PROCESOS DE CONFORMADO

Los procesos de conformado de metales comprenden un amplio grupo de procesos de manufactura, en los cuales se usa la deformación plástica para cambiar las formas de las piezas metálicas.

En los procesos de conformado, las herramientas, usualmente dados de conformación, ejercen esfuerzos sobre la pieza de trabajo que las obligan a tomar la forma de la geometría del dado.

Curva de Esfuerzo vs Deformación

Debido a que los metales deben ser conformados en la zona de comportamiento plástico, es necesario superar el límite de fluencia para que la deformación sea permanente.

Por lo cual, el material es sometido a esfuerzos superiores a sus límites elásticos, estos límites se elevan consumiendo así la ductilidad .

Propiedades metálicas en los procesos de conformado

Al abordar los procesos de conformado es necesario estudiar una serie de propiedades metálicas influenciadas por la temperatura, dado que estos procesos pueden realizarse mediante un trabajo en frío, como mediante un trabajo en caliente.

Límite de:

Fluencia

Aumenta

 

Ductilidad

Disminuye

Límite de

Fluencia

Disminuye

 

Ductilidad

Aumenta

 

Trabajo en frío

Se refiere al trabajo a temperatura ambiente o menor. Este trabajo ocurre al aplicar un esfuerzo mayor que la resistencia de cedencia original de metal, produciendo a la vez una deformación.

 

Características

  • Mejor precisión
  • Menores tolerancias
  • Mejores acabados superficiales
  • Mayor dureza de las partes
  • Requiere mayor esfuerzo

Trabajo en caliente

Se define como la deformación plástica del material metálico a una temperatura mayor que la de recristalización. La ventaja principal del trabajo en caliente consiste en la obtención de una deformación plástica casi ilimitada, que además es adecuada para moldear partes grandes porque el metal tiene una baja resistencia de cedencia y una alta ductilidad.

Características

  • Mayores modificaciones a la forma de la pieza de trabajo
  • Menores esfuerzos
  • Opción de trabajar con metales que se fracturan cuando son trabajados en  frío

PROCESO DE CIZALLADO

El proceso de cizallado es una operación de corte de láminas que consiste en disminuir la lámina a un menor tamaño. Para hacerlo el metal es sometido a dos bordes cortantes.

Donde V es la velocidad y F  es la fuerza de la cuchilla

 

PROCESO DE TROQUELADO

El proceso de troquelado es una operación en la cual se cortan láminas sometiéndose a esfuerzos cortantes, desarrollados entre un punzón y una matriz, se diferencia del cizallado ya que este último solo disminuye el tamaño de lámina sin darle forma alguna. El producto terminado del troquelado puede ser la lámina perforada o las piezas recortadas.

Los bordes de herramientas desafilados contribuyen también a la formación de rebabas, que disminuye si se aumenta la velocidad del punzón.

Partes de una troqueladora

Cálculo de la fuerza de troquelado ejercida por el punzón

La fuerza máxima del punzón, FT, se puede estimar con la ecuación:

donde,

t:es el espesor de la lámina

l: es la longitud total que se recorta (el perímetro del orificio)

Sult: es la resistencia última a la tensión del material, y

k: es un factor para aumentar la fuerza teórica requerida debida al empaquetamiento de la lámina recortada, dentro de la matriz. El valor de k suele estar alrededor de 1.5.

PROCESO DE DOBLADO

El doblado de metales es la deformación de láminas alrededor de un determinado ángulo. Los ángulos pueden ser clasificados como abiertos (si son mayores a 90 grados), cerrados (menores a 90°) o rectos. Durante la operación, las fibras externas del material están en tensión, mientras que las interiores están en compresión. El doblado no produce cambios significativos en el espesor de la lámina metálica.

Tipos de doblado

Doblado entre formas

En este tipo de doblado, la lámina metálica es deformada entre un punzón en forma de V u otra forma y un dado. Se pueden doblar con este punzón desde ángulos muy obtusos hasta ángulos muy agudos. Esta operación se utiliza generalmente para operaciones de bajo volumen de producción.

Doblado deslizante

En el doblado deslizante, una placa presiona la lámina metálica a la matriz o dado mientras el punzón le ejerce una fuerza que la dobla alrededor del borde del dado.

Este tipo de doblado está limitado para ángulos de 90°.

Cálculo de la fuerza para doblado de láminas

La fuerza de doblado es función de la resistencia del material, la longitud L de la lámina, el espesor T de la lámina, y el tamaño W de la abertura del dado. Para un dado en V, se suele aproximar la fuerza máxima de doblado, FD, con la siguiente ecuación:

 

PROCESO DE EMBUTIDO

El proceso de embutido consiste en colocar la lámina de metal sobre un dado y luego presionando hacia la cavidad con ayuda de un punzón que tiene la forma en la cual quedará formada la lámina.

El número de etapas de embutición depende de la relación que exista entre la magnitud del disco y de las dimensiones de la pieza embutida, de la facilidad de embutición, del material y del espesor de la chapa. Es decir, cuanto más complicadas las formas y más profundidad sea necesaria, tanto más etapas serán incluidas en dicho proceso.

 

PROCESO DE LAMINADO

El laminado es un proceso en el que se reduce el espesor de una pieza larga a través de fuerzas de compresión ejercidas por un juego de rodillos, que giran apretando y halando la pieza entre ellos.

 

El resultado del laminado puede ser la pieza terminada (por ejemplo, el papel aluminio utilizado para la envoltura de alimentos y cigarrillos), y en otras, es la materia prima de procesos posteriores, como el troquelado, el doblado y la embutición.

Proceso de laminado del Acero

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CURVA DE ESFUERZO VS DEFORMACIÓN

CURVA

LÍMITE DE FLUENCIA

LIMITE DE FLUENCIA

PROCESO DE CONFORMADO

PROCESO

PROCESO DE TROQUELADO

TROQUELADO

PROCESO DE DOBLADO

imagedobladora

CÁLCULO DE LA FUERZA PARA DOBLADO DE LÁMINA

CALCULO DE FUERZA PARA DOBLADO

PROCESO DE EMBUTIDO

EMBUTIDO

PROCESO DE LAMINADO

LAMINADO