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Ramírez Mario Informe cuatro
Grupo No. 626/11/2012
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
Facultad de Ingeniería Mecánica
Tecnología de Conformado
TEMA: Conformado Mecánico por Deformación Plástica
Objetivos: Proceso por flexión
Proceso por corte
Procesos por Torsión
Procesos por Tracción
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MARCO TEÓRICO:
Clasificación de los procesos de Conformado Mecánico
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Conformado Mecánico por Deformación Plástica
Flexión
Hace referencia a la deformación que experimenta un elemento estructural alargado en
dirección perpendicular a su eje longitudinal. Las vigas, las placas y las láminas son
ejemplos de estos elementos que suelen soportar distintos niveles de flexión mecánica. En
este proceso se obtiene la flexión debido a la aplicación de un momento, en el metal
sometido a una flexión, exige gran variación de tenciones en una misma sección
transversal. En los procesos de flexión podemos encontrar al doblado, repujado, plegado,
embutición y rolado.
Doblado
Es un proceso de conformado mecánico por Flexión en el que el metal es
obligado a tomar nuevas formas por movimiento o flujo plástico. Sin alterar
su espesor, de forma que todas sus secciones permanezcan constantes.
Repujado
Consiste en obtener de un disco plano de chapa o una pieza previamente
embutida, un recipiente o una pieza de revolución de forma cóncava
aplicando presión por medio de herramientas de configurado o rodillo, la
pieza está girando mientras es acercada al modelo de madera o metal que
también está girando denominada mandrilo matriz, en este proceso el
espesor de la chapa teóricamente es constante, pero en la practica la
disminución del espesor se da del 10% al 25% de su espesor inicial
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dependiendo de la destreza y experiencia que tenga el maquinista a ejecutar
este proceso.
http://www.monografias.com/trabajos23/embutido-chapas/Image12235.jpg
Embutición
Consiste en darle una forma ahuecada a la lámina, por deformación de la
misma manteniendo el espesor.
Las operaciones de embutición emplean: prensas, matrices con las formas y
dimensiones requeridas y sujetador, cuando una chapa de metal es sometida
al proceso de embutición experimenta tres tipos de deformaciones: pestaña,
pared de la copa y zona del embolo.
La zona que está en contacto con el embolo se estira para adaptarse a la
forma deseada. El sujetador cumple la función de evitar la excesiva
formación de pliegues en los bordes, laque presión que ejerce sobre la placa
de metal es constante durante todo el proceso.
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http://
www.monografias.com/trabajos23/embutido-chapas/embutido-chapas.shtml
Plegado
Consiste en fabricar perfiles de longitud considerable por medio de curvado
o doblado de tiras de láminas metálicas, para esto se utilizan dos rodillos
para transformar gradual y sucesivamente una tira de chapa en un perfil,
cada par tiene un par distinto que se aproxima a la sección deseada, el
número de pares de rodillos dependen del perfil a obtenerse
El plegado es el proceso mediante el cual se deforma una parte de la chapa
según una forma prevista. En los materiales usados para el plegado se toma
muy en cuenta el escogitamiento del mismo, que se relaciona con el tamaño,
forma física, forma final de la pieza y criterio económico, la ductilidad o
elongación del material es muy importante pues determinara el radio mínimo
del plegado.
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http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/48/Representaci
%C3%B3.jpg
Rolado
Cosiste en deformar una lámina metálica y darle una forma de superficie
desarrollable, considerando como tal, la que puede extenderse sobre un
plano sin sufrir deformación. Existen parámetros que hay que tomar en
cuenta como por ejemplo: geometría de la máquina que está relacionada con
el radio de los rodillos, distancia entre ellos y el ángulo entre la línea de
centro, interacción entre los rodillos y la pieza es importante porque permite
determinar la fuerza aplicada para realizar la deformación y el radio de
curvatura de la pieza, propiedades mecánicas del material tiene que ver con
la ductilidad y el límite de fluencia determinantes para la fuerza de
deformación, geometría del material referente a la sección transversal a
deformarse pudiendo ser estas simétricas y asimétricas, relación entre la
geometría de la pieza y las propiedades mecánicas del material.
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http://
www.grupoacv.com/images/processes/rolado.gif
Corte
Sirve para la separación y acabado de la fabricación de piezas metálicas. En
la operación un pequeño volumen de metal se deforma plásticamente hasta
que se produce la fractura del mismo, este proceso incluye el cizallado y el
punzado.
Cizallado.- Es un proceso de conformado mecánico por corte, el cual implica
al metal a someterlo a tensiones cortantes arriba de su resistencia, hasta
obtener la superficie del metal. Esto se lo realiza por medio de guillotinas.
http://wiki.ead.pucv.cl/images/thumb/
9/92/Cizallado_2.JPG/700px-Cizallado_2.JPG
Punzado.- Es un proceso de conformado mecánico por corte, que consiste en
practicar sobre una chapa un agujero de forma determinada, mediante una
estampa apropiada.
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Torsión
Es un proceso de conformado mecánico por deformación plástica que consiste en
someter una probeta de un determinado material de sección redonda a un momento
torsión gradualmente creciente hasta que se produzca la falla en la misma.
http://www.monografias.com/
trabajos59/torsion-metales/Image4.gif
Tracción
Es un proceso que se usa para formar contornos simples o complicados, es un
proceso en el cual el metal sobre un bloque de forma es traccionado en herramientas
adecuadas de contención.
El estirado se clasifica en estirado uniaxial y estirado biaxial, estos dos tipos son
utilizados en ensayos mecánicos, para determinar las propiedades mecánicas de los
metales, estos ensayos se realizan con probetas normalizadas. El estirado uniaxial
comprende a los metales con secciones transversales diversas, consiste en someter a
la probeta a una carga creciente de tracción uniaxial, y se van midiendo los
correspondientes alargamientos, generalmente hasta su ruptura.
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http://html.rincondelvago.com/000536940.jpg
Probeta
Descripción de la Práctica
Procesos por flexión
La condición necesaria que debe cumplir este proceso es que si se lo realiza correctamente
no debe existir cambio en el espesor.
Embutición
Para esta práctica se usara una matriz, embolo, una parte hueca donde toma
la forma el material (base inferior), esta matriz está provista de unos resortes
(prensa chapas o sujetador), la base y el embolo, deben estar calibrados para
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un determinado material y determinado espesor. Se usaran 4 placas de
características diferentes: cobre, aluminio, acero de bajo carbono de 1 mm,
acero de bajo carbono de 0.6 mm
Repujado
Consiste en centrar la lámina de aluminio o material que se vaya a utilizar
con respecto a la matriz y lubricarla por ambos lados, encender el torno,
mientras gira con ayuda de un gruñidor de forma darle la forma de la matriz.
Si se hace fuerza en un mismo punto durante un cierto tiempo el material se
puede romper
Doblado
En este proceso no cambia el espesor, solo cambia la forma
proporcionándole al material mayor dureza, el proceso consiste en colocar la
lámina sobre la matriz y luego se presiona con el embolo deformando el
material permanentemente a la forma de la matriz.
Rolado
En este proceso solo existe cambio de forma del material, el proceso
consiste en hacer pasar la lámina por los rodillos, los dos rodillos inferiores
son motrices y sirven de soporte a la lámina, y el rodillo superior suelto es el
que realiza la fuerza deformadora.
Plegado
Consiste en hacer pasar el material por los rodillos estando estos calibrados
para que no exista cambio o variación de la forma del material y otorgarle
mayor dureza al material.
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Procesos por Corte
En esta práctica se realizaran rodelas, se puede usar matrices para dar la forma al
material, se pueden realizar cortes planos o redondos. Para realizar las rodelas se
utiliza una cizalla conformada por una matriz, tres punzones de diferentes
diámetros, se encuentra en la parte superior de la cizalla, en la parte inferior se
encuentran los alojamientos para los punzones estos son fijos, debe existir una
calibración entre los punzones y los alojamientos de acuerdo al material con que se
trabaje, la una cuchilla es fija y la otra es móvil. Se debe colocar el material en
medio de la matriz y bajar los punzones para realizar el corte.
Datos obtenidos
Proceso de Embutición:
Cobre Aluminio
Acero de bajo
carbono 1
Acero de bajo
carbono 2
Espesor
inicial (mm) 0.07 1,35 0.6 1
Proceso de Corte con Matriz Rodelas
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Espesor: 1.2 mm
Proceso de Corte con Cizallas
Aluminio Cobre Plomo Acero de bajo
carbono
Espesor zona
brillante(mm)
2.5 2.5 4.65 1
Espesor zona
opaca(mm)
0.6 2.85 1.45 2.5
Materiales redondos
Aluminio Cobre Acero duro Acero bajo
carbono
Φ 6.8 7.1 4 8.5
zona
brillante(mm)
5.15 3.75 0.85 1.25
zona
opaca(mm)
5.55 3.35 3.15 7.25
Datos calculados
% ℜ= Afinal−A inicialA inicial
×100 %
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%Corte= zona brillantezonatotal
×100 %
%Desgarre= zonaopacazonatotal
×100 %
Proceso de corte con matriz
% ℜRodela=((14.102 )−(13.852 ))∗Π
(13.852 )∗Π∗100=3.64%
Proceso de Corte con Cizallas
Láminas:
Aluminio
%Corte=2.53.1
∗100=80,00 % % A Desgarre=20,00 %
Cobre
%Corte= 2.55.35
∗100=46.72% % A Desgarre=53.28 %
Plomo
%Corte=4.656.1
∗100=76.23 %% A Desgarre=23.77 %
Acero de Bajo Carbono
%Corte= 13.50
∗100=28.57 % % A Desgarre=71.43 %
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Materiales Redondos
Aluminio
%Corte=5.156.8
∗100=75.73 % % A Desgarre=24.27 %
Cobre:
%Corte=3.757.1
∗100=52.82 % %A Desgarre=47.18 %
Acero duro:
%Corte=0.854
∗100=21.25 % % A Desgarre=78.75 %
Acero de bajo carbono:
%Corte=1.258.5
∗100=14.70 % % A Desgarre=85.30 %
Análisis de Datos
Al analizar los datos podemos observar que entre mayor se la ductilidad del material se
obtendrá una zona brillante mayor o de corte mientras que el área opaca o de desgarre va a
ser menor.
En el proceso de embutición se pudo observar que para cada material debe existir un
sistema ya que si utilizamos un sistema para varios materiales podemos aplicar al material
una fuerza menor o mayor a la necesitaba para el proceso de embutición
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Conclusiones
El conformado mecánico por deformación plástica se caracteriza por no existir perdida de
material con la cual encontramos varios procesos estos pueden ser por la temperatura de
trabajo o por las solicitaciones mecánicas entre las cuales encontramos diversos procesos
que deben de cumplir cada uno con sus respectivas variables para ser validos.
En los procesos de rolado, perfilado y plegado no debe existir cambios de espesor del
material, solo aumentan su resistencia al cambiar de forma.
El proceso de repujado al torno es muy utilizado en la industria ya que permite obtener
formas cónicas o troncos de cono partir de laminas circulares en este campo como algunos
ejemplos tenemos a los vasos, ollas, etc.
Recomendaciones
Es recomendable analizar las matrices a ser utilizadas dependiendo del material a trabajarse
ya que solo son fabricadas para solo un tipo de material en especial, en el caso de ser
aplicadas para otros materiales no cumplirá con los requerimientos o solicitaciones
necesarias para dichos materiales y podríamos romper el material o deformarlo
irregularmente.
En los procesos de Doblado, Perfilado, y Rolado se debe colocar al material
cuidadosamente teniendo en cuenta que el espesor de este es la separación de los rodillo en
el caso del rolado, para que no ocurran daños y cambios en su espesor, y solo aumentar su
resistencia.
En la utilización de herramientas o maquinaria se debe optar todas las normas de seguridad
indicadas para cada proceso de fabricación por solicitaciones mecánicas para evitar daños
en la maquinaria y afectar la salud del operador.
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Bibliografía
Pollack, W; Maquinas Herramientas y Manejo de Materiales.
CARDENAS, V; Fundamentos Generales del Conformado de los Materiales; 1982.
BARRAND, P; Enciclopedia del Aluminio procesos de conformado del aluminio y sus
aleaciones II; URMO; 1969.
http://www2.ing.puc.cl/~icm2312/apuntes/materiales/materials3.html.
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