PROCESOS DE FABRICACIN INDUSTRIAL

V Ciclo

GUA

LABORATORIO N6

Embuticin

Profesor: TABUCHI YAGUI, Edgardo Toshiro

2015- I

Conformado de Planchas: Embuticin

1 Objetivos:

a. Conocer aspectos generales sobre el proceso conformado de planchas mediante

embuticin. b. Fabricar algn producto en embutido mediante matriz y punzn. c. Reconocer las diferentes partes de una matriz de embutido.

2 Introduccin Terica

El proceso de embutido permite la generacin de piezas huecas en forma de recipiente acopado (comnmente) u otras formas prismticas o ms complejas. La pieza parte de un recorte de plancha plano, el cual se empuja a travs de una cavidad (matriz o dado) por un punzn. La forma debe aplanarse contra el dado por un sujetador o pisador (anillo de presin o cierre en el caso de piezas de revolucin).

Productos como las latas de gaseosa, casquillos de municiones, utensilios de cocina, partes de automviles, etc, son fabricados por embuticin.

2.1 Mecnica de la embuticin

Conforme la plancha empieza a ingresar en la matriz o dado, el material empieza a sufrir una serie compleja de esfuerzos y deformaciones.

El proceso inicia con un doblado tanto en el borde de la matriz como en el borde del punzn. Conforme el punzn avanza las

paredes laterales de la plancha sufren traccin (enderezado), Durante todo este proceso el borde de la plancha es jalado hacia

el centro, o sea, se embute; debido a esto es que el proceso tiene su nombre.

Para este tipo de proceso la friccin y la compresin juegan un papel sumamente importante. Para que el material se deslice hacia el agujero de la matriz normalmente utiliza algn tipo de lubricante, para disminuir la friccin. Si la compresin del borde no es la adecuada puede ocasionar que el borde se ondule o arrugue, suceso que es imposible de corregir una vez ocurrido.

2.2 Fuerzas en la embuticin Para desarrollar la embuticin existen dos fuerzas principales para el proceso, la fuerza de embutido y la fuerza de cierre, la primera es la encargada de deformar el material, mientras que la segunda es la encargada de evitar que el material se deforme de manera inadecuada (ver punto 2.4).

2.2.1 Fuerza de embuticin.- Para calcular la fuerza de embutido requerida se utiliza la siguiente relacin:

F = Dp t T (Db / Dp 0.7) Dnde:

Db : Dimetro inicial del disco Dp : Dimetro del Punzn t : Espesor del material T : Resistencia a la tensin del material

2.2.2 Fuerza de cierre.- Para calcular la fuerza de cierre del sujetador requerida se utiliza la siguiente relacin:

Fh = 0.015 Y [Db2 (Dp + 2.2t + 2Rd)

2]

Dnde:

Rd : Radio del dado Y : Esfuerzo de fluencia del material

2.3 Medidas del Embutido

Es importante valorar las limitaciones que pueden alcanzar el embutido para ello existen una serie de parmetros para evaluar la factibilidad de un embutido.

2.3.1 Relacin de embutido (DR).- Proporciona un indicativo de que tan severa es la deformacin. Para formas cilndricas se define como:

DR = Db / Dp

Un lmite superior para este valor es DR < 2.0.

2.3.2 Reduccin (r).- Otra forma de caracterizar la factibilidad del embutido es con. Para formas cilndricas se define como:

r = Db Dp

Db

Es el lmite previo a DR, su valor debe ser r < 0.5

2.3.3 Relacin de Espesor Dimetro.- Utilizada mayormente para embuticin profunda. Este valor es recomendable que sea mayor a 1%

t / Db > 0.01

2.3.4 Deformaciones.- Adicionalmente existen otros parmetros utilizados para determinar los esfuerzos ocurridos durante la deformacin como son:

Deformaciones unitarias: L = Lf Li Li

A = Af Ai Ai

E = Ef Ei Ei

Grado de Alargamiento = Ln (Lf / Li) Grado de Ensanchamiento = Ln (Af / Ai)

Grado de Recalcado = Ln (Ef / Ei)

Hay que recordar adems que el volumen permanece constante por lo que: Li Ai Ei = Lf Af Ef

2.4 Defectos del embutido

Debido al complejo proceso de deformacin durante el embutido pueden surgir diferentes tipos de problemas:

a. Arrugamiento de la brida o pestaa.- Producto de la compresin del borde durante el embutido. Normalmente es ocasionado por un mal diseo del elemento de sujecin del borde o una insuficiente fuerza de cerrado.

b. Arrugamiento de la pared.- Si la brida arrugada llega a entrar en la matriz, esta generar arrugas en los laterales de la pieza.

c. Desgarro.- Esta ruptura de la pieza en la pared lateral de la pieza (comnmente cerca a la base) se debe a los altos esfuerzos de tensin que causan adelgazamiento en esta zona.

d. Orejeado.- Este defecto consiste en la formacin de bordes irregulares en la parte superior de la pieza. Se debe a la anisotropa del material.

e. Rayado Superficial.- Ocurre cuando los dados o el punzn no son lisos, o cuando falta lubricacin.

3 Equipos y Materiales: Matriz de embutido Lubricantes Rayador Regla Escuadra Prensa Hidrulica Llaves / Dados / Torqumetro

4 Seguridad El trabajo de embutido dentro del laboratorio presenta riesgos de:

Aplastamiento debido a la prensa hidrulica utilizada; nunca accionar la palanca de la bomba de la prensa si se encuentran manipulando la matriz o el punzn en la zona de prensado

Golpes por cada de la matriz de embutido engrasada. Tener siempre presente que la matriz de embutido es de acero y tiene una masa considerable que al caer de las manos puede causar daos.

Cortes debido a los bordes del material a embutir, ya que pueden presentar rebabas.

5 Procedimiento:

5.1 Mediciones iniciales 5.2 Rayado. 5.3 Engrasado 5.4 Cerrado de la matriz 5.5 Embutido (Prensado) 5.6 Apertura de la matriz 5.7 Limpieza 5.8 Mediciones finales

6 Cuestionario: 6.1 Identifique las partes de la matriz de embutido. (Coloque fotografas) 6.2 Qu lubricante utiliz para el proceso? Por qu es necesario su uso? 6.3 Determine las de deformaciones unitarias de la cara lateral de la pieza en funcin a las

medidas obtenidas. Obtenga el grado de ensanchamiento, alargamiento y recalcado. 6.4 Qu material (Al / Cu) requera mayor fuerzas para su deformacin? (Calcule) 6.5 A qu se debi que en algunos casos con aluminio no resulte el proceso de embuticin?

Justifique tcnicamente (Opcional Puntos extra)

*Datos adicionales:

Dimetro del Punzn: 61mm

Redondeos de la matriz: 1.5mm

Y(Cu) = 258.65 MPa Y(Al) = 27.5 MPa T(Cu) = 394.4 MPa T(Al) = 68.9 MPa