Troquelado.pdf y Estampado Muy Bueno

EL TROQUELADO O ESTAMPADO Se defi define ne como como tro troqu quel elad adoo o esta estamp mpad adoo al conj conjun unto to de oper operac acio ione ness con las las cual cuales es sin produc producirir viruta viruta,, somet sometem emos os una lámina lámina plana plana a ciert ciertas as tran transf sform ormac acio iones nes a fin de obte obtene nerr uuna na pieza de form formaa geomét geométric ricaa propi propiaa Este Este trab trabaj ajoo se reali realiza za con troq troque uele less en máqu máquin inas as llam llamad adas as prensas prensas (generalme (generalmente nte de movimi movimiento ento rectilí rectilíneo neo alterna alternativ tivo) o) Las Las oper operac acio ione ness se subd subdiv ivid iden en en: a) Cor Corte te o Punz Punzon onad adoo (se real realiz izaa gene genera ralm lmen ente te en frío) frío) b) Dob Doblado ado y/o Curv urvado (se (se real realiz izaa gene genera ralm lmen ente te en frío frío)) c) Embu Embutitido do (pue (puede de real realiz izar arse se en frío frío o en cali calien ente te)) El proc proces esoo es de alta alta pro produ ducc cció iónn y los los mate materi rial ales es más más usa usado doss son lámina láminass de acero acero y aleac aleacio iones nes liger ligeras as

EL TROQUELADO O ESTAMPADO .

EL TROQUELADO O ESTAMPADO

EL TROQUELADO Para Para defi defini nirr un cicl cicloo de troq troque uellado, ado, es nece necesa sari rio: o: 1. Defi Defini nirr la for forma ma de de la piez pieza, a, que que impo impone ne cie ciert rtoo núme número ro de oper operac acio ione nes, s, de acue acuerdo rdo con su comp complej lejida idadd 2. Determinar Determinar las dimensione dimensioness 3. Conoc onoceer el mate materi riaal del del que se hará hará la piez piezaa, su pla plasticidad dad y elasticidad 4. La posi posibi bililida dadd de extr extrae aerr fáci fácilm lmen ente te la pieza pieza de la matr matriz iz..

CORTE O PUNZONADO El punz punzon onad adoo es la oper operac ació iónn de troq troque uela lado do en la cual cual con con herr herram amie ient ntas as apta aptass para para el corte corte se sepa separa ra una una part partee metá metálilica ca de otra otra..

La lámi lámina na,, para para que que pue pueda da ser ser cort cortad adaa con con punz punzón ón de acer aceroo tem templ plad ado, o, debe debe ten tener un espe espeso sorr menor enor o igual ual al diám diámet etro ro del del punzó unzón. n.

Nota Nota:: En esta esta oper operac ació iónn el oper operar ario io no requ requie iere re ser ser cali calififica cado do..

CORTE O PUNZONADO PARTES DE UN TROQUEL SENCILLO DE PUNZONAR A) Punz Punzón ón - que con con su secc secció iónn defi define ne el cont contor orno no a cort cortar ar B) Matríz C) Guí Guíaa - para la carrera del punzón D) Guía uía - para la cin cinta de lámin áminaa a trabajar. NOTA NOTA:: El filo de cort cortee lo const onstitituuye el perí períme metr troo exte exteri rior or del del punz punzón ón y el perím perímetr etroo interi interior or de la la matriz matriz

CORTE O PUNZONADO DISPOSICIÓN CORRECTA E INCORRECTA

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CORTE O PUNZONADO DISPOSICIÓN CORRECTA

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CORTE O PUNZONADO DISPOSICIÓN CORRECTA

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CORTE O PUNZONADO DISPOSICIÓN CORRECTA

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CORTE O PUNZONADO DISPOSICIÓN CORRECTA

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SOFTWARE PARA DISPOSICIÓN AUTOMÁTICA .

CORTE O PUNZONADO Valores Valores mínimos mínimos del materi material al que debe debe quedar quedar alrededor alrededor del recor corte en láminas de acer aceroo (mm) No. Calibr Calibree 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12

Valor míni mínimo mo (mm) (mm) 1.2 1. 1 1 1 1. 2 1. 3 1. 6 1. 8 2. 3 2. 8

ESPECIFICACIÓN DE CALIBRES DE LÁMINAS NoNo. . CCalibre alibre 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

EspEspesor esor de lámlámina in a Espesor de de lámina en Puen la en Pulapulg. 0.2391 0.2242 0.2092 0.1943 0.1793 0.1644 0.1495 0.1345 0.1196 0.1046 0.0897 0.0747 0.0673 0.0598 0.0538 0.0478 0.0418

Espesorde de lámina Espesor Espesor delámina lámina e n m m . enenmm. mm. 6.07 5.69 5.29 4.93 4.55 4.17 3.79 3.41 3.03 Espesor2.65 de lámina 2.27 en Pula 1.89 1.71 1.51 1.36 1.21 1.06

ESPECIFICACIÓN DE CALIBRES DE LÁMINAS No. Calibre 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

Espesor de lámina en pulg. 0.0359 0.0329 0.0299 0.0269 0.0239 0.0209 0.0179 0.0164 0.0149 0.0135 0.0120 0.0105 0.0097 0.0090 0.0082 0.0075 0.0067 0.0064 0.0060

Espesor de lámina en mm. 0.91 0.83 0.76 0.68 0.60 0.53 0.45 0.41 0.37 0.34 0.30 0.26 0.24 0.22 0.20 0.19 0.17 0.16 0.15

CORTE O PUNZONADO NORMAS PARA EL TRAZADO En el trazado trazado con con el empleo empleo de planti plantilla llass es conven convenien iente te oper operar ar de modo modo que que se desp despre reci ciee la meno menorr cant cantid idad ad posible posible de material. material. A) Ejem Ejempl ploo de traz trazad adoo con con derr derroc oche he exces excesiv ivoo de material B) Ejem Ejempl ploo de traz trazado ado con con meno menorr der derro roch chee de mate materi rial al

Es indi indisp spen ensa sabl blee que que el sent sentid idoo de las las fibr fibras as en el mate materi rial al traz trazado ado sea sea el corr correc ecto to,, para para favor favorec ecer er la elab elabor orac ació iónn del mism mismoo sin dism dismin inui uirr la resi resist sten enci cia. a. Por lo general, general, las láminas láminas tienen forma forma rectan rectangula gular. r. Las fibr fibras as van disp dispue uest stas as segú segúnn la dime dimens nsió iónn mayo mayorr y, así, es fácil fácil establecer establecer su senti sentido. do. A) Traz Trazad adoo de piez piezas as 1 y 2, las las cual cuales es deb deben en tra traba baja jars rsee según según el sentid sentidoo de las fibr fibras. as. B y C) Disp Dispos osic ició iónn de las las fibr fibras as de acue acuerdo rdo con con el sentid sentidoo correcto correcto para para el trabaj trabajo. o.

CORTE O PUNZONADO NORMAS PARA EL TRAZADO El traz trazad adoo con con plan plantitillllas as debe debe ser ser efec efectu tuad adoo de modo odo que que se repr reprod oduz uzcca el dibuj ibujoo de las las diversas piezas segun una disposición que consienta consienta una rápid rápidaa operaci operación ón de corte. corte. A) Ejem Ejempl ploo de traz trazad adoo que que favo favore rece ce la oper operac ació iónn de cort cortee del del mate materi rial al B) Ejempl Ejemploo de trazad trazadoo que hace hace dificu dificulto ltoso so el cort cortee de las las pie pieza zas. s.

CORTE O PUNZONADO JUEGO ENTRE PUNZÓN Y MATRIZ Segú Segúnn Ross Rossi,i, la la holg holgur uraa debe debe est estar ar ent entre re 5 y 13% 13% del del espe espeso sorr de la placa placa;; en Inglat Inglaterr erraa es normal normal usar usar los sigui siguient entes es valore valores: s:

MATERIALES DE LA LÁMINA Latón Hierro Dulce Acero Dúctil

HOLGURA ENTRE PUNZÓN Y MATRIZ 0.05 e 0.07 e 0.10 e

CORTE O PUNZONADO JUEGO ENTRE PUNZÓN Y MATRIZ Para Para conseg conseguir uir perfil perfiles es exact exactos os y limpio limpios, s, habrá habrá que que obse observa rvar, r, adem además ás,, las las dos regl reglas as sigui siguien ente tes: s: 1.- Para Para el cort cortee de perf perfililes es exte exteri rior ores es,, la la medi medida da de la matr matriz iz , será será la medid edidaa de la piez piezaa (E (Eje jemp mplo lo:: D) 2.- Para Para el cort cortee de perf perfililes es int inter erio iore res, s, la medi medida da del punz punzón ón,, será será la medi medida da del aguj agujer eroo (E (Eje jemp mplo lo:: d)

Piez Piezas as con con cort cortes es exte exteri rior ores es e inte interi riore oress

CORTE O PUNZONADO ÁNGULO DE ESCAPE

Ángul Ángulos os de esca escape pe en en la matríz matríz El ángulo ángulo de escape escape depend dependee fundam fundament entalm alment entee del materia material,l, espeso espesorr a cort cortar ar y del número número de corte cortes. s. 1. El ángulo ángulo que que comie comienza nza en la aris arista ta de cort cortee se usa para metales metales blandos, blandos, como como son: plomo,c plomo,cobr obre, e, aluminio, aluminio, latón latón y bron bronce ce.. Este Este tipo tipo de ángulo ángulo no es rec recom omend endabl ablee debido debido a la impo imposi sibi bililida dadd de afilar afilar la matr matriz iz 2. El El ángulo ángulo que comi comienz enzaa desp despues ues de una una par parte te rect rectaa igual igual a 2 o 3 vece vecess el espe espeso sorr de la placa placa que que se quiere quiere cort cortar, ar, se se utiliz utilizaa para metal metales es duros duros como como el hierro hierro y el acero; acero; los perfil perfiles es obteni obtenidos dos con este este ángulo ángulo son exactos. 3. A partir partir de la aris arista ta de de cort cortee de la matr matriz iz y hast hastaa una una profu profundi ndidad dad de 2 o 3 vece vecess el espe espeso sorr del mate materia riall a cortar existe una ligera ligera conicidad, conicidad, desde lo profundo profundo la conicidad conicidad aumenta. aumenta. Este ángulo ángulo es aplicable para para corte corte de metales metales muy muy duros, duros, cuyas piezas no requieren requieren contorno contornoss preciso precisos. s.

CORTE O PUNZONADO FUERZA NECESARIA PARA EL CORTE p s Q σR σT

- Perímetro de la figura ( mm ) - Espesor esor de la lámi lámina na ( mm ) - Fuerza de corte ( N ) - Esfuer Esfuerzo zo de rotura rotura del materi material al por tensi tensión ón (N / mm2 ) - Esfu Esfuer erzo zo de rotu rotura ra del del mat mater erial ial por por cor corte te (N / mm mm2 )

Luego: Q = p x s x σT Consid Considera erando ndo el rozami rozamient entoo Q’ = 1.2 Q

CORTE O PUNZONADO FUERZA NECESARIA PARA EL CORTE EJEMPLO: Para ara cort cortar ar un aguj agujer eroo de 80 80 mm mm de de diám iámetro etro en una una lámi lámina na de acer aceroo de 0.6 0.6 % de Carb Carbon onoo en esta estado do reco recocid cidoo y de de 3 mm de espe espeso sor, r, Calcul Calcular ar la fuerza fuerza cortante cortante necesari necesariaa. SOLUCIÓN: Para Para este este mate materi rial al de tabl tablas as σT = 548.8 N / mm 2 Y P = π d = π x 80 = 251.2 mm Luego: y

Q = 251.2 x 3 x 548.8 = 413,575.68 N Q’ = 1.2Q = 496,281.8 N , aprox. 51 ton.

RESISTENCIA A LA TENSIÓN Y AL CORTE DE LOS MATERIALES LAMINADOS MÁS COMUNES por tensión (N/mm2)

PROBLEMA DE LA ALINEACIÓN DE LA PRENSA

CÁLCULO DE LA FUERZA Y DE SU LUGAR DE APLICACIÓN Calcul Calcular ar la fuerz fuerzaa y el lugar lugar de apli aplicac cación ión para para el troque troquelad ladoo de la la pieza pieza mostrada.

Dirección de alimentación alimentación de la lámina

Mate Materirial al:: Acero Acero lamina laminado do 0.3%C 0.3%C σT = 343 N/mm 2 e = 2mm

DEFINICIÓN DEL CENTROIDE DE LÍNEAS El centro centroide ide es un punto punto que que define define el centro centro geomét geométric ricoo de un objet objetoo

x=

L L

x dL dL

y=

L L

y dL dL

z=

L L

z dL dL

Notar que en todos los casos casos anteriore anterioress la localiz localizaci ación ón C no necesari necesariamen amente te estará estará dentro dentro del objeto; objeto; sino sino que puede puede situars situarsee en el espac espacio io del exterior exterior del obje objeto. to. Tambié También, n, los centro centroide idess de algunas formas pueden especificarse especificarse parcial o completamente completamente usando condiciones de simetría. simetría. En los los cas casos os en que la for forma ma tien tienee un eje de simet imetrí ría, a, el cent centro roid idee de la la form formaa esta estará rá a lo larg largoo del del eje. Por Por ejem ejempl plo, o, el cent centro roid idee C para para la líne líneaa most mostra rada da en la figura figura derech derechaa debe debe est estar ar sobr sobree el eje y, ya que para para cada cada elemen elemento to difere diferenci ncial al de long longititud ud dL a dist distan anci ciaa +x a la la dere derech chaa del eje y, hay un elemen elemento to idénti idéntico co a dista distanc ncia ia - x a la izquie izquierda rda.. El mom moment entoo total para para los ele eleme ment ntos os en torn tornoo al eje eje de sime simetr tría, ía, por por tan tanto, to, se canc cancel elar ará; á; esto esto es, es, xdL xdL = 0, dem deman aner eraa que que x = 0. 0. E Enn los los casos casos en que una figur figuraa tien tienee 2 o 3 ejes de sime simetr tría, ía, se deduc deducee que que el cent centro roide ide esta estará rá en la inters intersecc ección ión de los tres ejeS.

CENTROIDES COMUNES

EJERCICIOS DE PUNZONADO 1. Para la pieza ilustra ilustrada da calcula: calcula: a) El valor de a b) El valor de b c) Ancho de lámina a utilizar 2. Para la pieza pieza mostrada mostrada calcula calcula:: a) La cant cantid idad ad de piez piezas as que que pued pueden en troq troque uela lars rsee en una una lámi lámina na de 8 pies pies de de longi longitu tudd b) El % tot total al de desp desper erdi dici cioo de lámi lámina na

EJERCICIOS DE PUNZONADO 3. Para Para las piezas piezas mostr mostrada adass en la sig sigui uient entee págin páginaa y que que se produ roduccirán rán en gran gran seri seriee (el (el mat materi erial llegará en bobi bobina nas) s) se pide: pide: a) Diseña señarr la dispo isposi sici ción ón de la la pieza eza par paraa ser ser punz punzon onaada de tal tal forma que se minimice el desperdi rdicio. b) Calc Calcul ular ar el % de desp desper erdi dici cioo de mate materi rial al c) Calcular la fuerza de punzonado d) Calcular el lugar de aplicación de la fuer uerza (definir cuáles son son los ej ejes x,y de ref referenc renciia a uti utilizar) zar) Nota Nota:: Se produc producirá irá una una pieza pieza por por cada cada golpe golpe de la prensa prensa.

EJERCICIOS DE PUNZONADO

EJERCICIOS DE PUNZONADO

OPERACIONES DE CORTE CARACTERÍSTICAS

DOBLADO Y/O CURVADO CARACTERÍSTICAS El dobl doblad adoo es es la oper operac ació iónn mas mas senc sencililla la desp despué uéss de la del del corte corte o punzon punzonado ado.. Es necesa necesario rio tener tener en cuenta: cuenta: 1. El radio radio de curvat curvatura ura:: Se Se recomi recomiend endaa que que el radi radioo de curvatur curvaturaa interi interior or sea sea may mayor or o igua iguall que que el espe espeso sorr de la lámi lámina na con con el el fin fin de de no no esti estira rarr excesi excesivam vament entee la fibra exteri exterior or causando causando su ruptura ruptura..

DOBLADO Y/O CURVADO CARACTERÍSTICAS 2. Elas Elastic ticida idadd del mate materia rial:l: la la pieza pieza tien tiende de a recupe recuperar rar su su forma forma natu natural ral..

DOBLADO Y CURVADO COMBATE DEL RETORNO ELÁSTICO

a) y b) c) d) e) f)

sobredoblado deformación pl plástica en el el doblez (láminas gruesas) compresión del doblez doblez con estirado doblez a alta te temperatura (disminuye el punto de cedencia)

DOBLADO Y/O CURVADO DIVERSAS GEOMETRÍAS

DOBLADO Y/O CURVADO TROQUEL CON MATRIZ DE ACERO

TROQUEL CON MATRIZ DE URETANO

DOBLADO Y/O CURVADO VARIOS TIPOS DE TROQUELES DE DOBLAR

DOBLADO Y/O CURVADO TROQUEL PARA PUNZONAR, CORTAR Y DOBLAR

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DOBLADO Y/O CURVADO TROQUEL PARA PUNZONAR, CORTAR Y DOBLAR

DOBLADO Y/O CURVADO CÁLCULO DEL DESARROLLO EN EL PLANO El desa desarr rrol ollo lo en el plan planoo de una una lámi lámina na dobl doblad adaa se calc calcul ulaa según según el plan planoo neut neutro ro de la la mism mismaa lámi lámina na (el (el plan planoo neu neutr troo no sufr sufree var varia iaci ción ón de long longititud ud en la oper operac ació iónn de dobl doblad ado.) o.) En el caso caso de dobl doblad ado, o, no no siem siempr pree el plan planoo neut neutro ro se hall hallaa en la mita mitadd del del espe espeso sor, r, sino sino que que puede puede result resultar ar despla desplazad zadoo hacia hacia el centro centro de la curv curvat atur uraa en rela relaci ción ón con con el espe espeso sorr de la lámina. Experi Experimen mental talmen mente te se ha observ observado ado que que la distan distancia cia “y” “y” del del plano plano neutro neutro a la superf superfici iciee inte interi rior or de la curv curvaa vie viene ne a ser ser igual igual a la mita mitadd del del espe espeso sorr S de de la la lámi lámina na cua cuand ndoo ésta ésta no supera supera 1mm: 1mm: Para s < 1mm, y = 1/2 s Para espesores mayores mayores habrá que calcular “y” de la tabla tabla de la sigu siguie ient ntee págin página. a.

DOBLADO Y/O CURVADO EJEMPLO DE CÁLCULO PARA UN DOBLADO A 90° Cono Conoci cien endo do la long longititud ud que que han han de tener tener las las alas alas A y B, y el radio radio de de curvat curvatura ura r; la la longit longitud ud total total L desa desarr rrol olla lada da (que que es es la que hay hay que que cort cortar ar en la lámi lámina na)) vend vendrá rá dada dada por: L = A + B + (2π ( r + y)) / 4 En caso caso de que que el ángu ángulo lo de dobl doblad adoo fue fuese se dist distin into to de 90°, 90°, la fórmula sería L = A + B + (2π ( r + y)) ((180 - α ) / 360) 360),, siendo siendo α el ángu ángulo lo de dobl doblad ado. o. El valor valor de “y” “y” puede tomarse tomarse de la tabla tabla siguie siguiente: nte: r/s y En esta esta tabl tablaa el 10 0.489 valor de la la columna columna 5 0.476 Y es el coefi oeficcient ientee 2 0.455 p o r e l q u e h ay q u e 1.5 0.437 mult multip iplilica carr s para para 1 0.420 obte obtene nerr “y” “y” 0.5 0.3775 0.2

0.3000

DOBLADO Y/O CURVADO MÉTODO ALTERNO PARA EL CÁLCULO DEL DESARROLLO DE UNA PIEZA DOBLADA A 90° L = (A + r + s) + (B (B + r + s) - 2(r+s) + (π /2)(r+y) L = A1 + B1 - [ 2( 2(r + s) - (π /2)(r+y) ] y llam llaman ando do K = 2(r 2(r + s) - (π /2)(r+y) Para Para un dobl doblez ez a 90° 90°: L = A1 + B1 - K Para dos doblec dobleces es a 90° 90°:: L = A1 + B1 + C1 - 2K Para Para tres tres dobl doblec eces es a 90° 90° L = A1 + B1 + C1 + D1 - 3K El valo valorr de de K se obti obtien enee de la tabl tablaa de la la siguiente página.

DOBLADO Y/O CURVADO .

DOBLADO Y/O CURVADO Ejem Ejempl plo: o: Calc Calcul ular ar el desa desarr rrol ollo lo de la la figu figura ra.. 1er.. Mé 1er Méto todo do

Para r/s = 3/2 = 1.5

y = 0.437 s y = 0.874 mm

Luego: L = 25 + 30 + (π /2 ( 3 + 0.874)) = 61.08mm

2do. 2do. Mé Métod todo o

Para s = 2 y r = 1.5s 1.5s K = 3.92 3.92 Luego: L = 30 + 35 35 - 3.92 = 61.08 61.08 mm

SOFTWARE PARA DESARROLLO AUTOMÁTICO

Dos dimensiones

Tres dimensiones

EJERCICIOS DE DOBLADO 1. Par Paraa las las piez piezas as mos mostr trad adas as cal calcu cula la la long longititud ud de la lámina desarrollada a)

b)

c)

d)

EJERCICIOS DE DOBLADO 2. Par Paraa las piez piezas as most mostra rada dass calc calcul ulaa y dibuja dibuja la geom geomet etrí ríaa de su desa desarr rrol ollo lo (pla (plano no))

DOBLADO Y/O CURVADO VARIANTES CURVADO

ARROLLADO

DOBLADO Y/O CURVADO VARIANTES BORDONADO

DOBLADO Y/O CURVADO VARIANTES ENGRAPADO

DOBLADO Y/O CURVADO VARIANTES PERFILADO

DOBLADO Y/O CURVADO DOBLADO DE TUBOS

FABRICACIÓN CONTÍNUA DE TUBOS CON COSTURA Y DIVERSOS PERFILES

CÁLCULO DE LA FUERZA NECESARIA PARA EL DOBLADO

Sabemos que:  M  f  = P / 2 ∗ l / 2 = Pl / 4 Ademas: σd = ( M  f  ∗ z ) /  I  Entonces: M  f  = (σd ∗ I  /   /  z Igualando: ( P ∗ l ) / 4 = (σd ∗ I ) / z Para Para una secc. secc. rect: rect: (I/z)=( (I/z)=(bs bs2 /6) Luego: P = (2 σd b s2 ) / 3 L

P- Fza. Fza. nece necesa sari riaa para para dob dobla lado do (N (N)) b- ancho de la la pieza (mm) L - distan distancia cia entre entre apoy apoyos os (mm) (mm) s - espe spesor de la lámina ina (mm (mm) − ment  M  f  Mome Mo ntoo flec flecto torr (N - mm) mm) σd- Esfu Esfuer erzo zo de flex flexió iónn neces necesar ario io para para la deform deformació aciónn perm permanen anente te 2 (N/mm ) I - Momento de inerc nerciia de la sección resp respec ecto to al eje eje neut neutro ro (mm (mm4 ). z - Di Dist stan anci ciaa máxi máxima ma de la fibr fibraa exter exterior ior al plano plano neut neutro ro (mm) (mm)

Según Según Schuler Schuler y Cincinnati; Cincinnati; σd = 2 σR

EMBUTIDO Cons Consis iste te en tran transf sfor orma marr una una lámi lámina na de metal metal en en un cuer cuerpo po hue hueco co tri tridi dime mens nsio iona nall en una una o mas mas pasa pasada dass. El materia materiall a embutir embutir debe ser dulce y reco recoci cido do..

En la la oper operac acio ionn de embut mbutir ir no se debe ebe modif odific icar ar el espe espeso sorr de la la lámi lámina na,, aunq aunque ue en la la práctic prácticaa esto esto no sea sea totalm totalment entee cierto cierto..

EMBUTIDO El troq troque uell se debe ebe lub lubrica icar par para dar may mayor flui fluide dezz al materi material al y prote proteger ger las las parte partess cont contra ra el roza rozamie miento nto..

EMBUTIDO TROQUEL DE DOBLE ACCIÓN

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EMBUTIDO ESQUEMA DE UN TROQUEL SENCILLO DE EMBUTIR

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EMBUTIDO DESARROLLO DE UNA CAJA CON BASE RECTANGULAR

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EMBUTIDO DESARROLLO DE LAS PIEZAS EMBUTIDAS Las Las fórm fórmul ulas as dan dan el diám diámet etro ro D del del disco disco desa desarr rrol olla lado do

EMBUTIDO DESARROLLO DE LAS PIEZAS EMBUTIDAS Las Las fórm fórmul ulas as dan dan el diám diámet etro ro D del del disco disco desa desarr rrol olla lado do

EMBUTIDO DESARROLLO DE LAS PIEZAS EMBUTIDAS Las Las fórm fórmul ulas as dan dan el diám diámet etro ro D del del disco disco desa desarr rrol olla lado do

TEOREMA DE PAPPUSGULDINUS Área Ár ea de una una supe superf rfic icie ie de revo revolu luci ción ón El área de una una supe superf rfic icie ie de revo revolu luci ción ón es igua iguall al prod produc ucto to de la long longititud ud de la la curv curvaa gene genera ratr triz iz por por la dist distan anci ciaa reco recorr rrid idaa por por el cent centro roiide de la curv curvaa al gene genera rarr el área de la super uperfifici ciee. A=θrL donde:

A = área de la superficie de revolución ángulo lo de revo revolu luci ción ón,, en radi radian anes es,, θ < 2π θ = ángu r = dist distan anci ciaa ent entre re el cent centro roid idee de la la curv curvaa gene genera rattriz riz y el el eje eje de revo revolu luci ción ón L = long longititud ud de la la curv curvaa gener generat atri rizz =

EMBUTIDO FUERZA NECESARIA PARA EL EMBUTIDO

En el inte interior rior del del cuerpo cuerpo σ1 > σ2 > σ3

σ2

σ1

σ3 - En el embu embutitido do σ3 = 0 pues pues no exis existe te fuer fuerza za que que mod modififiq ique ue el espe espeso sorr - Se deno denomi mina na resi resist sten enci ciaa a la la deform deformac ación ión:: que que no es un val valor or úni único σ1 - σ2 = Rd ni determinado determinado para para cada material. material. b0 - Al exist existir ir una deform deformac ación ión a espeso espesorr b1 constante, constante, el volumen también también permanece constante.

a0 a1

EMBUTIDO FUERZA NECESARIA PARA EL EMBUTIDO ao ,bo se deform deformaa hast hastaa a,b a espeso espesorr cons constan tante te Vc = ao bo = a1 b1 por lo tant tantoo: ( a1 b1 ) / (ao bo ) = 1 Recor ecorddando ando que

∴

Ln (a1 /ao ) + Ln (b1 /bo ) = 0

dx / x = Ln x

a1 Luego da /a = Ln (a1 / a0) y a0 a1 Entonces da /a + a0

b1 db /b = Ln (b1 / b0) b0 b1 db /b = 0 b0

EMBUTIDO FUERZA NECESARIA PARA EL EMBUTIDO y si Φ es la defo deform rmac ació iónn expe experi rime ment ntad adaa por por la lámina lámina a1 Φ = Ln (a1 /ao ) = da /a = “alarg “alargami amient entoo “ a0

Φ=

Ln (b1 /bo ) =

de tal manera que

Φa

b1 db /b = “estricc “estricción ión “ b0

+ Φb = 0

EMBUTIDO FUERZA NECESARIA PARA EL EMBUTIDO Fuerza Fuerza Radial: Radial: ( x + dx) dx) dα (σr + d σr ) - x d α σr Fuerza Fuerza tangen tangencial cial proyect proyectada ada en la la direcci dirección ón Radial: Radial: 2 dx sen(d sen(dα /2) σt En equili equilibri brioo : ( x + dx) dx) dα (σr + d σr ) - x d α σr = 2 dx sen(d sen(dα /2) σt Operan Operando do y simpli simplific ficand andoo difere diferenci nciale aless de orde ordenn supe superi rior or:: x d σr + σr dx = σt dx x d σr = σt dx - σr dx dσr = (σt - σr ) (dx (dx / x)

α σ

σ

σ

Además sabemos que

σ + σ

dσr

σr

deformación) = -Rd (dx (dx / x)

- σt = Rd (Resiste (Resistencia ncia a la

EMBUTIDO FUERZA NECESARIA PARA EL EMBUTIDO Ahora Ahora para conoc conocer er el esfu esfuer erzo zo radial radial inte integr gram amos os desd desdee el bord bordee de la lámi lámina na has hasta ta el bord bordee de de la matr matrIz Iz

r dσr R

r -Rd -Rd (dx / x) R

=

r

σr

= -Rd ( Ln x )] = Rd [ Ln (R / r)] r)] R

En la práct práctica ica Rd es variab variable le con con el el radio radio y se tomará tomará para para los los cálc cálcul ulos os un Rd m El área área someti sometida da al esfuer esfuerzo zo en el bord bordee de la matr matriz iz es 2π r s. Lueg Luegoo la fuerza fuerza de defo deform rmac ació iónn será será P= 2π r s σr

P= 2π r s Rdm Ln( R/r )

EMBUTIDO GRÁFICAS

EMBUTIDO CONSIDERACIONES 1.1.- Rd se incr increm emen enta ta con con el el aument aumentoo de la defo deform rmac ació ión. n. Lueg Luegoo Rd es míni mínimo mo en Ro y máxi máximo mo en r 2.- P es vari variab able le en toda toda la carrer carreraa del del punz punzón ón segú segúnn una una ley ley log logarí arítm tmic ica. a. Dich Dichaa fuerz fuerzaa es máxi máxima ma en la posic posició iónn ini inici cial al de la carrer carreraa del del punz punzón ón y dism dismin inuy uyee gradua gradualme lmente nte.. Por Por el contr contrari ario, o, el rozami rozamient entoo que al prin princi cipi pioo era mínim mínimo, o, alca alcanz nzaa su valo valorr máxi máximo mo al fin final al de de la la opera operaci ción ón.. 3.- En la la prác práctitica ca la fuerza fuerza teóri teórica ca P calc calcul ulada ada deber deberáá divid dividirs irsee entre entre un fact factor or de rend rendim imie ient ntoo < 1 debi debido do al roza rozami mien ento to de la lámi lámina na con con la la matr matriz iz.. Se recomi recomienda enda:: a) Construi Construirr matrices matrices con superficies superficies perfectament perfectamentee pulidas pulidas b) Admitir Admitir el juego juego correcto correcto entre entre punzón, punzón, lámina y matr matriz iz c) Lubricar Lubricar abundantemen abundantemente te.. 4.4.- Se debe deberá rá dar dar un buen buen radi radioo ρ de emb emboc ocad adur uraa a la matr matriz, iz, ya que si este este radi radioo es pequ pequeñ eñoo se puede puede produc producir ir una mayor mayor tens tensió iónn en las las fib fibras ras ρ = 8 a 10 10 vece eces e (lámina de acer acero) o) alumin inio) io) ρ = 3 a 5 veces e (lámina de alum

EMBUTIDO EN VARIOS PASOS

EMBUTIDO RELACIÓN DE EMBUTIDO Para Para el el embutid embutidoo profu profundo ndo en varias varias pasadas pasadas:: n: # de operaciones operaciones necesarias necesarias d: diámet diámetro ro medio medio del del recipi recipient entee m: h/d piezas peque pequeñas ñas,, 1/3 piezas piezas grande grandess ε:: 1/2 piezas

n = (h/ ε d) = m / ε

EMBUTIDO VARIAS PASADAS DE EMBUTIDO

EMBUTIDO EJERCICIOS 1. Para Para las piez piezas as embut embutida idass mostra mostradas das calc calcula ula el diámet diámetro ro del disco disco desarrollado. a)

b)

c)

d)

2. Se dese deseaa prod produc ucir ir un reci recipi pien ente te de 2,00 2,0000 pul pul de diám diámet etro ro y 6,5 6,5 pulgada pulgadass de profundid profundidad. ad. Suponga Suponga que las reduccione reduccioness diame diametrale traless porcentua porcentuales les posibles posibles cuando cuando no se recoce recoce el material material entre etapas etapas sucesi sucesivas vas son 50, 33, 20 y 15% 15% ¿Cuán ¿Cuánta tass operac operacion iones es de embuti embutido do se requie requieren ren para para produc producirir el recipi recipient ente? e? 3. Calc Calcul ulee la altura altura de cada cada uno uno de los los rec recip ipie ient ntes es inte interm rmed edio ioss obt obten enid idos os en el prob proble lema ma ante anteri rior or.. Veri Verififique que el resu resultltad adoo de la últi última ma etap etapaa del del proc proces esoo de embu embutitido do..

EMBUTIDO AL TORNO O RECHAZADO El proc proces esoo cons consis iste te en hace hacerr gira girarr un mode modelo lo en el cabe cabeza zall del del torn tornoo y medi median ante te presi presión ón con con una herram herramien ienta ta espe especi cial al adheri adherirl rlee poco poco a poco poco la lámi lámina na que que previamente previamente fue centrada. Los materiales materiales para este este proceso proceso deben deben ser muy dúctiles. El embu embutitido do al torn tornoo depe depend ndee de: - La velo veloci cida dadd de rota rotaci ción ón - La habil habilid idad ad del oper operar ario io - La forma forma de las herrami herramient entas as - La forma forma del del obje objeto to - La duct ductililid idad ad del materi material al

EMBUTIDO AL TORNO O RECHAZADO

EMBUTIDO AL TORNO O RECHAZADO

TIPOS DE TROQUELES COMPLEJOS TROQUEL COMPUESTO

TIPOS DE TROQUELES COMPLEJOS TROQUEL DE DOBLE ACCIÓN INVERTIDO

TIPOS DE TROQUELES COMPLEJOS TROQUEL DE COMBINACIÓN

TIPOS DE TROQUELES COMPLEJOS TROQUEL PROGRESIVO

TIPOS DE TROQUELES COMPLEJOS TROQUEL PROGRESIVO PARA EMBUTIR

ARREGLO TÍPICO DE UNA TROQUELADORA

PREGUNTAS DE REPASO 1. 2.

Cite Cite y descr describa iba 10 10 operac operacion iones es comun comunes es para para corta cortarr metale metales. s. Describ Describaa lo que sucede sucede cuando cuando se cizal cizalla la una una hoja hoja metálica. metálica.

3. 4. 5. 6. 7. 8.

¿Qué es el el esfue esfuerzo rzo sobre sobre un un punzón punzón o un dado? dado? ¿Cuáles ¿Cuáles son son sus sus desv desvent entajas ajas?? ¿Qué le sucede sucede a un un meta metall cuan cuando do se dobla? dobla? ¿Por ¿Por qué razón "muell "muellea ea de regreso regreso"? "? Describa Describa y compare compare las operacio operaciones nes de de estiramien estiramiento, to, embutido embutido,, compresión, compresión, prensado prensado y extrusión extrusión.. ¿Qué es la la confor conformaci mación ón a rodil rodillo lo en fr frío y cuándo es conve convenien niente te emplea emplearla rla?? ¿Qué fenómen fenómenos os se desarr desarroll ollan an cuando cuando se se embute embute una una taza taza partien partiendo do de una una lámina lámina metálica? metálica? ¿Para ¿Para qué sirve sirve un cojin cojincil cillo lo de de presi presión ón al al embut embutir ir una una taza? taza?

9. 10. 11. 12.

¿Qué factores factores limitan limitan la cantidad cantidad que puede puede embutirse embutirse una taza taza en una sola operaci operación, ón, y en total, antes del recocido? recocido? ¿Cuál es la diferencia entre estas dos circunstancias? Describa Describa el conformado conformado con con matriz matriz de de hule y sus limitaciones. limitaciones. Describa Describa el proceso proceso de hidro-conform hidro-conformado ado y sus ventajas. ventajas. Compare Compare entre entre sí los diversos diversos proceso procesoss de conformado conformado en dado elástico elástico y con el conformado conformado en dado dado rígido. rígido.

13. 14. 15. 16. 17. 18.

¿De qué manera se realiza realiza la la conformació conformación n rotatoria rotatoria de los los metales? metales? ¿Cómo se se compara compara con la embutic embutición? ión? Describ Describaa tres tres clases clases de tome tomeado ado a rodil rodillo. lo. Describ Describaa el remachad remachado, o, la fijaci fijación ón por ojillo ojilloss (staking) y cosido de los metales. ¿Cuáles son las característi características cas de una prensa prensa que determin determinan an su capacidad? capacidad? ¿Cuáles son las las unidades unidades básicas básicas de una una prensa prensa y qué qué función función desempeña desempeña cada una de ellas? ¿Cuál es el tipo tipo más más común de bastidor bastidor de prensa prensa y cuáles son son sus ventajas ventajas y desventaja desventajas? s?

19.

¿Cuáles son son los principi principios os de diseño diseño y las ventajas ventajas de los bastidore bastidoress tipo costado costado recto? recto?

PREGUNTAS DE REPASO 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27.

¿Cuál es la diferen diferencia cia entre una una prensa de de manivela manivela doble y una de de acción acción doble y cuál es el el propósito propósito de cada una de ellas? ¿Cuál es la diferencia diferencia entre entre una prensa de junta junta articulado articulado y una una de palanca acodillada acodillada y cuál cuál es el el propósito propósito de cada una de ellas? ¿Cómo deber deberáá seleccionarse seleccionarse una prensa prensa para obtener el máximo de producción producción de una una operación operación de embutido embutido?? ¿Por qué? Explique Explique cuantitativam cuantitativamente ente de qué manera se obtiene obtiene la energía energía durante durante la carrera carrera de una prensa prensa mecánica mecánica ¿Qué clases clases de moto motores res se usan usan en las las pren prensas sas?? Descri Describa ba una una prensa prensa revóIve revóIverr y enuncie enuncie sus sus ventaj ventajas as ¿Cuáles son son los principio principioss en que se basa basa el funcionamient funcionamiento o de las prensas de producci producción ón alta? Describa un dado dado progresiv progresivo, o, uno de combinaci combinación ón y uno compuesto compuesto

28. 29. 30. 31.

Describa Describa los modos comunes comunes usados usados para para alimentar alimentar mecánicament mecánicamentee el material material a las prensas. prensas. ¿Cuáles son son los dos tipos tipos de dispositivo dispositivoss que imparten imparten protecció protección n durante la operación operación de las prensas? prensas? ¿Por qué qué es necesario necesario tomar tomar en considerac consideración ión la línea neutra de doblado para para calcular calcular las longitudes longitudes desarrolladas? desarrolladas? Explique Explique las diferencias diferencias que que existen existen entre los efectos de de las operaciones operaciones de doblado y embutido embutido sobre la la estructura de de un material.

32.

¿Puede un material material doblarse doblarse alrededor alrededor de un eje eje paralelo paralelo o perpendicular perpendicular a la dirección dirección de los granos granos?? ¿Por qué? Relacione su respuesta con la dureza del material. Describa Describa las fuerzas fuerzas que actúan durante una una operación operación de doblado. Describa Describa las fuerzas fuerzas que actúan durante una una operación operación de embutido. embutido.

33. 34.

PREGUNTAS DE REPASO 35. 36. 36.

¿Por qué puede doblarse doblarse el cobre y no puede doblars doblarsee el hierro fundido? fundido? ¿Por ¿Por qué qué es difi difici cill embut embutir ir el plomo? plomo?

37. 38. 39.

¿Cuál es el el método método más práctico práctico para para compensar compensar el efecto efecto de la recuperació recuperación n elástica o muelleo muelleo durante el doblado? Describa Describa el método para determinar determinar las las dimensiones dimensiones inicial iniciales es del material material para para embutir algún algún recipiente. recipiente. ¿Cómo se comparan las áreas áreas del material material inicial y del recipiente recipiente terminado terminado si el espesor espesor del material material no se afecta durante el embutido? ¿Qué es el el planch planchado ado en en la operaci operación ón de de embutid embutido? o?

40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49.

50.

¿Cuál es es la funci función ón de la placa prensa-chapas prensa-chapas durante durante la operación operación de embutid embutido? o? Describa el proceso proceso de de formaci formación ón de arrugas en un recipiente. recipiente. ¿Qué regla regla gener general al existe existe para para defi definir nir el el radio radio del del redondea redondeamien miento to de un punzón punzón para embutido embutido?? ¿Cuál ¿Cuál es larecomendació larecomendación n para definir el radio de redondeamiento redondeamiento de la embocadura de una matriz para embutido? ¿Qué tanto puede reducirse reducirse el espesor espesor de la pared de un recipiente? recipiente? Compare la operaci operación ón de troqueles de acción acción sencilla sencilla y doble. Haga un diagra diagrama ma de una una matriz matriz inversa inversa e identifi identifique que todos todos sus componentes. componentes. ¿En qué qué se diferenci diferenciaa una matriz progresiva progresiva de una matriz de transfer transferencia? encia? ¿Qué es el embuti embutido do invers inverso? o? ¿Por ¿Por qué se utiliza utiliza en la producci producción ón de recipien recipientes tes?? Una fábrica fábrica que produce lámina lámina de latón latón por el ciclo de "trabajo "trabajo en frío frío y recocido" detecta detecta que, en operaciones operaciones de embutido profundo subsiguientes, la lámina está expuesta a rasgaduras. El examen de la micro-estructura demostró la presencia de granos excesivamente grandes. Explique con claridad las dos maneras en que este efecto pudo producirse, y tome las medidas para evitar estas pérdidas. a) Describa la acción de corte que ocurre cuando se corta lámina metálica con herramientas de acero endurecido. b)Describa un método método para reducir la carga máxima de herramienta durante una operación como como ésta,y explique explique con claridad claridad por qué se reduce la carga.