Conceptos básicos sobre Embuticiones...Una inadecuada dimensión de los radios hará que: La...

1

Conceptos básicos sobreEmbuticiones

Inst. Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey

Mayo - 2008


Mayo - 2008

2

Comportamiento del Material

Compresión

Compresióny Tracción

Tracción

Máxima Tracción

3

Zona de Compresión Radial

Zona con ligera compresióndel Material

Comportamientodel Material similar

al de un doblado


4


Como resultado de la tensión-compresión a que se ve sometido el Material durante la embutición, éste, tiene tendencia a formararrugas en todo el perímetro exterior de la pieza.

Las dificultades mas frecuentes que se presentan son: adelgazamiento del material, arrugas, grietas, roturas, rayaduras, deficiente embutición, …...

7

Reducción de la Embutición

Punzón

Pisador

Pieza

Matriz

En proceso de Reducción

Inicio de la Reducción

8

Útiles de Embutición

Punzón

PisadorPieza

Matriz

Embutición en Proceso

Inicio de la Embutición

9

Variables de influencia en las Embuticiones

Material

◊ Tipo de Material.◊ Espesor.◊ Geometría de pieza.◊ Fuerza del Pisador.◊ Velocidad de Embutición.◊ Lubricación.◊ Radios del Utillaje.◊ Temperatura del Material.◊ …..

Espesor

Geometría

FuerzaPisador

VelocidadEmbutición

Lubricación

RadiosUtillaje

Temperatura

10

Tipo de material y espesor

◊ Es de vital importancia que las propiedades y el espesor del material no cambien a lo largo de las distintas fabricaciones.

◊ Las variaciones de dureza o de espesor, hace que aumenten las dificultades de transformación y que en algunos casos resulte imposible de conseguirlas.

11

◊ En general, las embuticiones de forma cilíndrica son siempremas fáciles de obtener que las cuadradas o rectangulares.

◊ De la misma forma, las embuticiones irregulares y de alturas desiguales acostumbran a ser mas difíciles que las cuadradas.

Geometría de pieza y Fuerza del Pisador

◊ La fuerza del pisador se considera fundamental para lograr la embutición. Su aplicación viene determinada por la superficie y el espesor del material y por sus características.

Punzón

MatrizMatriz

Pieza

12

Velocidad y Lubricación

◊ Cada material tiene una velocidad óptima de embutición. Las velocidades lentas reducen los riesgos de rotura mientras que las altas lo aumentan.

◊ En la mayoría de casos, las prensas hidráulicas son las mas aconsejables para embutir. Su versatilidad de funcionamiento las hace mas ventajosa que las mecánicas.

◊ La lubricación resulta fundamental en las embuticiones. El tipo y lacantidad de lubricante dependeráde la severidad de la operación,del tipo de material y de las condiciones de transformación.

Lubricante

Lubricante

13

Radios del UtillajeUna inadecuadaUna inadecuada dimensión de los radios hará que:

◊ La embutibilidad de la pieza se vea reducida.◊ Provoque alargamientos o roturas en el material.◊ Origine pliegues o arrugas en la pieza.

Una adecuadaUna adecuada dimensión de los radios servirá para:

◊ Facilitar el deslizamiento de la chapa.◊ Disminuir la resistencia al rozamiento.◊ Agrupar las moléculas del material durante su embutición.

14

Temperatura del Material

Temperatura 5º

Temperatura 30º

◊ La deformación de la chapa se ve claramente mejorada con elaumento de la temperatura.

◊ En estas condiciones, se desarrolla un gradiente térmico en el material que afecta beneficiosamente a su embutibilidad.

◊ Este hecho es muy relevante y debe tenerse en cuenta en la fabricación.

16

Proceso de embutición

6º

5º

4º

3º

2º

1º

Desarrollo

17

Ejemplo

18

Proceso de Transformación

19

Nombre: “Soporte Izq. y Der”.Producción: 200.000 u./año.Material: Ap04.Espesor: 1 mm.

Proceso de Transformación

20

cc

bb

aaa) Piezas + Desarrollos.b) Piezas+Desarr. + Formatoc) Formato de Chapa

a) Piezas + Desarrollos.b) Piezas+Desarr. + Formatoc) Formato de Chapa

Estudio de la Pieza

21

aa

bb

cc

a) Zonas de seguridad.b) Material estampado.c) Variación de Espesores

a) Zonas de seguridad.b) Material estampado.c) Variación de Espesores

Simulación Embutición

22

F30: CortanteF30: CortanteF20: EmbutidorF20: EmbutidorF10: Corte FormatoF10: Corte Formato

F50: ConformadorF50: ConformadorF40: Cortante con carros later.F40: Cortante con carros later. F60: Punzonar y SepararF60: Punzonar y Separar

Definición “Método Plan”

27

Radios “r” de Punzón-Matriz

Radios “r”

Un Radio “r” adecuado:

Facilita el deslizamiento de la chapa durante su embutición.Disminuye la resistencia al rozamiento.Ayuda a agrupar las moléculas de material durante la embutición.Mejora el deslizamiento y mínimo alargamiento del material.

Un Radio “r” inadecuado:

Provoca roturas y/o alargamientos en las piezas.Provoca arrugas y/o falta de embutibilidad.Provoca estricciones en el material.

Valor “r” según esp. de chapa “e”:

<1 mm………………“r”= 6 - 8 * e>1 a 3 mm………… “r”= 4 - 6 * e>3 mm. …………… “r” = 2 - 4 * e

28

“Frenos”

Son “anillos o aros” perimetrales que se construyen en los Troqueles conla finalidad de “frenar” o retener el avance del material hacia el interior de la Matriz.En las zonas donde el que el material tiene tendencia a avanzar rápidamenteconviene colocar “frenos” en el perímetro exterior de la matriz para retenerlo ligeramente e impedir que se formen arrugas.

29

“Frenos”

Máxima restricción Mínima restricción

Ejemplo Frenos

30

Laminaciones

RayadurasMaterial

estirado

Roturas

Grietas

Arrugas

Defectos

Defectos en Embuticiones

DefectosDefectos

31

Defectos en Procesos de EMBUTICIÓN

Defectos en Procesos de EMBUTICIÓN

32

Causas Causas

Compresión del material

Radios excesivos en matriz

Arrugas

Insuficiente fuerza del pisador

Excesiva velocidad de embut.

“Frenos” mal diseñados

Excesiva holgura

33

Arrugas

DEFICIENTE FUERZA DE PISADO = ARRUGAS EN LAS PIEZAS

b) Excesiva fuerza=ROTURAS

PisadorChapaMatriz

Pieza Embutida

Punzón

Causas Causas

a) Poca fuerza=ARRUGASPoca fuerza de pisado

Excesiva fuerza de pisado

34

Arrugas

Causas Causas

Compresión del material

Insuficiente fuerza deL pisador

“Frenos” mal diseñados

Formato insuficiente

35

Arrugas

ArrugasLaterales

Grietas

Grietas por radio muy pequeño

Causas Causas

Deficiente pisado

Mala lubricación

Exceso velocidad

Radios inadecuados

36

Arrugas

Causas Causas

Deficiente pisado

Geometría de pieza

Exceso velocidad

Deficiente línea pisado

37

Arrugas

Causas Causas

Ausencia de frenos

Formato pequeño

Exceso de velocidad

Deficiente pisado

38

SolucionesSoluciones

Aumentar fuerza del pisador

Reducir tamaño del recorte

Arrugas

Reducir radios de la matriz

Poner “frenos” en matriz

Aumentar fuerza cojín

Mejorar lubricación

Mejorar acabados…….

39

Causas Causas

Radios de matriz pequeños

Bajo límite elástico del material

Poca holgura de embutición

Roturas

Excesiva velocidad de embutición

Diseño de pieza poco adecuado

40


Aumentar radios de embutición

Mejorar diseño de pieza

Mejorar calidad del material

Aumentar holgura de embutición

Roturas

Reducir velocidad de embutición

41

Causas Causas

Descentramiento punzón-matriz

Inclinación punzónHuelgo mal repartido


Roturas

Excesiva velocidad

Radios insuficientes

Medidas incorrectas

42

Roturas

Causas Causas

Descentramiento p/matriz



Excesiva velocidad


Medidas incorrectas

43

Roturas

Causas Causas

Descentramiento p/matriz



Excesiva velocidad


Medidas incorrectas

44

Roturas

Causas Causas

Radios punzón-matriz inadecuadosFormación de arrugas

Deficiente fuerza del pisador

Deficientes acabados superficiales

Poca holgura punzón-matriz

45

Causas Causas

Radios de matriz pequeños

Material de mucho espesor

Marcas

Excesiva velocidad de embutición

Excesivo juego de embutición

Reducción de embutición excesiva

46


Aumentar radios de matriz

Reducir espesor del material

Marcas

Reducir velocidad de embutición

Controlar juego de embutición

47

Causas Causas

Partículas sueltas

Suciedad en utillaje

Marcas superficiales

Desprendimientos de part.

Deficiente limpiezaMaterial con suciedad

48


Mejorar limpieza

Marcas superficiales

Pulir los útiles

Eliminar residuos

49

Causas Causas

Insuficiente pulido de la matriz

Desprendimiento de partículas

Rayaduras

Soldadura en frío en superficie

Desgaste abrasivo

Poca lubricación

50


Pulir más la matriz o punzón

Mejorar la lubricación

Rayaduras

Eliminar partículas desprendibles

Controlar la laminación del material

51

Causas Causas

Fuerza insuficiente del cojín

Adelgazamiento del material

Formas poco definidas

Poca fuerza de la prensa

Falta de picada de la matriz

52


Aumentar fuerza del cojín

Cambiar a prensa con mas fuerza

Formas poco definidas

Regular picada Montar testigos de picada

53

Herram. de simulación

Análisis y predicción

Diseño optimizado

AnAnáálisis predictivolisis predictivo(AMFE)(AMFE)

Puesta en marchaasistida

Puesta en marchaasistida

Monitorizacióndel proceso


Herramientas de ayudaHerramientas de ayuda

Prevención de defectos

54

Análisis predictivoy simulaciones

Análisis predictivoy simulaciones

Puesta en marchaPuesta en marchaasistidaasistida



Sistematizar el proceso

Preparación eficiente

Mantenimiento adecuado



55


Análisis predictivo:simulaciones

Análisis predictivo:simulaciones

Puesta en marcha asistida

Puesta en marcha asistida

MonitorizaciMonitorizacióónndel procesodel proceso

Control del proceso

Control de la produc.

Control de la calidad


56

Resumen final

En general, la mayoría de defectospueden y deben minimizarse con:

•Un buen Diseño de los útiles.•Una adecuada Construcción.•y un buen Mantenimiento.

57


Mayo - 2008


Mayo - 2008

Conceptos básicos sobre Embuticiones...Una inadecuada dimensión de los radios hará que: La...

Documents

Transcript of Conceptos básicos sobre Embuticiones...Una inadecuada dimensión de los radios hará que: La...