entre un punzón yun dado en forma de V. Se usa generalmente para operacionesde baja producción y se realizan frecuentemente en una prensade cortina. Los dados en V son relativamente simples y de bajocosto.
FIGURA 2. Doblado en V: (1) antes y (2) después del doblado. Los símbolos v = velocidad, F = fuerza de doblado aplicada.
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Θ (Agudos – Obtusos)
DOBLADOTipos
Doblado de Bordes: Es aquel que es ejecutado con un dadodeslizante e involucra una carga voladiza sobre la lámina de metal. Eldoblado se limita a ángulos de 90º o menores. Debido a lapresión del sujetador, los dados deslizantes son más complicadosy más costosos que los dados en V y se usan generalmentepara trabajos de alta producción.
FIGURA 3. Doblado de Bordes: (1) antes y (2) después del doblado. Los símbolos v = velocidad, F = fuerza de doblado aplicada, Fh fuerza de sujeción.
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Θ (Rectos – Agudos)
DOBLADO
Otras Operaciones
Formado de Bridas: Es una operación en la cual el filo de unalámina se dobla en un ángulo de 90º para formar un borde. Seusa frecuentemente para reforzar o dar rigidez a la parte de lalámina metálica en la cual se realiza la operación.
FIGURA 4. Formado de bridas: (a) bridado recto, (b) bordeado estirado y (c) bridado contraído.
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DOBLADOOtras Operaciones
Doblez: Involucra el doblado del borde de la lámina sobre símisma en más de un paso de doblado. Esto se hacefrecuentemente para eliminar el filo agudo de la pieza. Paraincrementar la rigidez y para mejorar su apariencia.
Engargolado o Empalme: Es una operación relacionada en lacual se ensamblan dos bordes de láminas metálicas.
FIGURA 5. (a) Doblez, (b) Engargolado (Empalme).
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DOBLADO
Otras Operaciones
Rebordeado (Formado de Molduras): los bordes de la parte seproducen en forma de rizo o rollo. Se hacen con fines de seguridad,resistencia y estética. Se puede ejecutar sobre ejes rectos o curvos.Se usa en bisagras, ollas, sartenes y cajas para relojes de bolsillo.
FIGURA 6. (a) Rebordeado.
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DOBLADOOtras Operaciones (Misceláneos)
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FIGURA 7. Operacionesmisceláneas de doblado:(a) doblado en canal, (b)doblado en U, (c)doblado al aire, (d)doblado escalonado, (e)corrugado y (f) formadode tubo. F = fuerzaaplicada.
DOBLADODoblado de Tubos
Doblado por Compresión: La pieza de trabajo se sujeta y doblaalrededor de un dado estacionario con la ayuda de un bloque o unrodillo seguidor. Con frecuencia se realiza a mano, sobre tubos uotros perfiles de mayores espesores de pared y radios dedoblado más grandes. Los tubos de pared delgada usualmente nose doblan por este método.
FIGURA 8. Doblado por Compresión.ING. CARLOS RODELO APROCESOS II
El radio mínimo a la línea decentro para dobleces porcompresión es 4 veces eldiámetro del tubo.
DOBLADODoblado de Tubos
Doblado por Arrastre: En este método, la pieza de trabajo se sujetacontra un dado que tiene la forma del doblez, como en el doblado porcompresión; pero ahora el dado gira jalando la pieza de trabajo por unamatriz de presión y, en muchos casos, sobre un mandril. Este métodoes adecuado para tubos de pared delgada, en especial cuando sedoblan en radios pequeños, permite un control más estrecho sobre la piezade trabajo que cualquier otro método de doblado.
FIGURA 9. Doblado por Arrastre.ING. CARLOS RODELO APROCESOS II
Se pueden lograr radios dedoblado iguales al diámetro deltubo.
DOBLADODoblado de Tubos
TABLA 1. Radio mínimo de doblado recomendado: doblado de tubos por arrastre
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DOBLADODoblado de Tubos
Doblado por Prensado con Cabezal: En este método, la pieza detrabajo se coloca entre dos soportes y se presiona contra un dadoredondo (cabeza o punzón) como se muestra en la figura 10. Los dossoportes giran sobre un pivote conforme el cabeza se mueve haciaadelante manteniendo el soporte de la pieza de trabajo. Se aplica atuberías e 10 a 350 mm de diámetro. Este método funciona paradobleces de hasta 165º además, se pueden doblar perfilesextremadamente gruesos.
FIGURA 10. Doblado por Prensado con Cabezal.
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El radio mínimo de doblado a la líneade centro por este método es 3 vecesel diámetro a menos que seantolerables deformaciones oaplastamientos en la sección dobladaSe prefieren los radios de 4 a 6diámetros.
GRACIAS
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