Optativa 1.0.pdf

Universidad Nacional de Ingeniería Facultad de Tecnología de la Industria Ingeniería Mecánica

Materia: Conformado de Metales. Docente: Ing. Rodolfo A. Guerrero Reyes Estudiantes: •

Nayarid Adyeren Ocaña Álvarez

• Francis Lisandra Reyes Hernández • Bryan Alexander Campos Sánchez • Dania Valeska Rizo Chavarría

Formas De La Herramienta Y Condiciones De Trabajo Durante El Proceso De Embutido  La herramienta de embutido esta formada por el punzón de embutido, el anillo de embutir y el pisador. El pisador sujeta la lamina de metal, el punzón deforma la lamina que pasa a través del anillo de embutir, dando a la lamina la forma de copa.

TIPOS DE HERRAMIENTAS DE EMBUTIDO  Embutido de acción simple: En este tipo de herramienta el disco recortado a embutir se fija en su asiento, al actuar la placa prensa disco, el punzón comienza a penetrar el material en la matriz en su totalidad.

 Herramientas de Embutido de Doble Acción  En este tipo de herramientas, el punzón se ubica en la parte superior de la corredera (prensa), el disco recortado se ubica también en su asiento en la matriz y el punzón y la placa prensa disco actúan simultáneamente y la matriz cuenta con el expulsor.

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Herramienta de Embutido Telescópico.

 Se utiliza en piezas previamente embutidas con la finalidad de conseguir una mayor altura y por consiguiente una pieza de menor diámetro, para ello se debe contar con un juego de punzón y matriz adecuado, de tal manera de conseguir el objetivo, como quiera que con el embutido previo, el material deformado ha conseguido una acritud debe ser tratado térmicamente para recobrar su elasticidad, esto se debe aplicar en cada fase del proceso de embutido.

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Herramientas de Embutido Inverso

 La embutición invertida ofrece la posibilidad de ahorrar una o dos etapas de embutición. Con éste tipo de embutición la pieza previamente embutida se dispone con la abertura hacia abajo sobre una matriz negativa de embutir. El punzón de embutir que desciende sobre la pieza así dispuesta la vuelve de modo de modo que era hasta ahora superficie interior se convierte en superficie exterior de la misma.

Condiciones de trabajo durante las operaciones de embutido  Operaciones de Embutido:

 Reembutido: Si el cambio de forma que requiere el diseño de la parte es demasiado severo (la relación de embutido es demasiado alta), el formado completo de la parte puede requerir más de un paso de embutido. Al segundo paso de embutido y a cualquier otro posterior, si se necesita, se le llama reembutido.

 Embutido de formas no cilíndricas: Muchos productos requieren el embutido de formas no cilíndricas. La variedad de formas embutidas incluyen formas cuadradas, cajas rectangulares (lavados), copas escalonadas, conos, copas con bases esféricas más que planas y formas curvas irregulares (carrocerías de automóviles). Cada una de estas formas representa un problema técnico único en embutido

 Embutido sin sujetador: La función principal del sujetador consiste en prevenir el arrugado de la brida mientras se embute la parte. La tendencia al arrugamiento se reduce al aumentar la relación entre el espesor y el diámetro de la forma inicial. Si la relación t/Db, es lo suficientemente grande, se puede alcanzar el embutido sin necesidad de un sujetador.

 El flujo de material en piezas con forma irregular es muy complejo, por este motivo se expone el caso más sencillo: el embutido del vaso o embutido cilíndrico. La chapa inicial para embutir un vaso cilíndrico es de geometría circular y durante el proceso de embutido esta silueta circular fluye hacia el centro de la matriz a medida que el punzón desciende y obliga al material a pasar por la abertura de dicha matriz. Durante este proceso las diferentes zonas de la chapa o pieza se van a ver sometidas a diversos esfuerzos y tensiones.

Fases del Proceso:  1. Se coloca una silueta circular con espesor to y diámetro D sobre la superficie de la matriz que tiene una abertura con el diámetro d2. Normalmente, en la arista de la abertura de la matriz está aplicado un radio rd.  2. El pisador pisa la chapa y se inserta el punzón con el diámetro d1 en la dirección del eje. El extremo del punzón tiene el radio rp. Este mismo radio queda como el radio del fondo del vaso embutido.

 3. Conforme el punzón se introduce en la matriz, se embute la parte central de la silueta progresivamente mientras el perímetro de la silueta se desliza sobre la superficie de la matriz y se traslada hacia el interior de la misma.

 4. Al encoger la circunferencia de la silueta se generan esfuerzos de compresión en la dirección circunferencial de la chapa, los cuales pueden provocar el pandeo y producir arrugas. Para evitar este fenómeno se sujeta la silueta con el pisador.  5. En el momento de que se embute la chapa, se comprime en la dirección circunferencial y se dobla recibiendo la tensión en la dirección radial simultáneamente en la boca de la abertura de la matriz. De igual manera la parte que tiene contacto con la cabeza del punzón recibe la tensión, sobre todo las zonas de los radios de matriz y punzón son la que recibe la mayor tensión del doblado. La zona cilíndrica entre rd y rp, la cual corresponde a la pared lateral del recipiente se estira verticalmente.  6. Así la silueta avanza gradualmente a través de la abertura de la matriz recibiendo diversas fuerzas y deformándose. Si el material resiste los esfuerzos que se generan durante este proceso, la pieza se conformará plásticamente alcanzando su forma final.

Calculo del diámetro primitivo:  Aplicando el principio de conservación del volumen tenemos que:  Área disco primitivo= área exterior de la pieza embutida.

Análisis del embutido (casquillo cilíndrico)

 Relación de embutido m, la relación mínima depende del material, con materiales de mayor embutibilidad se logran m de 0.55 : 

m=d/D

 Fuerza de embutido Fe:

𝑭𝒆 = 𝝅𝒅𝝉𝝈𝒓

𝑫 − 𝒅

𝟎. 𝟕

 𝝈𝒓 = tensión de rotura del material  Fuerza del pisador o prensa chapas: 𝑭𝒑 = 𝑷𝝅/𝟒(𝑫𝟐 − 𝒅𝟐 ), donde p es la presión del pisador.

Análisis del embutido (casquillo cilíndrico)

 Trabajo de embutido Le: 𝑳𝒆 = 𝑭𝒑 + 𝑭𝒆𝝌 𝒉  Donde: 𝒅

 𝝌 = 𝒇(𝑫) valor adimensional, se encuentra en tablas.

 h: altura del casquillo embutido.

Materiales usados para el proceso de embutidos:

 Aceros laminados en frio.  Aceros inoxidables del tipo: AIISI 304, AISI 316

 Aleaciones de aluminio  Otras aleaciones cuyo comportamiento se acerca al Latón