Post on 08-Apr-2016
E M B U T I D O Proceso de conformado para lograr formas huecas partiendo de un trozo de chapa plano
Deformación plástica bajo un estado de tensiones complejo
Vasto campo de aplicaciones: Carcasas, envases, recipientes, utensilios, autopartes, coberturas de dispositivos, parte de artefactos electrodomésticos, etc.
Brazo suspensión
Cárter aceite
Carcasa halógeno
Protector
Tapa-guía
Tapa protecciónGuardapolvos disco freno
Carcasa secamanos
Configuración del herramental básico
Caso más simple Embutido de copa cilíndrica
Sectores del disco de partida (D) Brida (corona circular) Círculo central (d)
EXTRACTOR
PUNZON
CHAPA
MATRIZ
PRENSACHAPA
Flujo en la brida
Estado de tensiones simplificado: pseudo-plano
Tendencia al pandeo
Arrugas radiales
Interacción entre los triángulos y rectángulos característicos
Prensachapas: hidráulicos, neumáticos, resortes, elastómeros, guiado sin presión. Presión insuficiente
del prensachapa
Tensiones simultáneas Brida-Pared-Fondo
PARED
FONDO
BRIDA
Zonas de la chapa
PRENSA
MATRIZChapa
CHAPA
PUNZON
Extensión de c/zona: f ( diámetros disco, punzón y matriz, y radios borde punzón y entrada matriz
Efectos sobre los puntos de cada zona durante el recorrido Embutido radial progresivo hacia la boca de la matriz Adelgazamiento súbito por doblado plástico en la boca Resbalamiento por el todo el arco del borde Desdoblado en el final del arco (enderezado) Estirado entre el punzón y la matriz Doblado y resbalamiento sobre la cabeza del punzón
ZONAS X Y
Z
INTERMEDIO
Factores Geométricos
Varios factores de índole geométrica inciden sobre la fuerza P, sobre la resistencia de la copa, y sobre el área de la sección transversal La fuerza P solicita con tensiones de tracción a la pared de la copa, siendo su zona mas débil la de los Necks N1 y N2
Huelgo entre punzón y matriz
Radio del borde del punzón
Radio de embocadura de la matriz
Relación de embutido
Factores Geométricos
Huelgo entre punzón y matriz
dm
Dp
t+j/2
j/2
Resulta de los diámetros Dp y dm de punzón y matriz, y del espesor t de la chapa
Cuando Dp= dm – 2t huelgo j = 0 Embutido “brillante” (planchado)
En general: Dp = dm – 2 siendo = t + j/2
Embutido Profundo: el huelgo no afecta a P Planchado y/o c/estiramiento: < > P
Influencia del huelgo sobre P
Radio del borde del punzón
No afecta a P, sin embargo puede decidir la factibilidad de embutido de la copa << rp doblado más severo Neck N2 más delgado > riesgo de rotura >> rp posibles arrugas (mayor región sin apoyo, zona Y)
Regla práctica de diseño
Cuando la copa final requiere varias etapas:
rpi = (Dpi - Dpi+1 ) / 2
rpi
dmi
Dpi
Dpi+1
Radio de embocadura de la matriz
(también llamado “radio de embutido” re)
Para chapa de acero:
Para metales livianos: re 10% mayor
Para Zinc: re 25% menor
> re menor efecto sobre P pero mayor zona Y (arrugas)
< re doblado más severo (neck N1) < Sección resistente > P < Embutibilidad
Relación de embutido
m = d / D
Es el menor diámetro de copa obtenible con un disco D, en 1 sola etapa de embutido profundo
d
d: diám. medio copa
D: diám. disco
Material
rp
re
m (0,5 0,7)
“m” menor Roturah
ReembutidoAltura “h” no obtenible en una sola etapa reembutidos sucesivos
m1 = dx+1 / dx
Datos: d, h, m, m1 Incógnitas: D, cantidad de operaciones necesarias, di, hi
Métodos de reembutido
m1 > m (menor reducción)
m1 = 0,75 0,90
DIRECTOS
INVERSOS
Anillosprensachapa
DIRECTO Mantiene lado = deformación total Sentido de las def. distintos Huellas rayado externas P similares > re posible p/peq. reducción
INVERSO Alterna el lado = deformación total = <%red. últ. etapa Sentido de las def. repetido Huellas rayado int. últ. etapa = P similares
Endurecimiento progresivo recristalización por recocido
Forma y medida de la chapa inicial
Tipos de piezas: de simetría axial, de simetría plana, asimétricas
Disco de chapa para copa cilíndrica (simetría axial)
Se supone espesor invariable
A partir de prototipo
A partir del plano
Disco de chapa para copa perfilada (con simetría axial)
Igualando superficies de pieza y disco (fórmulas)
Lubricación: generalidades
Lubricación disco lado matriz Reducción efectos perjudiciales de la fricción
Zonas deFRICCIÓN
Fuerza de embutido Desgaste de la matriz Huellas sobre las piezas Adelgazamiento chapa Necks (lado punzón)
afectan
Lubricación lado punzón Facilita el deslizamiento de la chapa
Mayor riesgo de rotura en Necks Reduce el espesor Disminuye la embutibilidad
Factores de influencia en la
lubricación
Velocidad del embutido y Reducción Rugosidad superficial Viscosidad Resistencia de la película Propiedades mecánicas Composición química
Disco-matriz Disco-prensachapa Disco-punzón
Lubricación – Economía – Preparación - Recetas
Mayor velocidad de embutido Lubricante mas resistente (+grafito en polvo)
Recubrimiento de la chapa (cobreado, fosfatado)
Absorción de lubricante por porosidad (lubricantes exentos de grasa: emulsiones, lechada de cal)
Piezas con terminación superficial exigente
Aditivos con Mo
Residuos sólidos (eliminables con ácidos o mordientes)
Reducción del consumo de lubricante
Embocaduras de Cromo duro Metal duro
Superficies pulidas
Preparación de la chapa Remoción de óxidos (cepillado)
Piezas a pintar o soldar Desengrasado finalÁlcalis Tricloroetileno Percloroetileno
Piezas a recubrir con metales nobles o superficies exentas de
rayas
Recubrimiento con película plástica a pistola (1020m) Películas termoplásticas (fluoruro de polivinilo (0,1 0,3mm) Reducciones hasta 15% mayores
Tipos de lubricantes
LUBRICANTES
AceitesMineralesVegetales Animales
Grasas
SintéticosBarnicesLáminasAceites de ésteresAceites siliconados
Propiedad lubricante: El mejor producto es el que produce menor reducción del espesor
Requisitos adicionales
No atacar químicamente a la matriz ni a la chapa No ser corrosivo No ser tóxico
Para mayor reducción en una etapa Lubricantes viscosos