catu
10
Procesos de nfoad de lámna
n s rndr rnsfrr án n n vrdd d d rds n ss s : El roquelad de "bancos o "primaos a su cnformado posterior ensamble El doblado en rensas en líneas formado or rodilos l confrmao or esird en diferenes rmas y sus limiaines El embutido rofdo l embido combinado on esirado para fabricar pieas omplejas ara arrocerías de aomóviles
eio l bajo s de la ámina de alta caidad ando se rodce en masa, e onfoado de lna ha logrado una posiión repondrante enre los procesos de manufactura Originamente O riginamente,, la maeria maer ia rima de �ste proceso ern hojas lamnadas que se suministraban en tamaños imitados esde la aarición de los trenes n ándem a laminaión ntinua, a ámina se ha prduido en rollos de ira cha Éstos s ueden corar ya sea en la minadora misma, en enos de seicio, seicio, ra u fáil manejo en as instaiones del fabriante fabriante seundario sin embrgo, hay una tendencia creiente a ei rollos enteros (algnas ves orads en tiras ansas) os uales seriormente se proesan en las prensas y en íneas de onformado del fabricate
MAEALES EN LÁNA
Todas las aleaiones aleaione s foadas (Sec. 83 son suseibles a sr trabajadas como lmina metálica Sin embargo, aquí as roiedades críticas diern un oc de las que se anlizon en a defoaión tdimensionl en pe p e orque aora la defraión oce sobre todo or tensión y no or omresión, y porque muhs prodtos de áina son grandes y con extensas áreas siendo e asecto superficial un fator de rimera imporancia
CAíULO , '
Proceo e coformao e lámia
Aceros
Ua ga ntia e aeo e eme en a oii e amiao e iete aa abia ie a atomiles, nas e ejes ates e batio il aa gas bjo ein et; eo oto núme imtnte e ámis metális se lmi e f E a taba 10-1 se mest las popieaes e os aeo a ámia qe se uan on mayo feueia
Ar Ar l j rn Lo aes aes (Se 8-31 que o tieen ata 0 1 5 % e se utiizan e gaes atiae y e es ientia om aeo on bjo ontenio e aboo o aeo e eebeo eebeo son ae os a fb fbi i elemetos estutues y tbeas eo aa e embuto oo Pa ete último osito se eetn eos o mao La utiia mái máima ma se obtiene o n mateia eoio eo io
Ace eeescene a sma tii y el oto eatiamente bjo bjo e l s ae os efeesentes efeesentes an heo e o aeo e aia omeial y aia a embuio embuio lo faoitos faoitos aa aiaioe s meos ia La sefii sefiiee o muy bj bj abon e u etaja en e esmato E tamaño e gao s e otoa o eteno amia amiaoo en
Tb Propiedades típicas de las áminas de acero*
%
Lmo cl D comcl D cld mbuo (DQ) DQSK spclm clmdo
95-2 -25 -27
5-9 295-365 295-3
2-6 34-42 36-44
mdo ío D cla comcal D DQSK
2-25 75-225 6-2
2-5 232 27-2
6-4 -43 4-45
5
2
46
55-69 3-52 -45 29-7 26-4
4-6 -27 24-4
L mpuzs 'scls 'scls
F
Lmo ío ASTM A9 Núm duo Núm 2, mo uo Núm 3 cuo uo úm 4 lmado supcl Núm 5 complm suav mdo o SAE J229t Gdo Gado 2 Gdo Gdo 4 Gao 5 Ao d se ole lamdo cal Lmido ío
* v
/D
/D
V n
V
22
3 3 -45 -45
N/D
4-26 4-25 -5 7
27 27 27 27
4 42
44 57-4 57-4
6 7- 5
29 -
34
ID 6 2 22
ID N/D 5 6 7
Fg
Maa Maa a a
os efecos efecos d esab es de a elogacó e e puo d cedeca se pued ocar por medo de a m ado de empe empe ) ) ) sí a eogac e e o o de cdec o se prese prese as badas de üders o so vsbles pro e eveecm eveecm e eoo po deormacó coduc a s regreso e) e) sí l as í e as de üders se pe e e ocar ar de uevo uevo a travs travs del ecfcado ecfcado p or rollos rollos
frío (de 5 a 7% segudo or un reodo (Fg 8 Sn embao la resena de arbono y ntrgeno se tradue en elongan elonga n en el unto de (Fg. lOl y en madas deformaones naeables or strangulamento. Por lo tano omúnmente se da una pasaa e empe a a tra es der exste una redun or lamnado lgero del orden de % o menos (Fg llb s menor que la deoan en el unto de eden que alera aler a muy oo la dldad ero rodue bandas de Lüders muy naente esaadas de manera que en la subsguene subsguene deorman o ensn no hay unto de edena (Fg lOl y no aaeen andas vsbles Sn embargo s mate ourre en algural se almaena anes del esrado el eveemento or nas semanas o meses (deendendo de d e la omosn y de la emeraura de almaenaalma enamento) la dutldad dutldad se redue y reaaree la deoman deoman de uno de edena (Fg OId El vea c rs (Fg. le exona a la tra alteatvamene y ayuda a desvaneer las bandas de Lüders a través de un meansmo smlar al lamnado de temle a exensas de una redun de la dutldad dutldad Ace cama l aero almado eseal on aldad aa esrado (QSK) tene roedades unformes y valores y r elevados elevados es el ndado uando se van a haer esrados o embudos severos (or eemlo el áer del aete de un motor de automvl) o uando el almaenamento es nevtable El aero almado tambén onene ono y nrgeno ero el ntrgeno se ombna on alumno dando un omueso e ono rmanee en una foa erme ondensan sobre las dsloaones. La lámna reoda elongan en el unto de edena (Fg lOl ero el lamnado de temle (Fg lOlb elmna ermanentemene ermanentemene el e l un o de edena (Fg. lOl el arbono no se dfunde a los stos de dsloan a menos qe el aero a ero se alene hasta 1D sos aeros se ueden oes a valores elevados de r Aer bre e mpurezas erscaes E otendo de arbono se redue a nveles baos y el ntrgeno se lma al alearse on equeñas andade s de Nb o T o hy elongan en el unto de edena la YS YS es ba y es alto.
8
CAfUO
Proceo e coformao e ámia
Ya qe la oieae oo YS TS el K n y r eeate e e eeño el ofoao e etae y aa hae oeos ateátio la eas oas es eto a aeo e basa e etos aloes (ete JR ekete E Paper )
Ar lt rii Ya e
e a se i 1-3 a eesiae e ojeo ei e eo e o atoile E aibe ás egao e opea o a ayo eisteia e aq qe la búqea aa obtee a apes e e eaolo e atiae á eitetes Se iiz too o eaios aa aet a eiteia
Láina confo ada en o El
o efoai e el eai s o eo otoo aa iemeta a eiteia e etal y i e oibe e o e ieña e aea qe a iez teiaa eiba foao e láa e oieable tabajo e fo Si la atea ia ya iee po efoai a tiia eaete (ig 8-7 y 88a ee e eaiao eeña eeto aa efoioe y ligea
Láina prcialene recocida iteia se obtiee o eio eoio e eeai (ig 89
ayo tiia eteso iao
o
fo
Láina recocida El eaieto e gao es eio ez aa ie t a eiteia (ig 6-18 eteso laiao e fo egio e a eitaizai 8-10) e ee alia a too lo
Ace endurecido por soluc in
Los aeo eeio o oi ia o M P o Si e eee á áiaete o
Aceros endurecibles por oeado Noaete eie laiao e tele eé e ofoao eeeta eejeieto áio ate e ho ao e la ita eltao e a gaaia e 30 a 0 MPa e eisteia ebia a la oesai e a tsfea e C La gaaia el eejeiieto o efoa i e ee aiiza ieetao oteio itgeo
Ace de fae doble Los oteio yoe e aboo eeao aa el ttaieto téio e tele y eeio (Se 6-3, so útes e aeo paa esoe eo ee eaiao a tiia e aeo aa ofo Si ebago o aeo al bao aboo o 1% e e ee eoe aa oi la ateita iea Eo aeo a es ta qe oite e feita eeia e fase oble tiee a baja esisteia a a eeia lo qe e a eta o la po eeai eátia e al io tieo e eeiieto efoai ate e tabo l e siteia (haa TS Ma el oto oao
Acero de ala resisencia baja aleacin LA Se
aa ez ás e eho s y e otas estta a ifeeia iotate qe e ebe obsea e az E eeaa oe a eeai gae
Ar ruirt G te e et e ái se foa o ebiieto e aliao qe ejoa la a
e eiio o a aaieia e as ate teia
Materiale e lámia ojalata L lámin e eo ebiert e estño es esistente la orosin ieme y no l e estño esté libe e lls; l no toii el Sn he a l hoalt e a eiientes e limentos
Lámina galanizada. Un ebimiento e zin otege l aeo a tés e l oosin eferi (o e s iio zin ; e et mne, inlso n ebrmiento ño ee otege En el so, l ámin glniz e s nilmente mbes, te y en liion es similes e b tenolog; ho se ha on\etio en el nil matel r ls aroea e tomotoes y l fbin e (ea s eimiento en l tabla 8 ) . El zin se lia sno l t i o Zn fnio (galvanizado de baño aliente) o o eletoeosiin galvanizado) El lentmiento e n e zin e bño liente hst leeo e 50°C o n tiemo ontolo l oniete en n lein e eZn (galva rreoido) Eiste na e e otos sistems e ebrimiento (o eemlo, ebimientos e ZnAl qe elizn niones similes Las tesis e fi in e l s lámins ebiets son ifeentes ls el metal esno, o lo qe se eben elegi lbrintes minimiz el ge s omo l fiin Algnas lámins e ttn (o eemlo, l se fosftiz eimente meo s omotmiento Placa galvanizada con plomo etaño L lámin eubiert e lomo esiste l oosi en lgunos meios a los qe el zi n no ofee otein eo, ebio la ii el Pb, l l está limit liiones no eions on in embgo, s e estrnge ez más ún e n ls liiones emisibles Lmina reubierta de aluminio Un lein e AlFe qe s e fom a temeus eles otege e la oosin oeniente e gses e es t mane l es e a intembioes lo, sistems e ese e tomiles, tes e ills, etéte Lmina prepintada Los ebimientos e int as omo ellas oliméis más gess (lástios, omo los inilos ofeen tnto otein omo n abo gble. l lámin ha eibio n ttmiento eio eo y se onfom on io, los ebimientos emneen heios l serie. L neesi e se elimin, en it e qe la ali e los ebimientos n bo e los baos e int qe se lin esés el formo, meno es obteniénose s hoos
Acr nxl Un lt ia e eneimiento o efomin y o tnto n fombili eeente, ombinas on esisteni a oosin, hen e los eos stentios l elei ae el eqio oesmiento e li mentos y e otos otos altamente efomos, omo os fegeos e oin, mbioes e lo y el eqio a oesos qmos Los aeos fetio s y mrtenstios menos ostosos se sn no s meno tilia y esistei l oosin son etbles.
Metales no ferosos Y se menion qe el obe, sobe too los ltones, se enentn ente los mteriles más fáilmente onfombles, y qe el ontol e l le in y el tmño e es
CAPíTULO
osos d oado d lma
rutnario En las aleaciones de alumnio, el reto es la serrada (especialment n las aleaciones de AlMg de serie 5000), que provoca a macas superciales napta les Las aleacions endurecdas por prepitacó (s 600) stán lres de ste pro lema Tamién se encian dl procesamento trmomeánio: se traajan en la condición enveeida naturalmente (T4), ocurre u endrecimiento adcioal du rante el ciclo de hornado de la pntra La láina d s l pinpal de onstrucn de las aronaves susónicas y ten aplicaó n tomvs (p palente capaetes y cofres)
1
Topograa supercial
Para mchas aplcacios, las aterístcas de rugsidad d a lámina so Anq pueda parer que la lámna dee ser tan lsa como sea pose, en realdad s necesitan los límtes superor e nferior d la rgosdad altamente controlados po dos la rgosidad ayda a adhr r la pinura, por lo qu afta la r azones: demasado rgosa suprfcal del producto teinado, pro las asperezas d una s ostrían a través de a peícla d pntura. Sgndo, na superfce mu lisa lubante; el conta cto lámina-ma riz rsultaría ua sldadu a atr a paría
río y agar d la hrramieta; así, las pzas prensadas se tendran que rechazr d do a estrías en la supercie in emargo, en una superie muy rugosa haría mu pocas asperezas sobre las qe la presón de prensa d se puda distbur y no s poría Una orientacón aleatora de las ac lograr el o controado dl mtal la terstcas supercaes s preferile por razones de aparenca, y esenca para asegurar un estirado gual en todas las drecones La rugosdad sual es de 15m R o 3-6 pcos/mm La técnca más dindda para prodcir sas supres s dar un aaa do con rodllos rosoados aleatoramente con arena (Fg 3-2b). Más recientemet, por los rodllos están x: se forman cráteres en un patrn medio d un haz de láser, o por una desga eléctrca
2
CLASIFICACIÓN
An cuando est capítulo stá dedicado de lámina, algnos d los pro sos áscos son tamén aplcales a alamres, a las arras, a las secciones laminadas o extruidas, tuo (Fg 02) La mayor pte de as opecones se llevan a cao en ío el calentamnto sólo es ncsaro para propstos espeals (Sc 109) u cas vces, la producó de una peza d lámna d metal ncluye más de una opra ción n la gur 102 se proporconan líeas de uo simplcadas
IZALLADO
Sn mporar el tamaño de la peza que se va a produir, e prmer paso aarca el core de la lámna o de la tira en formas por medio de czallas o gullotas La
3 orado en o Paca ina ira
Aare
Czo
Forado en calene Seccón
uo
oado
olado
Seccn uo
na
I zallado Coe en ra Coe en rozo rouelado erorado Ranurado eleado Raurado
Conorado con cuaro carro
oado de rida Hdroorado
Conorado or erado Rechazado Forado uelco
Pnzado no de anco olado orado or rodlo narolado Conorado cn cuaro carro
rado Acuñado
do Conoado or erado Forado de coa Reeudo nvero
oceo eecale udo Foado con arz d caucho orado hidrulco Forado de rida cuello Auaeno Hdroorado HR orado or ranalla Rechazado Rechazado or core
Fiu 0-2 Cacacó eea de o proceo de coformado de áma de meal (Adoptado de JA Schey ASM Handbk, l. , Materíals Seletin nd Deígn ASM Inteatinl 19 p 9 1 e epodue co aozacó)
erminí es m descripi: e cre de n ámin l l de n líne rec se m simpemene czaa core de n ir esech medie ccils otis se denmin czaa (Fi 3a con frecenci se re i en cenros de servici nde s s de nch come qe pienen de ls mindrs se diiden p s ení ls plnts de tb de ámin de me Un pe cned más ( e de rqed (Fi 3b mism prceso se s p remer n n ámin per ennces se lm (Fi O3b de n er Ls pies indiides se fbicn pr ce en zs (Fi 3c por són (Fi uas un er 3 A _c nJs des e Já e e pcimene emcin de m se e se (Fi O3e se pede bener medine n serie de peqes s pein pre ("nid) os prdcos embids se erminn (Fi 3
CíO
rce e cformao e lámia
-
ín d cot
Fu Dvesos pocesos de coe: () co en s con cuchlls ooas; b punzonado oqelado ) coe en ozos ) pado ) anado desplegdo, � ecoe.
0-3-
Proceso de cizaado
lámina por meio de l a fractura controEl proceso de separar partes adyacentes de o como maquinado. no se pede describir como defomación pramente
La lámina se coloca entre los os de las cizallas en e caso de estampado de blancos drante a carera de entre n punón y na matri (F 10) Los sucesos qe fnción d la la prensa se peden identiicar en el reistro de la ferza del pnzón carrera (Fi 105), así coo na inspección de las corte Al penetar los os de la herramienta impelen a la lámina es hacia la matriz la eformación plástica se traduce en n redondeado de los bordes del blanco A continua ción ésta se empa al blanco hacia dentro de la atrz por edio de una deforación y plástica anloa a la extrusión iicada por la ona on buñido palelo en la se cacteriza por ferzas qe se incrementan continuamente Despés de deora ción crítica se eneran rietas forando ánlo peqeño con la dirección de coe por lo enera primero en el bore de a matriz Cado estas rietas se nen el cialla o se completa y se reduce la erza de corte (i 105) an cando los los la heamienta de corte sólo se han movido paciamente a través del espesor de la láina a la supericie (Fi 1Oa) fratur supeial no es perfectamente e la áina y presenta aluna ruosidad; no obstante, el acabado es aceptal paa ea sspendida en matiz dee ser empujada por aplicaciones a el pnzón más alá de la parte paralela de la matri (como se indica en la Fi 10b) La calidad de la spercie del corte depende en ran medida de la separación entre los dos filos e coe Con na tolerancia my peqeña las rietas que se oriinan esde los bordes de la herraienta no se nen entonces el corte se completa en un
Caa
¡ I Matiz
I
I
?
r
r
asgado
Zona buñida Borde redodeado '
C
C
Fg s s n l s on an
(a) n ó ) L l g a n n qñ n n n nas ()
proceso secundaro de producendo una orlla aproxadaente a la mta del espesor de lina (Fg. 1 O4b). na permte una deformacón plstica extensa, a separacón se retrasa y tensón produce una aeta larga (rbaa ( g. 04). Durnte la de les de pe as los los de a herraenta se desgastan, se redondean y a se fora aún con a toeranca óptma. borde dentado de a reaa, con sus raíces alaas, actúa coo un concentrador de esfuer os (Sec c. 4 6) ; este efecto dañno se hace e dente en la dsnucón de la eongacón de as probetas sometidas a ensayo de tensón axal (Fg. O). La reaa nca la fractura proceso de conforado subsguente o en el servco de l a pe a. Por tanto, a eleccón adecuada de la toleranca el mantenento regular e la heaenta son aspectos taes del proces o. na toleranca pequeña desgasta s rp o a la heaenta; e ahí que se obtene un ahoo mayor cuando la toeranca se escoge tan grande coo o pertan as especfcacones para a aplcacón de la pe a. B asados en l a experienca, de entre aor pequeño J.a se se usa en un materia s
32 Se puede estmar fcmente capacdad e la prensa requerda para el c alado con enconal. omo la deforacón se concentr en una ona muy angosta con marcado
•
Poceo e ofoao e a
Claro orentaj e e
% 7% 7%
\ 1
t
,
,, \
80 ° :§ é 60 u 4 0 Q 0 " ¡ 20
Caera de la prena �
era de la rena �
b
Alura de a reaa
mm
Figura 0-5 a fracra oal empeza esps de qe los bordes e core peera (a) más e la m a e espesor e la lám a c a o se czal la maerales saves; pero comeza aes e maerales ros ) () a rebaba procda e e core e blacos rece la elogacó obeb le e la deformacó s bsee po esó [at sgú SP l Mahiy4: 7 7 7 8]
endurecimiento or deormació, la fuerza máxima uede deducrse a air de un eserzo cortae determinado e forma emírica, multilicado or el áea de la sección transversal que se va a corar. El esfuerzo disinuye con el incremento de la ere los, ero los valores se ueden encotar en manuale o la fe e co es tom como una fracción de la TS. e esta
TS h K
(�) 1
( 0 )
dnde h es el esesor de la lámia, la del corte, y vale 85 aa maeriae dctiles y 65 a los menos dciles (o 7 en romedio). La TS de la mayoa de os mateales es un dato conocido (como las alas 8 y 83 [Si se conocen los vaores de K y n la TS se uede calcular aroximadamente, susuyendo en la ecuación T K(n/e , donde e es la ase del logatmo natural.] uando los ordes de core son alelos, 1 es la longitud total del el core. Esto uede llevar a fueras muy elevadas, que se ueden reducir oseriormete uno resecto al otro (en ángo e core o nc al colocar amos ordes en tomar e nón coo en una guillotia, ig 16 de esta manera sólo es cue nta la longitud insantánea corada En el roquelado de lancos se uede ermitir que el ene e esec se exioe, y la ediete está e la matri (Fig 16b) En el troquelado, e fragmeno de deserdicio se uede dolar, y la inclinació está en el unzón (ig 16c) La energí e core que dee rensa esá dada or el área ao la curva fuerzadeslazamiento ig. 15 y b Un valor aroximado se uede otener de
Czo
i )
(h)
e)
ga 0-6 a feza e ce e puee euc a u á g ul e c a c e ce a: () a cu ch la e a gul a ; a m az e el quea () e e pzó e el pefa e.
0-2
ne 2 .5 paa maeiale uave Fig 1O5) 35 paa maeale uo Fig 15b)
S oqu bc ccu 200 p u có uo, co 552 h 3 po. frz y gí po p? b8-3, T 190 P (0-), 5(90)(3)(200n) 34 kN 08 (0-2), s 0.(304)(3 457 Jou
Ejemplo
U pc co uc 5 po y 2 co co cc o co p z poco a co cuc p y u E guo co o 6° b8-2, p c 0 450 P (a) L ogu qu v co 2 s 08(450)(0005)(2) 3830 kN go opc (g. O6a), h 5/0 4 6 qu u 085(450)(5)(476) qu
Ejempo
33
Perfeccionamiento de la adad de cote
Hay una gan emana e pceo e coe que pan oe limpio peeniculae a la upecie e la lámina e un acaa lo lio pa el uo inmeia e la piea; po eempl cm engane en maquinaia ligeamene cagaa mie en cnaco con leancia ceaa en inumen
CAíUO
Proco coformao lámia
Figur L iz o ord rmio u rouir or [ rouo riió; [b rour o ro gio oruzoo, o rurr r rim or
métodos so adecados e la mayo pate de ellos contunón coopa elimia la cvata de la piea co el puzó pricipal y como eeco
Ya se vo ue a acta se pede etasa al impoe na pesón se eevada (i -7) Ese en el punonado de preciión o puno ndo no (Fi O-7a) potapieza co oma especializada (anillo en V anillo de choque) se pesioa soe la pieza sto antes de comeza el cote así zoa de deormacón se mantie e copesión y todo el espeso se cizalla
Tamié se maee ua pesió idostáica
al ciallar con una ea ción negativa e ntre lo y e ealidad la pte se empa (extrye) a tavés de la matriz de cote (i O-7b)
E el czallado e amos lados (contrpunonad) la láia se sueta et do atices (Fi 7c) os poes peeta e a diecció asta e se icia las ietas y lo el cote se complea e a ota
a pieza toelada covecioalmete se pede terminr por a coa 1O7d) Esto euivale maiz dispuesa co claos estecos ' erameta con álo de arido ceo (S ecc 16-1-1)
a calidad se meoa e a medda e el corte a alta velocidad
ésta
excede a la de la popaación de las dilocacioes e el metal Ello eee des elevadas de ode de 3 s
034 Poceo El pzó y la matiz está hecos de aceo paa eamtas o paa las coidas ás ades de WC siteizado (tala 9) E puete de despedico (equeleto o e el perodo la pieza e atasca e el pzó (o e la mati y se dee sepaa co placas de sepaació as po esortes o accioadas po levas 18) o co
ScparadOexulsor
Pnzón
Cala
el DI
Guía de brde
Direión de mentón
-
g Un t st ts s ts sutánnt
una alhalla e (usualente pluretan) a se rige sobre too por las característcas y la canta el p uct
el prceso
Los agujeros e taaño y a estánar se pueen ortar en psas punzo a dos e propósto general cn herraentas ntercabables El cab e herraen e heamentas e las psas vólv. ta se acelera con los c mbares as prensas contlaas numécaente (máquinas d N d tqulado) equpaas
cn una mesa y epóstos e herramentas, permten la ucacón rápa y exacta e la lána y la seleccón el pun ón y e la mat ; e esta manera hacen factble la prouccón a bajo costo y exble e cantaes pequeñas y meas Ls aguj ers a yores se pueen hacer por el corte repeto cn ms pun ón o a tra és el " morsqueao , cnocdo cm " nbla
. Las geoetrías
se pueen crear en matis ompustas que trabajen sultáneaente v rios bordes e corte Fg 08 )
3 En l s troqueles pgsivos se real an as peracones e pun nao y es tapao en secuenca estano os elementos e la matr sujetos en un portatroqel c n mentras que la tra se almenta en ncrements exacts (o tops) n frecuenca e estapao y el perforao se encuentran entre los muchs pasos que se s guen en los trqueles progresvos cuano los pructs son coplejo s (F g 09) . a
íTUO 10
•
Procesos de cnforado de ána
Mariz
I
de ubicación Distania posicionamieno
iura
Una matriz progresiva realia cortes diferetes e estacines sucesias (os eemes de la mtri para cortar el reborde de ubicacón se muestran).
roducvdad es ala, sólo lmada or la rade de almenacón del maera en la troqueladora, y or la frecuena de los macos de la msma algunas roqueadoras oeran a varos cenos de mactos or mnuo) e usan roqueles múles ara rouchas eas o agujeros, como el esamado de írculos ara la farcacón de laas o ara hacer agujeros en lámnas erforadas Se usan ara amnacones ara erorar lámna ra los núcleos de ransformadores y moores eléccos Las asas de roduccón más alas se otene o el pe meane r la mar y el unón se ucan en las suerfces de los rodllos algunos cenos de eas, el coso e la Para candades menores e, ma se uede dsur s un mayor deserdco de maera es acele n elpunzo convenconal es ahora na cn marz cmprebe p gene e cauch la smlemene, una laca de acero corada al amao adecuado, y la accón de ore ocurre resonando la lámna alrededor de esa ma con un ojín de caucho (Fg lOlOa). a are soresalene de la lámna se dola haca aajo y se sujea contra la laca de ase or medo de ojín y el desgae ocue alrededor de los ordes de la ma Para corrdas coras, una solucón econóca es la mrz e a e ace. La esá heha de ras on orde selado (lecas de acero alo o
10-4
a Resalo e ao oa haa
Doblado
I
Espuma e
e paca e aceo
l
esgae espés
Punzón
b
Fu 0- 0 oqueado e pefoado de bajo coso puede obenese con: () un cochn de espu de cacho o () un ai con ega de aceo
para heramienta presionando ertemente contra ranuras hechas en madera contracha pada riidiada mediante una placa de acero Fig lOOb) l punón aca e a marz pana) está hecho de acero cando se corta metal Las celdas e pe tienen una o dos prensas o centros de punonado que de transerecia La cara de traaan en coordiació por medio de un lmina el camio de herramienta la transferencia de las pieas en proceso entre as mquinas y su descarga est coordinadas por mecanismos automáticos exiles l proceso ásico de corte por cialado se puede adaptar a cores de alamres arras secciones y tuos preparación para procesos posteriores La calidad corte se mejora proporcionando soporte pa a piea por corar y aplicándole un es fuero de compresión presión hdrostática) durante el corte Ha haido un desarrollo rápido de los métodos de cote con el uso de las téci cas usuales en procesos de soldadura rayos láser haces de electrones soplete de plas ma aco elécico corte con oxígeno gas comstile Secc 1873 y con chorro de agua a ata velocidad) omnados co mesas y agunas veces con prensas revól ver) esos cenr e cre controados por computadora son extremadamente eiles y productivos
4
DOBLAO
Muchos componentes se coorman posteormente por medio del oba en uno o varios luares
•
Pcess e c e á
(b)
g E s ) sró r s r ; () s ss áss ó ás ó ó sus s s
4 Poo d dodo Las características de ste proceso son la tensión de las bras ex te as y la compres ón deforac ones por de las inte as (Fig. 1 0- 1 1 ) Para un espesor daQ h e la a dismnución del ra o Rb (es decir, con la tensión y compresión se increentan retenga su forma la Rb/ debe ser lo disminución de la relación Rl). Para que a pequeña para lograr la plastifcación de gran parte de la sección trans-
Ex iste, coo en la ex ión elástica (Secc. 4- 1 - 7) , só < una línea (la lnea ut) que reene su longitud uando s dobla con radios relativaente grandes , línea e t n l centro cuando s obla con l l d se des l e eje de a pie a se alarga, y se preserva la co nstancia del voluen a través del adelga aiento de la lmina l incremnto de longitud del eje de la pie a, usualmente se toa en cuenta para dobleces con Rb 2h en cuyo ca so s e supone qu e la lnea neutra se locali a a un terc o del espesor de la lmina uando la l mina es rel tivaente angosta wh 8), también existe una contracción en w de la
jemplo
pe que se muesra se v brar e ua e r
j
e 3 e espesr crar a gu
Dba
Rd/h 3.3, e aí que e p a esé e e ce e R b A ba a u a áa; m e be s sbe u águ e 90°4 = n(Rb 05h)90/360 nO 15)90/ 360 1806 A ba a u a Rb 3 , Rb/h = , p ue a íea ea esá a 033 h; paa 80 - 5 l35 l35 [3 033)3)]l35360 9 ág e 80 be e Así As í a g a a ca es = I 4 0 9 50 806 0 = 1175 m (S se ubea ga ga e espaae espaae e a íea ea ea hbea 187
L d dodo n correspondenc con os ítes que se n n rn en seccón seccó n 87 87 , e rado mín generente, mo d dobado (e rdo R de tr ás pequeño perse o, rón mínma rdo p o R ) , s e puede denr de cuerdo cuerdo con crteros
cáca d nana puede ser estétcente ndesebe, pero no es un defecto puesto que se puede etr egendo un ter de grno ás fno.
trccón ocaada cus un debtento estructur de prte dobd est est ccón ccó n ocrre cundo eongcón eong cón en fr fr exte exte excede deforcón deforcón unfore unfore del ter en prue de de tensón unx t
< h) +
por deforcón, deforcón, Pr teres que oedecen ey de potenc de ecucón ecucón 84), 84), n y l unfore de nge ne ne , se obtener de
(exp n
1
&
L recn se cupe ejor pr ceros Pr l yorí de os deás teres se re deerá re edd en e e nsyo de tensón tensón oo defo defo cón có n se redstr uye ls ons dycentes durnte e ddo, suee terse un un poco yor yor L L reb reb ctú co c o un concentrdor concentrdor de esfuer esfuer os y, s se encuentr en superce exteror exteror (de tens ón) , conduce c onduce un frctur frctur uy pretur pretur Por Po r o tnto, tnt o, s s es pose, a b bab aba a db db o rinta rin ta hac h aca a ado d macho macho
3 factu represent un íte souto. Est está drectente recondo con reduccón en e áre edd en e ensyo de tensón [ecucón 40) y ts 8 8 y 83 8 3) ) rdo íno de dobdo perse perse se s e puede estar pr os teres enos dúctes p p tr de sguente sg uente fór fóru u R
h
1 pr pr 0
y pr ter ter es dúct es, es , ded desp desp ento de rdo neutro neutro en doeces doec es de pequeño de _h R
( q?
pr 0
&
4
AíLO
Un material material d e q 4.
Proceo de coformado de láma
>
0.5 0. 5 por po r lo general general se puede dob puede dob lar a 180 180 (radio (radio de dob do b lez cero) cero )
exfoliación ol iación y agrietamient La exf grietamiento o en la en la superfici superficiee inteior inteior pueden pu eden ocu ri ocu ri al dola dol a
en radios uy audos audos La
cualquiea cu alquiea que sea sea su origen, orig en, afecta afecta al doblado. doblado. Se ha h a visto vist o grano en grano en procesos proceso s de confomado co nfomado (Secc. 8-1-7) (Secc. 8-1-7) resultan resu ltan en ayo en ayo
ilidad en la dirección de lainación y sele ser más favoable doblar lámina con la lnea de doblado oienada a ravés de la diección de lainación. Un maeial e Xui (Fi 86); de esa manea se puede de valor r ba ba o se con radios más audos e un aerial aerial n valor alo
jempl
e fabricó de lató para cartuco, recocdo Aora e a pieza pieza de ejempo ejempo 1 03 propoe que, como u a med da de aorro aorro de peo, e debe fabrcar ua de 505-H34 ¿Se dee eperar eperar algú problema? La propedade relevate relevate para lo do materae, materae, obteido de l a taa 8 del M Hndboo D E diion p 63 p 635 o
L
55
55
S el., c
100 310 6
25
90
260 10
19 2
q,%
T 240 22
¡ El efuerzo de cedecia e perctamete perctamete adecuado E do ble má e R/ 3/3 1 ; e l a ecuació ecuació (0-3) ería deeabe deeabe ua elogació de 1/( 1 ) 33 % Como a elogacó tota del 50-H3 ólo e de 10% la elogació uiforme debe aú meor, el materia materia faará faará e el doblado Ua uave 500 tal ve oportaría ua tota 5% de la deformacó pero e límite de debdo a a e ligeramete bao bao a aeacó de au�o 606 -T4 ería mejor, mejor, auque auque e rado del dobez e tedría qe ametar ametar
0-4-3 Esfueros y recuperación eástca El esado de esuerzos es exreadaene compleo en el doblado Las curvas esfuer zodeforma zodeformación ción uni aria aria ano ano a ensión como como a compesión son recoidas coplea ene en los lados s ueos eo s a ensión y a compesión r especivamene del doblez Eso sinifica ue alrededo del plano neuo los esfuerzos deben ser elásicos Cuando la herraiena de ormado se retira el omeno desarrollado por las componenes elási cas del esuezo casa una recupeción elática mienas ue en l a zona plasicada un paón de esuezos residuales como se ilustra en la Ob a ecu peación elásica d isminuye isminuye deomación de la pieza por cuyo cuyo moivo se incee in ceenan nan el ánulo como el radio de la pieza doblada (i 1012) a zona elásica es más exensa paa un doblez doblez relaivaene suae (razón R/h ande) y para un maeal con
Db
Íng u\o d, z Í " g l l ncuido, pu n z ó
Fir
Dimensiones usads para caracrzr l ecuperacón eástca.
a aa szo cca . pco a móo ásco E po lo ao, a cpacó apromaa amé cama aco aco co
0.2J
b =1_3( Rb
3
S
R h E h E on R s l ao la mtz olao, y R el ao e se otene espés e se ' lea lea la pza Como la og a lía a o camba, ágo spés e la ecpa có lásca, s p o ( aas)
�J = b ( Rb +
R
La cpacó ásca esac n nvo elro zas, co na st sfzos sfzos sas sas,, pcaa pcaa po szo compsó a spc po o són a no (Fg O-b), S sa aas paa conaesa conaesa l ecpacó ecpacó lástc
S l l cpeacó cpeacó elásc p mateal mateal ao s cooce y s ést s e c
mo e n y spso fom, s face compnsa la cpacón lásca y b). Ésa s la foma más ásca ol a no s obrdobado (g a ámna (dobado nga psó compesó ccó e a air).
O-l3a
La zoa eásca s pe elmna a al la caa po no os mos
Pro, os os etemos e a láma se p sear es es e el nzón toe oo, así al la caa nvolca nvolca l ido la láma, casano cn ca po só oo l spso la msma l sgno métoo, az l pzó sá s á coomaa paa pntr la comp compsón pás pnt r n la láma, maa ca oca oo l spso la msma (Fg
lO-l3c).
Si s usa u contrpu contrp u nzón con psió psió cotrolada, cotrolad a, se de coprsión coprsión en en la zona zon a dobada doba da duante duante todo todo e proceso pro ceso (Fig. (F ig. 3.
sfuerzos sfuerzos Co mo esto
CAíULO
oceo e oorma e láia
<9
(a)' b l soredolr o deformaó Fiur reuperai elásia se puede eutraliar o pástia fial de arrera ( sometiedo oa dolad ompresi durae el dodo [Parte ( sgún Cupka, Nakagawa y H Tyamoto, CIR 7374 973
una presión hidrostática sobre la ona doblada es también tiene e efecto de po sibe un doblado más aá de los ímites dados por a ecuación (10)
Puede requerse dobar os materiales dúcties a temperatura eeada a que la resistencia a a cedencia es menor con ello a recperación eástica es
Fuerza de doblado n estimado simple de afue de dobldo en na a 90° se pede obtener de
Pb
wh(TS
ibre
Wb
donde es el ancho de a abertura de a mai dado (Fi O3 w el ancho de la de la qe tiene uar la exión) tira (a onitud de a línea transversa a lo
ep
Cuál es la ecupeació elástica al hace u olez a 90 mateal de la isa es (a) latón e cartucho recocido o
la pieza el ejeplo 10-3, si el
(h) una aleación de
60 61-T4.
De la tala 5-2, lató) = 140 GPa Al) ' 70 GPa Rb/h ' 33, 2 e toma eemplo 0-4. Aí paa el lató, RIR¡= 0007 00 09929; paa la aleació e aluio RR¡ 00205 09795 a recupeació elática e epeciale e el lató peo o e la aleació e
jep
time l a fuea qe e equiee paa ace el ol e a 90 e l a piea el eeplo 0-3 upo ieo que etá eca e lató De l a tala 8-3, T 310 MPa a aetua míima e l a mati ee 4 á agua logitu ecta igamo o ece 10 ) Aí W 18 20 38 El aco e la piea e 40 m; h = 3 mm De l a ecuació (10-7) P (40)(3) (310)/38 2 937 N E uual a u facto e el 20% má aí la fuea e 35 kN
Db
Métodos de doblao
44
El equipo se para el doblado log la pza po ola
del tamaño, en mayor medida de la
Las prena mecnica p ol logs cotas co alas asas po dccó, mplao macs, como O-l3 Las prena de cortina so psas spcas co camas my as las, s
sa amas scllas pa co oa pzas complas po mo olao rpto a laa (Fs 0- y -6a os cosos as amtas s rc cao a placa spma polao mplaza a la maz ma a vaa las psas cota s s oc a ga aa pats co úmo lmao La ó lsca las amas (l amo s a la ma cla o, o a la za la saa vaacos l glo oao, po o ato, a ama s ac paa s o s as co so s loa cazao la amta o, as psa s oas coa, po ó cca o lca, a mo co as las mcazaos, la zas ó calcaas. co los lmaos sa s psta al coo clyo sso a a posto psa paa car la poscó la lma La compscó po la cpacó lsca s alza co la aya alas mpícas o a cacó 0-6 Los s mas ms laoaos oma ca las popas l maal y las aa cos a apcacó, l glo olao s m la pma ca a; lgo la za s a paa o la cpacó sca, y s cúa a sga caa compsacó oos pogamas, l a ca d szo omacó a a os agos sco y psco s s o los la omacó za y spazamo, y agomo cool s cac la l soolz o
Fir
h
()
e
f
Fomado e pesa de coia de: () u ágo de 9; (b) gua peo co u a hemba de poueao; ) u caa U -� u ebode
5
41 6
AíULO
Proceo e coformao e
Bloque de sjetador
Matiz de fotamiento
F L áin tmién se uede dor con ) un mtriz desizne o (b) rodios de dodo (pirmides)
E peinado es un método aterno para dobar a o argo de una nea recta (i IO5a y 1O-16b) Para etimar a fuerza de dobado
+ h
¡ e puede co niderar como (2R
La lado d tre dillo imparten una curvatura uniforme pero ausae a dipuestos en forma a ámina paca o per por medio de conformado con piramida (Fig 1O-15b) Éste es un importante paso de preparación para fabrcar grande y etructura de paca sodada.
E onfoado on dillo es un método de producción continua ataente productivo e dobado e hace progreivaente paando a tira entre rodio accionado y contoeado coocado en ándem producto u ua es a ámina crru gada. Para muchas otra formas se usan rodios guía para prena o ados de a pieza parciamente conformada Aí e pueden formar os tubo para a subiguiente sda y pueden forare eccione que reempazan a as aminadas o exruidas e ca iente así como fora compas (como marcos de puertas (Fig. 1O-16)
E dobado de pee y tubos e una actividad importante de manufactura Los probemas en e dobado ibre (por eempo en a dobadoras piramidae por rodio uuaente s on a y e pandeo de forma más compea Se obtienn o re reutado cuando e perl o tubo e enroa arededor de un bloque de E ajuste de a pieza a a eomeía de éste e aegura urvando bajo tenión a paar un rodillo de delizainto o bloque pinante abiagrado en e ceno de radio de curva tura arededor per o tubo (Fig. O7a) o por un bloque atorio de e (Fig. 1O17b) Para evitar e coapso de tubo en e dobado obre radio d pon e de vaos método. E interior e op orta con arena con u meta de puno de fuión ba o o m á económicamente i va con un mandri copueto de seccione idi viduae (Fig. O-17) o e tubo se estira sobre un mandri fio (Fig. 1O-17b) Las má de CNC e pueden programar para tubo vario
- -
- -
-
-
-
4
-
.
(
,
7 '
e)
(b)
igra 0- 6 o erfle cometo como lo marco de erta e ede forar or a ececa de oeracoe e (a rea de corta, () matrce deate o or a m ado de ere (De G_ Ohl, Big, Cal Has Vlag Muich ad Via 1 63 Co pmiso) M d dbd
j
b
e)
i 0- 7 o tbo l eccoe e ede formar a travé de l a dobado or comreó o ( dobado etrado; alg a vece e hace co el o de madrl de oa eaada
8
AíUO
Poceo e coomao e lámia
en diferentes oentaciones, s requiere para os s istemas hidráuicos d autoó vies y aeronaves y os escaps de automóviles
FOADO POR ESTIRADO
Se fabrican enormes cantidades d rcipints más o menos profundos, d una ran con la mayora as varidad d formas a partir de ámina mtáica. piezas dobadas, se cactrizan por tner curvaturas en dos (son formas tridimensionaes) Se puedn producir a través d formado por stirado, or embutdo profundo o por sus combinacions.
0-5-
Procesos del formad por estirado
En onforado po r esido puro, la lámina se sujta comptament en su rncia y a nu�va forma s desarrolla totalmnt a costa d su spsor. s pde en una variedad d manras:
esto
La ámina se puede sueta con una
mordazas jas o iratorias (Fi O8a) La vntaja s que sólo se necesita una atri (ari o punón de foa) pero la productividad s baja; d ah que se formado estiado sea más adecado pa a prodcción d bao volmen, coo s comn para a inustria aro muy ands fuseajes, de as nática Puedn confoarse aas; cascos de botes) La recupración eástica pede ser s ustacial en l conformado e piezas de pequña curvaura, y n se caso es ti el a tmprturas evadas (aunas vces permitindo a termouencia o a conormación de a ámina coocada sobe a at. Las secciones aminada y etuidas tambén se een o or estiao
Mi ho punzó
Dé
Ats (a)
Mi b
F E conformo s ogr complmn cosa spor l pr n conformo or sirao con () rzars o b) mrics con ror raa n cñao
Fa p esia
2.
Para la proucción en como en las inustrias y e rtÍulos trodoésticos, la se fija on un sujetador de formas movible el ual retiene a lámina con la ayuda de un reborde de tba (Fig . O - 1 8b); el punz ón oopera con la matriz hemb para enir la forma. Se proue una piez a por caa gpe de la prensa; de esta manera, la es alta pero tabién os costos de
atrices son mayores.
3 n el proceso e auñado Fig
O8) la restriccin la a la láina isma a
aés e lo s últples puntos d e contacto con la matri .
52 odd do n el esrado se acan a el prier líite cano na estrición loc ali ada se hace i sile, y el líite último es tá ao por la fractura sbsiguiente límt d onformabili y l a efoación unitara líite epene el ate ad es una propiea ia de estao de eformación y e la fricción en la superie el pun ón. os fatores que inuyen se muestran clamente cano na lámina sjeta se estira eiante un pun ón hemisférico (Fig. O9a) as ariaciones locali adas e la eformación unitaria (l a dstbuón d la dfoa ¡n) se peden reelar siplemen e aplicando una retícula de círculos pequeños (típicaente con un diámetro de 2 a 6 de la lámina el proceiento usual ) (o na rtíua uadda) sobre la es por ataque eectrol tico o por una técnica e sustancia fotoesistente En el crso de la efoación el adelga aiento del aterial está acopañao por un creciiento de os círclos acore a la el olmen ecación -2] Cando la efor Efo otant po fiión
d jión
g
Ditni dd oo
(a) a r ón r a r ó n al a gaa t ra b) a n a ón a aó n ar l a a r a Adaptado de J. A Schey, Tribology in Mea/wrking: Fricfion Lubrication and Wear, AS Infationa/, 183 p. 520. Se reproduce con autorización.)
CAPíTO
Procesos de
de láia
un gobo (drma mación s a misma en todas as dicciones como o sría a ción biaxial equilibda), cíulo s xande a un diámto mayo Cando a dfo mación varía con a dicción e cíuo se distosiona n una is: ej mayo da a dfomación mayo y ndicula a ésta j mno la dfomaión mno. Cuando una ámina d un matial dado s stia n todas diions sob nzón hmisféico la distribcón e a eformacón deend de vaiedad de factos
En a ausncia tota d ficción o ual n aidad s óo s ogaía deforma on sión ámina s adlgaza hacia áice oc namnt a factu ínea en l Fig 1O-19b). E sso s duce más nifome mnte n un matrial con n vao n ato y s ued obten un domo ás ofundo ínea S codaá en d ants d qu ocua a sticción tnsión stcción ocue en cuando C = n Sc En tnsión biaxia qii bada a sncia d a dfomación transvsal evita la fomación d una stición ontina hasta s dsao locaizada (estricción dsa). a dfrmión na sticción oca n áice o cca de n agún unto dond xista no homoge nidad n matia o dond lámin a oiginamnt s a más dgada A sti sob a la que se obtiene en caso de un unzón a ondidad de estiado nuna ue no haya ficción sin embrgo a fala ocuriá n áic sim cando a fricción sa quña
La ficción n a
d unzón libr n e áic y aa una fcción mayo a osición d a dformación máxima se dsaza s hac más hacia e adio d a matz nes C D a Fig 1O19b). La oc o ocalizada a zon a d contacto nzón lmina o ca d la
Bao condiciones idnticas na ámina más usa oocionaa na mayo ducción d seso a qu los esfzos d xión se aumntando a dutilidad
a os d
La rofundidad del stido aumenta con todas as variabes de matia qu etasn la stricción n ato tansformaions o qu inementen a dmación más aá de a stiión vao m ato. En fcto se dtmina una coeación nt a ongación tota n a uba de d domo ca la atua La distibuión d a dfomación s mecánicas d domo oducido
1 0-5-3 Diagrama de
oque dtemina as roidades
de conforao
Es osibe comaa divsos matrials con la ayuda de agama límite de conor mado DLC ) S rban tias tiuadas d lámina d difentes anos con un muy bun lubicant or jmo con una ícua aitada d oitieno n nzón. Una tia o sucintmnt anha aa se suj tada o todo s contono oociona ancho d unto d tnsión biaxia quiibada Fig 1020. medida q
05
Formdo por estirdo
EFOMACIÓN UNITAIA INCIAL
06 FLLA
" rcu an I dpué . d a dfracón EFOMAIÓ N
05 0.4 0.3 0.2 O Cmprón
t
. 02 0.3 .4 0 Tnón
UNITARIA
MENO
EFOMACIÓN LANA
gua 0-20 E dia gra ma tico de mite de coformado e aero a bao carboo roorcioa a deformacioe itaria ermiib a aio ie de deformacó (El lado izquierdo, según G.M Godwi SAE Paper 680092 1 968; el lado derech seú S? Keeler SAE Paer 650535 1 965 )
r l deformcón menor mbén h que e u ncho crcesco de r lleg cero Por dencón s es n condcón de efoón p Fg l DLC usmene se consrye pr l esrccó czd e pd hcer r curv pr l frcr) l LC se meve hc b pr grue y es bvmene má bjo r un mel de menor vlr reducdo) es un ccersc del ssem y se peden os LC e do l erle s son bjo condcoes dénc Con e ecremeno ño el crcuo el DC se mueve hc b y cmb u form porque u pre de n crcuo pequeño ce en l zon de esccón doe l defmcó e l cldd de ls oes de produccón de lmn se vefcr ms rápdene condcendo ebs de l u íme e m ALD) e puebn de nuevo mue rs de nchos dferenes y l lur nm obend en deormcó pn se d en lmers l DLC se nrodujo en l décd de los 60 y se covró rpmene e herren mporne pr dgnocr problems de proccó Cudo se encuen n pez que flln en prouccón se colocn lámn recul e mz de rduccón y se esrn e de l dsorsón de os crcul gs veces con l yd de n nsrueno llmdo nzr óp e reíu). cculo ms cerc n l lne de frcr proporcon l rzón e deormcón e e puno crco y dene dmos e A e l gur 10-20. Vrs solucoes lgn de ells no
AO
Procesos de conorado de na
evdentes ntutvamente se pueden explorar cones dentro de lmtes permsles
para stuar a las deforma
nreentar la deforón enor al sujetar más rmemente en esa dreccón. S la fractura ocue lejos del ápce se ejo la lubraón para redstur las deformacones (como en la O19b)
todo lo demás falla la pea deerá se r redeñada para la deforma cón untara mayor o se dee permtr ue alo del material haca la mat cambando el proceso a uno conado de estradoemutido (Secc. 107) El DLC de la ura 120 es tpco del acero y de alunas aleacoe de alumno. Otros materiales como los aceros noxdales austentcos y el latón no muestran mjo el líte de conformado s se ras la axldad de la deformacón o un n alto 82 y 83) entonces son obstante de ellos emnentemente adecuados para el estrado.
jemp
as ormas coejas como os tapacubos para a se de acero a bao carbono (chapados co cromo de acero noxdabe o de ua e A 02. os tapacubos se va a abrcar por estrao ¿cu e estas aeacones permte e estrado ms pro ndo? se puede Ua prera a coparar vaores n De as tabas 82 8 se deduce ue os aceros noxdabes austtcos so os mejores (n 0 , segudos por e acero a baj carbono (025) A 5052 (0 por e aceo artesco noxdabe (0 se van a crea detaes proundos e a aeac n de aun o o en e acero oxdab maresíco se deb e oetar embutdo de ea haca adetro (vase a ec c 0
EMBUTIDO PRUNDO La dferenca entre e estado y el embutdo profundo es susancal en el prmero la peza se sueta y el aumento de área se otene a costa del espesor de la en el seundo, se permte e ncluso se fomenta ue el blanco se toduca a la mr manera tal que el espesor no came
1 0-6- El roceso e embuio se En e caso más smple de ebutdo pfundo puro una pea crcul de converte en una copa de fondo lano estrándola a través de una matr la ayuda de un punzón de dámetro Dp (. 1021) Tanto la atr como el punón deen tener bordes ben redondeados (ado de la atrz y del punzón) porque de otra manera la peza puede fallar por cortante. La copa termnada se epar del punón por ejemplo maqunando una ranura lera en la parte nferor de la mat de embutdo. Después de ue la copa ha sdo empuada a través de la matrz por el embutdo su orde superor se la carrera de abre debdo a la recuperacón elástca y es atrapado por la ranura
Emuido rofundo
ueza en e jear
Mai
a a 0-2
o reci iete e ee coformar r embti ( i o co iaor (
e del pnzón e manea qe el salene rera la cpa Cn frecenca se prprna n cenal en e pnzón paa el desall de vaÍ as fca a separacón El esad e esferzs qe pevalece en la peza el e se mesra en la fga lO22a y crrespnde al crr a la mad del ed a ase se encena en tensón axal eqlrada; la pared laerl en ensón p defmacón pana pqe el pnzón n perme la cnaccón ccnfeencal; el maeral en la transcón enre la pare y la rda es smeid a exón y cnraexón enderezamien) y la da se encentra en ensón radal y cmpresón crcnfeenca pes la ccnferena de la peza cnfrmada se rece menras qe se le ferza al adqrr el er enr de la aera de la maiz s esferzs crcnferencales de cmpesón casan e l peza se engse y el el espes de la lna qe clar punzónmarz sea salmene 10% mayr perme acmar ese engamen sn necesdad de cp la ped a cpresón amén pede al arrugamen (eqvalene pande en el ecacad Fg 915a) la da En la prcca sn psles s méds de peacón Embutido lbre El arrgamen pede evtarse cand la lna es scenemene
gda Fg lO21a). Ése es el cas para ls es pc prfns cand la azón de em o /Dp < 1.2 s lancs gess en relacón cn su der pemen raznes de emd mayres (Fg 1023) el argamen de lmna el cal determna a magnd de la cmpesón crcndepende del perfl de la ferencal La marz ms favrale es la mariz racrz (Fg 023).
Embtido con pisador Cand la peza es relavamene degada y la razón e e-
d se encenra ms all de ls lmtes ndcads en la gra 1023, se ee el desplazamen de la rida medane psadr Fg 1O2Ib) Ése dee ejerce scene presón para evar el arrgamen (Fg 1O24b); sn emag na peón excesva e par resrngra el deslzamen del lanc en el anll de y
CAPíTULO 0
•
ocesos de coformado de áma
>
(h
a igua 0-22
a El estado de esfezos vaa e g a ed da so be ates dfeetes de a coa acalme estada mateal co mayo se eefca del efozameto de a ase y de a aed
rí frtr en l pred de l cop prlmente onfrmd g O4d ar prodr n op n (g lO4c, l preón del pdor e pede onderr n n omo del eferzo de cedenc ) del mterl prmer Ferza de emtido ndo e plc l preón óptm l pdor l ferz de
embtdo ment medd qe l brda prlmente onformd e endree por 30 d
t
2
i
�
50
0 o T %
50
20
(
igu 0-2 a azó lmtate de estado e e acoado de aceo a bao caoo s la azó del dámeto sado, es a f có de la geometa de la matz y de baco eseco a eseso de la áma. (Segú GS Shawki Wekstattstehik : 1 2- 1 7 3 Co pemiso de Spge Velag Nueva Yok
0-6 d fd
Figr
emtd rd de c de a cer a o ari de ( ba c redd, c rei de iadr b) ee c exceva Ne e ( e reead c ded a a air ar De JA She Fíg ¡ 9 p 7
deformació; al dismiuir e diámetro de la brida la fuera se reduce hasta que se lacha el borde egrosado del blaco (Fig. 025 líea A a resi ecesa causa la fractua rematra (líea B y Fig. O24) U a resió demasiado baja erite lacharse la coa legado de las aredes del (líea C y si las arrgas o falla cerca del al del (Fig O24). U estimado muy aroimado de la erz de embutido se ede obteer de la fórmula
ugd
/ �
"
' I
\
. �
,
\
\\
\
_- '
d pn
igr
Crva ae de er de etirad c rei tima de etd (ea A excev (ea B) e icete (ea C
CALO
Proceo de
de la
10-6-2 azón ímite e embutio Cuando la fuerza de embutido excede a fuerza que pede soportar la paed de a copa, oada se fractr (Fig. O24d Así, ha un ímite pr l deorla copa a reducción (do - Dp)d o, más comúnmación que se pude obtene, expresada mente, como a relación de embutid d/D El dimeto áximo de lnco que se puede emtir baj o condiciones ideles se epresa como la relación límie de emuid (RL) RLE (máx) Dp
Se ha visto que a fuerza tota de ebutido se compone de las fuezas requerids paa sujetar la lmina en coron embtido, de fuerz por el punzón pra vencer a fricción entre a pieza e pisdor as superficies de l matriz, par confoa a lámina rededor de rdo de ebido, pa vencer l fricción alrede dor de adio de ebtido Por o to, RLE o es un constante de mteri, sino una propiedd sistema, que deende de todas las varibles que ectn de ebutido a a resisencia de pred de la copa.
Un n ata refer la paed de cop o vaso, pero también incement a erz lige e a de ebutido, de ahí que sea poco trascendente a caso n RL a meudo se encentra co un n or, debido desrrolo ás tardío de l fuerza áxim
Una m eleda efuerz un esicción incipiente en a pared, fecta la fueza de emutido, así que
apenas
n efecto igeramente fvorabe.
La varabe de mate de mor scedencia es e aor r En la gra 86b se ve qe un material con un lor r ao resiste e degazaiento, ientrs simltáne de mente se educe su anchua so yuda a piez confomarse diámetro la cop, por lo es un fcto posiivo Adeás, u vor r to causa qe la elipse de cedencia (Fig �14) se epaa en diección bixial eqiibrad (Fig 1Ob) L pared parcialmente ebutida de copa se encuentr en por deformación pln, la que un materia con un valor r eevado es ás uerte, mientrs que a rind era de la atriz se somete a tensión compresión en cuo caso es ligeramente más débil que un terial isorópico esutado es que a RLE amenta con el inceento de (o s ecsee, f (ig 1026) efecto es ms sgnc ivo de lo qe se estra en a ga 02, qe un RL de 2 poporcion un cop con una de aproxiadente 08Dp que un RLE de 3.0 da ua profundidad de más de 20Dp'
Los radios pequeños en e punzón en pieza imponen una sever deformación por eión, incrementando fuerza de unqe esto no ct la resistenci de la pared; lo que hce que disminuya la RL. in ebgo, si el rdio de la atrz es muy grande, quedría gran pe de anco sin soporte, podría ocur el funid (arugaiento ente punzón pred de ariz) De aq e los adios se optii cen, comúnente dentro de los ímites de R > 4h para ma ruesa > 5 mm, y R > 8h para a delgada « 1 m)
Ebutd prund 3.0
HCP l
28
FCC
BCC
26
t
o O
4 2 20 18 16
O
2
3
4
6
r_
igu - L isorop norm s un or podroso imo d rzón mi de emuido
La fricción enre el piador, la az y la upercie de la brida (láia que queda fuera de la ariz) e sua a la fuerza de ebuido y es, por lo ao, daia. Las presiones de conaco eán po r debao de a y por o ao, la ecuació (18 es lida se puede reducir al diinuir el efuezo ora la preión del l esfuerzo de pisador, pero eo queda liiado por la preenció del arrugaieo e ea anera, se debe aplicar un buen lubricane que reduzca ¡ y en consecuecia la de fric ción.
Al ebuir láina relaiaee delgada con relaciones do ayore de 50 la de la fuerza oal de ebuido; fuerza de fricción se coniere en l a pe de ahí ue la RL diinuya con el increeno de la relació do.
La fricción sobre el puzón es úil porque raere la fuerza de ebuido de la copa al punzón. Aí, un punzón rugoo, o una pieza lubricada sólo sobre el rea e la brida, proporciona una RL ayor. a orma ieacional para deerinar a RL, y únicaee los Aún o daos que e obienen en circunancias idénicas so coparables La RL no e neceariaene un índice de la pofundidad úil de la copa. Un ae rial con una anisoropía plan (ecc 13 presena propiedades diferees (Fig. 8 5 en la direccione de laiación, raneral y a 5° (r 190 r5 o conduce al rejead una aación periódica de la alura de la copa (Fig 1O2c; las oreas reean la siería del crisal y e agrpan en pares ( 6 u 8 La brida se egrosa eno en la dirección de r ayor; aí, se foran orea en esa direccioes
8
CíLO
mp
n b lanco e acer a bajo carbono e e y e espesor se va a ebtr para obtener en n vaso clnrco e e ero nteror E rao en la transcn e pare a oo es de 5 Vere s eb es posbe y en caso aratvo (b) este la erza e a prensa () De la gra 8 RLE 4 e e el prceso sea posbe (b) De a tabla 8 para acero 8 TS Pa De la 8)
Procesos e conoao e lna
P n)[l ) 7 ] = kN
emp
acer d caad para ebt caao cn aln con .7 tee na RLE e 4 (g Una aso c lnrco s e ebte a parr e na a e k espesor con n pnzón e etr Dp = y n rado d narz p 5 Encentre ) etro pare de espsr e mxo e blanc dOáX' (b) la ara dl aso speno y a relacn atraetro A partr a ecacn ) RLE Dp 4) = 4 m (b) Coo el espesor e la pared sn y el vaso es relatvaente degao la costanca el volen pca n rea por l e se pee e rea de Á blanc cn la de la sperce ea e vaso rea e la narz ongtd e n carto e crc ongt barrda por e centro de gravea (para n carto e cclo e centro e gravea est a 6) As Á rea e la peza (rea de la base) + (rea de a narz) (rea e a atra e a pare
44 = )4 + [)7)] x [ )k] a atra e la pare k 3 proad nterna el aso + 5 7
kp 73 7
jemp
e clclo para RLE nte el la RLE en relacn () d = (b) prona ntea e as 69 + 5 74 kDp 74 salente hay na reccón e espes r la pared e a la a eno ada relacn kDp
= 8 Est e eecto es y ara para n ncreento de a RLE e % la altra el v as se ncre ent 58%
10-63 Ebuido secundario Las copas con un perae mayor que pemo po a RLE se peen fabrcar meane conformao secunaro espués e
E reembutido (Fg 1O-27a) ea espesor e pae esecamee gua. E planchado (como exsn vesa) . 1O-27b) ea e etro eror vrtuaee sn cambos y ogra mo ong a rec e espesor e a pare. Se ebe reconocer que e panchao es sma a esrar n ubo sobre na barra (Fg 939)
4
Fuerz del uedr
Mz de pnhd
Fg 7 s s s n nn n ° s ns
no s e a menionao hasta ahoa es heho e qe 3 Un fenmeno básio, un mateial tabajao en pesena mao utilia uano la iein e la fo main se invierte en opeaones suesivas ablandmnto po r dfoaón ) so se apoveha en el rmbudo rso e opas (Fig_ O27) l embuio se u sa extensament pa eipientes pa alimentos n las tapas e las plumas ente en as acasas e los ltos e aeie en os mboos o s amoti guaoes e planao se empea en la pouin en masa e aas e bebia embutias panhaas así omo n os atuhos e mniin xise po supuesto, la posibilia, pe on feenia ombinaa on mao ica e bi la oa básia e las piezas embutias embuti ipientes uaaos o etangules el gao e ifiulta se inementa eevase la azn e la longi e la pieza espeto a la naiz o vti el oejeao en los vtis e s til Un pnzn con un extremo uvo o hemisério poue un etao ormain om plejo , el ual s e alizaá en seguia
10-7 ETIEMUI n muhas apliaiones páias más notalemnte en la poucin e piezas e aoea el basio e automotoes e poso e onomao no es estiao ni mbtio puos a ámina no se sujea ompletamente (po lo tanto no es esao
CALO
Procesos de conorado de na
po ni pit q dpac int a intio d a atiz (po cyo otivo no tido pro En vz d o a oa cop a daroan ontoando dpazainto hacia adntro d a atiz tadndoo cando a ncaio dint ordaa d od ana a a atriz y a piador (Fig 10-18b Y 1O-19a Paa vitr pntación d pnzón y rga tido apica un uicant y pc ican roidad y dirccionidad d a pci d ina ( u a cho a ina con caado aatorio En agno cao prión d tado vaía d ana poga ada drant avanc d punzón o piado ot a na caa pant E a ayoía d o ita aanzado piado acciondo po vaio ciindo hidico prog indpndintnt d anra q a urza tadador pda contoar ocnt La ora d a piza a ndo rprnta por na pc cpida" n ntido d q óo pd dciir dint brgion cúbic o pnto por pnto n coodnad pcia. L picación d CAD/CAM a h rdcido n rn dida tipo y zo invocado n di ño y n anii d piza aí coo n a proración d qin hrainta N paa aic a atic La cvatra pdn r igr y no iétc, rtando n proa d rprción elástic y en dstorsión des pués de su libeción de la matriz, especialmente con
t d zón co./E ta; odado por coptado pd ayda a dni a o d aiz q copn t nóno En oto co conordo oc crca d o íit pritido por atra, y a fratra podí dr fácint n a anci d conto tricto E odado po coptado pud piti a poación d cto d a vai d poco
Límis del confordo En o útio ño ha haido n cptción tordin pr propóito d coto int rpid d o concpto d conoado d d podcción E dia d íit d conorado úti pra nai a ca d a a coo anaiza n conión con a 100. La ip pia a a ocaición d a racta poporcionn a poi ción crítica n DL Lgo pdn tor va dida d corccón: incrntar a doraión unitaia no (ína 1 n a ig 10-0 vr a rtricción d ina n a dicción intando n rbord d tido o auntando a cntidad d rbod ; a dorción ayor pud rdci n i 100 i diiny a intndad d tiado o pit q m ati dpac dntro d a atiz (rducindo núro d rord d utido o iinndoo coptant; adgazainto ocaiza do n n pat prounda d trdo pd rdci a antar la ricción n pat con macho d atiz
Aálisis e l fr La vidad nra d a opación zga j o po dio d anáisis e a foa, cua toa n cnta a conibucion tanto d tirado cobinada coo d Par to dtminan printamnt d tiadotido (íneas e conformao En no d o pnto tro dt ina a RLE E otro pnto to ncunta diant tirado puro prnndo na oa d aco n una ina potrada hat q obv na tricción oci zd L ra d 0 d dito para na áina d no d 15 d po y d 50 d dito paa n po d a ina hata d 3 E ie
stirado-emutido
Esira % 5
8
O
5
Q �s
Q 6 5
].: <
§
Paa
5 O 8 Esra Emu % ur
'
5
�
5 Emu ur
Fg Diagma del límite de estirado-ebuio combinado usdo pa juzga
seveidad de as opeaciones combins. [Según S Kasper, Metal Progress 99 (5): 57-60 97 1) S rproduce co autorizacón de la ASM Internationa/]
stdo es ao po el oiene e a ponia el esiao iiio ene e
imeo e la maiz ' l lmie esiaoemo se oene onetano esos os unos exemos (Fig 28 a apiain elmene impoane es, po supeso, p a a peiin e xio o e la ala anes e qe se nsan heamiena ososas, e manea que se puean ae moiaione a iempo Se ha pogesao en la peiin e as oniiones elaias el esiao e emuio los anisis e iseños e nueas piezas on e enia se haen po eeena a oas imilaes en os ales se iene expeienia. n as apliaiones más anzaas, la base e aos esabeia po meio e CA se es un ampo en ápio esaoo el a a emplea paa anáisis peimines ee jatase e algnos xi os ee, namene, pemii na eaea ingeniea onuene anes e que s e enga na maiz paa poin asa enones, an es neesaio pbar as matr usano mies aiaas e n maea menos oso so, samene na aeain e zin qe se pee moe po niin a magni el eo se pee esima po meio e a gua 29 , en a que s e mesa na pieza e una oma omeja s impoane noa qe a epeain elsia pee alanza opoiones signiaias, el moelao es il paa all a oein neesia qe al espeo ebeá haese en oma e la maiz
sisia a a aaua
Un a onsieain impoane es a essenia a a ao laa e aleos ganes Cuano se apia un inenao oal om una esea, e ableo se lexiona pimeo luego se oma na aolaa (nenain) os ea
CAPTULO
css d cnfmad d ám
1 0-29 Una pieza severamnte (funda del pozo de l ruda d un autoóvil) heha en una sola operaión por una cmbinaión de stirado emutdo. Noe la rd de círculos grabaos n l lámin, mdiant taque quí mio las maras de los redes de sujeción la línea que marca l lmte ntr la nrz estrada y lo s lados e mbutidos (Cortesía A S. Kasper, Chrysle
/
dos dndn d manra coma d as roidads d matria d modo d aic ción d a carga d spsor for d abro En na carga stática un tabr o ands ano simmnt s ionará; uno igramnt crvo ud con crvara inrsa a a q os d gran soortan crga a tavs d a comrión d a mmbrana En cargas dinámica como s grnizads os tbro má gidos son incaacs d absorbr d imacto or dxión s os ástica; a rzas d contacto s hacn grands rstan as abros d gran cratra conabs bao crga tática on más uctib a boadr dinámica
En os aancs rcints os ban cos
sodars a distintas d manra q partir d d spsors difrnts o d roorciona rsistncia dond s ncsaria Esos Fig 10- 30) rmitn a rducción n a m asa n númro d izas
Ejemplo
Se ha stmad que aun paa los automóvles d dse ctual e de 3 5 blancs sldados po veículo. Cn un ang nt 50 y 60 mllnes d p añ, la dmanda mudl ceceá a cents de mllones de esos
08
Preado
a 1 0-30 El table ro exteri or ateral de la car rocería d e U ltraLg ht Stee l Auto Boy se prdjo a partir de un banc, en a qe se unern lámi a e calbre y rpieaes ecán cas feretes con soa ra pr áser paa poporcioar resstenci a od e se necestaba per o sin a umetar peso extra. (Coresa del America Iro a tee/ tiute outfie/d Michiga
8
PNSADO
el uso idusal el érmio prensad o cnfrmad en rensa sirve paa desibi odas as operacones de de láma de meal realzadas e presas de ala el so de marices permanenes de aceo) Ese roceso comprede odos oecia los pasos ecesario paa complear ua pieza de cualquier compleida ya sea de es tampado de blacos doblado esado plachado emdo secudario repuado recorado y as sucesiamee Los uegos de maces e se uiliza depede de caidades de poducció de las asas requerdas de podcció y del úmero de operacoes ecesaias paa complear la peza.
Matices e operación nic Se obiee
compledad si c ada opeació se realiza sepadamee e marices y presas idiiduales oso de la marz aú se y los c osos de mao de obra y de maeo puede se alos o obsae ésa es la opció más sal cuado las cadades oales de producci so isucie es ara us ica marices más compleas o cuano la pieza es muy grade La úlima siuació prealece e la poducció de piezas pa la cocea de auomóviles ara mayo las pesas se aliea ua derás de la ora y la pieza es oida de pensa e pesa co brazos mecáicos co obos pogramables co mecaismos y se asegura mayo especialzados de ranserecia. El iveario e poceso se eibilidad al adopar esquemas de camb rápd de arce au las maices my gades se camba e miuos permiiedo arios cambios de maiz e cada o aa la producció uso a iempo (JIT)]
Matices copes Dos o más operacioes realzadas e una sola maiz Fig. 1 0 8) mayo eaciud peo las maices esá limiadas a procesos secilos ales como el esamado de blacos y punzoado al ez combados co el
CAíO
Procesos de conordo de ln
o con un ebutido e bricn rices dos últiples
(telescpics) pr ebti-
Matrice múltiple uchs piezs tienen un geometrí que no perite conorr ls directmente y se porque l rzón proundidddiáetro es desido grnde o debido que l or es esclond tiene porciones cón ics etc que requieren vrios ebuidos sucesivos p lo cul con recuenci un riz copuest es indecud L piez ún se puede bricr en un sol prens si odos los eleentos necesros de tz pr copetr l piez se incoorn e un juego de ner que se obtiene un pe terind por cd gope de l prens l teril en se int en increenos preo s y ls piezs se trnseren por un de dos técnics Los tqueles progresiva se lienn con l ir el blnco se cort sólo r unido renente de l tir medinte rs estrechs ese cilene y esqueleto se us pr mover l blnco trvés de ls estciones de L separción n se rser pr l úli etp (igs 109 y 1031 Los dados de tsferencia se consruyen b jo e mismo principio, pero el co se cor priero y el recorte se pic y se desech. El blnco se desplz trvés 2.
Fgu U n ej empo omún d e trao en matriz progresiva formado simutáneo de dos partes de armazn de siento por una seuenia de troeado formado de ida punzonado apnado de a rida en a etpa fina orte doado ortía d Gral Satig Product Diviio Lar-Sglr Iduri Ld. Kitchr Orio)
1 9 Pesos eseaes
as scesias de la matri co mecasmos de traserecia y posicioamieto s alete e a lea recta pero algas veces a lo largo de a trayectoria circlar as presas empleadas tato para ls troqeles progresios como para los de trasreca tiee qe ser scetemete grades para poder bicar todas las etaas de matces e la cama de la presa y ara roporcioar la fera para todas las operaes simltáeas os costos eleados de las matrices se compes e la n masa co os costos bajos de mao de obra y las altas tasas de prodcció E n cass eseciales se orma pieas my grades el tablero completo de a pared ateral de atomói) e a rogresió de matrices a tir de bacos de hasta 00 x 00 mm Ese tipo de presas de traserecia eormes se itrodo a medias de la década de los 90, co a fera total de la resa de hasta 8 MN odas las tacioes co caros separados se accioa or medio de a echa com y la ea se trasere co mecaismo de osicioamieto
áqinas de car ms carrs Estas máqias de propósito especial se desaolaro origialmete para oeracioes complejas de doblado de aabre pero ahora se sa cada e más ara cooado de lámia Se pede prodcr a gra ariedad de rmas co tasas eeadas
9
PROCESO ESPECIAES
iste mcos procesos qe des afa a clasicació simple aqe comparte algas caractersticas de os aaliados
Embtid os procesos especialiados de embutido se diseña para obteer mayor rodidad de embtido ormas más coplejas costos más bajos de las matrices o a combiació de calesqiera de estos actores El cnfa cn marc cauch reemplaa a la mari co cochó de cacho Fig 1 032) y la lámia se coforma sobre el pó co rececia hecho de Cjn de uh
Figua 0-32
I
¡
Cntfue epué
s piezs p ronds se peden ebtr con herraien· ts reltiva en te barts sndo n con de cacho
CAPíTULO
•
Pess e ma e
Fuido hidráulico
- ____ _
Hdroformdo
Fg 0-3 s més e nfma há feen a aa a aa () em· s fns ( en em ent nfme efmaón, a efma na lámna
un a ein O e un a aleain e zn N o a neea e mae aoplaa e aeo m ooa, la penia e efuezo e ompe n n obe la upe l aua a obene emuio m pofuo foma que e oa manea e faba (po ejemplo , pieza
. l dfad emplaza al olhn e auo
u
onenio en un iafagma e (Fig a a pein ulia e uane oa la ae, o uena on CC, paa penar la lmna el punzn aí obene ieza e gan pofunia omplej ia leavamene, el epao e la maiz e ea on ello la lmina e ma ieamene o el uio e ea maea oa l ii e elimna la ieza e unifomemene po efomain (Fig 10b ínea B a lina peefomaa puee enone aleeo e la maz (F 3b
Fra ras garga y siió
lguna foma ompleja e do lo, oina on elemeno e fomao po ompei /o eiao, e en el abjo e boe e blano, agujeo ubo pieza embuia
a foai e bia en un blano ( e bia exeio e ompen (Fig a o e mil a una o e ofunia no exie gan emana e la
a omai e bia aleeo strao en na
en lmina pone al e embu peo uee our
d un agujro e ba bajo tnsón or
(Fg I3b evea efomaone po en e el boe S exse ea en el boe oao o el maeia e la lmina oniee nluone u oo efeo el egaamieno oe a un a efomai meo de
I
r
Detro or gna de r borde
�
-
Pces epeciaes
ero
Engrosaento
1
�
�
D etro del reborde con brda
.
I
b
l '
con brda
-
: 1
Adegazaento
agjero
" 1
Engroaento
:
g rón s o rsón n rón r n s n
r rns r n n r b) nsón n rón br n n g r n l (s grs srs sn n sn rón s r nsón) rón s ) tnsón n l r n r () rsón n n srón
edida en asen cia de rebaba lo que s e espera a partir de la elongación por para e efecto de la rebaba en la ductdad, véase la Fig. OSe). En casos crítcos, puede ser neces ario reaear, e incluso el recticado de agujero.
na deformacón severa por tensión se impone tabién en el conorado para orar rdas en los extreos de un tbo o una copa ebtda (Fg. 1O34c) En con traste, a reducción del deo de un tubo o de una copa Fg. O3d) pone esfueros de copresió n; a reduccón que se puede toar en una soa operaión est litada sóo por e coapso axa de o por a foracón de arrugas nternas. estrecha miento de la seccón transversal de un tubo es un paso portante a arcar casqulos para caruchs clindros para gas baj o presón
El ngargolado es un proceso iportante de
na prevaente prevsta con aetas se une a otra contnando a deoración Fg O3Sa b), coo en la unón (doblado) de las tapas nteror exteror de la cajuea, de la cuberta del otor o de las puertas de autoóv es Ejempos de aetas de una lina los del extreo de un tuo (recipiente) se encuentran en el formado de engargoados doles para sellar de de edas (Fg O3Sc )
4
CíTO
•
Proo d onormado d ámina
a
/
�
� B n h
Figur 1 0-35
I
Cup
Fuz ón e
(d)
D pe e lá n e e e unen pr engrg; en bre urv r d etr ( a) ntrí e plegn L tp e cln en l uerp e l lt pr med de engrgl e be erre en perne ()
Ejemo
Las latas d bbida on ejempo d avancs ara un merado n masa a ción 5-4-1 s de mnionó que ólo n Norteaméria producn 110 X 110 ata d auminio a ata tiene que oportar a presión inta a arga cuando se etba; resistir corroión y ar todo sto a u osto mínimo Año d darroo han reutado n d a uma diño manatura qe cmpl on sto obetivo a ata es un eaborado con una bas n orma de domo u na pared deada ero muy r itent (rdu cindo a pard óo 00025 mm aoan crca de 136 g 000 ata y en consecenia 15 000 e Mg/año d rnación d aminio) Para obtenr la rsistnia necesara e omt a nduriminto por dormaión diant aminado n río o diso d 140 mm de diámtro, se estampan de ua tira 3004-H1 de 0.28 m e espsor (esuerzo de dncia 280 MPa TS = 300 MPa 5% E matria duro no prmit razone d my alta d aí qu n primr con pisador (Fig 1O-21b, se hac na copa de entr 85 y 92 mm d diámtro ugo a copa tranier a "ormador d rpo dond s omt a un mutido seundario (Fig 0-27 a a 66 mm dediámetro y simutáneame te a pared s rduc a un por 010 mm en tr anios d panhado (Fig 1O-27b on rducion d 20 a 25 n primero gundo anio y 40% en e terero os d curpo opran a 400 gopsmin a tndenias rciente on para tasa aún y n itan arrra cortas de qu úniamnte e usan do de panado en e pnzón on redución d 40% en cada uno Depué de recortar (ig 10- e uerpo s ava dcora n xtrior ornea e rubr n e intor on n poíro hoea d nuevo s ac una rucón (Fig 1O-3d hata u diámtro de ra de 55 mm e orma a brida (Fig 10-34e e inpeciona y nvía a a panta d nado ond ooa a tapa uert y má barata (Fi 10-35 a onuraión rduida permite una tapa má pquña
Datos cortía G.L. Smith Aloa
La deformación por tesión es típca del abultamiento de tubos, reci pietes productos simiares, usar tpnes de caucho (espua de
o
49
Prcess eseciales
h
()
g L exanó n e n ee e () e me 01 (b) faa a ee ( e ee a a ae mnee eae me
pesón hduca (Fg 1O36a) La técnca taén epesenta e pre paso para frca fuees metcos (Fg O36b); os tuos peutados forn fuees, cndo e es compe axamente
H nnp pc c vzmámt t«DS c« odados se deformn poste ormente po un udo a ata presón Los procesos se an en e econocento de que efoacones uy gandes son poses s se apcan utneamente esfue os de copesón axaes y a presn nterna. E tuo, estn gdo en una mar dva, e s compmdo ente dos pun ones mentas se e pca nteaente un do pesu ado rgnamente, e poceso se apcaa a pe as como conexones T de coe (Fg O36) en donde n autaento pondo, necesao para foa a T, se fomaa sn esgo de fctura ecentemente, a técnca se ha convetdo en un proceso de poduccón en asa paa a constccón de autoóve s, reempa ando a a sodadura en a facacón de E tuo, oado hast a forma genea de a pe a, se cooca en una at dvdda y s e expan de cota a cavdad E contacto c on a paed de a cavdad detene e adega aento en ese p nto, y desoo posteor de a forma ocue a costa de a reuccón oca da en e espe sor. Se otene un mejo dstucón de espesor s preo se conduce a expansón a aja pesón, mentas que os tapones fnaes se pesonan para hace que e ate a uya en un esto de esfer os conado de compresóntensón (punto 5 en a Fg. 1b) Luego a pesón s e eeva paa ena os detaes S s e requere, os agujeos tamén se pede perfoa en este punto.
ara resisecia áia c u a a sa er el liez el ech el U SLAB eel se hirr c e la Fi g 1O-3b) ara auear su resisecia r pr er aci C e l e beer ua curva e carga para el esepeñ esrucural y ara aear la eergía e chque el laeral el ech se hirr a parir e u ub
f í (HERF)
En estos pocesos se usa sóo una mat (acho o hea) No hy prensa; a energ a que se equee paa a deforma cón se derva de varas fuentes En e onformao por xposión se cooca una esfea
empo
CPíUO
Proesos de oforado de áia
sore la lámia; formao ctmagnétco se alica camo magné qe rodea a la iea ; e tico al descargar n aco de caacitores a traés d a l conformao ctrohráuco s cra a oda de choqe e aga al descargar u a co de caacitores a traés de etrehierro de queo o a través de u alamr qe ro l a raid a la e se dforma s vaora a alicació de la rsió es salmet es mcho mayor qe a rsa ráida. las l estriccioes y la chas alcacioes osiles el emtid tea de as tulares smej ats a rciites so lo s ás frcunts. últio sirv coo na alteativa a la easió co u taó de caco o hidráulico y se uede emlear ara rearar condsadores estucturas silares de to/cazal fera del taller
d p gnal E la gra 4 s io los esfros itros casa la distorsió de la ia. Como se mestra e la 9-2-2, el rin cio se arovecha e formao a granaa or mdo del choo de erdigons alica do co discreción a na de las sercies. o chrro d rdgoes d acro d a ligera 6 mm d dámetro mactado a velocidades de 60 ms se foa de alas de aeroaves se los defctos de mete curvas como forma e rodctos como lo s ceros de cohets . co simetría aial s roduc a través de mchas vats Rechzad as 1 E la forma ásica del rchazao ua láia circlar s emuja cota ua atr macho orma qe a s ve se hac girar or medo de mcaso simlar a toro. as herrametas coformadoras se resiona a mao co u mecanismo de de maera que metl se aoya gra o ajo cotrol NC cotra la cotra la sricie de la foa (Fig O37 El de la ared ec más o meos igal. E el rocso de rchazao por cort (tamién llamado rchazao de ponca toao e ujo o forjao tatoro, el diámeto de la ia de trao ermac cstat a forma se desarrolla adelgaado la ard (Fig. 1O3. a redcció
¡
=
en
·6-
__0
di (mh en
a
igura 1 0-37 a peza co era axa e fabca por () ecazado () repjado
(e) ecaado de to
1 0-1 0 M up p á á
máxima que se puede obtener está limitada por la ductilidad del materal y se corela cona con la reduccón del área e el ensayo de tesión. En q > 50 se pede lograr a edcción de 8 0% Las formas muy grades de paedes gruesas s e rechazan en calente.
l
rechazado de tubos es una forma del rechazado de potencia en el qe se euce el espesor de la pared de un tubo o ecipiente (Fig O37c
Trabajado en caliente
Los mateiales se trabajan a tempeaturas elevadas por una de
tes azones:
Las placas, baas y tuos gruesos se calienta paa edcir las fuezas de con
ormado.
2. Algunos metaes sól o se pueden confomar a temperaturas elevaas, así, e bei
lio se confora a 82 as aeacoes de mageso a 54°C, e tano y aeacones se calientan a 480- 790 °C a menos q ue a deforació s ea muy ligera l conformado superplástico permite la manufacta de fomas complejas po medio de técnicas similares a las del termoformado e plásticos (Secc 14-4-2) Alter nativamente, l a pate se foma isotérmicamente ente matrices calientes. Las aplicacio nes prcticas icluyen el conformado de aleaciones de almin io (como la aleaón 7 45 de grano no: 5 .6Zn-2Mg- .5 Cu-0 .2Cr, a 520° ) y de la mayoría de las de titano (partcularmente Ti-6Al-4V, la cual es superplástica a 840-870°C aun sin prepaación especal), picpalmente paa aplcaciones en aeronaves y también paa elaoa po totipos
1 0 - 1 0 MATRICES Y EQUIPO ARA EL CONFORMADO DE ÁMINA METÁLICA ¡ Los mateiales de las heraientas se eligen en gan parte con base en el tamaño espe rado de la corida de producción. Las herramientas para toquelado se someten a un desgaste severo y están hechas de vaos aceros para matrices para tabajo en (ig 9-3). Las matrces para doblado y e embutido se fabrican de matrales similares, aunque el hieo funio e incuso la s aleaciones e zinc o l os plsticos duros so n ade cuados para corrias de poducción cortas, o para piezas e trabajo de materiales más suaves. n contraste con e defomado e volumen, en el conforao de láina las pesi o nes de la matriz rara vez limitan los pocesos el trabajo. E problea es, con mayor frecuencia, encontra un material económico paa la matri y un métoo económico para fabicla. l ecubmiento supeficial (Cap. 19) e las heamietas epuestas a un esgaste ecesi vo est ganando popularidad, y los lubricantes siempre se eligen para controlar el proceso así como para reucir el desgaste de la matiz. Las matrices su diseño, manufactura, mantenimiento y modicación epe sentan na pate sustancial de los cost os de proucción. Las técnicas e CAD/CAM y el modelado po computadora e os procesos minimizan el esfuerzo requerio paa e diseño y peba, y pemiten una respuesta ms pida a n costo mínimo, especi almen te para el diseño de matices progesivas y e matrices con configuaciones compejas (esculpidas).
441
CAITUO
•
Proceo de cooado de áia
del propósito especal, la mayoría del conformado en utiliza las prensas acconadas ecánicamene y, cada vez más, rensas hidráulicas. Los embragues adecuados permien la operación de as prensas mecánicas en goles ndvduales (in iciadas or el oerador) o connuamene, a una radez de 30 a 600 goles or minuto. E rincipio de construccón es simlar al de las que se usan e n la
deformacón olumétrca (Fg. 936 Y ala 94), pero sus aracterísas esecale y, para mismo oneaje dado, as camas muco ayores ropician qe sean más adapabes ara el rabajo de lámina de meal Las prensas menores con frecuencia tenen un basidor que se puede incna o que facilia la remocón or graedad de la piea esampada. Las prensas mayores pue den ener dos o ncuso res arietes móiles indeedenes, uno denro de oro Esas prensas de doble y rie acción ncororan disosios ara so sener o sjear a iea y para su expulsión además, pemien operaciones más compleas. Los cchn de resores, de aire o hdáuicos, propocionan presión en el sujeador de a piea en prn sas de accón senclla y aregan exldad a la operacó n. La almenacón la remo cón de la pea mecácas o rooiadas aceleran la producción. l camo y la alnea cón de la mar son adados pero se pueden acelerar en gran edid or cnicas de camio rápido de mari, moieno marices preaneadas denro y fuera de la prensa, a ras de aeruras laeales o fronales en el basdor de a ensa.
10-1
ALCANCES DL PROCESO Y ASPCTS DL DISÑ
os procesos para lámna de meal son uy versáies, pero se deen oma en cuena algunas iiacones respeco a la foma (abla 12 Las dimensiones aarcan un ande go mu amplio, desde componenes elecrónicos en miniaura hasa e componenes laeraes de carrocera de auomóviles de m de longiud y las supecies envolvenes de alas de avión, de 25 m de longiud formadas por ermouenca o por ranalla, Pra la aeronae Boeng 747 as olerancas peden ser muy alas y a aés de varos procesos es facle piezas en su forma denva El diseño de pezas dee omar en cuena las lmiacioes especas n e roquelado el puene de desperdico (Fg. 3b represena pérdida de mae rial. E ancho mínmo del puene esá lmiado or el ies go de lar el maerial haca el clo de la marz, y es usualmene w = 2h (ig. 3b, pero se puede reducr a w = h cn ala presión en el psador y lámina más gruesa rígda. Los del agero ra vez pueden ser menores que el espesor de la lámina y deben ser de hasa 2h en deerá periir el maeriales más duros La forma de las econóico (Fig 3b o incluso un core sn desperdicio (F 13c Es pose optimzar el onsumo del maerial or edo de la adecuada cngcón ana de as piezas, un are asisdo consderalemene por pogramas de compuadora. La producivdad se aún más y las prdidas de merial se reucen con el coe blancos en ileras múples a par de una ira más ancha. E rao mínimo de as pezas se ara eviar fracura y, s apa riencia o la resisencia del acabado lo requieren, ambién la esriccón ( Secc 1 El
0
Acancs d ocs o y ascos d dsño
Tabla 0-2 Caractertca geera e rce e traba e l ám a e mta Proceso de conormado
Estiraoembutido
Fordo con matrz e caucho
Toquelado
Doblado
Estirado
Embutido pofundo
Lámina
Todos
Todos
Todos
Todos
Todos
Toos
Todos
Forma*
FO-2 T7
R3; B3; SO 3 7 ; SS T3; 6
4; S7
T4; 4 7
4 ; S 7
Como en el punonado doblado embtido
TI 2 4 6; F4 5
Espesor máx. mm
1
LOO
2
2
2
2
B-D C-E C- -
-E B-E -E D-E
B-C - - C-
A-C A-B - D-E
A-C A- - -E
A-C C- -D B-D
-D -D - D-E
Habiliad el operaor Tiempo e enrega
D-E Días
-E oras-días
B-E Díasmeses
-C ías
Rapie (peza) Caniad mínia
OO' l-LO'
D- Seanasmeses
-E Días
lO-lOS 1-
-E Díasmeses
O- LO-W
LO-L l-
Caacterítica
Rechaado
Piz
Coo Eqipo Matriz Man o de ora Acabao
Prouccó 11 lO-O
OlO' 1OS
LO-O' 1-LO
• = De la figura t = Clasfcacones compativas, donde A indic e vaor mós at de a vaiabe y E e meno. P ejemp e embutid pfund implica costs elevados del eui po y d a matiz cst bao o m uy bajo de m d ba y del ab d y hab id d uda e prad baja muy baj Se puede us para un tasa de pduccin de media a ata y reuier una can iad mínm a de a piezas pducidas
para ustfcar el costo de la atiz
radio máimo e acanza cuano no eie emación páica a ecuperación eá / (Secc 1043) y e dieño el proceo dee incui ica con la compensación Si e olao e comina con el eirado pueden dae raone / muy grande a condición e que a fcción ea o sucienemene aa paa aegur e deizameno ore la mai a piea fomada po eirado fen adegaamieno po a nauaeza de poceo_ En reaidad, eo e enéco cuando e maeia e enduece por eformación, y el adegazamieno e un medio mecánico impoane pa eeva a eiencia a la aoadura de una pare E ore a upeficie e y po o ao enurecimieno por defomación, e puede fomena eviando irreguarade upe ciae en e dieño de a pe y apicando un luricane de aja fricción en e proceo s poie ograr un eirado má prondo, con un proceo que omea a a pae a efuerzos ransveae a forma má encia de emuio pofundo (copa cilndca con fondo plano con un adio de de 5O on la má favoraes a paede elgada e oienen fácimene por medio de panchado a opa ecaonada e pueden emui
AíLO
Poesos e onformao e ámina
fácimente a tavés de embutidos sucesivo s. Las fomas cónicas so más ua copa escaloada se puede covertir e u cono, pero se mosará los ebodes de a atriz. Los pocesos alteos como el hidroformado y el echazado deberá ser consideados Las foas más complejas de varias operaciones, peo es factbe
jusiiar el oso si se reemplaa un esamble de múliples, o ua sola Las pieas on orma eagular o iegular se pueden embui o someerse a pro esos ombinados de esiadoembuido En general, los vies agudos de la mari y os dealles oales proudos diiua a mauara, pero o la imposibi lia omo a se ejempiia o el árer de aeie de os auomoores, o e omparimieo en la ajuela y muhas oras pieas pensadas, de la aroeía de un laa de auomóvil Los ajuses meores (y a a orma de la más pea (ípiamee, radios mayores) a meudo a los poblemas de del o de meal es ya ua ayuda El valiosa en el anáisis de la aibilida de produir u ompoee El rago de ormas se puede expandir más si las limiaiones ovenioaes se relaja n buen ejemplo al respeo es la haoa pa on oaimienos úiples en la ual el augado y el doblado o sólo se pemien, sio que se omea Eso proporiona la neesaria, al iepo que ailia dura de aeaió de poundos que exedean po mho la duilidad de la aluminio
jemp
onsiere fabar a bi a e ejempo 7-9 e a Fi 79b) por medio de onformao e ámi a De a taba 102, os enfoues psibes son obar una tira de meta un anio soar obar una ámina rehazar e extremo e tubo
1 E obao e un a tira e ána e 20 20 5 mm en un anio e 60 mm e DI impia na eformaión severa aunue esto se puede haer no es prátio 2 Formar a bri a en una ámina reuiere ortar un a pieza iruar
un aujero se va e ueo Supona ue toda a deformaión se reaiza a estirar e ue o E aujero a perforar es : (D 2FH 2 = 60 - 40 0 = 0 mm La unitaria por tensión es
-
I
l�
Figu jmpo
Acaces de poceso y aspectos de seño
[(60n 30n)/30n] 1 00 = 100% sto excede obvaete capacad d defomacó e fío dos s etaes.
" =
j
3.
Formr brda en e extremo e tub (h) . Sponga que no fuye maerl en a direccón de esta manera, el ancho d de la fibra extea peanece sin cambo y t se educe en
ó a eeto de cfeeca La defoacó por esó es : e
1 00n 60n)/60n] l00 67%
Je evo se eee a eogacó foe de todos os ateaes 4 Fabca a bda ecazado e etre de u tubo. Ahora e facto tate es a �ó de área q, e vez de a eogacó por tesó De h, e voue de extea rece costate 60n5) de aqí que t 3 La deacó utaa por =
=
presó es : ec
= 5 3)/5]1 00 = 40
' a que qued deto de a capacdd de a ayoría de los etaes ya erzos sustacaes e opesó
e ecazado poe
En geea e cofomado de á a de eta o es attvo paa ua bd pequea co ga razó de dáetro de a brda al esor de pared L stuacó caba s se creeta esor de a ped. Aora cosdere D = 140 DI = 100 FH = 20 Y D 104 = 2
elo
1 a foa la ba a goa e ado RF e guj eo que se v a puzoar es (D 2FH
2F) = 4 erado e: e =
OO 64)/64] 1 00 = 5%
e evo a defoacó t po tesó es ecesva
2. Ua posbdad o obva a patr de a taba 10, es ebut pacaete a opa y ueg pefora e fodo. a geometía de a pieza caba poqe a a atz de ebutdo se e ebe da do = 6 o mejo 1 0 y e zó tbé debe tee u ado dgaos Rp = 5 ) A go estos ados y spoedo que ay cabio e e espeso de a áa el áea de a suece de a peza es 1 4OZ 1 00)4] + 100)25 4) 104 = 21 991
e esto e dáeto de baco es
do 21 991)4/n] 173 y a azó e ebutd = 1 1673100 = 17 be deto de rago pesbe A perora e coar teá bode oso. S esto o es aceptabe se puede reotar a través de ceo (g 103. S e D de la brda es crío se debe s u blco ás grade para qe e cooo etero se pueda reortar sto es especaete poate s e orejeado causa acho rre gu de a bda
El poyecto USB (epo 5 1 ) stra cos aspecos el dseo paa tabajo de áa de et Más de 90% de a esucua de a caoce os ste e aeos de ata resstea (esfue zo e edeca 210550 Ma y e utaata esstec (esfuezo de edeca > 550 Ma y e el dseo de a atz se ebó toa e cueta a ata eupeó eástca de estos teres.
elo
CAíU
roeo e onformao e lámina
a mitad de la maa de la aoería onite de blano a a
on na
de
epeore reitenia ariable; eto también ebió en el ieño e a matriz Se empeó hiroformao eemplo 3 one el onformao onenional no po proporio nar a propieae reqeria La imulaión e proeo e onfimó por la prouión real on mate ae eepto por el hiroformao tbular, para e ue e neeitaron
UE
Mucho d la iad d la producción al d mal ina n foa d cmpon d lina álica Con frcuencia la piza unn n n�ble grand La vidad d produc inna dd la d avin y carrocra d auomó vil haa curp pa arícul lcrodoico , dd viga d contrucción y baidor d camion, a paa d oiliio, dd noe bco cia y ia d a pl baño haa laa d bbida, y d ar para nuáic y hoj a d ra para rlo
. Co la ayor par d la doación rula d la ipición d un uro d nión y coo ucha pia n aan viibl n ricio ulvn iprtan la ducilidad bao nión lo fnón dl puno d cdncia y la anioropa d la dación pláica
l cor d lina para apar blanco y punzonado no conduc a un cor prfcan lio y perpndicular pro pud bnr una calidad acpal i hac con una holgura adcuada d la az al qu ipida la ión d la láina Una prión hidroáica lvada cabia l proco d crt a alg parcido a la ruión dando coo rulad un o crado li La ayora d la aplicacio on para la producción n aa pro la cnóica n l pquño po ibl con mquina CN
l doblado l fado d brda n aguro l rchazado y l confoado pr tirado on liiado pr l inicio d la ricción o por la fracura a prra manra con l valr la relacinada con la longación unifoe y d gunda con la eiencia a la nión riaial (y a con la n l ra q n la prba d nión uniaial La localización de la pud difrir a biaxial y conroland la fcción en l punón d camind de nión oado por irad i rquir n vrdad una foa copla a pud producir n una cunia d opracion La convnincia d lo arial una a dada pud uzgar por mdi de lo de li d foado
l buido prfundo limiado obre od pr l valr r aunqu la RL dl prc al com la frcción y la ambin una unción de la gomra d la piza Lo buid cundaio y l planchad prin la prducción d piza con una razón aplia d al dir d pard dlgada coinada con fond gruo d ric d radi cro y d fa ahuada o calonada
Pbea
5. Es
cobinar varios rocesos y variedad de oras roducidas or edio de la uión del estirado y del ebutido es rácticaente liitada El ronóstico de éxito es ctible a través de aálisi s de la oa y del roceso de odelado asistido or coutadora Las iezas ueden tener secciones o un abultaiento en una transversales vaables (or eeo una arte con ora de coa) y caractersticas trnsversales variables (tales coo agueros errados al ado de los reciientes) Adeás de las recauciones usuales se debe oner esecia cuiddo en resgudar el esacio de rabajo de as rensas y en la rotección contra el ruio PROBEMAS lA 1 0-
- 2
-3
-4
1 0-5
6
07
Haga tres osuejos de trouelado con una holgura: a ótia h insuiciente ( excesiva Debajo e cada bosueo uestre os bordes e as ieas estaads (identiue las cacterísticas sobresaientes de la suer cie cortada) diue i el caro ótio es ayor a una tira recocida ue ara una ainada en frío endurecida de so aterial Trace esueas de enos do étodos ara ejorar caidad de corte en el roceso de troueado (ue no sean subsiguientes a é) y dé nobres a os isos (a nuncie las dos roiedades ecnicas de os ateiaes ue son ás iortantes ara inuir en a recueración eásca h bserve si ésta se increenta con ichas roieades o Indiue si ara un eesor de láina dado la recueración elástica es ayor ara un radio de doblado ayor o enor Con breves descriciones sugiera al enos res étodos a hacer dobleces con un ángulo de exactaente 90° (a Dibue un bosuejo de estirado de una sobre un uó n hesérico En un diagraa adunto uestre la distribución de a deomació unita con (b fricció aa y ( ricción ata a Dibue un diagraa de líite de orado tíico de acero al bao carbono y de algnas aeaciones de aluinio Ientiue os ejes Marue los untos ue corresonden a h a
tensión biaxial euilibraa y a e deoación lana 8 a Dibuje una curva íica de enayo de a tensión uniaxi en el acer a bao cbono con eongació en el uto e cedencia ) xiue la caua e enóeno obervado Iniue al enos u éodo a eiina e aera teoa Dena e enveeciento or deoción ) Sueonga en la curva a curva coesondiente a ensayo de tensión tíica de un atera nveecido or deoació 9 Dena co a de oceto de a obeta de a reba de ensión e vaor ¿Cuá es e signicado de RLE? Deínalo or edio de un osuejo - Diue un diagraa ue uese l a eendecia de a RLE de valor e r. ndiue e rango de os vaoes tíicos de , ara o eales fcc cc y hc 2 Exiue as consecuecias de usar resión del isaor a deasiado baa y h � siado alta en el euido rdo 3 a Dibue un boceto de una oeación e euido ondo osando una coa aebutia (b Deina RL () Enuncie la condición ara ue ocrra a ractura ueste los eectos de eserzo de cedencia S e n m q, , fricción del isador y dl unón en la RLE [tabule los eectos use el signo + aa indicar ue na cantidad inceenta a RLE e signo cuado a disinuye y O cuano e eecto sea uy e
8
AíULO
roesos e onformao e
queo]. (e Con base en el inciso d, esciba qué combinación de vaiables pocionaía la mayo RLE
PROBLEMAS B
10B7
10B·
Los los de los punzones y de los oqueles de coe gadualmene se edondean en sevi· degase ( Epliqe con la co ayuda de un bosquejo las consecuencias de ello en éminos de la geomeía del poceso h un bosqejo adjuno ndique los bios que se deben espea en la calida coe 0B·2 Se van a fabrica engane recos pequeos las superficies de los dienes debe se paalelas al eje del engrane y ener un acabado liso e consiea el coe de los blancos a pi de una lámina ( ¿Es posble esa popuesa? h Si la respuesa es amaiva haga un bosquej de un poceso (deificando los elemenos de la maiz que asegure la cali dad equeda Eplique por qué funciona el proceso (s es necesao con oto boceo 0B·3 El oquelado en una placa de aceo duo se hace n una pensa mecánica En cada coe la pensa epeninamene ena" con un ere esampido ( Encuene una paa el fenómeno h ugiea una foma de minimizalo (el me no se puede cambiar 10B·4 El Depaameno de Conol de Calidad e chazó una pieza doblada poque su supecie iene ugosida de cáscaa de nanja el De paameno de Poducción quiee uala. Para medi la siuación ( eplique con un b osqueo la fuene del efeco y h fomule una preguna cuya respuesa disipaá la duda. 1B5 ¿Qué popiedades de lina especicía paa ( el doblado sin apaiencia de cáscaa de naanja h el doblado hasa adio ceo la mayo esisencia a la e en siuación de svicio Jusique sus elec ciones 0B6 Una pieza de lámna de metal se fabica doblando aceo 1 d e 5 mm d e espeso en un alado (adio ceo Muchas piezas fa
10
109
1
1 0 B
en sevcio y paa incremena a esisencia ahora se propone cabia a acero 145 Haga un juicio de ingenieía áido sobe la viabiliad de ese cambio Se le pide eplcar si la ansoropía iene un efeco en el doblado ( Primero dbuj e un bo squej o paa deni e valo r. uego suponga una baa recangular de 2 mm de ancho y 1 mm de espeo se obla sobre adio de mariz de 1 mm. Dibuje boceos pa or de manea caliava los se cambio en e ancho y e el espeso debeán espea paa de valo r h alo y bajo Consdee la defomación fozaa obre e durane el doblao alededo e un ado agudo. Indique qué valores de ( , ( m q y d r son deeables paa evia el adelgazamieno o la acura Responda simlemene alo" o bo" y usiique cada uno una oración breve Un de ipo de paanca se doblando una pefoma A la miad de una coida gande de poducción se noa que o cieo nmeo de piezas se facua compleaene duane el doblado ( Sugiera la causa más pobable suponendo que odos los blancos se coan del mismo loe de maeial así como soluciones en las operaciones de h oquelado y doblao de precisión de ipo Un componene de palanca po una cámaa se debe dobl a un ángulo eacamene de 90° y el debe se el mismo ( Indique qué vaaciones en el maeial de la ira se pueden espea en un loe de poducción (b) Se ha sugedo que el ángulo de 90° siempre se asegurará sobedoblando hasta ánguo menor. ¿Esá de acuedo? Po qué? ( Si no dibuje un boceo del proceso posbe siempe esule eacamne en 90 La lámna HSLA puede pesena bación C Dena HLA y (b) bación ) ¿Ea lima aecaá el doblado? ( Si lo hace cuál es a diección más favoable paa el doblado?
Problemas
2 na piza prnsada d un aumor faa n a producción. a pieza s fma prácicaen pr esirado puro usand rebrdes de esirad n as marices. (a) ¿Qué hría para ana izar e prbea? () ¿Cuá s e sad de dfrmación prba n pn de fracura (uiic un iagrama d ími d formad) Indiqe ds sucions psibes en LF maneniend a frma de la piza prensada sin cambi. () i nada de so funcina ¿qué ora csa s podría inen? 8 - Marcas d dformación pr siramin son visibes sobre suprcis igeramn esiradas de pizas de acero prensad a xpiqu a causa d ese fnómen () Ideique ip de acr usado ¿e dónd prvin a faa d aminad de prnsad? () ¿ Qé pdía hacers n la aminadora para iminar probema (sin cambiar a coposición d l acr)? ¿Podría sr rsponsabe de probema e er de presd? ¿Ha ag qu ése pudira hacr para re mdir a siuación? (ibuj bcs q au dn a cricar sus rspusas) 0- E abrari reaizó una avriguación sbr ds os d ámina d acro y concuó qu n pun(a) r qu o de cdncia s cero efrvscne que () e r cua no prsna es acro camado nunci das as inrpracins posibs para ambs cass 08- 5 a ibuj una curva ípica esfurzdfración d ingniería qu musr a ngación de p de cedencia (EPC) Marque s js xpliq qu efco ine PC en e () oquad e) dobad ( frmad por sirado iger por sird sevro mbid prfund 1 8 - 6 n e cnrmado una piza por siado se oigina una acr premara cerca de a ína d cnac de punzón ugira una su rspusa cn n bsquj 0 8 - 7 Una pieza fal n e curso d mbuido prfundo (a) a fracura curr hci a e fina d proces ienifiqu e rign prbabe de
449
prbma sugira una soució facib. () i a fracura curre ans sñal a fun psib dl problma indique aos redis cm sa posibs 0 - benga d rcipins (laas d bbids de aiens de sdinas ecéra) Con ijras d hjaaer córas ábraas mida spsr d a prd bas apa y haga juicios susenados sobre os éds prabs d manufacura Pauón: a ámina dgada in brds afads cmo navaj a se deb manejar con el myor cuida do usando guans de prección. ) 1 0 8 - ha sugrid qu paa la áxima rucción en e mbuido prfundo los rdis d punzón y d a mariz deben ser an grands com sa psib ma sa sgerencia a una críica empee un boquejo pra apyr su agumeno 102 pana qu para viar orjado n embuido profundo a áina brá esar br d a) bració mcánica () anisoropía panar (e) anisoropía nrmal oma cada nunciado a una críica y jusu sus rs puesas 10-21 na vardad d copas mbuidas fabricads de arios marials prsna las caracrísicas siguiees: a na oreja () ds rejas cuaro rjas (d si s rej as ch r j as Aaic cuá s a causa más probab e prolma en cada caso smpr s ncesia un pisa1-2 asgura or n mbuido prfund a ¿Esá acuerdo? () i n indiq u (culiaiamn ) as condicons derminans 1- Para xpicar imporancia d ar j je a escaa a sccin ransvrsa d una prbea para nsao d ensión de 2 x 6 mm a) ans de a dformación después d 50% d dfoación si vor s ) cer nirio y () inni En un bce spa rado musr fc d un vaor ao so br a superci d cedncia n l sfurzo pan A ravs e un bsquej o d seg mno d ua copa parciamen embuida xpique fco sbr a
CAULO
Proesos e oformao e lámia
102 Alunas ltas de alimetos de dos iezas está fabicadas de oalat; ( Dea ho aata Soiedo que la lata tiee ua razón alradiámeto de : y que la base y la ared son del smo esesor, () suier proceso o secueci de prcesos aa fabric e cuerpo (resonda dibado dos bosqueo s de las cartesticas clae de las matices usadas) 1025 Ua ata comú a refresco de aluminio de dos iezas, tiee ua ared muho más deada que la base Suira ua seuei de roducció robable (utiice bocetos de las emientas que idiqe las dimesioes del esesor reltio de la ared) 102 a ámina de Al 00 de temle du de t (HI Secc 8-3-3 se embute ara mar coas ilídricas, las uales resetan oreedo y so de altra isuciene cuado se recor ta Se ha sugerido que al recoer a ámina se eliminará el roblema ( ena la causas del oreeado y () exlique s i e l recocido siemre resolerá el roblma 1027 En los trabao s iiciales sobre el embutido de mitades de baries de ereza de a aea ció de lmiio, l roducción de rototi os fue exitosa Pa a ecala comleta, las heamietas s e ieon uidadosmete Todas las iezas falaron as ruebs demostro que o hubo e el mael Ofrezca ua exlicación
PROEMAS lOe 101
U tzó emisférico se a fabric de aero ioxidable 30 de 5 mm de esesor E e rmer aso, se cot u blaco cirular de 600 mm de diámetro ( Calcule la fuerza requerda () u bosqueo muestre cómo se odí reduir esta ferza coformndo aroiadamete la mtriz o el zó (¡el blco debe ermaecer lano!) se tras 1 2 a iez del roblema C-! forma e un tzó l formar or estirado u n heisfeio de 00 de diámetro Dibue un boceto de uego aroiado de matrice s () é a informaió disonibe; esti
103
10
105
106 107
10
109
me si ocrá la fractura Si resesta roceso es amatia, suiera a menos ara fabcar la arte Blancos circulares de Al 00 de diáeto d 5 mm y esesor h = 3 se a a produ ir e masa como materia ria ra ex trusió (extrusión or imacto) de ubos co sabes as ress dispoibles on de 800 k de aacidad y ueden acept una tira con acho máximo de 300 m La eoomía de la utiliació del material se icrement a coar más las del ancho de l tira Calue ( la fuerza ecesaia ara troquelar u sol o blaco y (b) e mero máximo de blcos qe se ede troquel de modo simultáneo o la res disonibe iseñe la disibució ara os rozos y a anchr de la tir si e e squeleto (material en tre los ortes y en las oillas) es aoximd mete h Se a fabicar blacos d 0/30 ara a ieza de la gra del eemlo I Calcule la s fuerzas el ( troqe lado y el ) del gero Calule e factor de utilizaió del material al estamar los aillos ra l re de fi ura del eelo 0- e l corció de a) ua sola l, () doble l y le l (Tome las dimesioes del uente de deserdicio de la sec ió 0- () Vela a calcular suoiedo qe se aroe h las erforaiones de 30 mm Dedz ls euaioes (-3 y -3b tr de deicioes bási cas Ua lámina de acero ioxidabe 30 de mm de esesor se dola en rdios de 0 50 00 Y 50 mm Clcle los lores axide los mismos, desués de la reeració eástica De la teoí secila de la exió elástica, deduza la fuerza ecesaia ara el doblado de ua lámi de esesor h y ncho w Pra e cueta los de a deformció lástia, duique el resulado fial El techo de los atomóiles se odía fabri car de ( cero QSK, () acero HS z
Pobas
3 1 0 MPa) o e) de una aleación de alumi nio a la 606 1T6) Esto inirá en el diseño de la matrz haga u jicio cuaitativo sobre e esos materiales proprcionará la mayor receració elástica después del conformado OC-l Coinando con el problema OC9, diseñe el radio de la maiz para obener n radio er minado de 100 mm con las res láminas, todas de 0. 75 m de espesor [ignore el érmio cúbi en la ecuain ( 10 5)] . -l l Una pieza de lámia de metal de 6 mm de espesor, doblada, esá hecha de acero inoxidable 40. El el doblez es de 1 m. Todas las partes presetan estrición y algunas incluso se han fracurado. () ace un esquea de un proceso de doblao, incluyendo la disbción de esferzs en el cmponente. b) Indique qé propiedades inuyen en la esicción y e) en la ractra () n el crso de n redise , se prope que la ieza se fabque e acer al carbono, 1 008 , subse centemene se paa ue resisa a la coosión ¿Preseará ese acero menos esicción y fractura? Haga un juiio cuanttaivo (no se necesian cálculos) orden 200 plaos de diá OC-1 2 Un cliene meo d 1 000 m y poidad 250 m, de Al 5052, en la orma de n segmento esé rico. Como primer paso, se realiza un diseño onceptal del proceso () a rimera idea es abcar los plas por esirado profundo Dibuje u bosquej e indie la diclad principal. Considere también la econmía del proceso. b) eo se popone normar al plato por esirado puo eermine si es posible () n proceso aleo osible. OC- os reectores paabólicos esán hechs de una láina de aleación de Ag (s imiar a la 505 2) por esra puro. () aga un boceto del proceso, marcando claramene ls cambios elaivos del espesor de la ared y los eeenos e la marz () lgnas de las pares esiradas pesentan acua lejos del ápice Pltee una solución el proceso aún
4
debe ser estirado puro). () Si el a no se puede fabricar, ¿adaría ambir el diseño a un acero inoxidable 302 o 41O? ¿Pr qué 1 - Una copa de fondo plano se produo exiosamente a ir de una lámina de acero al bajo cabono con caliad para embuido. Paa mayr resistencia a la coosió, el diseño se abia para abria la opa de una () aleaión de Al 50 52 o de () ianio puo. Expli que los cambios qe se deen esperar en su comportamieno e el de cofomado 1 C- 5 Un recipiente cilnrico (na olla de coia) de 200 mm de DE, 1 60 mm de prfundidad, 2 mm de ped y 5 m e espesor el fondo se va a produir de a aleació e Al 505 2 H24, mero embtiendo n recipiene (copa) y lego reduciendo el espesor de la pared. Verique la faibilidad del diseño. () Supo niendo que el eseso de la aed el reci piene en el rmer ebutido es el mismo que el de la lámina inicial, clule el diámeto del blao inicial b) calcule la fuerza requerida para orar e blanco; e verifiqe si el reipiene embido se puede fabri en u golpe Si o, dibuje boceos de la secuecia el proceso sugeida. () Seleccione el diá mero del puz pra el primer ebuido calcule la erza respectiva. ) Sugiea dos méodos para producir las ollas erminadas ilusre con bosqueos 1 OC-1 6 Demuesre que, paa un maerial que obedece la ley de poecia del endureimieno por deormacin, S Kn/)" 1 C- 7 En el ejemplo 1015 se indió que una brida se pdía rma estirando pacialmene una pieza e 1673 mm e diámero pra formar una copa de 100 mm de diámetro. ) aga un boceto de la pte parcialmene embutida. () Se le pide predeir el tamaño requerido de la prensa si el material es laó 70/30 ¿ay suciene información pra eso en el libro? e Si no, ¿ puede hacer un juici e un límie sperir para la ferza de la prensa? () Si la respesa es airativa, realice los cálculos correspondienes
1 1 tzd
CAULO
•
Pocesos de cofoado e lámia
básis, oiert RLE . e rduió rtu á r 1 1 9 E e eeml 0, re 3 s teí u deforió uiri r só d 6%; l hb u defrmió r om resó de 0% r si l msm dform
a ó Reie re rtr de s dees básis de defor es e neer y h d defrmio es tures (reles) (Sugeencia ib bcs r msr ls dimsis br irufrel xe)
LEC AICIOALE (véanse taién os capítuos 8 y 9) Fundmentls of Tool Design, 4a ed, Soci ety of Maufacturig Egieers 1998. Pgreive ie Sciey of gieers 994 Beso S.D Press B Technology Socety of Mafacturig Egieers, 997 Dais, J.R. ed) Tool Mteril ASM Iteatioal, 995. S. , K James, S P. Keeler y A. Stie: How to Use Circle Grid Anlysifor ie Tout Amerca Socety for Metals 9 8 y, . y . A. Read Techniques of Presworking Sheet etl 2a ed Pretce Hall, 94 escu, c oldPreing Technology lseie 990 988 OD Hndbook of Fbriction Processe ASM rciak, Z y J Duca: The Mechnics of heet etl Forming Edward Aod, 92 Pearce, R. She et etl orming Adam Hlger, 9 9 Schuler Icororated Metl Forming Hn dbook Sprige, 998 Smith, D.A. ed.) Die esign Hndboo 3a ed. , Society of Mafacturg Egieers, 99 Schy, l: Hndbook oDie esign McGrawHil, 997 Wagoer, RH. , K. S. Cha y SP Keler ed ) Forming Limit igm The ierals, ad aterials Society 989
