Conformado de Chapa_industrial
-
Upload
diegueins84 -
Category
Documents
-
view
239 -
download
0
Transcript of Conformado de Chapa_industrial
-
7/25/2019 Conformado de Chapa_industrial
1/19
Tema 6: Conformado de chapa 1/19
MMDULO II: CONFORMADO PLDULO II: CONFORMADO PLSTICO DESTICO DE
METALESMETALES
TEMA 6: Conformado de chapaTEMA 6: Conformado de chapa
TECNOLOGTECNOLOGAS DE FABRICACIAS DE FABRICACIN Y TECNOLOGN Y TECNOLOGA DEA DEMMQUINASQUINAS
DPTO. DE INGENIERDPTO. DE INGENIERA MECA MECNICANICA
Universidad del PaUniversidad del Pas Vascos Vasco EuskalEuskal HerrikoHerriko UnibertsitateaUnibertsitatea
-
7/25/2019 Conformado de Chapa_industrial
2/19
Tema 6: Conformado de chapa 2/19
1. Caractersticas de los productos de chapa
2. Comportamiento de la chapa ante la deformacin
3. Corte
4. Doblado
5. Embuticin
6. Cuestionario tutorizado
7. Oportunidades laborales: empresas y productos
ContenidosContenidos
-
7/25/2019 Conformado de Chapa_industrial
3/19
Tema 6: Conformado de chapa 3/19
1. Caracter1. Caractersticas de lossticas de losproductos de chapaproductos de chapa
CHAPA: producto plano de anchura igual o superior a 600mm. Se obtiene por laminaciones ytratamientos trmicos sucesivos del material.
- Chapa fina: espesor < 3mm- Chapa gruesa: espesor > 3mm
Otros productos relacionados:- Banda: producto plano laminado en caliente y suministrado en forma de bobina.- Fleje: banda cuya anchura de laminacin es < 600mm
Los productos de chapa se obtienen por deformacin plstica del metal EN PRENSAS, utilizandoherramientas COMPLEJAS Y CARAS denominadas TROQUELES.
Ejemplo de embut icin de un producto de chapa. Serepresentan esquemticamente los elementos que
configuran el troquel en este caso.
-
7/25/2019 Conformado de Chapa_industrial
4/19Tema 6: Conformado de chapa 4/19
1. Caracter1. Caractersticas de lossticas de losproductos de chapaproductos de chapa
CARACTERSTICAS DE LOS PRODUCTOS DE CHAPA: Formas complejas con excelentes acabados superficiales.
Piezas de elevada relacin rigidez/peso
Alta PRODUCTIVIDAD (ratios de hasta 1500 piezas/hora).
Solo se justifican SERIES LARGAS (coste de utillajes y medios de produccin).
Las industrias del AUTOMVIL, ENVASES y ELECTRODOMSTICOSson grandes usuarios de los procesos de conformado de chapa
-
7/25/2019 Conformado de Chapa_industrial
5/19Tema 6: Conformado de chapa 5/19
1. Caracter1. Caractersticas de lossticas de losproductos de chapaproductos de chapa
MATERIALES MS FRECUENTES: Acero al Carbono: el ms frecuente por su ductilidad.
espesor 1,5mm: carroceras de automvil,
electrodomsticos,
espesor hasta 12,5mm: llantas, recipientes a presin,
blindajes,
Aluminio: aeronutica y automvil de gama alta.
Aceros inoxidables: menaje y recipientes.
Aceros de alto lmite elstico: respuesta de los aceristas al
creciente uso del aluminio en carroceras. Otros materiales (cobre, magnesio, titanio,)
EJEMPLO: Porcentaje de piezas de chapa
del VW Passat en funcin del lmite elstico
del material:- 18% < 140 MPa
- 30% entre 180-240 MPa
- 25% entre 240-300 MPa
- 12% entre 300-420 MPa
- 15% > 1000 MPa
La industria del automvi l trabaja en eldesarrollo de nuevos materiales para
piezas de chapa con objeto de reducir elpeso del vehculo, y por tanto, su consumo
Datos de 2006: seespera que este
grupo aumente su
porcentaje hasta el50% en los
prximos aos
-
7/25/2019 Conformado de Chapa_industrial
6/19Tema 6: Conformado de chapa 6/19
1. Caracter1. Caractersticas de lossticas de losproductos de chapaproductos de chapa
OTROS EJEMPLOS DE UTILIZACIN DE ACEROS DE ALTO LMITE ELSTICO EN EL AUTOMVIL
Mercedes Clase A:67% HSS y UHSS
Porsche Cayanne:65% HSS y UHSS
VOLVO XC90
-
7/25/2019 Conformado de Chapa_industrial
7/19Tema 6: Conformado de chapa 7/19
2. Comportamiento de la chapa2. Comportamiento de la chapaante la deformaciante la deformacinn
Las propiedades de la chapa vienen determinadas por los procesosprevios de laminacin y tratamientos trmicos a los que haya sidosometida
ANISOTROPA: las propiedades no son iguales en todas las
direcciones como consecuencia de la recristalizacindireccional durante la laminacin (similar al fibrado
direccional en forja).
ESTADOS TENSIONALES VARIABLES EN LAS DISTINTAS
ZONAS DE LA PIEZA.
La anisot ropa puede provocar flujos dematerial d iferentes en las d iferentes
direcciones durante el conformado. En elejemplo, una copa correctamente embutida
(izquierda) y defectuosa (drcha) como
consecuencia de la anisotropa
Evolucin de los estados tensionales en unaoperacin de deformacin de chapa
-
7/25/2019 Conformado de Chapa_industrial
8/19Tema 6: Conformado de chapa 8/19
2. Comportamiento de la chapa2. Comportamiento de la chapaante la deformaciante la deformacinn
CONFORMADO EN FRO Y EN CALIENTE En fro: a temperatura ambiente.
Es lo ms habitual en aceros de bajo contenido en carbono y chapas de
bajo espesor.
En caliente:
Muy interesante en aceros de alto lmite elstico: reduce el lmite
elstico, aumenta la ductilidad y reduce la recuperacin elstica.
Tambin se utiliza en chapas de alto espesor.
Se fabrican en estampacin en caliente de chaparefuerzos de puerta, parachoques, refuerzos de
montantes y piezas de alta resistencia en general
Prensa hidrulica
LOIRE SAFE parala estampacin dechapa en caliente
-
7/25/2019 Conformado de Chapa_industrial
9/19Tema 6: Conformado de chapa 9/19
3. Corte3. Corte
Existen diferentes mtodos industriales para el CORTE DE CHAPA:
PUNZONADO: el material se cizalla por efecto del contacto
con el conjunto punzn-matriz.
CORTE POR LSER: un haz de luz de alta densidad deenerga provoca la fusin y el corte de la chapa.
Corte por lser de chapa
Punzn
Matriz
Chapa
PisadorMatriz yPunzn
Pisador
Troquel de corte para la fabricacinde una arandela
Pieza
final
Recorte
-
7/25/2019 Conformado de Chapa_industrial
10/19Tema 6: Conformado de chapa 10/19
3. Corte3. Corte
PUNZONADO: para llevar a cabo el punzonado es necesario un conjunto de herramientas llamadasPUNZN, MATRIZ Y PISADOR. La forma del agujero viene determinada por el punzn y la matriz.
El acabado de los bordes es funcin (entre otros factores) de la holgura entre punzn y matriz.
A mayor holgura, peor acabado.
Otros parmetros importantes: Material de la chapa.
Lubricacin.
Velocidad de bajada del punzn.
CORTE FINO: punzonado con muy pequea separacin punzn-matriz.
Proporciona un acabado excelente de bordes, pero requiere chapade muy buena calidad.
Matriz
Separacin punzn-matriz
Zona bruida
Zona fracturada
Rebaba
Micro-fotografa de un borde dechapa punzonado, Se aprecianlas zonas bruida y fracturada
-
7/25/2019 Conformado de Chapa_industrial
11/19Tema 6: Conformado de chapa 11/19
3. Corte3. Corte
PUNZONADO: para llevar a cabo el punzonado es necesario un conjunto de herramientas llamadasPUNZN, MATRIZ Y PISADOR.
Materiales de herramientas:
Punzn y matriz: aceros templados, metal duro,
fundicin nodular de alta resistencia. Pisador: fundicin laminar de baja resistencia.
Troquel progresivo para elpunzonado de chapa
-
7/25/2019 Conformado de Chapa_industrial
12/19Tema 6: Conformado de chapa 12/19
3. Corte3. Corte
El CORTE POR LSER se basa en fundir y/o vaporizar el material de chapa mediante la aplicacin de unaalta densidad de energa (haz lser) y posteriormente evacuarlo con un gas
Consigue cortes de alta calidad con poca prdida de material.
Se aplica para espesores en el rango 0,2mm - 6mm en acero, acero inoxidable y aluminio (entre
otros materiales). Permite la mxima flexibilidad: con el mismo cabezal lser es posible obtener cualquier
geometra de pieza, mediante programacin en un Control Numrico (frente al punzonado, en el
que con un punzn solo es posible cortar una geometra).
-
7/25/2019 Conformado de Chapa_industrial
13/19Tema 6: Conformado de chapa 13/19
4. Doblado4. Doblado
DOBLADO DE CHAPA: utilizando punzn y matriz se dobla lachapa hasta alcanzar un cierto ngulo.
Parmetros importantes:
Espesor de la chapa.
ngulo de doblado. Radio de doblado.
El doblado puede ser:
Una operacin parte de un troquel ms complejo
que incorpore otras operaciones de punzonado yembuticin.
Una operacin aparte que se realiza en mquinas
especficas denominadas PLEGADORAS.
Tambin son posibles otras configuraciones de
doblado, como el doblado de tubos o el doblado con
rodillos.
: ngulo dedoblado
R: Radio dedoblado
T: Espesor
-
7/25/2019 Conformado de Chapa_industrial
14/19
Tema 6: Conformado de chapa 14/19
4. Doblado4. Doblado
PLEGADO.
DOBLADO CON RODILLOS.
Punzn
Matriz
Chapa
Estructura
Cilindrohidrulico
Se trata de una mquina de ControlNumrico que permite programar yllevar a cabo de forma automtica
operaciones de doblado
-
7/25/2019 Conformado de Chapa_industrial
15/19
Tema 6: Conformado de chapa 15/19
4. Doblado4. Doblado
ANLISIS DE LA OPERACIN DE DOBLADO:
Recuperacin elstica o springback:
aparece un momento recuperador
debido a que la chapa trabaja en la zona
elstica. La recuperacin es tanto mayor
cuanto mayor es el lmite elstico de
la chapa.
Es difcil saberlo a priori: simulacin
numrica o ensayos previos.
Soluciones:
sobre-flexionar la chapa.
trabajar en caliente.
Radio mnimo de doblado: las fibras
ms externas trabajan a traccin y
pueden superar la tensin de rotura del
material. El radio mnimo depende de:
el material de la chapa. su espesor.
EJEMPLO: radio mnimo del acero de bajocontenido en carbono, sin tratamiento
trmico: R=0,5T
-
7/25/2019 Conformado de Chapa_industrial
16/19
-
7/25/2019 Conformado de Chapa_industrial
17/19
Tema 6: Conformado de chapa 17/19
5. Embutici5. Embuticinn
LMITE DE EMBUTIBILIDAD (LDR): existe un dimetro mximo de chapa que puede embutirse para uncierto dimetro de punzn sin que aparezcan grietas.
Un control defectuoso de la operacin de embuticin puede provocar la aparicin de daos en la pieza: Aparicin de grietas. Aparicin de arrugas.
LDR=Dimetro mximo de chapa
Dimetro de punzn
Grieta producida en lachapa durante la
embuticin de una piezade automvil
-
7/25/2019 Conformado de Chapa_industrial
18/19
Tema 6: Conformado de chapa 18/19
6. Cuestionario6. Cuestionario tutorizadotutorizado
1. Por qu crees que los troqueles son tan caros?
2. Por qu crees que a los fabricantes de automvil les resultan tan interesante el desarrollo de acerosde alto lmite elstico?
3. Crees que los estados tensionales de una pieza forjada y de una pieza de chapa estampada tienenalgo en comn? Razona la respuesta.
4. Qu aspectos tendras en cuenta a la hora de elegir entre el corte por lser y el punzonado?
5. Qu resistencia mecnica puede alcanzar una fundicin nodular para la fabricacin de punzones y
matrices? Y qu elongacin?
6. Analiza los estados tensionales en la zona plana de una copa durante su embuticin. Son igualesdichos estados tensionales a lo largo de toda la pieza y de todo el proceso?
7. Por qu crees que la presin del pisador es una variable crtica en el proceso de embuticin?
8. Por qu la recuperacin elstica o springback es un problema mayor en los aceros de alto lmiteelstico?
9. Cmo crees que influira la ductilidad de la chapa en la aparicin de rebaba en una operacin decorte?
-
7/25/2019 Conformado de Chapa_industrial
19/19
Tema 6: Conformado de chapa 19/19
Troquelera BATZProductos para AUTOMOCINLocalizacin: Igorre (Bizkaia)www.batz.com
7. Oportunidades laborales: empresas7. Oportunidades laborales: empresasy productosy productos
MATRICI S. Coop.
Productos para AUTOMOCINLocalizacin: Zamudio (Bizkaia)www.matrici.com
GESTAMP AutomocinProductos para AUTOMOCINLocalizacin: Abadio, con plantas en todo el mundowww.gestamp.com
Estampaciones RUBIProductos para AUTOMOCINLocalizacin: Vitoria (lava)www.estampaciones-rubi.com
FAGOR ArrasateFabricacin de SISTEMAS LLAVE EN MANO(lneas prensas, sistemas de estampacin, lneas de corte,)Localizacin: Hernani (Gipuzkoa)www.fagorarrasate.com
ESTAMPACIONES TROKELAN, TROQUELERA
RONAY, ICT-ICM, TROKENOR
FAGOR ARRASATEdesarrol la lneas de
fabricacin depiezas para
electrodomsticos
ICT-ICM disea y fabricautil lajes para la
estampacin de piezasmetlicas para el sector
del automvil