República Bolivariana de Venezuela
Ministerio Del Poder Popular para la Educación Universitaria
Instituto Universitario Politécnico "Santiago Mariño"
Escuela: 45
Cátedra: Procesos de Manufactura
Proceso de conformado de los metales
Profesor: Bachiller:
Alcides Cadiz Yurbi Rivero
Frain Cortez
Frain Cortez
Puerto Ordaz Febrero del 2015
Prensas Excéntricas
En las prensas excéntricas con
frecuencia están conectadas o son conectables al accionamiento principal unos
dispositivos que, si hace falta, deben acoplarse sin juego o con poco juego al
árbol excéntrico.
Son conocidas por ejemplo prensas
excéntricas de marcha rápida con regulación de altura, en las que la excéntrica
lleva un casquillo de excéntrica, en el que está montada la biela. La elevación
de la prensa se ajusta por la torsión del casquillo del casquillo de excéntrica
contra la excéntrica. Durante el funcionamiento normal el casquillo de
excéntrica está retenido en la excéntrica. Esto debe efectuarse lo más posible
con una retención solidaria en rotación; el juego de giro no es admisible.
En estas maquinas el movimiento de
giro del accionamiento se transforma en movimiento rectilíneo del carro por
medio de un cigüeñal o de una excéntrica a través de un empujador y una
articulación esférica.
Prensas Hidráulicas
Mecanismo conformado por vasos
comunicantes impulsados por pistones de diferente área que, mediante pequeñas
fuerzas, permite obtener otras mayores. Los pistones son llamados pistones de
agua, ya que son hidráulicos. Estos hacen funcionar conjuntamente a las prensas
hidráulicas por medio de motores.
Conformado de Metales
En el conformado de metales se deben
tener en cuenta ciertas propiedades, tales como un bajo límite de fluencia y
una alta ductilidad. Estas propiedades son influenciadas por la temperatura:
cuando la temperatura aumenta, el límite de fluencia disminuye mientras que la
ductilidad aumenta.
Existe para esto un amplio grupo de
procesos de manufactura en los cuales las herramientas, usualmente un dado de
conformación, ejercen esfuerzos sobre la pieza de trabajo que las obligan a
tomar la forma de la geometría del dado.
Trabajo en Frío
Se refiere al trabajo a temperatura
ambiente o menor. Este trabajo ocurre al aplicar un esfuerzo mayor que la
resistencia de cedencia original de metal, produciendo a la vez una deformación.
Trabajo en Caliente
Se define como la
deformación plástica del material metálico a una temperatura mayor que la de re-cristalización. La ventaja principal del trabajo en caliente consiste en la
obtención de una deformación plástica casi ilimitada, que además es adecuada
para moldear partes grandes porque el metal tiene una baja resistencia de
cedencia y una alta ductilidad
Operaciones de Formado O Pre Formado de laminas de metal
Los procesos de conformado de láminas son operaciones realizadas en láminas,
tiras y rollos, realizadas a temperatura ambiente con sistemas de punzones y
dados. Algunos de ellas son: operación de corte, doblado y embutido.
Operaciones de Corte:
tamaño.
Troquelado
Los parámetros que se tienen en cuenta en el troquelado son la forma y los materiales del punzón y la matriz, la velocidad y la fuerza de punzonado, la lubricación, el espesor del material y la holgura o luz entre el punzón y la matriz. La determinación de la luz influirá en la forma y la calidad del borde cortado. Entre mayor luz exista, el borde cortado será más burdo y provocará una zona más grande de deformación en la que el endurecimiento será mayor.
Los parámetros que se tienen en cuenta en el troquelado son la forma y los materiales del punzón y la matriz, la velocidad y la fuerza de punzonado, la lubricación, el espesor del material y la holgura o luz entre el punzón y la matriz. La determinación de la luz influirá en la forma y la calidad del borde cortado. Entre mayor luz exista, el borde cortado será más burdo y provocará una zona más grande de deformación en la que el endurecimiento será mayor.
Doblado
El doblado de metales es la deformación de láminas alrededor de un determinado
ángulo. Los ángulos pueden ser clasificados como abiertos (si son mayores a 90
grados), cerrados (menores a 90°) o rectos. Durante la operación, las fibras
externas del material están en tensión, mientras que las interiores están en
compresión. El doblado no produce cambios significativos en el espesor de la
lámina metálica.
Embutido
El embutido consiste en colocar la
lámina de metal sobre un dado y luego
presionándolo hacia la cavidad con ayuda de un punzón que tiene la forma en la cual
quedará formada la lámina.
presionándolo hacia la cavidad con ayuda de un punzón que tiene la forma en la cual
quedará formada la lámina.
El número de etapas de embutición
depende de la relación que exista entre la magnitud del disco y de las
dimensiones de la pieza embutida, de la facilidad de embutición, del material y
del espesor de la chapa 1. Es decir, cuanto más complicadas las formas y más
profundidad sea necesaria, tanto más etapas serán incluidas en dicho proceso.
Proceso de Embutido de lámina:
1. Identificar el punzón de embutido.
2. Establecer las funciones de cada uno de los estudiantes.
3. Realizar el montaje del punzón en la prensa:
1. Identificar el punzón de embutido.
2. Establecer las funciones de cada uno de los estudiantes.
3. Realizar el montaje del punzón en la prensa:
a. Colocar el punzón.
b. Colocar la matriz.
c. Pre-asegurar el sistema de punzón y matriz con bridas de sujeción.
d. Verificar que las caras marcadas con cero estén en el mismo plano.
e. Centrar la matriz con respecto al punzón.
f. Colocar la lámina resultante del troquel entre el punzón y la matriz.
4. Embutir la lámina.
5. Sacar la chapa de la matriz cuidadosamente.
6. Observar la chapa resultante
b. Colocar la matriz.
c. Pre-asegurar el sistema de punzón y matriz con bridas de sujeción.
d. Verificar que las caras marcadas con cero estén en el mismo plano.
e. Centrar la matriz con respecto al punzón.
f. Colocar la lámina resultante del troquel entre el punzón y la matriz.
4. Embutir la lámina.
5. Sacar la chapa de la matriz cuidadosamente.
6. Observar la chapa resultante
Diagrama
esfuerzo-deformación obtenido a partir del ensayo normal a la tensión
de una manera dúctil. El punto P indica el límite de proporcionalidad; E, el
límite elástico Y, la resistencia de fluencia convencional determinada por
corrimiento paralelo (offset) según la deformación seleccionada OA; U; la
resistencia última o máxima, y F, el esfuerzo de fractura o ruptura.
El
punto P recibe el nombre de límite de proporcionalidad (o límite elástico
proporcional). Éste es el punto en que la curva comienza primero a desviarse de
una línea recta. El punto E se denomina límite de elasticidad (o límite
elástico verdadero). No se presentará ninguna deformación permanente en la
probeta si la carga se suprime en este punto. Entre P y E el diagrama no tiene
la forma de una recta perfecta aunque el material sea elástico. Por lo tanto,
la ley de Hooke, que expresa que el esfuerzo es directamente proporcional a la
deformación, se aplica sólo hasta el límite elástico de proporcionalidad.
Para conocer las propiedades de los materiales, se efectúan ensayos para medir su comportamiento en distintas situaciones. Estos ensayos se
clasifican en destructivos y no destructivos. Dentro de los ensayos
destructivos, el más importante es el ensayo de tracción.
Cálculos iniciales para la Embuticion
Determinación del diámetro del elemento a embutir
Uno de los problemas más importantes que se presenta en el embutido de cuerpos cilíndricos, es la determinación de las dimensiones de la chapa de la que ha de salir el objeto embutido.
- Economía de material.
- Facilidad de embutición.
- Reducción del número de útiles.
Con este fin se han probado ciertos métodos
que a través de ensayos han conducido a una determinación basada en
el cálculo que describimos a continuación. Estos cálculos son
aplicables para todos los cuerpos huecos que tengan forma geométrica
regular y con sección circular. Para cuerpos irregulares no siempre
se puede realizar un cálculo muy exacto y, en muchos casos, debemos
valernos de pruebas prácticas realizadas a modo de ensayos.
Para los casos en que el cuerpo a calcular
no se encuentre entre los descritos en las tablas, podemos proceder
de manera que lo dividamos en pequeños cuerpos de formas más
simples cuyo cálculo nos sea más fácil de realizar y,
posteriormente, sumar todos los valores hallados.
Determinación
del tamaño del disco
Embuticiones cilíndricas
El
recorte será un círculo (disco) cuyo diámetro se determinará de
la siguiente forma:
- Matemáticamente, calculando la superficie de embutición y buscando el diámetro de un círculo de la misma superficie.
- Aplicando las fórmulas simplificadas (ver cuadro de las páginas siguientes)
Determinación del Numero de embuticiones
No es tarea fácil determinar con exactitud
el número de embuticiones necesarias para conseguir el objeto
deseado. Las principales dificultades surgen al tener que establecer,
a cada operación, la relación exacta entre el diámetro y la
profundidad del recipiente.
La determinación del número de
operaciones, junto a la del diámetro del disco de partida son dos de
las cuestiones más importantes de los procesos de embutición. La
necesidad de realizar el embutido en dos o más pasadas viene
determinada por la imposibilidad de que el material pueda resistir la
elevada tensión radial a que se le somete durante el proceso de
embutición debido a la relación existente entre el diámetro
inicial del disco y el diámetro del recipiente a embutir.
Las piezas embutidas de gran profundidad, o
de forma complicada, no pueden ser obtenidas en una sola operación.
Deben ser estiradas en varias operaciones y en matrices diferentes,
acercándose así, sucesivamente, a la forma definitiva.
En líneas generales, podemos decir que en
una sola operación y de forma aproximada, se puede conseguir una
profundidad de embutido igual a la mitad del diámetro del
recipiente.
Cuanto más pequeño es el diámetro del
punzón respecto al disco a embutir, tanto mayor será la presión
necesaria para el embutido. Para que esta presión no provoque la
rotura de la chapa, no debe superar los límites de resistencia del
material.
La
forma de operar es la siguiente:
- Calcular el diámetro inicial del objeto a embutir.
- Calcular las medidas del primer diámetro y altura a realizar.
- Aplicar, sucesivamente, las siguientes fórmulas hasta que, finalmente, se alcancen las medidas del objeto deseado.
Para el caso más que probable de que las
medidas finales calculadas no coincidan exactamente con las de la
pieza, se deberá hacer lo siguiente: escoger la fórmula cuyos
resultados sean siempre superiores a las medidas de la pieza y,
posteriormente, reducir dichas medidas de forma práctica en la
matriz, hasta adaptarlas a las de la pieza.
Los factores más importantes que
condicionan la calidad y dificultad de las embuticiones vienen
determinados por:
- Características del material (propiedades, tamaño del grano, acritud, …)
- Espesor del material (variaciones, constancia, gran espesor, …)
- Tipo de embutición (simple efecto, doble o triple efecto)
- Tamaño de la embutición (profundidad, velocidad, lubricación, …)
- Grado de reducciones (una embutición, dos embuticiones, varias embuticiones)
- Geometría de la embutición (cilíndrica, cuadrada, irregular, …)
- Calidad de los útiles (acabados, radios, pulidos,…)
