Capítulo II - Procesos de Conformado Por Deformación Plastica. Parte I

1Conformado por Deformacin Plstica

Procesos de Conformado por Deformacin Plstica

Fundamentos:La importancia de los materiales metlicos en la

tecnologa moderna se debe, en gran parte, a su

conformabilidad: habilidad que tienen para

deformarse plsticamente sin romperse.

Apuntes de Tecnologa Mecnica Profesor: Anas Al Omar

Dpto. Ing. Mecnica de la EPSEM 2

FundamentosFundamentos:: Se han desarrollado centenares de procesos para

f l l d d l


conformar los metales destinados a aplicaciones

especificas. stos de pueden clasificar en:

Procesos de Compresin Directa, Procesos de Compresin indirecta, Procesos de Traccin, Procesos de Plegado o Flexin, Procesos de Cizallamiento.

ProcesosProcesos dede CompresinCompresin DirectaDirecta:: la fuerza se aplica a lasuperficie de la pieza conformada, y el metal fluye

formando ngulo recto con la direccin de la compresin


formando ngulo recto con la direccin de la compresin.



ProcesosProcesos dede CompresinCompresin IndirectaIndirecta:: las fuerzas aplicadasson fundamentalmente de traccintraccin, pero se desarrollan

ff dd l dl d l l


fuerzasfuerzas dede compresincompresin elevadaselevadas por la reaccin entre la

piezapieza conformada y la matrizmatriz.

ProcesosProcesos dede TraccinTraccin:: el mejor ejemplo es el ConformadoConformado porporEstiradoEstirado, en la que un metal sese adaptaadapta alal contornocontorno dede unauna

matrizmatriz por aplicacin de Fuerzas de Traccin.


p p



ProcesosProcesos PlegadoPlegado oo FlexinFlexin:: el plegado supone laAplicacinAplicacin dede MomentosMomentos dede FlexinFlexin a la chapa


AplicacinAplicacin dede MomentosMomentos dede FlexinFlexin a la chapa.

ProcesosProcesos dede CizallamientoCizallamiento:: implica FuerzasFuerzas CizallantesCizallantes losuficientemente grandes para provocarprovocar elel cortecorte deldel metalmetalen el plano de la cizalla.


p



F


Vista simplificada de Vista simplificada de una barra metlica una barra metlica

Supresin del Supresin del esfuerzoesfuerzo

Cuando se aplica Cuando se aplica un esfuerzoun esfuerzo

Cuando unun materialmaterial sese deformadeforma porpor debajodebajo dede susu limitelimiteelsticoelstico, lala deformacindeformacin resultanteresultante es temporaltemporal.

La supresin del esfuerzo da como resultado un RetornoRetornoGradualGradual del objeto aa sussus dimensionesdimensiones originalesoriginales.




F


uF=0 F=0

l0 u

l0

Cuando unun materialmaterial sese deformadeforma msms allall dede susu lmitelmite elsticoelstico,tienetiene lugarlugar unauna deformacindeformacin plsticaplstica o permanentepermanente, y nonoregresarregresar aa susu formaforma originaloriginal.

ZonaZona ElsticaElstica:: es la zona recta en la cual losesfuerzos son proporcionales a las deformaciones; se

cumple la leyley dede HookeHooke. La zona elstica es la ZonaZona


ClsicaClsica dede TrabajoTrabajo enen IngenieraIngeniera para el DiseoDiseo dede

PiezasPiezas yy EstructurasEstructuras ya que, retirando la carga, el

material vuelve a sus dimensiones originales.

ZonaZona PlsticaPlstica:: superado el valor de y se produceuna deformacin plstica (permanente); es decir,

retirada la causa que origin la deformacin, elq g

material nono recuperarecupera susu formaforma inicialinicial. Es la ZonaZona

UtilizadaUtilizada parapara ConformarConformar loslos MaterialesMateriales.

Lmite proporcional (punto P): la curva ( - )empieza a desviarse de la linealidad.Comportamiento Mecnico

Ensayo de TraccinEnsayo de Traccin




Ensayo de Traccin de un Ensayo de Traccin de un Material FrgilMaterial Frgil


Ensayo de Traccin de un Ensayo de Traccin de un Material DctilMaterial Dctil




Representacin esquemtica de las curvas de traccin de materiales frgiles, y dctiles hasta la rotura


Comportamiento Mecnico: Ensayo de TraccinEnsayo de Traccin




Rotura de los enlaces atmicos

LosLos objetivosobjetivos msms importantesimportantes de los procesosprocesos dededeformacindeformacin plsticaplstica son:


CambiarCambiar lala FormaForma GeomtricaGeomtrica del producto deformado.MejorarMejorar oo ControlarControlar laslas PropiedadesPropiedades dede esteeste ProductoProducto

(AfinoAfino dede granograno, EndurecimientoEndurecimiento porpor deformacindeformacin) y

optimizarlas para las condiciones de servicio propuestasoptimizarlas para las condiciones de servicio propuestas.

DestruirDestruir y AfinarAfinar lala EstructuraEstructura ColumnarColumnar o DendrticaDendrticapresente en los metales y aleaciones fundidos.




LaLa deformacindeformacin plsticaplstica destruyedestruye y AfinaAfina lala estructuraestructuracolumnarcolumnar presente en los metales y aleaciones fundidos.

Los ProcesosProcesos dede ConformacinConformacin PlsticaPlstica destinados atransformar un lingote o palanquilla en un producto tpicod f ill (Ch l h b ) ll


de forma sencilla (Chapa, plancha, barra,) se llamanProcesosProcesos PrimariosPrimarios dede FabricacinFabricacin MecnicaMecnica.

Los ProcesosProcesos dede ConformacinConformacin PlsticaPlstica que producenpiezas con forma definitivamente acabada se llamanp e as co o a de t va e te acabada se a aProcesosProcesos SecundariosSecundarios dede FabricacinFabricacin MecnicaMecnica.



Existen 22 MecanismosMecanismos BsicosBsicos en las estructuras cristalinasmediantemediante loslos cualescuales puede ocurrirocurrir la deformacin plstica: DeslizamientoDeslizamiento CristalogrficoCristalogrfico

Procesos de Conformado por Deformacin PlsticaDeformacin Plstica

MacladoMaclado


Deformacin plsticaDeformacin plstica::

(a) por deslizamiento cristalogrfico y (b) por maclado.




Deformacin de una Estructura CristalinaDeformacin de una Estructura Cristalina:

a) Retcula Original;

b) DeformacinDeformacin ElsticaElstica SINSIN CAMBIOCAMBIO PERMANENTEPERMANENTE en la Posicin de los tomos.


Deformacin de una Estructura CristalinaDeformacin de una Estructura Cristalina:

DeformacinDeformacin PlsticaPlstica CONCON CAMBIOCAMBIO PERMANENTEPERMANENTE en la Posicin de los tomos.




Lneas de Deslizamiento en Granos de Cobre

Lneas y Bandas de Deslizamiento en

los granos de un material deformado


Evolucin de las Bandas de Deslizamiento en la superficie de unaprobeta de MonocristalMonocristal dede NquelNquel sometida a ensayos de torsin. AA MayorMayor DeformacinDeformacin MayorMayor nmeronmero dede BandasBandas dede DeslizamientoDeslizamiento

(a) (b) (c)




Las DislocacionesDislocaciones GeneradasGeneradas por DeformacinDeformacin PlsticaPlstica pueden EnmaraarseEnmaraarse eInterferirInterferir entreentre ss. Mientras MayorMayor seasea lala DeformacinDeformacin MayorMayor serser elel NumeroNumero dede enmaraamientosenmaraamientos,

de ah el IncrementoIncremento dede lala ResistenciaResistencia general del metal debido alEndurecimientoEndurecimiento porpor DeformacinDeformacin. Un material fuertementefuertemente deformadodeformado enen frofro puede alcanzar 1010 millonesmillones dede kmkm dede

dislocacionesdislocaciones por mm3.

MacladoMaclado, en el cual unauna porcinporcin deldel cristalcristal formaforma unaunaimagenimagen simtricasimtrica con respecto a un plano cristalogrficode referencia.





MacladoMaclado:: un plano de macla separa 2 partes de unun mismomismogranograno con una pequeapequea diferenciadiferencia dede orientacinorientacin.

Plano Espejo

Procesos de Conformado por Deformacin PlsticaDeformacin Plstica MacladoMaclado: la zona macladamaclada tiene la misma estructura

cristalina que el cristal original, pero DistintaDistinta OrientacinOrientacin.

Plano Espejo



Procesos de Conformado por Deformacin PlsticaDeformacin Plstica MacladoMaclado VsVs.. DeslizamientoDeslizamiento:

En el DeslizamientoDeslizamiento la DeformacinDeformacinocurre sobresobre PlanosPlanos individuales.

En el MacladoMaclado la DeformacinDeformacin estdistribuida sobresobre un VolumenVolumen.

Procesos de Conformado por Deformacin PlsticaDeformacin Plstica MacladoMaclado VsVs.. DeslizamientoDeslizamiento: En el DeslizamientoDeslizamiento; la OrientacinOrientacin CristalogrficaCristalogrfica por encima y por

debajo del plano de deslizamiento eses lala mismamisma antes y despus de laj p y p

deformacin. Mientras que en el MacladoMaclado se produce una ReorientacinReorientacin

a travs del plano de maclado.



Procesos de Conformado por Deformacin PlsticaDeformacin Plstica MacladoMaclado VsVs.. DeslizamientoDeslizamiento : La CantidadCantidad GlobalGlobal de DeformacinDeformacin PlsticaPlstica causada por MacladoMaclado

es normalmente pequeapequea con respecto a la que resulta delDeslizamientoDeslizamiento; los tomos se mueven uno respecto de otro sloslo unaunaDeslizamientoDeslizamiento; los tomos se mueven, uno respecto de otro, sloslo unaunafraccinfraccin dede unauna distanciadistancia interatmicointeratmico.

La MagnitudMagnitud dede lala DeformacinDeformacin por DeslizamientoDeslizamiento es unun mltiplomltiplo dedelala distanciadistancia interatmicainteratmica..

La ImportanciaImportancia real del MacladoMaclado reside en las ReorientacionesReorientacionesCristalogrficasCristalogrficas; el MacladoMaclado puede colocarcolocar nuevosnuevos sistemassistemas dededeslizamientodeslizamiento enen orientacionesorientaciones favorablesfavorables con respecto al eje de traccin detal manera que el proceso de DeslizamientoDeslizamiento puede ahora ocurrir.

Variables IndependientesVariables Independientes Variables DependientesVariables Dependientes

Procesos de Conformado por Deformacin PlsticaDeformacin PlsticaVariablesVariables IndependientesIndependientes yy DependientesDependientes

pp pp

Material y sus propiedades Consumo de energa

Geometra del material antes del proceso Propiedades del producto

Geometra de los tiles de deformacin Geometra del producto

Lubricacin (50% de energa en friccin) Acabado superficialLubricacin (50% de energa en friccin) Acabado superficial

Temperatura inicial Temperatura final

Cantidad de deformacin Precisin dimensional



Efecto de la Temperatura en los Procesos de ConformadoEfecto de la Temperatura en los Procesos de Conformado::


Efecto de la Temperatura en los Procesos de ConformadoEfecto de la Temperatura en los Procesos de Conformado:: Tradicionalmente los procesos de conformado se han

clasificado en:

Procesos de deformacin en Fro, T < 0,5Tf

Procesos de deformacin en Caliente, T > 0,5Tf

T CT C

Efecto de la Temperatura en los Procesos de ConformadoEfecto de la Temperatura en los Procesos de Conformado::Procesos de Conformado por Deformacin PlsticaDeformacin Plstica

Fusin y MoldeoFusin y Moldeo

Conformado en CalienteConformado en CalienteRecristalizacinRecristalizacin

LiquidusLiquidus

PresinPresin

Conformado en FroConformado en FroAmbienteAmbiente

pres. atm. pres. atm.



EfectoEfecto dede lala TemperaturaTemperatura enen loslos ProcesosProcesos dede ConformadoConformado::


Durante un proceso de deformacin plstica, seproducen unas IntensasIntensas ModificacionesModificaciones,

Dichas modificaciones nono dependerndependern sloslo del GradoGradoDichas modificaciones nono dependerndependern sloslo del GradoGradodede DeformacinDeformacin sino tambintambin de la TemperaturaTemperatura de

deformacin.

EfectoEfecto dede lala TemperaturaTemperatura enen loslos ProcesosProcesos dede ConformadoConformado:: La laminacin en Caliente constituye un claro ejemplo de cmo

interactan la Temperatura y la Deformacin Plstica:


La deformacindeformacin generagenera en el material unun aumentoaumento considerableconsiderable dedelala densidaddensidad dede dislocacionesdislocaciones, lo cual a su vez aumentaaumenta lala acritudacritud (la

dificultad para ser deformado adicionalmente),

La altaalta temperaturatemperatura proveeprovee energaenerga para que la RecristalizacinRecristalizacinlleve a una RegeneracinRegeneracin dede loslos GranosGranos; disminuyendodisminuyendo sussusgg yy

densidaddensidad dede dislocacionesdislocaciones y eliminandoeliminando lala acritudacritud.



Principalmente se calientancalientan aquellas PiezasPiezas dede VolumenVolumen

ProcesosProcesos dede ConformadoConformado enen CalienteCaliente (T > 0,5Tf)Procesos de Conformado por Deformacin PlsticaDeformacin Plstica

ConsiderableConsiderable, con el objetivo de:

AumentarAumentar su CapacidadCapacidad PlsticaPlstica y

Di i iDi i i R i t iR i t i ll d f id f iDisminuirDisminuir su ResistenciaResistencia aa lala deformacindeformacin.

Cambioambio dede lala EstructuraEstructura dede GranoGrano de los metales fundidos. El Laminadoes una forma efectiva de reducirreducir elel tamaotamao dede granograno para mejorarResistenciaResistencia y DuctilidadDuctilidad

ProcesosProcesos dede ConformadoConformado enen CalienteCaliente (T > 0,5Tf)Procesos de Conformado por Deformacin PlsticaDeformacin Plstica

ResistenciaResistencia y DuctilidadDuctilidad.



VentajasVentajas InconvenientesInconvenientes

Procesos de Conformado por Deformacin PlsticaDeformacin PlsticaProcesosProcesos dede ConformadoConformado enen CalienteCaliente (T > 0,5Tf)

La forma geomtrica de la pieza se puede alterar significativamente.

Precisin dimensional baja provocada por la descarburacin (necesidad de un mecanizado posterior para eliminar las capas descarburadas).

Se requiere menor potencia para deformar el metal.

Mayores requerimientos de energa.

L i d d i O id i d l fi i d l i Las propiedades mecnicas son generalmente isotrpicas.

Oxidacin de la superficie de la pieza (Perdida de material).

La deformacin en caliente no produce endurecimiento de la pieza, lo que favorece la ductilidad.

Acabado superficial ms pobre (incrustacin del oxido) y menor duracin de las herramientas.

EnEn Fro,Fro, la FuerzaFuerza NecesariaNecesaria para producir una


ProcesosProcesos dede ConformadoConformado enen FroFro

EnEn Fro,Fro, la FuerzaFuerza NecesariaNecesaria para producir unadeformacin plstica sera MuyMuy ElevadaElevada,

EnEn Fro,Fro, se efectan operaciones donde el EsfuerzoEsfuerzoRequeridoRequerido eses MenorMenor, como es el caso de piezas deVolumenVolumen RelativamenteRelativamente PequeoPequeo: DobladoDoblado yy CurvadoCurvadoVolumenVolumen RelativamenteRelativamente PequeoPequeo: DobladoDoblado yy CurvadoCurvadodede lala ChapaChapa..



VentajasVentajas InconvenientesInconvenientes



Mejor control dimensional, Mayores Fuerzas,

Ahorro en costos de hornos y combustible, Se reduce la ductilidad,

Mejor acabado superficial (se reduce el mecanizado necesario),

Equipos ms pesados y costosos,

El endurecimiento por deformacin aumenta la Se requiere un recocido resistencia y la dureza. posterior.

Si provocamos grandes deformaciones el metal puede romperse antesde alcanzar la forma deseada. Por esta razn, puede realizarse envarias etapas, intercalando tratamientostratamientos trmicostrmicos intermediosintermedios (Ej.Recocido) que restauranrestauran lala ductilidadductilidad y disminuyendisminuyen lala resistenciaresistencia.





Parmetros de la Deformacin PlsticaParmetros de la Deformacin Plstica::En los materiales condensados, se puede suponer que

NONO existeexiste CambioCambio dede VolumenVolumen en la pieza conformada


durante un proceso de deformacin,

1100 LALA A0 A1

L0 L1

L0 y L1 son la longitud inicial y instantnea respectivamentede la pieza conformada y A0 y A1 son su seccin transversalinicial y instantnea respectivamente

Parmetros de la Deformacin PlsticaParmetros de la Deformacin Plstica::La deformacin producida en un proceso de conformado

se expresa mediante la deformacindeformacin ingenierilingenieril:


o alternativamente mediante lala deformacindeformacin verdaderaverdadera:

1

10

0

01

AAA

LLLe

o alternativamente, mediante lala deformacindeformacin verdaderaverdadera:

11

0

0

11

0

elnAAlnLLlnLdLL

L



Parmetros de la Deformacin PlsticaParmetros de la Deformacin Plstica::La velocidad de deformacin puede ejercer un efecto

importante en el esfuerzo de fluencia. LaLa velocidadvelocidad dede


deformacindeformacin se define como:

Si la velocidad de movimientomovimiento dede lala mordazamordaza es v = dL/dt, sepuede expresar la velocidad de deformacin mediante la

)s(dtd 1

puede expresar la velocidad de deformacin mediante laecuacin siguiente:

Lv

dtdL

LdtL

Llnd

dtd

10

ParmetrosParmetros dede lala DeformacinDeformacin PlsticaPlstica:: si NO hubiese friccin,la tensin compresiva uniaxial correspondiente a la fuerza dedeformacin P es:


y de acuerdo con lala leyley dede lala constanciaconstancia deldel volumenvolumen:A

F

1

2

10

2

0 hDhD donde D0 y h0 son el dimetro y altura inicial, y D1 y h1 eldimetro y altura instantnea. De esta manera la tensintensin dedefluenciafluencia viene dada por la expresin siguiente:

0

2

0

12

1

44hD

hFD

FA

F




Proceso de ConformadoProceso de Conformado

Conformado VolumtricoConformado Volumtrico Conformado de ChapaConformado de Chapapp

Procesos de Conformado de ChapaConformado de Chapa

La Produccin por ConformadoConformado dede ChapaChapa puede considerarse como unouno dedeloslos msms ImportantesImportantes ProcesosProcesos IndustrialesIndustriales de la ProduccinProduccin enen SerieSerie,basta con considerar el nmero de ProductosProductos IndustrialesIndustriales y de ConsumoConsumoque incluyen Piezas de Chapa Metlica.



CamposCampos dede AplicacinAplicacin:

I d i d A i


Industria de Automocin, Aeronutica, Naval, Ferroviaria, Elctrica Elctrica, Electrnica, Informtica, etc.


Se ha comprobado que la pieza conformada en chapaSUSTITUYESUSTITUYE o,o, porpor lolo menos,menos, REDUCEREDUCE la SoldaduraSoldadura y laTornilleraTornillera porque,porque, enen lugarlugar dede muchasmuchas piezaspiezas unidasunidas, seconstruye unauna solasola integralintegral, concon lala ventajaventaja dede una MayorMayorSimplicidadSimplicidad y MayorMayor ResistenciaResistencia MecnicaMecnica..



Las 3 Grandes Categoras de los procesos de conformado dechapa son:

CorteCorte:: separar lminas grandes en piezas menores,


DobladoDoblado:: para transformar lminas de metal en piezas deforma especial.

EmbuticinEmbuticin:: para transformar lminas de metal enrecipiente huecos.

Para facilitar la produccin en masa, la chapa metlica seintroduce en forma de TirasTiras o BobinasBobinas.

Las operaciones se ejecutan en Mquinas Herramientallamadas PrensasPrensas (PrensasPrensas dede TroqueladoTroquelado para distinguir


llamadas PrensasPrensas (PrensasPrensas dede TroqueladoTroquelado para distinguirestas prensas de las prensas de forjado y extrusin)

Las herramientas que se utilizan en el conformado de chapase llaman TroquelesTroqueles: PunznPunzn y MatrizMatriz.



Procesos de Conformado de ChapaConformado de Chapa MaterialMaterial MetlicoMetlico:: para que una chapa metlica sea

apropiada para el conformado debe tener:

AltoAlto GradoGrado dede ConformabilidadConformabilidad,,

LmiteLmite ElsticoElstico BajoBajo (debe deformarsecon facilidad).

MaterialesMateriales msms ApropiadosApropiados: AcerosAcerosdulcesdulces, AcerosAceros austenticosaustenticos inoxidablesinoxidables,AleacionesAleaciones ligerasligeras, y laslas AleacionesAleaciones dedebasebase cobrecobre (como el latn).

Tren de Laminacin en Caliente BobinadoraHorno TnelColada Continua

Procesos de Conformado de ChapaConformado de ChapaCmo se obtiene la Bobina de Chapa?Cmo se obtiene la Bobina de Chapa?



Procesos de Conformado de ChapaConformado de ChapaMquinas Herramienta: PrensasPrensas dede TroqueladoTroquelado

Ejemplos de Prensas de TroqueladoEjemplos de Prensas de Troquelado

Herramientas de Conformado: TroquelesTroquelesLos TroquelesTroqueles estn formados de 22 PartesPartes FundamentalesFundamentales:

M iM i P P


MatrizMatriz y PunznPunzn.



Procesos de Conformado de ChapaConformado de ChapaHerramientas de Conformado: TroquelesTroquelesLos FilosFilos dede CorteCorte estn constituidos por el PermetroPermetro

ExteriorExterior deldel PunznPunzn y el PermetroPermetro InteriorInterior dede lala MatrizMatriz..

Procesos de Conformado de ChapaConformado de Chapa Proceso de Corte: se usa para SepararSeparar LminasLminas GrandesGrandes en

PiezasPiezas MenoresMenores; para CortarCortar unun PermetroPermetro o HacerHacer AgujerosAgujeros

en una pieza.p



Procesos de Conformado de ChapaConformado de Chapa Proceso de Corte: Etapas del Proceso





1.1. DeformacinDeformacin:: el esfuerzo del punznb l h d d f isobre la chapa produce su deformacin

elstica y plstica sobre los cantos delpunzn y la matriz.

2.2. PenetracinPenetracin:: los filos del punzn y lamatriz penetran en el material,produciendo una grieta vertical entreambas partesambas partes.

3.3. FracturaFractura:: las grietas entre las dos partesse encuentran a mitad de camino,produciendo la separacin completa delmaterial.

Procesos de Conformado de ChapaConformado de Chapa Proceso de Corte:: AspectoAspecto SuperficialSuperficial deldel CorteCorte::

1 Radio perimetral con ligera cadacada del perfil: RedondeadoRedondeado1. Radio perimetral con ligera cadacada del perfil: RedondeadoRedondeado2. Zona brillante de aprox. 1/3 del espesor: BruidoBruido3. Zona desgarrada de aprox. 2/3 del espesor: ZonaZona dede RoturaRotura4. RebabaRebaba.



Proceso de Corte:: RebabasRebabas enen PiezaPieza:: Por qu aparecen las RebabasRebabas? J E i I fi i t


Juego Excesivo Insuficiente, Desgaste de Punzn/Matriz, Descentramiento Punzn/Matriz, Deficiente guiado Punzn/Matriz, Mantenimiento inadecuado, Pandeo de Punzn.

Proceso de Corte:: RebabasRebabas enen PiezaPieza:: Efecto del JuegoJuego!! El JuegoJuego dede CorteCorte jj l di t i h d j t l PunznPunzn


El JuegoJuego dede CorteCorte jj es la distancia que hay que dejar entre el PunznPunzn yla MatrizMatriz.

Los JuegosJuegos tpicos fluctan entre 2 y 10 % del espesor e de la chapa.



do d

e C

hapa

do d

e C

hapa

e C

onfo

rmad

Con

form

adPr

oces

os d

e


Proceso de Corte:: AspectoAspecto SuperficialSuperficial deldel CorteCorte:: Efecto del JuegoJuego!!

P bt BB A b dA b d l i t l t tPara obtener un BuenBuen AcabadoAcabado en las piezas que se troquelan, entre otrosfactores, es necesario que el JuegoJuego entre el PunznPunzn y la MatrizMatriz sea el CorrectoCorrecto yque estn PerfectamentePerfectamente AfiladosAfilados los ElementosElementos CortantesCortantes, con ello se lograobtener piezas cuya seccin cortada suele presentar la forma siguiente:

El extremo superior tiene un pequeopequeo radioradio RR que depende del EspesorEspesor, laDurezaDureza deldel MaterialMaterial y el AfiladoAfilado deldel tiltil.

La franjafranja lisalisa DD es recta y pulida, su altura aproximada es de 1/3 del espesorT, cuando la matriz tiene la holgura correcta y est afilada.

Las 2/3 partes restantes de la seccin T se llama ParteParte ArrancadaArrancada y forma unpequeopequeo ngulongulo BB.




Proceso de Corte:: AspectoAspecto SuperficialSuperficial deldel CorteCorte:: Efecto del JuegoJuego!!

) J I fi i b) J E ia) Juego Insuficiente b) Juego Excesivo

En la figura a) se puede observar los efectos de un JuegoJuego InsuficienteInsuficiente entrePunzn y Matriz, el radioradio RR eses menormenor y en la seccin de la pieza sese formaforma dobledoblebandabanda lisalisa.

En la figura b) se observa los efectos de un JuegoJuego ExcesivoExcesivo entre Matriz yPunzn, el radioradio RR eses considerablementeconsiderablemente mayormayor, la parteparte lisalisa DD eses msmsestrechaestrecha, el ngulongulo dede roturarotura BB eses mayormayor y apareceaparece lala rebabarebaba CC.

Proceso de Corte:: ElEl Juego Correcto entre punzn y matriz dependedepende de la calidad del

materialmaterial dede chapachapa (resistencia a la traccin) y de su espesorespesor.


Efecto de la calidad del materialEfecto de la calidad del material



o de

Cha

pae

Con

form

ad Acero duroLatn, hierro,

acero dulce, acero inoxidable

Aluminio y

Una determinacin JustaJusta del JuegoJuego significasignifica una ProlongadaProlongadaDuracinDuracin de las AristasAristas dede CorteCorte de las herramientas.P

roce

sos

de

Aluminio y Metales ligeros

Proceso de Corte: se pueden distinguir 2 grandesoperaciones: OperacinOperacin dede PunzonadoPunzonado:: es la operacin de separarseparar dede unauna chapachapa

ii f d d


unauna piezapieza con una forma determinada.

OperacinOperacin dede PerforadoPerforado (Agujereado)(Agujereado):: la operacin consistente enpracticar en una chapa UnUn AgujeroAgujero de forma determinada,, mediantemedianteunun troqueltroquel apropiadoapropiado.



OperacinOperacin dede PunzonadoPunzonado:: ObtenerObtener unauna piezapieza enen brutobruto aa partirpartir dede unauna tiratira dede chapachapa..


DimensinDimensin dede lala MatrizMatriz determinadetermina las DimensionesDimensiones dede lala PiezaPieza (un recorte)y, por lo tanto, es necesario precisarprecisar exactamenteexactamente talestales dimensionesdimensiones; elel juegojuegodeberdeber obtenerseobtenerse reduciendoreduciendo laslas dimensionesdimensiones deldel punznpunzn:

DDPunznPunzn = = DDPiezaPieza jj

OperacinOperacin dede PerforadoPerforado:: ObtenerObtener unun AgujeroAgujero enen lala piezapieza enen brutobruto..


DimensinDimensin deldel PunznPunzn, determinadetermina las DimensionesDimensiones deldel AgujeroAgujero por ello, eleljuegojuego debedebe obtenerseobtenerse aumentandoaumentando laslas dimensionesdimensiones dede lala matrizmatriz:

DDMM = = DDAgujeroAgujero+ j+ j



Proceso de Corte:: Para facilitar la cada del disco cortado, se hace el agujero de la matriz

ligeramenteligeramente cnicocnico concon unun ngulongulo dede descargadescarga dede ~~ 11


Proceso de Corte:: ImportanciaImportancia dede unun PrensachapasPrensachapas enen unun procesoproceso dede CorteCorte:: sirve

para:


ComprimirComprimir elel MetalMetal,PrevenirPrevenir lala DistorsinDistorsin, yEvitarEvitar elel EngancheEnganche de la chapa cortada al punzn.



Proceso de Corte:: Importancia de un Importancia de un PrensachapasPrensachapas en un Proceso de Corteen un Proceso de Corte::Qu pasara si no se utiliza ningn Qu pasara si no se utiliza ningn PrensachapasPrensachapas??


Movimiento de la chapa durante el corte

Enganche de la chapa al punzn

FuerzaFuerza necesarianecesaria parapara elel procesoproceso dede cortecorte:: la fuerza cortanteFc necesaria para el corte de la chapa viene dado por:


kepkSF CCCC SiendoSiendo::SC la seccin de cortaduraC la resistencia a la cizalladura, CC == 00,,77 ** TTk el factor de seguridad

NotaNota:: La fuerza de corte es una medida para estimarestimar lalacapacidadcapacidad que debe tener lala prensaprensa, que hay que utilizarpara efectuar la operacin de corte.

PCNota adhesivaEst al revs. La resistencia a la traccin es igual al 70% de la resistencia a la cizalladura.



RendimientoRendimiento deldel MaterialMaterial:: es la relacin entre chapachapagastadagastada y el nmeronmero dede piezaspiezas realizadasrealizadas. Se calcula para


un solo paso ya que ser igual en toda la banda.

apSS

S)%(

tili d

utilizada

cortadapieza

100

Siendo pp el PasoPaso y aa es el AnchoAncho de la cinta de chapa

apSutilizada


RendimientoRendimiento deldel MaterialMaterial:: PasoPaso y AnchoAncho

PasoPaso::distanciadistancia que hay entre dos puntos homlogosdos puntos homlogos de 2 piezas consecutivas2 piezas consecutivas.




RendimientoRendimiento deldel MaterialMaterial:: PasoPaso y AnchoAncho

RendimientoRendimiento deldel MaterialMaterial:: se puede obtener un importanteimportanteahorroahorro dede materialmaterial, sobre todo cuando se trata de GrandesGrandes SeriesSeriesdd PiPi i t di t d t ll P i iP i i d b


dede PiezasPiezas, si se estudia acertadamente lala PosicinPosicin que debeocuparocupar lala piezapieza en la cintacinta dede lala chapachapa.

OK Mejor!



Procesos de Conformado de ChapaConformado de Chapa RendimientoRendimiento deldel MaterialMaterial::DisposicinDisposicin NormalNormal:: se emplea, generalmente, cuandose trata de piezaspiezas cuyocuyo contornocontorno es, ms o menos, seinscribe en unun paralelogramoparalelogramo rectngulorectnguloinscribe en unun paralelogramoparalelogramo rectngulorectngulo.

Rendimiento del MaterialRendimiento del Material::DisposicinDisposicin OblicuaOblicua:: es utilizada, preferentemente,

cuando se trata de piezas de PocaPoca AnchuraAnchura y cuyott d i ibii ibi T i lT i l


contornocontorno se puede inscribirinscribir en TringuloTringulo.



Rendimiento del MaterialRendimiento del Material::DisposicinDisposicin OblicuaOblicua::


Nota:Nota: Esta disposicin NO SUELE SER ECONMICA cuando se trata de

Piezas muy Anchas, aunque puedan ser inscritas en un tringulo, puesadems de la perdidaperdida enen elel extremoextremo dede lala chapachapa, tambin sedespilfarrara una buena parte por AmbosAmbos LadosLados del chapa,

En estos casos es preferible utilizar la DisposicinDisposicin InvertidaInvertida.

Rendimiento del MaterialRendimiento del Material::DisposicinDisposicin InvertidaInvertida:: es decir, la posicin de las piezas sobre la

banda del material sese correspondencorresponden alternativamentealternativamente. Dichadisposicin entraaentraa ciertasciertas dificultadesdificultades, ya que su utilizacin exige:


Pasar la chapa dosdos vecesveces por el mismo til cortador.Disponer de un tiltil cortadorcortador equipadoequipado concon dosdos punzonespunzones

(!!Costoso!!Costoso), el normalnormal y el invertidoinvertido, que ser capazcapaz dedecortarcortar laslas 22 piezaspiezas en el mismomismo golpegolpe dede prensaprensa.



RendimientoRendimiento deldel MaterialMaterial:: DisposicinDisposicin dede piezaspiezas atendiendoatendiendo aa lala importanciaimportancia dede lala serieserie::

segn sea la cantidad de piezas a construir, se puede utilizar:

Di i iDi i i Si lSi l U it iU it i S iS i P P dd


DisposicinDisposicin SimpleSimple UnitariaUnitaria:: para SeriesSeries PequeasPequeas dedePiezasPiezas; en esta disposicin solamente van en la chapa unauna solasolafilafila dede piezaspiezas.

Disposicin Unitaria

RendimientoRendimiento deldel MaterialMaterial:: DisposicinDisposicin MltipleMltiple:: para series MedianasMedianas yy GrandesGrandes y parapara

mejorarmejorar elel aprovechamientoaprovechamiento deldel materialmaterial se construye un tilde punzonado capaz de cortar variasvarias piezaspiezas aa lala vezvez.


Por ello se habla en estos casos de JuegosJuegos dede PunzonesPunzones. En algunos casos de utiliza la DisposicinDisposicin dede 33 PunzonesPunzones

aa TresbolilloTresbolillo.

Disposicin Mltiple

Disposicin Doble




RendimientoRendimiento deldel MaterialMaterial::DisposicinDisposicin aa TresbolilloTresbolillo:: se utiliza cuando las piezas que han de

ser troqueladas presentan una formaforma circularcircular o poligonalpoligonal regularregular.Los centroscentros dede punzonespunzones forman un ngulo de 60 respectorespecto aa lalapp g pphorizontalhorizontal.

RendimientoRendimiento deldel MaterialMaterial::DisposicinDisposicin aa TresbolilloTresbolillo:: se utiliza cuando las piezas que han de

ser troqueladas presentan una formaforma circularcircular o poligonalpoligonal regularregular.Los centroscentros dede punzonespunzones forman un ngulo de 60 respectorespecto aa lala


pp g pphorizontalhorizontal.



TiposTipos dede CorteCorte:: CortesCortes SucesivosSucesivos:: se parte de una tira de chapa dndole un

avance a mano o a mquina, procurando aprovechar al mximo elmaterial


material, Este sistema exige la utilizacinutilizacin variosvarios troquelestroqueles unosunos dede

cortarcortar y otrosotros dede punzonarpunzonar (TroquelesTroqueles CostososCostosos!!)

Todos los punzones cortan al mismo tiempo por lo que lalafuerzafuerza totaltotal es igual a la suma de todas las fuerzas.

Este sistema exige un dobledoble tiempotiempo dede ejecucinejecucin, por estarazn nono suelesuele emplearseemplearse muchomucho esteeste procedimientoprocedimiento.




Tipos de CorteTipos de Corte::CortesCortes SimultneosSimultneos:: TrabajandoTrabajando concon el procedimiento de CortesCortes SucesivosSucesivos


puedepuede ocurrirocurrir queque alal pasarpasar dede lala 11rara aa lala 22 posicinposicin de lachapa, unun pequeopequeo errorerror cometidocometido enen lala colocacincolocacin dedelala mismamisma produzcaproduzca queque lala posicinposicin dede loslos agujerosagujeros nonoseasea absolutamenteabsolutamente correctacorrecta.

Tipos de CorteTipos de Corte::CortesCortes SimultneosSimultneos:: EjemploEjemplo SiSi queremosqueremos obtenerobtener una serie de arandelas dede taltal modomodo queque los bordes

externos e internos queden perfectamente concntricos, puede


realizarse el CORTE SIMULTNEO de ambos contornos utilizandounas Matrices Compuestas.

Conocida la disposicin de los punzones en el portapunzones, se debesituarsituar elel mangomango enen elel centrocentro dede presionespresiones dede lala piezapieza aa cortarcortar paraevitarevitar lala aparicinaparicin dede momentosmomentos dede flexinflexin.




Representacin Esquemtica de una Representacin Esquemtica de una Matriz CompuestaMatriz Compuesta

PotenciaPotencia deldel CorteCorte:: Debido a que lala chapachapa sese cortacorta antes de que elel punznpunzn bajebaje lala

profundidadprofundidad correspondientecorrespondiente alal espesorespesor dede lala chapachapa, sese debedebel ll l ll ii l l ll dd


calcularcalcular lala carreracarrera activaactiva en la cual elel punznpunzn estest cortandocortandorealmenterealmente lala chapachapa.

En general, la carrera activa del punzn en funcin del espesorde la chapa es: cc == 00,,55 ** ee

La potencia absorbida es:

tckept

cFP cC tt es el tiempo que tarda el punzn en completar un ciclo



Procesos de Conformado de ChapaConformado de Chapa MtodosMtodos parapara MarcarMarcar elel PasoPaso enen ProcesosProcesos dede CorteCorte ::

La chapa metlica sometida a la operacin de cortedebedebe encontrarseencontrarse para cada golpe de prensa en sudebedebe encontrarseencontrarse, para cada golpe de prensa, en suPosicinPosicin ExactaExacta dede TrabajoTrabajo;;

Para conseguir este fin, es necesario utilizar algnmecanismo que pueda determinardeterminar elel pasopaso regularregular dedeavanceavance para cada golpe del punznavanceavance para cada golpe del punzn..

MtodosMtodos parapara MarcarMarcar elel PasoPaso enen ProcesosProcesos dede CorteCorte ::TopeTope dede BalancnBalancn::En la FaseFase ActivaActiva del punzn de corte, elel dientediente deldel

b l b l l tl t d l ii j idj id


balancnbalancn sese levantalevanta a causa de la presinpresin ejercidaejercida porel tornillo,



Procesos de Conformado de ChapaConformado de Chapa MtodosMtodos parapara MarcarMarcar elel PasoPaso enen ProcesosProcesos dede CorteCorte ::TopeTope dede BalancnBalancn::En la FaseFase PasivaPasiva del punzn de corte, elel dientediente deldel

b l b l b jb j f t d iibalancnbalancn bajabaja porpor efecto de su propiopropio pesopeso.

Procesos de Conformado de ChapaConformado de Chapa MtodosMtodos parapara MarcarMarcar elel PasoPaso enen ProcesosProcesos dede CorteCorte ::PunznPunzn AuxiliarAuxiliar::Es un punzn que cortacorta unauna EntallaEntalla LateralLateral en la

h R d i dR d i d A hA hchapa, ReduciendoReduciendo susu AnchuraAnchura.



Procesos de Conformado de ChapaConformado de Chapa MtodosMtodos parapara MarcarMarcar elel PasoPaso enen ProcesosProcesos dede CorteCorte ::PunznPunzn AuxiliarAuxiliar::El punzn debe tener las ESQUINASESQUINAS MUYMUY VIVASVIVAS

l t d jd j ii ll b db dpara que al cortar nono dejedeje picospicos enen lala bandabanda..El Punzn auxiliar se utiliza cuando es necesario que la

chapa avance con GranGran PrecisinPrecisin y RpidamenteRpidamente.

Procesos de Conformado de ChapaConformado de Chapa MtodosMtodos parapara MarcarMarcar elel PasoPaso enen ProcesosProcesos dede CorteCorte ::PunznPunzn AuxiliarAuxiliar:: el inconvenienteinconveniente principalprincipal del punzn

auxiliar es la disminucindisminucin deldel rendimientorendimiento deldel materialmaterial, pero esesmasmas precisopreciso yy muymuy utilizadoutilizadomasmas precisopreciso yy muymuy utilizadoutilizado.



Procesos de Conformado de ChapaConformado de Chapa MtodosMtodos parapara MarcarMarcar elel PasoPaso enen ProcesosProcesos dede CorteCorte ::PunznPunzn AuxiliarAuxiliar::

Procesos de Conformado de ChapaConformado de Chapa MtodosMtodos parapara MarcarMarcar elel PasoPaso enen ProcesosProcesos dede CorteCorte ::PunznPunzn AuxiliarAuxiliar::



CosteCoste dede unun ProcesoProceso dede ConformadoConformado dede ChapaChapa:: constar dela sumasuma dede loslos siguientessiguientes costescostes parcialesparciales (siempre referidosal coste por pieza):


p p )1.1. CosteCoste dede ChapaChapa (incluido(incluido elel residuo)residuo) (CCCHCH)2.2. CosteCoste dede amortizacinamortizacin dede loslos troquelestroqueles (CCTRTR)3.3. CosteCoste dede lala MaquinariaMaquinaria (CCMAQMAQ)4.4. CosteCoste dede lala ManoMano dede ObraObra ( CCMOBMOB )

CCTT == CCCHCH ++ CCTRTR ++ CCMAQMAQ ++ CCMOBMOB

Conformado de Chapa Conformado de Chapa

EmbuticinEmbuticinEmbuticinEmbuticin



Conformado de Chapa: EmbuticinEmbuticinMuchas piezas fabricadas con chapa tienen FormaForma CilndricaCilndrica oodede CajaCaja. Por ejemplo, las ollasollas y cacerolascacerolas, recipientesrecipientes paraparaalimentosalimentos y bebidasbebidas, tanquestanques dede combustiblecombustible dede automvilesautomviles,t E i l f b i l lletc. Esas piezas se suelen fabricar con un proceso en el que elel

punznpunzn impulsaimpulsa lala chapachapa metlicametlica brutabruta y lala introduceintroduce enuna cavidad de la estampa.

Definicin: la EmbuticinEmbuticin es un proceso que tiene como

Conformado de Chapa: EmbuticinEmbuticin

finalidad convertirconvertir una ChapaChapa PlanaPlana en un CuerpoCuerpo HuecoHueco.




C: Juego entre punzn y matriz, D: dimetro de la forma inicial,d: dimetro del punzn, F: Fuerza de embuticin,Fh: Fuerza de sujecin

Variables del Proceso de Embuticin de una ChapaVariables del Proceso de Embuticin de una Chapa

FactoresFactores aa tenertener enen cuentacuenta enen laslas EmbuticionesEmbuticiones::La calidad y el espesor del material deben ser constantes:Los radios del punzn y la matriz los adecuados,


Los dimetros y profundidades de las embuticionesproporcionales,

La fuerza del sujetachapassujetachapas debe ser correcta,La velocidad de embuticin la mas idnea,La lubricacin de la chapa la mas apropiada.



FactoresFactores aa tenertener enen cuentacuenta enen laslas EmbuticionesEmbuticiones::


Calidad y Espesor del Material: Es de vital importancia que las propiedades y el espesor del

material no cambien a lo largo de las distintas fabricaciones,

Las variaciones de dureza o de espesor, hace que aumenten lasdificultades de transformacin y que en algunos casos resulteimposible de conseguirlas.


En la operacin de EmbuticinEmbuticin NONO SESE DEBEDEBE ALTERARALTERAR enen


Calidad y Espesor del Material:ningnningn puntopunto, ELEL ESPESORESPESOR DEDE LALA CHAPACHAPA, de manera quetericamentetericamente la SuperficieSuperficie dede lala PiezaPieza AcabadaAcabada sera igual ala SuperficieSuperficie dede lala ChapaChapa InicialInicial.



En general, mantenermantener constanteconstante elel espesorespesor de chapa durante unproceso de embuticin no puede alcanzarse de modo absoluto

Conformado de Chapa: EmbuticinEmbuticinFactoresFactores aa tenertener enen cuentacuenta enen laslas EmbuticionesEmbuticiones::

Calidad y Espesor del Material:proceso de embuticin no puede alcanzarse de modo absoluto,si bien la operacin ser tanto ms perfecta cuantocuanto msmsuniformeuniforme resulteresulte elel espesorespesor dede lala piezapieza embutidaembutida, en cualquierpunto que se considere.

* (Los porcentajes acotados en las figuras son valores medios experimentales que pueden variar en funcin deltipo de material, de su composicin, de su ndice de acritud, de la geometra de las herramientas y de otrosfactores relacionados con el proceso de fabricacin, como, por ejemplo, la forma de lubricacin de la chapa).

Lubricacin:


En una embuticin, la chapa es obligada a extenderseextenderse uniformementeuniformemente


, p gen el espacio entre el punzn y la matriz. Para reducirreducir laslas posibilidadesposibilidadesdede roturarotura deldel materialmaterial, es necesario lubricar abundantemente todas lassuperficies de friccin de la estampa con la chapa.

El TipoTipo y la CantidadCantidad dede LubricanteLubricante depender de: 1) SeveridadSeveridad dede lalaOperacinOperacin, 2) TipoTipo dede MaterialMaterial y 3) CondicionesCondiciones dede TransformacinTransformacin.



Velocidad de Embuticin:Cada material tiene una velocidad ptima de embuticin. LasLas


velocidadesvelocidades lentaslentas reducen los riesgos de rotura mientras que lasaltas lo aumentan.

Un excesoexceso dede velocidadvelocidad puede provocar RoturasRoturas y ArrugasArrugas.

Exceso de Velocidad!!

Temperatura del Material:


La deformacin de la chapa se ve claramente mejorada con elaumento de la temperatura.

En estas condiciones, se desarrolla un gradiente trmico en elmaterial que afectaafecta beneficiosamentebeneficiosamente aa susu EmbutibilidadEmbutibilidad.

Este hecho es muy relevante y debe tenerse en cuenta en lafabricacin.



Fuerza de Sujecin:


La FuerzaFuerza dede SujecinSujecin aplicada sobre la chapa eses unun FactorFactor CrticoCrticoen los procesos de embuticin:

Si es muymuy pequeapequea ocurre el Arrugamiento;


La FuerzaFuerza dede SujecinSujecin aplicada sobre la chapa eses unun FactorFactor CrticoCrticoFuerza de Sujecin:

en los procesos de embuticin:

Si es GRANDEGRANDE, evita que el metal fluye adecuadamente haciala cavidad de la matriz, ocasionando estiramiento y posiblerotura de la chapa.

La determinacin de la fuerza adecuada de sujecin implicaimplica unundelicadodelicado balancebalance entreentre factoresfactores opuestosopuestos: no tiene que ser ni muypequea ni muy grande.



Radios del Utillaje:


Una inadecuadainadecuada dimensin de los radios har que: La Embutibilidad de la pieza se vea reducida. Provoque alargamientos o roturas en el material. Origine pliegues o arrugas en la pieza.

Una adecuadaadecuada dimensin de los radios servir para: Facilitar el deslizamiento de la chapa. Disminuir la resistencia al rozamiento.

Si los bordes del Punzn y Matriz nono estuviesenestuviesen redondeadosredondeados, la


Radios del Utillaje:y ,

chapa EngancharaEnganchara fuertemente en los bordes del punzn y dela matriz, respectivamente, produciendo sin duda la roturarotura deldelfondofondo de la pieza embutida.




Si se hace un radio R muymuy GrandeGrande en la matriz, a poco que laRadios del Utillaje:

yy , p qpieza sea embutida, lala accinaccin deldel sujetachapasujetachapa serser nulanula y seproducirn, ondulacionesondulaciones y arrugasarrugas en la pieza embutida.


El radio RR de la MatrizMatriz debe ser cuidadosamentecuidadosamente estudiadoestudiado, suRadios del Utillaje:

,valor oscila entre 3 a 8 veces el espesor de chapa, el ms normalest dado por la frmula experimental:

edD,R 80




En cuanto al radioradio rr del PunznPunzn, debe adaptarse a la forma de laRadios del Utillaje:

, ppieza embutida y nono convieneconviene queque seasea inferiorinferior al espesorespesor dede lalachapachapa, se suele trabajar con:

er 53

Para piezas de seccin circular y forma geomtricaill ti d DiDi dd di tdi t DD

Conformado de Chapa: EmbuticinEmbuticin Desarrollo de una Pieza Embutida:

sencilla, se partir de un DiscoDisco dede dimetrodimetro DD.

EmbuticinEmbuticin



Para piezas de formaforma rectangularrectangular no se parte deh t l i d f t l

Conformado de Chapa: EmbuticinEmbuticin Desarrollo de una Pieza Embutida:

chapa rectangular sino de forma octogonal.

EmbuticinEmbuticin




FuerzaFuerza dede EmbuticinEmbuticin::No es fcil calcular la FuerzaFuerza NecesariaNecesaria para EfectuarEfectuar lala

EmbuticinEmbuticin de una pieza debido a la IntervencinIntervencin dede VariosVarios

Conformado de Chapa: Fuerza de EmbuticinFuerza de Embuticin

EmbuticinEmbuticin de una pieza, debido a la IntervencinIntervencin dede VariosVarios

FactoresFactores:

TipoTipo dede MaterialMaterial,EspesorEspesor dede lala ChapaChapa,ProfundidadProfundidad dede lala Embuticin,Embuticin,EstadoEstado dede EndurecimientoEndurecimiento,RadiosRadios dede lala MatrizMatriz y deldel PunznPunzn y EstadoEstado dede PulidoPulido dede

loslos mismosmismos,LubricacinLubricacin, etc.

Conformado de Chapa: Fuerza de EmbuticinFuerza de Embuticin FuerzaFuerza dede EmbuticinEmbuticin::No obstanteobstante, lo que si es cierto es que dicha fuerza es menor

que la fuerza de corte (FF



FuerzaFuerza dede EmbuticinEmbuticin::En consecuencia, para embuticiones cilndricas realizadas sobre

matricesmatrices correctamentecorrectamente diseadasdiseadas y provistasprovistas dede sujetachapasujetachapa

Conformado de Chapa: Fuerza de EmbuticinFuerza de Embuticin

matricesmatrices correctamentecorrectamente diseadasdiseadas y provistasprovistas dede sujetachapasujetachapa,

se puede decir que la fuerza de embuticin viene dada por la

expresin siguiente:

medF b medF c.emb Siendo mm un coeficiente que depende de larelacin entre ddembemb.. // DDinicialinicial.

Conformado de Chapa: Fuerza de EmbuticinFuerza de Embuticin FuerzaFuerza dede EmbuticinEmbuticin::Se ha comprobado experimentalmente que la evolucin de los

valores de m con la relacin dd // DD es la siguiente:valores de m con la relacin ddembemb.. // DDinicialinicial es la siguiente:

1,0

1,2

d / D 0,56 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 1m 1 0,86 0,72 0,60 0,50 0,40 0

0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,00,0

0,2

0,4

0,6

0,8

Fact

or m

d/D



Cuando se trata de conseguir piezas embutidas demucha profundidad, es decir, recipientes con undimetrodimetro muymuy pequeopequeo concon relacinrelacin aa susu alturaaltura,concretamente cuando d / D < 0 56 (empleandoempleando sujetasujeta

Conformado de Chapa: Embuticin SucesivaEmbuticin Sucesiva

concretamente cuando d / D < 0,56 (empleandoempleando sujetasujetachapachapa), se recurre a lala embuticinembuticin porpor pasadaspasadas sucesivassucesivas.

Clculo de las cotas de las distintas fases de embuticin:en la prctica, se admiten, en general, las siguientesrelaciones, trabajando siempre con sujetasujeta chapachapa:


Para las Para las siguientes siguientes

embuticionesembuticiones

d2 = KK2 2 d1d3 = KK22 d2

.

.d = KK2 2 d 1

Para la 1 Para la 1 embuticinembuticin

d1 = KK1 1 D0,750,750,750,800,800,90

0,560,520,500,550,600,75

AceroLatnCobre

AluminioAcero Inox.

Cinc

KK22KK11Material

dn KK2 2 dn-1

Los valores de los coeficientes KK11 y KK22 representan valoresvaloresmediosmedios prcticosprcticos.



EnEn unauna EmbuticinEmbuticin SucesivaSucesiva, el valordel coeficiente mm que permite calcularla fuerza necesaria en cada fase es igual 21n

ce

1mKdd

medF


a 1 (corresponde a la fuerza mximapara acabar la embuticin) enen todastodas laslasfasesfases excepto enen lala ltimaltima embuticinembuticindonde hayhay queque determinardeterminar mm porporinterpolacininterpolacin lineallineal, suponiendo que:

1n

n

2n

0m1Dd

?madd

d

dn-1/dn-2 = K2, le corresponde m = 1

d/D = 1, le corresponde m = 0.2

2

K1a1m

m0a1

10K1

ProcesoProceso dede DobladoDoblado:: es transformartransformar una chapachapa planaplana enotra quebradaquebrada como se indica en la figura siguiente:




En el DobladoDoblado, un cuerpo slido (chapa) se conformaconformaplsticamenteplsticamente mediantemediante unauna SolicitacinSolicitacin aa FlexinFlexin,provocada por fuerzasfuerzas dede CompresinCompresin y de TraccinTraccin

li d d d f

Proceso de DobladoProceso de Doblado

aplicadas desde fuera.

Prensachapas

V

F

FS FS


Punzn

Matriz MatrizPunzn

F

Se recomienda REDONDEARREDONDEAR loslos ngulosngulos dede uninunin de losdistintos planos de doblado, parapara nono estirarestirar excesivamenteexcesivamentelaslas fibrasfibras exterioresexteriores y disminuir el riesgoriesgo dede roturarotura deldelmaterialmaterial..



Proceso de DobladoProceso de Doblado Influencia del sentido de Laminado: para la resistencia

mxima de piezas dobladas, el sentidosentido dede laminadolaminado debeser perpendicularperpendicular a las lneaslneas dede dobladodoblado.

Proceso de DobladoProceso de Doblado Influencia del sentido de Laminado: el casocaso masmas

desfavorabledesfavorable se puede dar, cuando el doblado se hace enSentidoSentido ParaleloParalelo alal LaminadoLaminado y con un ngulongulo muymuyAgudoAgudo. En ste caso, la posibilidadposibilidad de aparicinaparicin de grietasgrietasAgudoAgudo. En ste caso, la posibilidadposibilidad de aparicinaparicin de grietasgrietaso roturasroturas en la pieza puedepuede serser elevadaelevada.



Trminos generales: Fibra Neutra: en la seccin transversal de un slido en flexin

Proceso de DobladoProceso de DobladoQu es la Fibra Neutra ?

existe una lnea en la cual la fibra correspondiente no viene niestirada ni comprimida, esta lnea se llama Fibra Neutra.

En la Fibra Neutra las solicitaciones resultan inferiores allmite elstico; por ello al cesar el esfuerzo la Fibra Neutratiende a volver a su forma inicial.

Trminos generales: Fibra Neutra: no siempre se encuentra en el centro exacto de la

Proceso de DobladoProceso de DobladoQu es la Fibra Neutra ?

chapa, sino que toma una posicin diferente segn: ElEl espesorespesor deldel materialmaterial y ElEl radioradio dede dobladodoblado.



Trminos generales: Fibra Neutra: la GranGran VentajaVentaja que ofrece la determinacindeterminacin de

Proceso de DobladoProceso de DobladoPara Qu sirve la Fibra Neutra ?

la situacinsituacin de la fibrafibra neutraneutra, es poder calcular la longitud dechapa que se necesitar para obtener piezas por doblado, sinsinnecesidadnecesidad de hacerhacer pruebaspruebas de doblado o prototiposprototipos previosprevios.

Trminos generales: ngulo de Doblado: una chapa de espesor ee se

dobla a travs de un ngulo llamado ngulongulo dede


dobla a travs de un ngulo llamado ngulongulo dedeDobladoDoblado. El resultado es una chapa con un ngulointerior ,, tal que ++ == 180180..



Trminos generales: Radio de Doblado: se recomienda que el radioradio dede

dobladodoblado interiorinterior RR ee (espesor de la chapa) para no


dobladodoblado interiorinterior RR ee (espesor de la chapa) para noestirar excesivamente la fibra exterior causando surotura.

Proceso de DobladoProceso de Doblado Trminos generales:

Radio mnimo de Doblado: a medida que disminuyedisminuyeRRdd /t/t,, la deformacin porpor tensintensin en la fibrafibra externaexternaaumentaaumenta y al final elel materialmaterial sese romperompe..

tt 1e121tR d




RecuperacinRecuperacin ElsticaElstica:: Como los metales sonson elsticos,elsticos, alalcesarcesar lala accinaccin deformantedeformante dede lala estampaestampa la chapa tiende arecuperarrecuperar susu formaforma inicialinicial..ecupe aecupe a susu o ao a c ac a ..

RecuperacinRecuperacin ElsticaElstica:: la tendencia a la recuperacinelstica es tanto mayor cuando:

Proceso de DobladoProceso de DobladoCules es son las variables del material y del proceso que influyen en la

aparicin de la recuperacin elstica durante un doblado de chapa?

y Ms duro es el material, Menor sea el espesor de chapa, Mayor es el radio de doblado.



Proceso de DobladoProceso de Doblado RecuperacinRecuperacin ElsticaElstica::

El problema de la recuperacin elstica nono sesepresentapresenta si se llega a la DeformacinDeformacin PlsticaPlstica..

Por ello, laslas estampasestampas se disean para producirdeformaciones inicialesiniciales superioressuperiores aa lala deseadadeseada, larecuperacinrecuperacin elsticaelstica compensecompense elel excesoexceso existenteexistente.

Proceso de DobladoProceso de Doblado CompensacinCompensacin dede lala RecuperacinRecuperacin ElsticaElstica:: para intentar

reducir el problema, se utilizan distintos sistemas basadosen el mismo principio; Castigar las FibrasFibras deldel MaterialMaterialmsms prximasprximas aa lala zonazona dede dobladodoblado sin que se veanmsms prximasprximas aa lala zonazona dede dobladodoblado sin que se veanafectadas las propiedades de la pieza.



CompensacinCompensacin dede lala RecuperacinRecuperacin ElsticaElstica:: AcuarAcuar la zona de doblado; sometindolasometindola aa grandesgrandes esfuerzosesfuerzos dede

compresincompresin localizadoslocalizados entre la puntapunta deldel punznpunzn y la superficiesuperficiedede lala MatrizMatriz (estampar en bajo relieve una franja estrecha y de


( p j j ymuy poca profundidad ancho= e y prof. = 0,05 e)

Los esfuerzos de compresin se aplican para incrementarincrementar laladeformacindeformacin plsticaplstica. sta reduce la recuperacin elstica.


CompensacinCompensacin dede lala RecuperacinRecuperacin ElsticaElstica:: DobladoDoblado porpor fondeofondeo, la recuperacin elstica se reduce

poniendo un juegojuego entre el punznpunzn y la matrizmatriz INFERIOR alespesorespesor de la chapa. Como resultado, el materialmaterial cedecede muymuypocopoco y sese reducereduce lala recuperacinrecuperacin elsticaelstica.



Proceso de DobladoProceso de Doblado CompensacinCompensacin dede lala RecuperacinRecuperacin ElsticaElstica::

DobladoDoblado con Estiramiento: en el que la piezapieza sese sometesomete aa lalatensintensin mientrasmientras sese dobladobla, el EndurecimientoEndurecimiento reduce larecuperacin elstica.

Tambin se puede hacer el dobladodoblado aa temperaturastemperaturas elevadaselevadas.

Proceso de DobladoProceso de Doblado CompensacinCompensacin dede lala RecuperacinRecuperacin ElsticaElstica::

DobladoDoblado RotatorioRotatorio:: es un proceso de doblado donde sese usausa ununelementoelemento giratoriogiratorio en lugar de un punzn. SusSus ventajasventajas sonson:

NoNo necesitanecesita prensachapasprensachapas,,

Compensa el efecto de la recuperacin elstica medianteunun sobresobre dobladodoblado (MayorMayor ngulongulo),

Requiere menosmenos esfuerzoesfuerzo.



Clculo de Desarrollo en Piezas DobladasProceso de DobladoProceso de Doblado


La determinacin exacta de las medidas de la pieza (enQu es el clculo de desarrollo?


desarrollo) sin necesidad de hacer pruebas ni prototipos.



Antes de empezar a desarrollar el Proyecto de la Matriz esnecesario conocerconocer el desarrollodesarrollo dede lala piezapieza y la posicinposicin


exactaexacta de cada punto de su geometra.


Longitud de la Pieza DobladaClculo de Desarrollo en Piezas Dobladas


yR360

2BAL d se expresa en gradosse expresa en grados



ToleranciaTolerancia dede DobladoDoblado:: SiSi R



Proceso de DobladoProceso de DobladoCmo se calcula la fuerza de doblado ?

La fuerzafuerza dede dobladodoblado es la fuerzafuerza necesarianecesaria aplicada a una cuerposlido para someterlo a una deformacindeformacin permanentepermanente.

Hay que tener en cuenta que lala chapachapa sese comportacomporta comocomo unun cuerpocuerposlidoslido, de tal manera que, para ser deformada es necesario aplicar unaFuerzaFuerza igualigual o superiorsuperior a la resistenciaresistencia queque oponeopone elel materialmaterial.


Doblado en forma de V: el clculo de la fuerza de doblado para uncaso como ste, se realiza teniendo en cuenta que: en el momento deiniciarse el doblado, la chapachapa sese encuentraencuentra apoyadaapoyada porpor sussus dosdosiniciarse el doblado, la chapachapa sese encuentraencuentra apoyadaapoyada porpor sussus dosdosextremosextremos y sese presionapresiona sobresobre elel centrocentro.

leak

F2

tfdd

siendo aa el ancho de la chapa en mm, e suespesor en mm y ll es la distancia entreespesor en mm y ll es la distancia entreapoyos, tt es la tensin de resistencia a latraccin en Kg/mm2, kfd es una constante, suvalor depende del tipo de doblado:ParaPara unun dobladodoblado enen V: kfd = 1,33.




AberturaAbertura dede lala MatrizMatriz:: en un proceso de doblado, la abertura de lamatriz juega un papel muy importante. Debe conservarse una relacinentre la abertura (l) y el radio (R):( ) y ( )

minR) a(6l 8 Si el radioradio dede dobladodoblado ESES MAYORMAYOR que el radioradio mnimomnimo puede usarse

la expresin:dobladoRl 5


Doblado en forma de L: en el momento de iniciarse el doblado, lachapachapa sese encuentraencuentra apoyadaapoyada sobresobre lala matrizmatriz y es presionadapresionada porpor elelpunznpunzn.pp

leak

F2

tfdd

siendo aa el ancho de la chapa en mm, e suespesor en mm y ll es la distancia entreespesor en mm y ll es la distancia entreapoyos, tt es la tensin de resistencia a latraccin en Kg/mm2, kfd es una constante, suvalor depende del tipo de doblado:ParaPara unun dobladodoblado enen L: kfd = 0,33.




Doblado en forma de U: en el momento de iniciarse el doblado, lachapachapa sese encuentraencuentra apoyadaapoyada enen susu totalidadtotalidad sobresobre elel pisadorpisador centralcentralhasta que el punznpunzn superiorsuperior presionepresione yy dobledoble los extremos de la pieza.q pp pp pp yy p

leak

F2

tfdd

siendo aa el ancho de la chapa en mm, e suespesor en mm y ll es la distancia entreespesor en mm y ll es la distancia entreapoyos, tt es la tensin de resistencia a latraccin en Kg/mm2, kfd es una constante, suvalor depende del tipo de doblado:ParaPara unun dobladodoblado enen U: kfd = 0, 70.

Proceso de DobladoProceso de Doblado ElementosElementos elsticoselsticos dede presinpresin:: tiene por objetivoobjetivo facilitarfacilitar

elel dobladodoblado dede unauna piezapieza. Las funciones que puedendesempear son las siguientes:

S tS t ll ii l i i i l d bl d SostenerSostener lala piezapieza al iniciarse el doblado, ObligarObligar lala chapachapa aa permanecerpermanecer enen posicinposicin determinadadeterminada, AcompaarAcompaar lala chapachapa durantedurante lala operacinoperacin dede dobladodoblado, ExtraerExtraer lala piezapieza alal terminarterminar lala operacinoperacin.



Proceso de DobladoProceso de Doblado ElementosElementos elsticoselsticos dede presinpresin::

El punzn, al descender, acta sobrela chapa y obliga a la contraestampaa bajar hasta el lmite inferior.

Con este sistema de doblado, la pieza d ti t h tva acompaada continuamente hasta

que es expulsada al final de laoperacin.

NocinNocin dede CronologaCronologa dede DobladoDoblado: La obtencinobtencin dede perfilesperfiles complejoscomplejos exigeexige unun atentoatento estudioestudio deldel

ii d l i dd ii iblibl


procesoproceso aa seguirseguir, de lo contrario puedepuede ocurrirocurrir queque nono seasea posibleposiblerealizarrealizar todostodos loslos doblecesdobleces.

Por ello a veces, la obtencin de una pieza exige que elel dobladodobladotenga que realizarserealizarse enen variasvarias etapasetapas.



NocinNocin dede CronologaCronologa dede DobladoDoblado:Clculo de Desarrollo en Piezas Dobladas


Pieza a ObtenerPieza a Obtener

DisposicionesDisposiciones particularesparticulares deldel punznpunzn yy matrizmatriz: algunasveces interesainteresa modificarmodificar lala formaforma deldel punznpunzn yy matrizmatriz conobjeto de permitirpermitir o facilitarfacilitar el doblado


objeto de permitirpermitir o facilitarfacilitar el doblado.

Capítulo II - Procesos de Conformado Por Deformación Plastica. Parte I

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Capítulo II - Procesos de Conformado Por Deformación Plastica. Parte I

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