Iinforme 4 Conformado Mecanico Por Deformacion Plastica Final

Vicente Capito Informe #4 27-11-2012 Grupo #2

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL Facultad de Ingeniería Mecánica Tecnología de Conformado TEMA: Conformado Mecánico OBJETIVOS: Procesos por Flexión Procesos por Corte Procesos por Torsión Procesos por Tracción MARCO TEÓRICO:

1

Vicente Capito Informe #4 27-11-2012 Grupo #2

Procesos por flexión Son procesos que se realizan con la finalidad de cambiar la forma del material para proporcionarle ciertas características ya sean de resistencia, o alguna forma en particular, se clasifican en embutición, repujado al torno, doblado, plegado o perfilado y rolado. [http://es.wikipedia.org/wiki/Flexi%C3%B3n_mec%C3%A1nica] Embutición Es el proceso de conformado mecánico por deformación plástica, la cual se lo realiza un trabajo del material en frio, que permite transformar una chapa plana en un cuerpo hueco adaptándola a la forma definida por la matriz, mediante la presión ejercida por la prensa a tares de una fuerza impuesta que traslada a un embolo para dar la forma hueca a la chapa. Desciende el punzón y pisador de modo que este alcanza primero la chapa y la sujeta por su periferia, impidiendo que se pliegue. Una vez sujeta la pieza actúa el punzón comenzando el estirado. El punzón embute la chapa convirtiéndola en un cuerpo hueco. Retrocede el punzón y el pisador, y el expulsor empuja la pieza embutida hacia fuera. Se usan extensamente prensas hidráulicas de doble acción, pero también otros tipos (hidráulico y mecánico) dependiendo del propósito. [http://www.lobecor.com/embuticion.html] Se realiza colocando una lámina de metal sobre la cavidad de una matriz y empujando el metal hacia la cavidad de ésta con un embolo con la forma deseada. Las operaciones de embutición emplean: prensas, matrices con las formas y dimensiones requeridas y sujetador o resortes de prensa chapas, a continuación se muestra en la siguiente figura:

2

Vicente Capito Informe #4 27-11-2012 Grupo #2

[http://davinci.upc.es/portal_industrial_2/images/areas/embuticion.jpg] Repujado al torno Este proceso se lo realiza en un torno con alto volteo y es uno de los procesos más antiguos. Este proceso consiste en conformar chapas metálicas a diversas formas deseadas, aplicando presión por medio de herramientas de configurado o rodillo, la pieza está girando mientras se aplica una fuerza que permite acercar al modelo de metal o madera que también está girando que se denomina “mandril” , esta fuerza obliga a adquirir a la chapa la forma del mandril, este proceso requiere de mucha experiencia y es apto para espesores mayores a 1(mm), 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. [http://es.scribd.com/doc/81222914/45/Repujado-al-torno-convencional]

3

Vicente Capito Informe #4 27-11-2012 Grupo #2

Doblado El doblado es un proceso que se utiliza desde la antigüedad para obtener formas adecuadas, en este proceso el material es obligado a tomar nuevas formas por movimiento o flujo plástico. Existen factores como la fricción y la recuperación elástica que hay que tomar en cuenta, este proceso es aplicable en frio o caliente, la velocidad de deformación no influye mucho en este proceso, para determinar el rozamiento entre el material y la matriz se toma en cuenta: material de la herramienta, rugosidad de las superficies, velocidad

del

temperatura

y

lubricante.

La

doblado, el

tipo

de

recuperación

elástica se presenta en todos los procedimientos de conformado mecánico, en este proceso es más notoria pues se usa para determinar las dimensiones finales de la pieza, ya que el radio de curvatura de la placa antes de la deformación es menor que aquel después de esta. [http://es.wikipedia.org/wiki/Doblado_de_chapa]

4

Vicente Capito Informe #4 27-11-2012 Grupo #2

Plegado Como plegado hay que diferenciar dos procesos parecidos: doblar y plegar. Cuando se dobla, el pliegue se marca bajo el efecto de una ligera presión, de modo que el material todavía conserva parte de su recuperación. En el plegado, el pliegue es realizado bajo una intensa presión, de modo que se elimina toda la recuperación del papel El proceso de plegado en máquina consiste en realizar plegados sucesivos sobre el pliego impreso, tanto en paralelo como en cruz, hasta obtener el tamaño deseado. Los pliegos que entran en plegado deben formar al final, cuadernillos con las páginas ordenadas. [http://recursos.cnice.mec.es/fp/artes/ut.php?familia_id=5&ciclo_id=1&modulo_id=6&uni dad_id=197&menu_id=2358&pagina=&pagestoyen=6&submenu_id=2399&ncab=2.1&co ntadort=8] [http://www.fresado.com/assets/images/plegado_fresas.jpg] Rolado Es un proceso de conformado mecánico en el que se utilizan tres rodillos para dar la forma curva deseada, con este procedimiento se pueden obtener cilindros. 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 5

Vicente Capito Informe #4 27-11-2012 Grupo #2

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. En general el material de los rodillos suelen ser de acero AISI 1045 forjado o simplemente el AISI 1045 tratado

térmicamente

en

casos

de

esfuerzos extremos se usa el AISI 4340 o similares. [http://es.scribd.com/doc/46203173/INFORME-4] Procesos por Corte De los procesos más antiguos, se utilizan en gran cantidad en la actualidad consistente en aplicar dos fuerzas de la misma magnitud en dos cuchillas con una distancia entre ellas que tiende a cero, logrando así separar un pedazo de metal de otro [http://www.nodesconectes.com/imagenes/ingenieria2/utiles-de-corte001.png] Punzonado Es una operación mecánica con la cual mediante herramientas especiales aptas para el corte se consigue separar una parte metálica de otra obteniéndose una figura determinada.

6

Vicente Capito Informe #4 27-11-2012 Grupo #2

La relación entre espeso S de la chapa y el diámetro D del punzón resulta a S/D para la chapa de hierro y punzón de acero, con valor de 1,2 máximo. Por lo tanto la chapa de hierro, para ser cortada debe tener un espesor menor o igual al diámetro del punzón (D). Desgaste de matriz El esfuerzo de corte afecta los filos luego de producir una gran cantidad de piezas, como consecuencia tenemos piezas con rebabas y contorno indefinido y por ende se necesita rehabilitar la matriz, perdiendo en el proceso hasta 1 mm, siendo la cota de afilado Max. De 6 mm, a razón promedio de 0,15 mm por

cada

rectificado,

resultando

posible rectificar unas 40 veces, produciendo por lo tanto 1.000.000 en total. Juego entre punzón y matriz El juego entre punzón y matriz depende del grueso de la chapa. El juego es aplicable para una chapa de gran espesor y será mayor para acero duro que para acero dulce o aluminio, etc. El valor del juego es entre el 5 a 13% dependiendo del espesor de la chapa. Determinado el juego correcto se aumenta la duración de la herramienta. [http://www.systemcover.com/descarga/60.doc]

7

Vicente Capito Informe #4 27-11-2012 Grupo #2

Cizallado Es la operación de corte del metal que se realiza mediante dos cuchillas planas una móvil y una fija. Una estrecha tira de metal se deforma plásticamente con tanta intensidad que llega a romperse en la superficie de contacto con la cuchilla, la fractura inicial se propaga hasta el interior hasta producirse el corte completo. La profundidad hasta la que debe penetrar la hoja móvil para completar el corte está directamente relacionada con la ductilidad del material.

[http://www.buenastareas.com/ensayos/El-Cizallado/982851.html]

8

Vicente Capito Informe #4 27-11-2012 Grupo #2

Datos obtenidos Practica de Punzonado

Practica de Punzonado Rodela o Chapa 1 Rodela

Diámetro Rodela (mm) 33.00

Diámetro Chapa (mm) 32.15

1 Chapa

14.30

13.95

2 Rodela

14.00

13.65

2 Chapa

7.45

7.25

Practica de Flexión Material

Espesor

Aluminio

1.20 mm

Acero, Bajo Carbono

0.60 mm

Cobre

0.65 mm

Acero Duro

0.65 mm

9

Vicente Capito Informe #4 27-11-2012 Grupo #2

Repujado Material

Espesor

Aluminio revenido

0.65 mm

Máximo de 1 mm de grosor, para mayores espesores se utiliza un proceso automatizado. Se centra el aluminio en la matriz, se ajusta con el embolo. Se empieza con los dos dando forma de adentro hacia afuero una vez acabado el material por repujar se alisan las puntas, se las dobla y finalmente se le pasa el gruñidor de madera para el acabado superficial

Practica de Embutición con 1 cm de profundidad Material

Vueltas

Aluminio

15

Acero, Bajo Carbono

15

Cobre

15

Acero Duro Doblado

15

Material

Espesor

Aluminio revenido

0.35 mm

Muy suave antes de deformarlo, duro después de deformarlo Rolado Material

Espesor

3.40 mm Acero, bajo carbono Se hace pasar por 3 rodillos, y se le va ajustando por vueltas para obtener mayores curvaturas

10

Vicente Capito Informe #4 27-11-2012 Grupo #2

Datos Calculados Recuperación elástica en la práctica de Punzonado Primera Rodela: 2.64% Primera Chapa: 2.50% Segunda Rodela: 2.56% Segunda Chapa: 2.75%

Corte de varilla Material

Zona de corte 3.75 mm

Zona de desgarre 2.70 mm

Porcentaje Z.C. 58.13 %

Porcentaje Z.D. 41.87 %

Acero, Bajo Carbono Cobre

2.50 mm

4.75 mm

34.48 %

65.52 %

3.55 mm

2.70 mm

56.80 %

43.20 %

Acero Duro

0.25 mm

3.00 mm

7.69 %

92.31 %

Aluminio

Corte de Barra Material

Área de corte 2.20 mm

Área de desgarre 0.75 mm

Porcentaje Z.C. 75.57 %

Porcentaje Z.D. 25.43 %

Acero, Bajo Carbono Cobre

1.20 mm

1.90 mm

38.70 %

61.30 %

3.00 mm

2.45 mm

55.04 %

44.96 %

Plomo

4.15 mm

0.35 mm

92.22 %

7.78 %

Aluminio

11

Vicente Capito Informe #4 27-11-2012 Grupo #2

ANÁLISIS DE RESULTADOS En todos los materiales, este en barra o en varilla su porcentaje en cada zona de corte y zona de desgarre son muy similares, así que se puede trabajar muy bien en cualquiera de las dos formas. CONCLUSIONES: La matriz y el embolo se diseñan para un único material y único grosor. Se necesita alta experiencia en el repujado, mucha habilidad para el diseño para lograr las medidas esperadas. Los materiales más duros necesitan poco porcentaje de zona de corte, ya que el resto se desgarra hasta lograr el corte, mientras que en los materiales dúctiles es más fácil cortar, pero la zona de corte debe ser mayor. Mediante el proceso de tracción casi no se fabrican ninguna clase de materiales, se utiliza para determinar características de los materiales. RECOMENDACIONES: En la práctica de repujado, es preferible tener una persona con experiencia. Cuando se embute el aluminio se debe lubricar con cebo de animal, jabones, pastas, se debe lubricar las dos caras, mientras que en el acero se lubrica únicamente una.

12

Vicente Capito Informe #4 27-11-2012 Grupo #2

BIBLIOGRAFIA: [http://es.wikipedia.org/wiki/Flexi%C3%B3n_mec%C3%A1nica] [http://www.lobecor.com/embuticion.html] [http://davinci.upc.es/portal_industrial_2/images/areas/embuticion.jpg] [http://es.scribd.com/doc/81222914/45/Repujado-al-torno-convencional] [http://es.wikipedia.org/wiki/Doblado_de_chapa] [http://recursos.cnice.mec.es/fp/artes/ut.php?familia_id=5&ciclo_id=1& modulo_id=6&unidad_id=197&menu_id=2358&pagina=&pagestoyen= 6&submenu_id=2399&ncab=2.1&contadort=8] [http://www.fresado.com/assets/images/plegado_fresas.jpg] [http://es.scribd.com/doc/46203173/INFORME-4] [http://www.nodesconectes.com/imagenes/ingenieria2/utiles-decorte001.png] [http://www.systemcover.com/descarga/60.doc] [http://www.buenastareas.com/ensayos/El-Cizallado/982851.html] [Askeland, Donald, Ciencia e Ingeniería de los Materiales] [Cuaderno de Apuntes De Conformado Mecánico de la EPN]

13