Procesos_Tecnológicos_sin_arranque_de_viruta

7/29/2019 Procesos_Tecnolgicos_sin_arranque_de_viruta

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Ingeniera mecnica IITP: Mecanizado sin arranque de virutas

Grupo 3: Bottazzi Francisco, Copes Nicols, Gontero Alejandro, Kieffer Guillermo, GalianoHerman y Giancarelli Mauro

Mecanizado sin arranque de viruta

En todo proceso de fabricacin de piezas mecnicas, existen diferentes procedimientos

de mecanizado para obtener la forma y propiedades deseadas. Estos procesos pueden ser con

o sin arranque de viruta, en donde desarrollaremos este ltimo, el cual consta de diferentes

mtodos utilizando agentes externos como diferencia de temperaturas, presiones, etc. que

modificarn las propiedades fsicas del material.

Modelado por fusin Moldeo con moldes desechables

o Moldes de Arena

Segn condiciones de la arena: pueden encontrarse moldes en verde,

moldes con secado de huella, moldes en arena desecada.

Segn el nmero de piezas a confeccionar: moldes con arena para

nmero de piezas pequeo. Moldes con arena para grandes series:

En cscara

Al vaco

Poliestireno expandido

Revestimiento

o Moldes de Yeso

o Moldes Cermicos

Moldeo con moldes permanentes

o Moldes de vaciado por gravedad o a baja presino Moldes de inyeccin

Mquina de cmara de presin en caliente

Mquina de cmara de presin en fro

o Fundicin por colada centrfuga

Modelado plstico o de aplicacin de fuerzas Forja

o Libre

o Con estampado Laminacin

Extruccin

Trefilado

Corte, punzonado, estampado

Repujado


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Conformado por forjado

Introduccin

La conformacin por deformacin plstica de los metales es el proceso utilizado parafabricar piezas mediante la transformacin plstica de un cuerpo slido y en la cual se

mantiene inalterado el volumen del cuerpo. Esta transformacin se realiza sometiendo a los

metales, calientes o fros, bajo la accin de fuerzas exteriores de diferentes tipos: compresin,

traccin, flexin, etc.

Existen diversos procedimientos de conformado dependiendo del tipo de esfuerzo

principal empleado y de la pieza a deformar.

Tipos de procesos de conformado por deformacin plstica segn el tipo de

esfuerzo al que se someten las piezas.

Conformacin por compresin:

o Forja libre

o Forja con estampa

o Extrusin

o Laminacin

Conformacin por compresin y traccin:

o Extrusin de perfiles

o Trefilado de alambre

o

Embuticin profundao Embuticin con estirado por traccin

Conformacin por flexin

o Doblado

Conformacin por torsin

o Retorcido


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Clasificacin de los procesos de conformacin segn el tipo de pi eza a deformar

Tipo de pieza a trabajar Transformacin principal Proceso

Paredes delgadas. Ej. Chapa Desplazamiento Laminado Repujado

Alisado

Alargado (a traccin) Trefilado de alambres yperfiles

Estirado a traccin desuperficies y tubos

Embuticin profunda

Acuado hueco

Doblado Doblado recto

Doblado curvo

Arrollado Retorcido

Paredes no delgadas.Ej. Lingotes

Desplazamiento Forja libre

Forja con estampa

ExtrusinLaminado plano y de forma

El proceso de conformacin por deformacin requiere que el material tenga

determinadas propiedades plsticas, para su mejor elaboracin.

Las piezas metlicas frente a una accin externa, se comportan indistintamente,

dependiendo fundamentalmente de sus caractersticas geomtricas y metalrgicas, as como

tambin de la magnitud y direccin de la fuerza que acta.

Existen dos tipos de esfuerzos bsicos, a los que pueden estar sometidas las piezas,

ellos son: Traccin y Compresin, ante los cuales estas manifiestan, primero, un

comportamiento elstico y posteriormente plstico.

Comportamiento elstico-plstico de las piezas metlicasLa deformacin elstica de las piezas se caracteriza por la recuperacin de la geometra

inicial de las mismas, despus de retirada la fuerza exterior aplicada, es decir las

deformaciones que ocurren son reversibles.

Sin embargo en la deformacin plstica, la geometra de partida no se recobra, una vezretirada la accin de la fuerza, por lo que es irreversible. Esta conducta es el principio fsico en

el que se basan los procesos de conformacin de piezas por deformacin plstica.

La plasticidad de los metales, desde el punto de vista de los estados de la materia

(lquido, slido y gaseoso), puede valorarse como una etapa transitoria entre el estado slido y

el lquido, es por ello que para conformar las piezas, conviene trabajarlas en caliente.


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Estas caractersticas de los metales son representadas en la siguiente grfica de

Tensin-deformacin.

A. Periodo Elstico: el metal es sometido a esfuerzos, se deforma y al dejar de tensionarlo, vuelvea la forma inicial

B. Zona de alargamiento semielasticoC. Zona de fluencia o escurrimientoD. Zona de alargamiento homogneo en toda la probeta: el material es deformado adoptando

una forma distinta a la inicial

E. Zona de estriccin: el material llega a la zona de rotura

Definicin del forjado en calienteLa forja es el conjunto de operaciones necesarias para la conformacin de piezas

metlicas, mediante la deformacin plstica del material, aplicando esfuerzos violentos de

compresin repetidos (martilleo) o continuos (compresin), despus de haberlas calentado

por encima de la temperatura de recristalizacin, pero inferiores a la de fusin, por lo que

existe una temperatura mxima y mnima.

Caracterstica de las piezas forjadas

Las piezas forjadas se caracterizan por ser simples y macizas, a diferencia de las piezas

fundidas sin agujeros pasantes, los cuales se hacen en operaciones posteriores de mecanizado.

Las piezas conformadas por forja pueden ser:

Piezas acabadas: la forja da la forma definitiva

Piezas de desbaste: la forja da la forma aproximada, con un exceso de material de

3mm y posteriormente se mecaniza.

Materiales forjables

Para realizar la deformacin plstica sobre los metales es imprescindible la utilizacin

de materiales con propiedades plsticas, que les permitan experimentar una deformacin

permanente y significativa, sin destruccin de los enlaces moleculares.


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La mayora de los metales pueden ser forjados pero no as sus aleaciones que a veces

resultan pocos maleables, demasiado frgiles y se rompen antes de alcanzar el grado de

deformacin deseado.

Los materiales forjables a temperatura ambiente son aquellos que tengan compuestos

qumicos plsticos y los no forjables aquellos que por el contrario, sus compuestos qumicos

son no plsticos. Son muy forjables todos los aceros al carbono, con preferencia, los de bajo

contenido de carbono, as como los metales no frreos maleables.

En el caso de los metales no aleados, se puede discernir, a travs del diagrama Hierro-

Carbono como muestra la figura, que a temperatura ambiente son forjables aquellos cuyos

constituyentes son la ferrita y en parte la perlita, sin embargo no son forjables los que

contengan cementita.

Pero a la temperatura de forja y para materiales con porcentaje de carbono menor al

1,76, estos constituyentes se transforman totalmente en austenita, que es muy plstica y porlo tanto perfectamente forjable.

De aqu que las fundiciones, que a temperatura de forja estn constituidas por

austenita y cementita, no sean forjables, ya que esta ltima tiene una elevada fragilidad y por

ello, son inadecuadas para la conformacin, excepto las fundiciones de grafito esferoidal que

pueden hacerlo en caliente.

Por otra parte el cobre debe forjarse en fro ya que en caliente es muy frgil, mientras

que el aluminio y muchas aleaciones ligeras admiten forjado en caliente y en fro.


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Temperaturas de forja

Las temperaturas a las que deben calentarse los metales y aleaciones en la forja, estn

comprendidos para cada material, entre una temperatura mnima y otra mxima. Estas

temperaturas estn condicionadas por la recristalizacin, sta ltima es la temperatura a la

que ocurre la reorganizacin del cristal, la formacin del grano nuevo, por lo tanto en el caso

de los aceros esta temperatura es igual a la de austenizacin: 721.

La temperatura mnima siempre debe ser mayor a la de recristalizacin, ya que por

encima de sta, los metales pueden deformarse significativamente y con pequeos esfuerzos.

Es cierto que a mayor temperatura, el metal ofrece menor resistencia a la

deformacin, pero mayor ser el crecimiento de su grano, hasta que llegue a fundirse, por ello

se debe aplicar para cada metal o aleacin una temperatura mxima que no conviene superar.

Beneficios aportados a la estructura del metal con la aplicacin

del proceso de forjaExisten dos razones por las que se forjan los metales:

Para perfeccionar la calidad del metal, eliminando la fragilidad de los lingotes y

corrigiendo la forma y disposicin de los cristales.

Para fabricar el producto final de forma aproximada o precisa.

Las piezas forjadas se utilizan, en menoscabo de las mecanizadas, que parten de perfileslaminados, por varios motivos:

No se corta el fibrado

Menores tiempos de mecanizado

Menor desperdicio de material

Adecuado para piezas de compromiso con gran resistencia

Optimas caractersticas mecnicas con las menores secciones y pesos, obtenidos por el

compactado, fibrado y tratamiento trmico posterior

Con el forjado se mejoran las siguientes propiedades mecnicas de las piezas:

Afino del grano

Orientacin de la fibra

Mejores propiedades en la direccin de la fibra

Disminucin de las sopladuras y segregaciones

Mejor homogeneidad del metal

El afino de grano de los metales en la forja, se produce por el desmenuzamiento del mismo

y la reedificacin inmediata en tamao ms pequeo como se muestra en la imagen:


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Cuanto ms baja sea la temperatura de forja (no menor a la de recristalizacin), y ms

enrgicamente se golpee el metal, mayor ser este afino, y por el contrario el crecimiento del

grano comenzara, si se interrumpiese el martillado del metal antes de que descienda la

temperatura de recristalizacin.

Las propiedades mecnicas de los metales, as como la microestructura, mejoran con

el afino del grano, principalmente si estos contienen muchas impurezas y por ende son muy

defectuosos.

Durante el forjado las fibras metlicas adoptan una disposicin gradual de la forma

final de la pieza, como se puede observar en la cabeza recalcada en la imagen:

Si en la fabricacin del metal, durante la solidificacin, quedan cavidades, es decir,

sopladuras, estas mediante el forjado son aplastadas y soldadas, ponerse en contacto ntimo a

temperaturas elevadas. Grficamente:


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Defectos en la forjaEn la forja se pueden producir los siguientes defectos:

En el momento de la forja aparecen inclusiones de cuerpos extraos

Ausencia de material en zonas de la pieza

Aparicin de pliegues

Presencia de grietas producidas por un aumento exagerado de la temperatura, por un

sobre-esfuerzo local o por un inadecuado forjado

Ciclo de ejecucin de la forja

Calentamiento del material hasta la temperatura de forja. Se calienta el material hasta

la temperatura de austenizacin y se mantiene en el horno durante un perodo de tiempo,

para tener la seguridad de que dicha temperatura es constante en todo el material. La

velocidad de elevacin de la temperatura debe ser lenta y paulatina para evitar diferencia de

temperatura entre el ncleo y la superficie y por lo tanto tensiones. A mayor temperaturamenor resistencia a que el metal se oponga a la deformacin, pero el tiempo de permanencia

a esta temperatura mxima no debe excederse para evitar el crecimiento del grano.

Operaciones de deformacin o forja. Por golpes o por presin.

Enfriamiento hasta la temperatura ambiente. Puede ser al aire pero es ms

aconsejable sobre todo para los aceros dulces hacerlo en el horno o en un lecho de ceniza.

Mquinas utilizadas para la forja

Mquinas para calentar

La pieza debe calentarse lentamente para que as toda ella alcance una

temperatura uniforme y evitar que se produzcan tensiones internas. Por otra parte no

se debe sobrecalentar.

Los hornos utilizados son:

Fraguas utilizadas para bajo nmero de piezas y sobre todo pequeas y de

poca responsabilidad.

Hornos de reverbero para piezas grandes o para un gran nmero de piezas al

mismo tiempo (tambin se usa el horno de combustible lquido o gas).

Mquinas para forjar


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Las mquinas empleadas en la forja mecnica son de dos tipos dependiendo de la

forma de aplicar los esfuerzos de compresin.

Martinetes o Martillos: se aplican esfuerzos mediante golpes sucesivos

(choque). Su accin es ms superficial por lo que suele utilizarse para piezas

pequeas o de poco espesor.

Prensas: los esfuerzos por presin son de forma continua y progresiva.

Producir deformaciones iguales en toda la pieza incluso en las partes internas

por lo que se utilizan en piezas grandes o de gran espesor.

Un diagrama esquemtico de un martinete antiguo, donde se puede apreciar en el centro de la

imagen el martillo o peso que realiza el golpe. El material a forjar est situado entre el martillo

y la base.

Tipos de forjadoEn el siguiente cuadro comparativo se muestran las ventajas, desventajas y

caractersticas particulares de los forjados tanto en fro como en caliente, para poder

determinar la conveniencia de cada uno de ellos.

FRIO CALIENTE

Ventajas: Mayor exactitud dimensional Terminacin superficial No hay radiacin lumnica No hay exposicin a altas

temperaturas Es un proceso limpio (sin emanacin

de gases, escoria, grasa) Bajo nivel de ruido

los componentes se contraen. Comola temperatura puede ser nouniforme en toda la pieza y no sepueden compensar estas variacionesdimensionales. Precisin mximaalcanzada IT 12

Temperaturas alcanzadas causanoxidacin, problemas de escoriasuperficial obliga a limpieza posterior


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Desventajas: Globalizado Bonderizado Uso material pulvimetalrgico USD

50 ASP 23 para construir herramental Alta presin Desarrollo y construccin de

herramental ms exigentes que enforja en caliente

Un herramental para forjado en fropara un bocallave, requiere precisin0,02 a 0,03 mm. adems de un pulidoterminacin del herramental(bruido para permitir que elmaterial fluya durante la

deformacin. Este pulido se hace conpastas diamantadas, lo hace unoperario en forma manual.

El herramental exige una elaboracinmucho mas cuidada

Equipos para forja en fro Requiere excelentes condiciones

todo movimiento o desviacin que seproduce en el proceso que terminacon la rotura del herramental

y operacin de acuado en algunaspiezas.

Desgaste del herramental de forjadodebido al calentamiento 10001100C y la escoria que erosiona el

material del herramental.

Ventajas: Menor esfuerzo de deformacin Materiales menos costosos en

relacin a los de la forja en fro; USD10/kg aunque ms voluminoso

Material es ms fcil para trabajar

Desventajas: En forja de golpe (martillos) rotura de

herramental y deterioro de mq. Proceso sucio: escoria, desmoldado,

grasa de forjado

El proceso en fro tiene ventajas sobre el caliente pero tiene como contrapartida:

Un alto costo inicial (inversin inicial) Funcionamiento y desarrollo en alto costo en nuevas piezas Para forjar en fro es necesario mquinas en ptimo estado sin juegos de desgaste en

cambio para forjar en caliente las condiciones iniciales son menos exigentes Adems en el forjado en caliente se puede obtener casi cualquier forma; en cambio en

el forjado en fro la deformacin, entre el estado inicial y final no puede superar el 30%si se requiere otra deformacin es necesario tratar el material nuevamente

El forjado en caliente es ms comn que el forjado en fro. Lo van a encontrar en 9 de

cada 10 casos donde las piezas son obtenidas por procesos de forja.

Matricera

El diseo y materiales de matrices para el forjado es un tema muy complejo, que depende de

muchos factores, como ser el tipo de forja, tipo de pieza a forjar, cantidad, tiempo de forjado,

costos, temperaturas, etc.

Las matrices tienen formas determinadas, dependiendo de la forma de cada pieza que se

desea obtener. Poseen ngulos que permiten la separacin luego de cada golpe, de la matriz

con respecto a la pieza. Estos ngulos varan segn el tamao, forma y temperaturas.


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Adems deben tener un espacio lateral entre cada matriz, para que el material sobrante de

cada forja ocupe ese volumen.

Esquema de matrices:

Otro aspecto a tener en cuenta de las matrices, es que no se puede realizar de una sola vez el

forjado definitivo, sino que debe realizarse en etapas. La figura siguiente muestra la forma de

la matriz, y los distintos pasos para la obtencin de una biela mediante el forjado:

Ejemplos de forjado

Adems del ejemplo anterior de la obtencin de una biela, podemos agregar la produccin de

herramientas como se realizan en Bahco, en Santa Fe donde el forjado se realiza mayormente

en caliente; la construccin de vlvulas por forjado en fro en Edival y Basso en Rafaela, la

construccin de pistones en IAPEL, etc.


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Laminacin

Los aceros y otros metales usados en la construcciones metlicas deben ser

suministrados en formas y tamaos adecuados para su inmediata utilizacin tanto para la

construccin de maquinas como para las construccin de estructuras metlicas. En este ltimo

caso, especialmente listos para ser recortados y colocados en

las distintas estructuras. De all la necesidad de

transformarlos lingotes obtenidos por fundicin en barras con

secciones geomtricas simples o complejas adecuadas a los

distintos usos. Con esta necesidad puesta en juego desarrollo

la laminacin, la cual puede ser en frio o en caliente.

Laminacin en caliente

El proceso de laminado en caliente comienza con el

calentamiento de los lingotes, este proceso es indispensable

para el mismo, se calienta el lingote en hornos continuos de reverbero, en lo que se los lleva a

temperaturas compendiadas entre las de re cristalizacin y las de fusin. En los aceros el

proceso de laminado se realiza a unos 1200 C.

Una vez a la temperatura correcta, el tocho se comienza a laminar, a travs de

diferentes tipos de trenes de laminacin, obteniendo diferentes productos finales, pero el

proceso en si es el mismo para los diferentes trenes de laminacin, por eso explicaremos el

concepto de laminacin, para luego nombrar y desarrollar los procesos ms populares.

Comenzaremos definiendo laminado como un proceso de deformacin volumtrica en

el que se reduce el espesor inicial del material trabajado mediante las fuerzas de compresin

que ejercen dos rodillos sobre el material de trabajo. Si considerremos que estos dos

cilindros, de gran peso, estn dispuestos en forma horizontal, separados entre s una

determinada distancia y suponemos que entre que entre ellas las superficies cilndricas de

estos rodillos se pretende pasar una barra cuyo espesor es mayor a dicha distancia, este paso

solo es posible si la barra es deformable y se comunica un moviendo de rotacin inverso a

dichos cilindros.

Si este movimiento existe, ambos cilindros ejercen sobre la barra una presin y

movimiento de arrastre que la obliga a avanzar. Este

avance, solamente se produce, si la altura de la barra

esta en cierta relacin con el dimetro de los cilindros

y si la temperatura que ella pose permite el forjado

por aplastamiento. Los cilindros cumplen en este caso

una triple accin:

1. Comprimen el material que laminan.

2. Disminuyen la seccin de la barra porefecto de una deformacin


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longitudinal simultnea.

3. Modelan una nueva seccin

de perfil distinto.

Para ellos deben cumplirse varias

condiciones, una de las cuales es la

necesidad de disponer de un momento de

rotacin suficiente, lo que debe suministrar

un motor a los rodillos.

Este proceso de deformacin del material, se repite tantas veces como sea necesario,

para obtener el resultado final querido. Vale destacar que con ese proceso no se produce

acritud, o sea, que no se endurece el material por la deformacin, que puede ser tan intensa

como sea necesario, siempre que se mantenga el material a las temperaturas adecuadas.

Adems en la laminacin en caliente se producen mejoras de las caractersticas del material,

mejorando la estructura del metal.

Laminado en frio

El laminado en frio, es proceso, que se utiliza en por lo general, para obtener chapa

negra. Este consiste en la reduccin del producto a temperara ambiente, al igual que en

caliente, se realiza a travs de rodillos, que deforman volumtricamente el material. El proceso

de laminado en frio comienza previamente con la limpieza de la superficie para recin poderla

someterla al laminado. Este se realiza en trenes de laminacin por general, en tres pares de

rodillos dispuestos en tndem, o bien un tren continuo de laminacin reversible, pasando as lacinta formada, varias veces, de adelante hacia atrs y viceversa. Un vez obtenido le reduccin

deseada, la cinta se debe recocer para eliminar todo tipo de durezas y rigidez, para

restablecerla, ya que el proceso de laminacin en frio se realiza a temperatura ambiente, por

lo que el material adquiere acritud al deformarse. Una vez obtenida recocida la cinta, esta se

puede estaar, para obtener hojalata. Con laminacin en frio la precisin es del centsimo de

milmetro.

Por lo general la fabricacin se realiza en 4 etapas:

1. El decapado, realizado en marcha continua en una lnea que comprende un procesode limpieza y baos en acido sulfrico diluido.

2. El laminado, tambin realizado en forma contina utilizando un rollo (bobina) de

varias toneladas de peso con un ancho de que varia generalmente entre los 680 y 1000

mm y un espesor menor a 3 mm.

3. El desengrasado de la cinta metlica ya reducida al espesor definitivo por laminacin,

utilizando silicato de soda activado por electrolisis.

4. El recocido, provocado por hornos con atmosfera neutra, para evitar una oxidacin

provocada por el contacto con una llama directa.


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Deformaciones producidas por laminacin con rodillos lisos.

Recalcado a la entrada: las fuerzas de los cilindros sobre el material producen en

este una especie de recalcado, que se

traduce en un ligero aumento de la

seccin de la pieza.

Deformacin masiva: tiene lugar en

el plano que pasa por los ejes de los

cilindros, llamado plano de laminacin.

Dilatacin a la salida: al salir el

material de los cilindros aumenta su

seccin ligeramente debido a la elasticidad del

material. Para evitar que las superficiesqueden abombadas, se deben utilizar cilindros abombados.

Ensanchamiento: la anchura del

material aumenta relativamente poco

cuando sale de los cilindros en

comparacin con la forja. Esto se debe a

que el movimiento de rotacin de los

cilindros produce un flujo del material, de

tal modo, que si se aumenta la velocidad

de los rodillos, se consigue la mismaanchura que la inicial.

Alargamiento: al disminuir el

espesor del material y aumentar muy

poco su anchura, se produce una

disminucin de la seccin y un notable

alargamiento de la pieza laminada. Como a la velocidad de entrada del tocho hay que

sumarle el aumento de longitud, la velocidad del avance del material es superior a la

velocidad de entrada. A este fenmeno s le denomina aceleracin.

Caracterstica de los laminadores

La unidad de laminacin ms elemental se compone de dos cilindros cuyos porta

cojinetes, denominados ampuesas, estn apoyados en dos bastidores compuestos cada uno

por una base, dos columnas y un larguero que los une. Ambos bastidores estn unidos entre s

por otros elementos que mantienen la posicin. Si los bastidores que soportan las ampuesas

son de una pieza se denominan cajas cerradas y si su larguero es desmontable, cajas abiertas.


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Ese laminador elemental puede estar formado por ms de dos cilindros, tanto de eje

horizontal como de eje vertical. Al menos uno de los cilindros debe moverse longitudinalmente

(verticalmente si es de eje vertical y horizontalmente si es de eje horizontal) para poder ajustar

la distancia entre los cilindros.

Hay que tener en cuenta que si el ajuste hay que realizarlo despus de cada pasada del

material, el ajuste se realiza mediante motores, llamando a ese conjunto de elementos

calibrador (conjunto que permite la adaptacin de la distancia entre los cilindros en cada

pasada).

Los cilindros de laminacin se componen de tres partes principales:

Cuerpo o tabla

Cuello

Muones o trefles

La robustez de los cilindros de laminacin viene definida por la relacin entre la longitud

de la tabla y su dimetro:

2 L/D 3

Los cilindros suelen estar construidos en fundicin de distintos tipos, aunque tambin

pueden construirse en acero.

Los cojinetes tambin se pueden hacer de distintos tipos y formas, siendo de bronce conelementos antifriccin como aleantes o de resinas especiales.

El accionamiento de los cilindros se realiza mediante motores elctricos acoplados a una

caja de reduccin y una de piones que acopla los cilindros entre s y con la caja de reduccin.

Normalmente los motores son de corriente alterna, salvo en los grandes trenes de

laminacin, donde son de corriente continua.

Tipos de laminadores

Dos: estn formados por una cajacon dos cilindros que pueden serreversibles.

Tros: estn formados por trescilindros que se sitan sobre un mismoplano vertical.

Dos alternativos: en estos, a uno de los cilindros de los trenes tro se le mete unrbol de transmisin.

Doble do: son dos cajas do.


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Cuartos: son cuatro cilindros en un mismo plano vertical.

Tambin puede haber de 6 o 12 cilindros

Existen cajas universales, que llevan cilindros verticales y horizontales y que pueden serpara trabajar en un plano vertical o en varios.

Tambin hay cajas basculantes, que cambian de posicin dentro de un mismo plano ylos ejes tambin pueden cambiar de sentido.

Trenes de laminacin

Es un conjunto de

laminadores para que el

material vaya pasandosucesivamente de uno a otro

hasta obtener el perfil

deseado. Pueden ser:

Abiertos o en lnea

Continuos o en tndem

En cross country

Existen varios tipos de trenes:

Desbastadores: los trenes desbastadores o BLOOMING-SLABBING parten del lingote queviene de la fundicin. La capacidad del tren puede llegar hasta las 18000Tn. Se llamaBLOOMING a los que se dedican a laminar tochos y suelen ser de seccin cuadradanormalmente. Los SLABBING son los que laminan las petacas que tambin son de seccinrectangular. Estos trenes pueden ser a su vez de distinto tipo. Puede ocurrir que haya trenesde uno y otro tipo o que haya trenes que sirvan para los dos. En estos trenes, el cilindroinferior es fijo y el superior se mueve (se desplaza unos 2m). Cada cilindro va con su propiosistema de accionamiento, es decir, directo y de corriente continua. Los trenes BLOOMING

europeos estn formados por canales relativamente profundos y una parte plana en elextremo de la tabla. Los americanos estn formados por una parte central plana y tres o cuatrocanales en los extremos. En los americanos, el trabajo va acompaado de un aporte de aguapulverizada.

Palanquilla: es el tren que procesa un producto ya desbastado en los trenes BLOOMING,produciendo una reduccin del producto de entre 4 y 1,25cm. Tambin se denominanllantones y tienen un espesor de entre 1 y 1,25cm y una anchura entre 20 y 60cm.Normalmente son continuos. Antes las cajas eran horizontales, pero actualmente lo que sehace es ir introduciendo los tochos en cajas verticales desplazables.


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Fermachine: su nombre corresponde con el producto, ya que fermachine es un redondoacerado de 5 a 8mm de dimetro. Se parte de los productos del tren de palanquilla, suelen sercontinuos y clasificados en tres secciones:

- Desbaste

- Proceso de obtencin del fermachine

- Repaso o acabado

Estructurales: son aquellos que tienen por objeto obtener perfiles pesados (ngulos, tes,dobles tes,). Aqu utilizamos los productos de los trenes de desbaste. Tienen una

composicin compleja y variable.

Comerciales: aquellos destinados a obtener perfiles de peso medio o pequeo.

Para chapa: para laminar la chapa se pueden utilizar distintas soluciones:

- Para chapa gruesa: las petacas se laminan en un tren formado por cajas dos.

- Para banda en caliente: los llantones se laminan calentndolos previamente. Pasan poruna serie de cajas en un tren continuo que los laminan y los acaban para, posteriormente sercortadas esas bandas con cizalla. Pueden ser almacenadas superponiendo las bandas o enbobinas.

- Para banda en fro: se emplean para obtener bandas de pequea seccin, en torno a1,5mm, teniendo en cuenta que aparece acritud que habr que eliminar sometiendo lasbandas a un recocido. Adems, siempre tiene que haber un proceso de decapado.

- Planetarios: laminan en caliente, tienen un gran cilindro de apoyo y, despus, muchoscilindros planetarios, para terminar en otros cilindros empujadores.

Fabricacin de hojalatera

Es una chapa delgada de acero dulce que est comprendida en unos espesores de 0,2 a0,5mm. Esa chapa se recubre por cada una de sus aras de una capa de estao muy fina (0,5 -2). Esta capa sirve para proteger la chapa de acero contra la corrosin y oxidacin.

Aunque realmente no es as como queda, sino que entre esas superficies de acero y

estao se forma una delgadsima capa de aleacin estao-hierro.

Se utiliza un acero extradulce, ya que se embute con mayor facilidad y, porconsiguiente, se puede obtener gran cantidad de envases y utensilios de todo tipo.

Se parte de los lingotes adecuados al empleo que de esa hojalata se haga y se laminaprimero en petacas de pequea seccin en torno a una longitud de 5m. Esas petacas, tras suelaboracin, se controlan para eliminar sus defectos, se calibran y se laminan en un trencontinuo, dndole un espesor de 2mm. Esa banda se pasa por unos tanques en los que haycido sulfrico diluido para quitarle todo el xido. Despus, esa banda se pasa por otro trendonde se lamina en fro, reduciendo su espesor a 05mm. Para esto, hay que lubricar, quitandoms tarde ese lubricante. Tras ello, hay que hacer un recocido de tipo continuo, quedando unachapa muy blanda. Para endurecerla, se la hace pasar por una laminacin suave que apenasreduce su espesor.


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Por ltimo, se cortan esas bandas mediante dos operaciones: una que la deja con unancho determinado y otra que la corta transversalmente.

Para estaar esta banda de acero hay que decaparla primero y, a continuacin, seintroduce en un tanque de estao de tal forma que se haga uniforme la capa de estao en la

banda de acero.A continuacin, esas chapas de hojalata se pasan por un tanque de sosa para quitarle

los restos de lubricante que pudiera tener. Por ltimo se hace pasar por un secador.

Ejemplo de laminacin

El ejemplo ms comn de laminacin es de chapa o de perifileria de acero, que se

realiza en siderar, en la ciudad de Ramallo.

Trefilacin

Se entiende por trefilar a la operacin de conformacin en fro la cual consiste en la

reduccin de seccin de un alambre o varilla hacindolo pasar a travs de un orificio cnico

llamada hilera o dado. Los materiales ms empleados para su conformacin mediante trefilado

son el acero, el cobre, el aluminio y los latones, aunque puede aplicarse a cualquier metal o

aleacin dctil.

Trefilado propiamente dicho consiste en el estirado del alambre en fro, por pasos

sucesivos a travs de hileras, dados o trefilas de carburo de tungsteno cuyo dimetro es

paulatinamente menor, los cuales deben responder a grandes exigencias de calidad y

terminacin. Esta disminucin de seccin da al material una cierta acritud en beneficio de sus

caractersticas mecnicas, manteniendo su volumen total y obteniendo un alargamiento del

mismo. En este proceso se utilizan los siguientes trminos:

Alargamiento: el alargamiento se expresa en porcentaje sobre la longitud original.

Ejemplo: longitud antes de la hilera 1m, longitud despus de la hilera 1.20m entonces

el alargamiento es del 20%.

Reduccin de seccin: es la proporcin en que se reduce la seccin transversal de un

hilo o alambre cuando este pasa a travs de una trefila. Se expresa en un % sobre la

superficie original de la seccin transversal. Ejemplo: (pi/4) * d2 = 1mm2 antes de la

trefila y 0.8 mm2 despus. Reduccin de secciones 20%.

Reduccin de dimetro: define la proporcin en que se reduce el dimetro de un

hilo cuando este pasa a travs de una trefila. Se expresa en % sobre el dimetro

anterior al trefilado. Ejemplo: 200 antes de la trefila y 160 despus. La reduccin de

dimetro es del 20%.

Dependiendo de la longitud y el dimetro de las barras a trabajar, varan las

reducciones que se pueden llegar a obtener mediante este proceso. A las barras de hasta 15

mm de dimetro o mayores, se les suele dar una ligera pasada para mejorar el acabado
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superficial y las tolerancias dimensionales reduciendo su dimetro hasta 1,5 mm. En otros

tamaos ms pequeos, se puede llegar a conseguir reducciones del 50%, y en otros alambres

de hasta el 90% en pasadas sucesivas, partiendo en un estado del material de recocido y antes

de que necesite un nuevo recocido con el fin de eliminar su acritud. Se fabrican alambres de

hasta 0,025 mm y menores, variando el nmero de hileras por los que pasa el alambre y con

varios recocidos de por medio.

La disminucin de seccin en cada paso es del orden de un 20% a un 25% lo que da un

aumento de resistencia entre 10 y 15 kg/mm2. Pero alcanzado cierto lmite, variable en

funcin del tipo de acero, no es aconsejable continuar con el proceso de trefilado pues, a pesar

que la resistencia a traccin sigue aumentando, se pierden otras caractersticas como la

flexin.

Si es imprescindible disminuir el dimetro del alambre, se hace un nuevotratamiento

trmicocomo elrecocidoque devuelve al material sus caractersticas inciales.

Las ventajas que aporta el trefilado propias del conformadoen fro son las siguientes:

buena calidad superficial, precisin dimensional, aumento de resistencia y dureza, y por

supuesto la posibilidad de producir secciones muy finas.

Operaciones preparatorias para el trefilado

Afilado: debe afilarse el extremo del redondo a fin de poder introducirlo en la hilera,

en unos 20 o 25 cm.

Esta operacin se puede realizar por laminacin o martillado.

Decapado: El trefilado como toda operacin de deformacin en frio, debe de limpiarse

lo ms perfectamente posible la superficie pues los xidos metlicos son duros y muy poco

plsticos. Esta limpieza se puede realizar por medio mecnico o qumico.

La limpieza mecnica se realiza haciendo pasar el redondo por una serie de poleas que

lo obligan a curvas muy agudas, que hacen saltar el oxido, que despus es eliminada con

cepillos metlicos en una operacin completamente automtica. Si el metal est seco la

limpieza resulta muy completa.

Pero generalmente la limpieza superficial de los redondos se realiza por decapado

qumico, con bao de soluciones de acido sulfrico al 20%, a los que se aade inhibidores para

limitar la corrosin del metal despus de la disolucin de la capa de oxido. A veces se utilizan

dispositivos de agitacin de los baos, mecnicos o de aire comprimido para aumentar la

velocidad de la reaccin.

Despus del bao de acido se pasan los rollos de alambre a un tanque de agua para

lavarlos y a continuacin a otro de una solucin de cal, para neutralizar los restos de acido y

dejar una delgada capa de hidrxido de cal sobre la superficie del metal, que sirve de

lubricante. En el caso de usar como lubricantes el grafito, se deben secar bien los rollos a
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continuacin del lavado, por medio de una corriente de aire a 200 y no es necesario el bao

de cal.

Trefilado

El trefilado se realiza en maquinas de trefilar compuestas de tres elementos principales:

Devanadera: Donde se coloca el rollo de redondo.

Hilera: Puede ser de acero al cromo o mas generalmente de metal duro como el

carburo de tungsteno o widia. El ngulo del tronco del cono de reduccin es de 8 a 16, segn

los metales y lubricantes empleados. Se utilizan tambin hileras de diamante para la

fabricacin de hilos muy finos. La hilera est colocada en un soporte refrigerado con agua fra y

provisto de un dispositivo para lubricacin continua del alambre.

Bobina de arrastre: Tira el alambre. La velocidad del trefilado depende del mateial y

de la reduccin impuesta, y puede llegar hasta los 1500m/min.

Clases de maquinas para trefilar

Hay dos clases de maquinas de trefilar: las simples y las mltiples.

Las maquinas simples estn compuestas por una sola hilera, con una devanadera y una

bobina de arrastre.

Las maquinas mltiples estn compuestas de varias hileras de boquilla decreciente, por

las que pasa el hilo sucesivamente, arrastrado por un nmero igual de bobinas de arrastre,

colocadas entre hilera e hilera.

Se construyen tres tipos de maquinas mltiples:

Mltiples continuas: en las cuales las velocidades perifricas de las bobinas de arrastre

intermedias

estn calculadas

para absorber el

aumento de lalongitud del hilo

al adelgazarse.

Mltiple

de acumulacin:

las velocidades

perifricas no

estar calculadas

para compensar

el aumento de longitud del hilo del alambre, por lo q se produce una acumulacin de alambreen cada bobina, para que pueda enfriarse antes de pasar a la hilera siguiente.


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Mltiples compensadas: las bobinas de arrastre son conos con gargantas en nmero

igual al de hileras. De esta manera el aumento de longitud del alambre es absorbido por el

aumento progresivo del desarrollo de las poleas.

Operaciones de acabado

Corte: el corte del extremo afilado se realiza con cizalla o tijera

Recocido: como el alambre trefilado queda endurecido por la deformacin se somete

generalmente a un recocido contra acritud en hornos de campana, con atmosfera controlada

para evitar la oxidacin o la descarburacin si se trata de aceros. Tambin se emplean para

este fin hornos de baos de sales, en los que se introducen las bobinas enteras, o bien en

hornos de longitud y temperatura apropiada, colocados en el circuito de la operacin,

realizndose el recocido de una manera continua.

Pulido o revestimiento superficial: frecuentemente se les da a los alambres los

siguientes acabados superficiales:

Rectificadode su superficie para eliminar el oxido superficial, descarburaciones y

defectos y dejar a las varillas a un dimetro exacto. Este procedimiento se utiliza en los

alambres destinados a la fabricacin de muelles.

Galvanizadocon cinc para aumentar su resistencia a la corrosin.

Esmaltadocon barnices especiales para darle aislamiento elctrico.

Pulido, niquelado o cromadopara mejorar su aspecto superficial, desde un punto de

vista decorativo.

Lubricacin

El paso de los alambres por las hileras eleva rpidamente la temperatura por el

frotamiento con los conos de reduccin y por el trabajo interno producido por la deformacin.

Esta elevacin de temperatura es completamente indeseable y para reducirla todo lo posible

se lubrican siempre los alambres. Para esto se emplean los siguientes productos:

Grafito finamente pulverizado y perfectamente seco para el trefilado del wolframio.

Grafito en suspensin coloidal en aceite o en agua para trefilar el molibdeno, algunas

clases de bronces y tambin el wolframio.

Tambin se utiliza la cera, parafina y, sobre todo, jabones para el trefilado de la mayor

parte de los metales y aleaciones. Los jabones ms empleados son los jabones de cal y los

jabones de sosa.


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Aplicacin de los alambres trefilados

El trefilado es una de las aplicaciones de ms amplia aplicacin en la industria, por la

extensa aplicacin que tiene el alambre y los productos de l derivados. Entre ellos podemos

citar alambres para ataduras y para fabricacin de muelles; alambres conductores de cobre,

bronce, aluminio y hierro galvanizado; cables trenzados, alambres de espino, clavos y tornillos,

telas metlicas, agujas, ejes para aparatos de medidas, ejes de pequeas dimensiones para

aparatos de relojera, radios de bicicletas, accesorios diversos de joyera y bisutera; filamentos

de lmparas elctricas, etc.

Trefilado en frio de tubos de acero sin costura

Los tubos de acero sin costura obtenidos por laminado en caliente no siempre pueden

ser utilizados directamente por la industria. En ciertas aplicaciones se exigen dimensiones deseccin estrictamente exactas, o bien superficies lisas o dimetros ms reducidos o

caractersticas mecnicas especiales que solo los confiere el estirado en frio. Los tubos

obtenidos por este ltimo procedimiento se aplican especialmente para la conduccin de

fluidos a altas temperaturas o a altas presiones.

El trafilado en frio comprende a una serie de operaciones:

1. Adelgazamiento de los extremos a los efectos de pasar por la hilera y ser tomados por

las mordazas.

2. Decapado del tubo para eliminar el oxido.

3. Engrase o lubricacin que disminuye el rozamiento

4. El estirado propiamente dicho

5. El recocido para eliminar las tensiones creadas en la estructura

En el estirado en frio el tubo sufre a temperatura ambiente una deformacin plstica

importante que disminuye sus dimensiones transversales y aumenta su longitud. Para esta

operacin se requiere una hilera y un mandril para calibrar su dimetro interno.

Durante el estirado, la deformacin plstica se traduce en un aplastamiento y

alargamiento de los cristales de su estructura metalografa, los cuales exigen posteriormente

un recorrido para normalizar dicha estructura.

Maquina o banco de trafilado: Puede ser accionada hidrulicamente o en forma

mecnica de una forma muy similar a las maquina de obtencin de alambre. Las maquinas

modernas trabajan con velocidad hasta de 50m/min. y con ellas se obtienen tubos de hasta

30m de largo. Ellas son enteramentes automticas y algunas son mltiples, es decir pueden

estirar varios tubos a la vez.


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Hilera o trefila: Es la herramienta q disminuye el permetro del tubo, esta se fija

slidamente en un soporte y tiene aspecto de un disco agujereado con un orificio de perfil

cuidadosamente elegido, con curvas de enlace perfectas, pues tienen una importancia decisiva

en la operacin. Se construyen en acero de muy alta resistencia, convenientemente templados

y cromado para pequeas series; pero para una fabricacin ms importante se recurre a

metales duros formados por carburo de tungsteno tipo widia o similar.

Esta trafilacion no da superficies lisas no de dimensiones precisas, especialmente en el

espesor de las paredes; es por ello que se recurre al paso de un mandril por el interior del

tubo. Este mandril asume tres formas principales; mandril largo, mandril corto y mandril

flotante.

El mandril largo se emplea para tubos cilndricos y con l se consiguen reducciones de

seccin q alcanzan el 45% y alargamiento un 80% en una sola pasada.

El mandril corto se atornilla a un vstago que se mantiene mediante disposicinadecuada junto a la hilera y se consiguen 40% de reduccin en la seccin y un 66% de

alargamiento en una sola pasada.

El mandril flotante es empujado en el interior del tubo por medio de aire comprimido y

con l se logra reducciones del 40%.

En todos los casos estos mandriles son de acero de alta resistencia convenientemente

templados.

Estampado

La estampacin es un tipo de proceso de fabricacin por el cual se somete un metal a

una carga de compresin entre dos moldes. La carga puede ser una presin aplicada

progresivamente o una percusin, para lo cual se utilizan prensas y martinetes. Los moldes,

son estampas o matrices de acero, una de ellas deslizante a travs de una gua

(martillo o estampa superior) y la otra fija (yunque o estampa inferior).

Si la temperatura del material a deformar es mayor a

la temperatura de recristalizacin, se denomina estampacin en caliente, y si es menor se

denomina estampacin en fro.
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Bajo el nombre genrico de estampado se encuentran otras tareas parecidas que se

realizan en las chapas de los metales que se llaman, embuticin y troquelado.

Los elementos claves de la estampacin lo constituyen una prensa (prensa mecnica,

neumtica o hidrulica), que puede tener tamao, forma y potencia muy variada, y

una matriz o un molde, donde se da la forma del estampado requerido, o un troquel donde

est grabado el dibujo que se desea acuar en la chapa, y que al dar un golpe seco sobre la

misma queda grabado.

El estampado de los metales se realiza por presin, donde la chapa se adapta a la forma

del molde.

El estampado es una de las tareas de mecanizado ms fciles que existen, y permite un gran

nivel de automatismo del proceso cuando se trata de realizar grandes cantidades de un

producto.

Las chapas de acero, aluminio, plata, latn y oro son las ms adecuadas para el

estampado.

Una de las tareas de estampado ms conocidas es la que realiza el estampado de las caras de

las monedas.

Estampacin en caliente

La estampacin en caliente se realiza con el material a mayor temperatura que la

temperatura de recristalizacin. En este caso se trata de un tipo de proceso de forja, con la

peculiaridad de someter el material a compresin entre dos estampas. A esta temperatura el

material tiene un lmite elstico bajo y una regin plstica amplia, siendo posible deformarlo

sin incrementar su acritud. No obstante, para obtener formas complicadas puede ser necesario

realizar varias operaciones en una serie de estampas que se aproximan progresivamente a la

forma final, a veces con otras operaciones intermedias, como desbarbados o mecanizados.

El producto obtenido tiene menor precisin dimensional y mayor rugosidad que

cuando se trabaja en fro, pero es posible obtener mayores deformaciones en caliente

Estampacin en fro

La estampacin en fro se realiza con el material a menor temperatura que la

temperatura de recristalizacin, por lo que se deforma el grano durante el proceso,

obteniendo anisotropa en la estructura microscpica. Suele aplicarse a piezas de menor

espesor que cuando se trabaja en caliente, usualmente chapas o lminas de espesor uniforme.

Las principales operaciones de estampacin en fro son:

Troquelacin: punzonado (realizacin de agujeros), corte (separacin de piezas de una

chapa) o acuacin.

Embuticin: obtencin de cuerpos huecos a partir de chapa plana.

Deformacin por flexin entre matrices: curvado, plegado o arrollado.
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Los materiales utilizados en la estampacin en fro son dctiles y maleables, como

el acero de baja aleacin, las aleaciones de aluminio (preferentemente al magnesio, sin cobre),

el latn, la plata y el oro.

Troquelacin:

Se denomina punzonado (troquelado) a la operacin mecnica que se utiliza para

realizar agujeros en chapas de metal, lminas de plstico, papel o cartn. Para realizar esta

tarea, se utilizan desde simples mecanismos de accionamiento manual hasta

sofisticadas prensas mecnicas de gran potencia.

Uno de los mecanismos de troquelado ms simples y sencillos que existen puede ser el

que utilizan los nios escolares para hacer agujeros en las hojas de papel para insertarlas en las

carpetas de anillas.

Los elementos bsicos de una punzonadora lo constituyen el troquel que tiene la

forma y dimensiones del agujero que se quiera realizar, y la matriz de corte por donde se

inserta el troquel cuando es impulsado de forma enrgica por la potencia que le proporciona la

prensa mediante un accionamiento de excntrica que tiene y que proporciona un golpe seco y

contundente sobre la chapa, produciendo un corte limpio de la misma.

El corte metalrgico puede entenderse como la accin de dividir piezas mediante la

fuerza de corte; esta fuerza puede ser ejercida a travs de maquinas de corte lineal

(herramientas como la cizalla, cierra, etc) o rotativas (amoladora, taladro, cierra circular, etc)

las de corte lineal producen un corte recto mientras que las circulares o rotativas desgastan la

superficie (desplazando su centro), o crean agujeros en el material.

La prensa mecnica o prensadora es una mquina que acumula energa mediante un

volante de inercia y la transmite bien mecnicamente (prensa de revolucin total)

o neumticamente (prensa de revolucin parcial) a un troquel omatriz mediante un sistema de

biela-manivela. Actualmente las prensas de revolucin completa (tambin llamadas de

embrague mecnico o de chaveta) estn prohibidas por la legislacin vigente en toda Europa.

La norma que rige estas prensas es la EN-692:2005 transpuesta en Espaa como UNE-

EN692:2006 +A1:2009.

La fuerza generada por la prensa vara a lo largo de su recorrido en funcin del ngulo

de aplicacin de la fuerza. Cuanto ms prximo est el punto de aplicacin al PMI (Punto

Muerto Inferior) mayor ser la fuerza, siendo en este punto (PMI) tericamente infinita. Como

estndar ms aceptado los fabricantes proporcionan como punto de fuerza en la prensa de

reduccin por engranajes 30 y en las prensas de volante directo 20 del PMI. Ha de tenerse en

cuenta que la fuerza total indicada por los fabricantes se refiere a la proporcionada en

funcionamiento "golpe a golpe", es decir, embragando y desembragando cada vez, para

funcionamiento continuo (embragado permanente) ha de considerarse una reduccin de

fuerza aproximada del 20%. La necesidad de flexibilizar los procesos y automatizarlos ha hecho

que se adopten en estas maquinas los convertidores de frecuencia (variadores de velocidad) y
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debe tenerse en cuenta que las variaciones de velocidad afectan a la fuerza suministrada. Por

tanto una variacin de velocidad sobre el estndar del fabricante del 50% significa una

disminucin de fuerza disponible del 75%.


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Deformacin en lminas metlicas por el proceso de embutido

Embuticin:

Se denomina embuticin al proceso de conformado en fro de los metales, por el que

se transforma un disco o piezas recortada, segn el material, en piezas huecas, e incluso

partiendo de piezas previamente embutidas, estirarlas a una seccin menor con mayor altura.

El objetivo es conseguir una pieza hueca de acuerdo con la forma definida por la matriz

de embuticin que se utilice, mediante la presin ejercida por la prensa. La matriz de

embuticin tambin es conocida como molde.

Se trata de un proceso de conformado de chapa por deformacin plstica en el curso

del cual la chapa sufre simultneamente transformaciones por estirado y por recalcadoproducindose variaciones en su espesor. Para la embuticin se emplean, casi

exclusivamente, prensas hidrulicas.

La embuticin es un buen proceso para la fabricacin en chapa fina de piezas con

superficies complejas y altas exigencias dimensionales, sustituyendo con xito a piezas

tradicionalmente fabricadas por

fundicin y mecanizado.

El embutido es una

extensin del prensado en la que a

un tejo de metal, se le da una

tercera dimensin considerable

despus de fluir a travs de un

dado. El prensado simple se lleva a

cabo presionando un trozo de

metal entre un punzn y una

matriz, as como al indentar un

blanco y dar al producto una

medida rgida. Latas para alimentos

y botes para bebidas, son losejemplos ms comunes.

Este proceso puede llevarse

a cabo nicamente en fro.

Cualquier intento de estirado en

caliente, produce en el metal un

cuello y la ruptura. El anillo de

presin, evita que el blanco se levante de la superficie del dado, dando arrugas radiales o

pliegues que tienden a formarse en el metal fluyendo hacia el interior desde la periferia del

orificio del dado.
http://es.wikipedia.org/wiki/Prensa_hidr%C3%A1ulicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Prensa_hidr%C3%A1ulica


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Ensayo de embutibilidad:

Se conoce por ensayo de embutibilidad al ensayo de materiales efectuado con el fin de

determinar la embutibilidad de una lmina de un metal. El ensayo consiste en someter una

placa de unos 12cm de largo por 12cm de ancho del material a evaluar al avance continuo de

un mbolo o pistn, cuya punta tiene forma redondeada.

Se toma como posicin cero el punto en el cual la punta del pistn toca ligeramente la

placa, se aplica la presin de manera constante hasta que se fisura la placa; se mide entonces

la distancia recorrida por el pistn, esta distancia, nos entrega la medida de embutibilidad de

dicho material (al compararla con las distancias al realizar los ensayos con otros materiales).

Este tipo de ensayo puede hacerse de una forma ms sofisticada y precisa segn la mquina

que se disponga para hacerlo.

Proceso de embuticin profunda

En el mtodo bsico de embuticin o embuticin profunda, se coloca una pieza bruta

de lmina, redonda, sobre un dado abierto circular, y se fija en su lugar con un sujetador de

material en bruto o un anillo de sujecin. El punzn desciende y empuja la lmina dentro de la

cavidad, para formar una taza o depresin. Las variables importantes en la embuticin

profunda son las propiedades de la lmina metlica, la relacin entre el dimetro de la pieza 3

bruta (D0) y el dimetro del punzn (Dp), la holgura (c) entre el punzn y el dado, el radio del

punzn, Rp, el radio de tangencia (Rd), la fuerza en el sujetador de material en bruto y la

friccin y lubricacin.

Durante la operacin de embuticin, el movimiento de la pieza bruta hacia la cavidad

induce esfuerzos circulares de compresin en la ceja, que tienden a hacer que sta se pliegue.

Este fenmeno se puede visualizar tratando de forzar una pieza circular de papel para meterla

en una cavidad redonda, como por ejemplo, un vaso. Se puede reducir o eliminar el

plegamiento si se mantiene al sujetador de material en bruto bajo la accin de cierta fuerza. La

pared de la depresin que ya se ha formado se somete principalmente a un esfuerzo

longitudinal de tensin. El alargamiento hace adelgazar la pared de la depresin; si es

demasiado elevado, causa rasgaduras. Debido a las muchas variables que intervienen, es difcil

calcular la fuerza del punzn F, aumenta al incrementarse la resistencia, el dimetro y el

espesor de la lmina metlica bruta.

Practica de la embuticin profunda

Se han establecido ciertos lineamientos para conseguir una buena embuticin

profunda. En general, se escoge la presin del sujetador de material blanco para que sea de

0.7 a 1.0% de la suma de la resistencia de fluencia y la resistencia ltima del metal laminado. Sila fuerza en el portapiezas es muy alta, aumenta la fuerza del punzn y se provocan


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desgarramientos en la pared de la taza; por otra parte, si la fuerza en el portapiezas es muy

baja, se producen arrugas.

Las holguras suelen ser entre un 7 y un 14 por ciento mayores que el espesor de la

lmina. Si son muy estrechas, puede ser que la lmina tan slo se perfore o corte el punzn.

Los radios de tangencia del punzn y la matriz tambin son importantes. Si son demasiado

estrechos, pueden causar fracturas en las esquinas; si son demasiado grandes, la taza se pliega

(fruncido).

Con frecuencia, es necesario emplear cordones de estampado para controlar el flujo

de la pieza bruta que entra a la cavidad del dado. stos restringen el flujo de la lmina, porque

la doblan y desdoblan durante el estampado; con ello aumentan la fuerza necesaria para jalar

la lmina hacia el centro del dado.

Tambin ayudan a reducir las fuerzas que se requieren en el sujetador de material en

bruto, porque la lmina con canal tiene una rigidez mayor, y por consiguiente presenta menortendencia a plegarse. Los dimetros de los cordones de embuticin pueden ser de 13 a 20 mm.

Para evitar que se rasgue la lmina metlica durante el formado, es importante

incorporar factores tales como: radios grandes de dado; lubricacin efectiva; diseo y

ubicacin de los cordones de embuticin; desarrollo del tamao y la forma correctos de la

pieza en bruto; el recorte de esquinas de lminas cuadradas o rectangulares, a 45 para

reducir los esfuerzos de tensin durante la embuticin, y usar lminas en bruto libres de

defectos internos y externos.

Herramientas y equipo para embutir

Los materiales ms comunes para herramientas y dados en la embuticin profunda

son los aceros para herramientas y fundiciones de hierro, aunque tambin se pueden usar

otros materiales, como carburos y plsticos. El equipo para el embuticin profunda suele ser

una prensa hidrulica de doble accin, o una prensa mecnica. Se prefiere ms esta ltima, por

su alta velocidad del punzn. La prensa hidrulica de doble accin controla en forma

independiente el punzn y el sujetador de pieza. En general, las velocidades de los punzones

varan entre 0.1 y 0.3 m/s.

Las fbricas modernas estn muy automatizadas. Por ejemplo, una sola planta puede

producir hasta 100000 cartuchos de filtro automotriz por da. Las piezas de lmina en bruto se

alimentan y transfieren en forma automtica en dedos mecnicos controlados por robots. El

rociado de lubricante se sincroniza con la carrera de la prensa, y las piezas se suelen transferir

con dispositivos magnticos o por medio de vaco. Hay sistemas de inspeccin que vigilan toda

la operacin de embuticin.


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Lubricacin

En la embuticin profunda, la lubricacin hace disminuir las fuerzas, aumentar la

capacidad de embuticin y reducir los defectos en las piezas, as como el desgaste de las

herramientas. En general, se debe mantener al mnimo la lubricacin del punzn, porque la

friccin entre ste y la depresin formada mejora la capacidad de embuticin, al reducir los

esfuerzos de tensin en la taza o depresin. Para las aplicaciones generales, los lubricantes de

uso comn son los aceites minerales, soluciones de jabn y emulsiones para trabajo duro. Para

aplicaciones ms difciles se usan recubrimientos, cera y lubricantes slidos.

Ejemplos de embutido

La fabricacin de tubos de oxigeno, para busceo, como tambin para uso industrial.

EXTRUSION

La extrusin, es un proceso formado por comprensiones el cual el metal de trabajo es

forzado a fluir a travs de la abertura de un dado para darle forma a una seccin transversal, el

proceso a apretar un tubo de pasta de dientes. La extrusin data de 1800 las ventajas de este

proceso.

1. se puede extrudir una gran variedad de formas, especialmente con extrusin en caliente.

2. las propiedades de resistencia se mejoran con la extrusin en fro o caliente.

3. son posibles tolerancias muy estrechas, en especial cuando se utilizan extrusiones en fro.

4. en algunas operaciones de expresin se genera poco o ningn material de desperdicio.


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TIPOS DE EXTRUSION

La extrusin se lleva a cabo de varias maneras, una forma de clasificar las operaciones

es atendiendo a su configuracin fsica, se distinguen dos tipos principales: extrusin directa o

indirecta. Otro criterio es la temperatura, y, finalmente, el proceso puede ser continuo o

directo.

Extrusin directa:

La extrusin directa,( tambin llamada hacia delante) un tocho de metal se carga en un

recipiente, y un pisn comprime un material forzndola a travs de una o mas aberturas en un

dado al extremo opuesto del recipiente. Al aproximarse el pisn al dado, una pequea porcinde tocho permanece y no puede forzarse a travs de la abertura del dado, esta porcin extra

llamada tope o cabeza, se separa del producto, cortndola justamente despus de la salida del

dado.

Un problema de la extrusin directa es la gran friccin que existe entre la superficie del

trabajo y la pared del recipiente al forzar el deslizamiento del tocho hacia la abertura del dado.

Esta friccin ocasiona un incremento sustancial de la fuerza requerida en el pisn para la

extrusin directa. En extrusin en caliente este problema se agrava por la presencia de una

capa de oxido en la superficie del tocho que puede ocasionar defectos en los productos

extruidos. Para resolver este problema se usa un bloque simulado entre el pisn y el tocho detrabajo, el dimetro del bloque es ligeramente menor que el del tocho, de manera que en el


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recipiente queda un anillo de metal de trabajo (capas de oxido en su mayora), dejando el

producto final libre de oxido.

La extrusin directa se puede hacer situaciones huecas (por ejemplo, tubos). El tocho

inicial se prepara con una perforacin paralela a su eje, esto permite el paso de un mandril que

fija en el bloque simulado. Al comprimir el tocho se fuerza al material a fluir a travs del claro

entre el mandril y la abertura del dado. La seccin resultante es tubular. Otras formas

semihuecas se extruden de la misma forma.

Los tipos (a) y (b) estn fijos al mbolo como se muestra en la Fig. y el lingote debe

perforarse de manera que el mandril pueda sobresalir a travs del lingote y tomar su posicin

en el orificio del dado. La tendencia moderna es la de usar el mandril flotante, ms que unofijo, puesto que l mismo se centra y, por tanto, produce tubos con concentricidad dentro del

1 %.


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Por otro lado, los mandriles fijos producen tubos excntricos a menos que se tenga

cuidado, para perforar con precisin el lingote. Cuando se usa un mandril perforador, el lingote

es slido y el mandril se retrae dentro del mbolo. Despus que el lingote caliente se coloca

dentro del contenedor, el mandril es empujado dentro del lingote y pasa a travs de l para

colocarse en el orificio del dado. Las principales ventajas de este proceso son velocidad y

economa, porque elimina la operacin de perforado por separado y el equipo especialrequerido.

Las desventajas son que las prensas requeridas, son mucho ms grandes y mucho ms

caras que las del tipo sin perforador. La operacin severa de perforado, algunas veces da

abundantes grietas y desgarres en el agujero del lingote produciendo defectos en el tubo. Por

estas razones, el perforado no se lleva a cabo en tubos de aluminio y sus aleaciones, y se usa

principalmente en aleaciones de cobre donde no son necesarios buenas terminaciones

superficiales, requeridas en usos hidrulicos y de alta presin. Un desarrollo reciente ha sido la

introduccin de dados puente, donde el mandril normal se ha reemplazado por uno ms

pequeo, sostenido en posicin en el orificio del dado, por tres brazos delgados de araa,como se muestra en la Fig


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El metal es rebanado por los tres brazos de araa cuando es extruido, para dar tres

segmentos separados, pero stos son inmediatamente comprimidos por el soporte cnico del

dado sin exponerse al aire, por lo que las superficies limpias se sueldan por presin, para

formar un tubo completo. Cuando este proceso fue propuesto inicialmente, los clientes

tendan a ser renuentes a aceptar el producto, que era considerado inferior a los tubos sin

costura normales. Sin embargo, ahora se acepta que los tubos hechos con dados puente son

tan buenos, si no es que superiores a los tubos extruidos normalmente. Esto en particular, es

cierto con los productos recin desarrollados; dados puente de tres y cuatro aberturas se

muestran en las Figs.

Extrusin indirecta:

La extrusin indirecta, tambin llamada extrusin hacia atrs y extrusin inversa, el

dado esta montado sobre el pisn, en lugar de estar en el extremo opuesto del recipiente. Al

penetrar el pisn fuerza al metal a fluir a travs del claro en una direccin opuesta a la del


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pisn. Como el tocho se mueve con respecto al recipiente, no hay friccin en las paredes del

recipiente. Por consiguiente, la fuerza del pisn es menor que en la extrusin directa.

Ventajas:

Una reduccin del 25 a 30% de la fuerza de friccin.

Hay una menor tendencia para la extrusin de resquebrajarse o quebrarse porque no

hay calor formado por la friccin.

El recubrimiento del contenedor durar ms debido al menor uso.

La barra es usada mas usualmente, por que los defectos de la extrusin y las zonas

perifricas speras o granulares son menos probables.

Desventajas:

Las impurezas y defectos en la superficie de la barra afectan la superficie de la

extrusin. Antes de ser usada, la barra debe ser limpiada o pulida con un cepillo dealambres.

Este proceso no es verstil como la extrusin directa porque el rea de la seccin

transversal es limitada por el mximo tamao del tallo.

Extrusin en fro versus extrusin caliente:

La extrusin se puede realizar ya sea en fro o en caliente, dependiendo del metal de

trabajo y de la magnitud de la deformacin a que se sujete el material durante el proceso.


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Los metales tpicos que se extruden en caliente son: aluminio, cobre, magnesio, zinc,

estao y sus aleaciones. Estos mismos materiales se extruden a veces en fro (por ejemplo,

aceros de bajo carbono y aceros inoxidables). El aluminio es probablemente el metal ideal para

la extrusion (en caliente y fro).

Extrusin en caliente:

La extrusin en caliente involucra el calentamiento previo del tocho a una T por

encima de su T de cristalizacin. Esto reduce la resistencia y aumenta la ductilidad del metal,

permitiendo mayores reducciones de tamao y el logro de formas ms complejas con este

proceso.

Las ventajas adicionales incluyen reduccin de la fuerza del pisn, mayor velocidad del

mismo, y reduccin de las caractersticas del flujo del grano en el producto final, No produceendurecimiento del material, los metales que usualmente se fracturan trabajndolos en frio,

pueden formarse en caliente. La lubricacin es un aspecto critico de la expresin en caliente de

ciertos metales (por ejemplo el acero) y se desarrollado lubricantes especiales que son

efectivos bajo condiciones agresivas de la extrusin en caliente; adems de reducir la friccin

proporciona aislamiento trmico efectivo entre el tocho y el recipiente de extrusin.

Temperaturas de varios metales en la extrusin en

caliente1

Material Temperatura [C (F)]

Magnesio 350-450 (650-850)

Aluminio 350-500 (650-900)

Cobre 600-1100 (1200-2000)

Acero 1200-1300 (2200-2400)

Titanio 700-1200 (1300-2100)
http://es.wikipedia.org/wiki/Extrusi%C3%B3n#cite_note-mh-0http://es.wikipedia.org/wiki/Extrusi%C3%B3n#cite_note-mh-0http://es.wikipedia.org/wiki/Extrusi%C3%B3n#cite_note-mh-0http://es.wikipedia.org/wiki/Extrusi%C3%B3n#cite_note-mh-0


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Extrusin en frio:

La extrusin en fro y la extrusin en tibio se usan para producir partes discretas,

frecuentemente en formas terminadas (o casi terminadas). El termino extrusin por impacto

se usa para indicar una extrusin fra de alta velocidad, algunas ventajas importantes de esta

extrusin incluyen mayor resistencia debido al endurecimiento por deformacin, mejor

precision, acabados superficiales mejorados, ausencia de capas de xidos y altas velocidades

de produccin. La extrusin en fro a T ambiente elimina tambin la necesidad de calentar el

tocho inicial.

Este sistema cuenta con algunas desventajas como el requerimiento de mayor

potencia para realizar el trabajo, se debe tener cuidado para asegurar que las superficies de la

pieza de trabajo inicial estn libres de incrustaciones y suciedad.

Tm = temperatura de fusin del material

Dados y prensas de extrusin

Los factores importantes en un dado de extrusin son el ngulo del dado y la forma del

orificio. El ngulo del dado, ms precisamente la mitad del ngulo del dado, es el ngulo A de

la figura, para ngulos menores, el rea superficial del dado aumenta as como tambin la

friccin en la interfaces dado tocho. Mayor friccin significa mayor fuerza en el pisn. Por otra

parte, un ngulo mayor del dado significa mayor turbulencia del flujo del metal durante la

reduccin, y tambin incremento de la fuerza requerida en el pisn. El efecto del ngulo del

dado, sobre la fuerza de pisn es una funcin en forma de U. Existe un ngulo optimo del

dado, este depende desvaros factores como el material de trabajo, T del tocho y lubricacin;

en consecuencia, es difcil determinarlo para un trabajo de extrusin. Los diseadores de

dados usan reglas empricas, para decidir el ngulo apropiado.


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Los materiales para dados de expresin en caliente incluyen aceros de herramienta y

aceros aleados. Las propiedades ms importantes de estos materiales son la alta resistencia al

desgaste, alta dureza en caliente y alta conductividad trmica para remover el calor del

proceso. Los materiales para dados de expresin en fro incluyen aceros de herramientas y

carburos cementados. Sus propiedades deseables son resistencia al desgaste y buena

disposicin para retener su forma bajo altos esfuerzos. Los carburos se usan cuando se

requieren altas velocidades de produccin, larga vida en los dados y buen control dimensional.

Otros procesos de extrusin

Los mtodos principales de extrusin son la directa e indirecta, pero hay otras formas

para realizar esta operacin.

Extrusin por impacto

Esta se realiza a altas velocidades y carreras ms cortas que la extrusin convencional.

Se usa para hacer componentes individuales. Como su nombre lo indica, el punzn golpea a laparte de trabajo masque aplicar presin, la extrusin por impacto se puede llevar a cabo como

extrusin hacia delante, extrusin hacia atrs o una combinacin de ambas.

Esta se hace usualmente en fro con varios metales, la por impacto hacia atrs es la

mas comn. Los productos que incluyen este proceso incluyen tubos para pasta de dientes y

cajas de bateras, esto demuestra que se pueden hacer paredes muy delgadas en las partes

extruidas por impacto. Las caractersticas de alta velocidad del proceso por impacto permiten

grandes reducciones y altas velocidades de produccin, de aqu su alta importancia

econmica.


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Extrusin hidrosttica

Un problema de la extrusin directa es la friccin a lo largo de la interface tocho

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