CONFORMADO DE LA CHAPA METALICA
Sachs ha propuesto una clasificación clasificación de las piezas de chapa metálica metálica en cinco tipos: 1.
Piezas simplemente dobladas
2.
Piezas contorneadas con pestañas, incluyendo las pestañas estiradas y las embutidas.
3.
Perfiles curvados
4.
Piezas embutidas profundamente, incluyendo las copas y las cubetas con paredes verticales o inclinadas.
5.
Piezas embutidas poco profundas, incluyendo las de forma discoidal, las acanaladas, las estampadas y las onduladas.
La figura .! muestra e"emplos t#picos de estas clases de piezas. $tro m%todo de clasificación, desarrollado en la industria automotriz, agrupa a las piezas de chapa metálica basándose en la severidad del proceso de conformación. La estima estimació ción n de esta esta severi severidad dad se fundam fundament enta a en la propor proporció ción n má&ima má&ima de doblado o estirado de la pieza.
$tra $tra form forma a de clas clasif ific icar ar la conf confor orma maci ción ón de la chap chapa a se refi refier ere e a las las operaciones espec#ficas, tales como el doblado, el cizallado o tro'uelado, la embutición profunda, el estirado, reembutición. Métodos de conformación. La mayor#a de las operaciones de conformación de la chapa, en la fabricación en gran escala, se realizan en prensas mecánicas o hidráulicas. (n las prensas mecánicas suele almacenarse la energ#a en un volante y se transmite al carro móv móvil en la )lti )ltima ma parte arte de la carre arrera ra.. Las pre prensas nsas mec mecánica nicas s son genera generalme lmente nte de acción acción rápida rápida y tienen tienen carrer carreras as cortas cortas,, mientr mientras as 'ue 'ue las hidráulicas son de acción más lenta pero pueden ser de carrera más larga. Las prensas suelen clasificarse seg)n el n)mero de carros 'ue pueden operar independientemente. (n una prensa una prensa de simple efecto hay un solo carro 'ue, generalmente, se mueve en dirección vertical. Las prensas Las prensas de doble efecto constan de dos carros. (l segundo efecto suele utilizarse la presión de su"eción de la chapa e impedir la formación de pliegues. *na prensa *na prensa de triple efecto está e'uipada con dos efectos sobre la matriz y uno ba"o ella. Las herramientas básicas empleadas en las prensas para traba"ar metales son el punzón y la matriz. (l punzón es una herramienta macho, macho, convexa, 'ue apar apare" e"a a con la matr matriz iz hemb hembra ra,, cónc cóncav ava. a. Pues Puesto to 'ue 'ue es nece necesa sari ria a una una alineación perfecta entre el punzón y la matriz, es práctica com)n montarlos en un "uego +die set 'ue se pueda instalar rápidamente en la prensa. -l utilizar una prensa es muy importante tener en cuenta la necesidad de fi"ar la chapa con una presión de su"eción con el fin de evitar 'ue se pliegue al conformarla. La me"or manera de aplicar esta presión es mediante un anillo sujetachapas, accionado por el segundo efecto de una prensa, pero en una de simple efecto puede conseguirse mediante muelles o un cilindro au&iliar de aire. Los punzones y matrices se suelen diseñar de manera 'ue 'ue las sucesivas fases de la conformación de una pieza se realicen, en la misma matriz, en cada una de las carreras carreras de la prensa prensa.. - este este proced procedimie imiento nto se llama llama conformación progresiva. *n e"emplo sencillo sencillo es una matriz progresiva para el tro'uelado tro'uelado y punzonado de una arandela plana. +figura. . uando se alimenta con el fle"e de iz'uierda a derecha se punzona primero el agu"ero de la arandela y luego se tro'uela la arandela, desprendi%ndola del fle"e. /ientras se tro'uela la arandela, el punzón - está punzonando la siguiente. La placa e&tractora sirve para evitar 'ue el fle"e sea arrastrado por el punzón en la carrera de retorno hacia arriba.
Para la conformación de la chapa metálica se puede emplear un martillo de for"a en lugar de una prensa. La conformación con martinete difiere de la efectuada con las prensas en 'ue suelen aplicarse muchos golpes de fuerza variable en vez de una sola carrera de longitud o presión determinada. -demás, un martinete solo puede asimilarse a una prensa de simple efecto y la presión de su"eción ha de aplicarse con dispositivos au&iliares.
*na dobladora es una prensa de simple efecto de mesa larga y estrecha, cuya finalidad principal es hacer dobleces largos y rectos en piezas tales como canales y chapas onduladas. (l perfilado con rodillos es otro procedimiento com)n para obtener perfiles largos por doblado de la chapa. 0ambi%n se utiliza este procedimiento para obtener tubos de paredes delgadas a partir de la chapa plana. La embutición con estampa de goma es una modificación del procedimiento normal de punzón y matriz, en 'ue una almohadilla de caucho sustituye la matriz hembra. La figura .1, muestra un es'uema de este procedimiento, tambi%n llamado proceso Guerin. *n punzón de forma se fi"a a la mesa de una prensa hidráulica de simple efecto y una almohadilla de caucho se alo"a en una ca"a de retención fi"a a la placa superior. uando la pieza en bruto se coloca sobre el punzón de forma y se fuerza hacia aba"o y contra la chapa la almohadilla de caucho, esta )ltima transmite una presión hidráulica casi uniforme. (ste procedimiento de conformación se emplea mucho en la industria aeronáutica. (s fácil fabricar piezas delgadas con pestañas estiradas,
pero hay limitación en cuanto a las embutidas por'ue el caucho opone poca resistencia a la formación de pliegues. $tra limitación proviene de 'ue la pieza en bruto tiende a desplazarse sobre el punzón de forma, a menos 'ue se
prevean en la pieza agu"eros para espigas de localización. *na modificación de este proceso, denominada marforming emplea una presión de su"eción controla, lo 'ue permite embuticiones más profundas sin formación de pliegues. *n proceso hidráulico análogo al de la embutición con caucho sustituye la almohadilla de goma por un diafragma fle&ible respaldado por un l#'uido hidráulico con el 'ue se alcanzan presiones de hasta !222 3g4cm. Se ha desarrollado una amplia variedad de m%todos para doblar o dar forma contorneada a secciones rectas. Se pueden fabricar piezas de forma cil#ndrica o cónica empleando cilindros curvadores. *na curvadora de tres cilindros no es muy adecuada para evitar el alabeo de la chapa muy fina5 para a"ustar me"or la curvatura se suele colocar un cuarto cilindro en la salida. (n la carga en tres puntos el momento má&imo de fle&ión se produce en el punto medio del vano. (sta localización de la deformación puede dar por resultado, en ciertas circunstancias, 'ue se alcance el l#mite de formabilidad en el punto medio antes de 'ue el resto de la chapa haya tomado la forma debida. Se consigue una deformación más uniforme con un equipo del tipo de escurridor. (n su forma más sencilla consiste en agarrar la chapa con una mordaza, por un e&tremo, su"etándola a un blo'ue de forma. (l contorno se conforma progresivamente por golpes sucesivos de martillo, comenzando en las inmediaciones de la mordaza y haciendo avanzar una corta distancia hacia el e&tremo libre de la chapa despu%s de cada golpe. *na curvadora de escurridor se es'uematiza
en la figura .6+b. (n este caso, el blo'ue de forma o matriz tiene un contorno no uniforme, por lo 'ue los cilindros escurridores deben comprimirse contra
la chapa por medio de una presión hidráulica. uando el blo'ue de forma tiene radio constante, como ocurre en un acodador de tubos, tambi%n es constante la distancia entre la matriz y los cilindros, por lo 'ue no es necesaria la presión hidráulica. *n tercer m%todo de producir piezas contorneadas es la conformación por enrollado La chapa se comprime contra el blo'ue de forma y se aplica simultáneamente una tensión longitudinal de tracción para evitar el alabeo y la arrugas figura .6+c. *n e"emplo sencillo de la conformación por enrollado es el bobinado de un muelle alrededor de un mandril. *n m%todo para fabricar tapas de depósitos, y otras piezas profundas de simetr#a circular es la entalla +figura .7. La pieza en bruto de metal se su"eta contra un blo'ue de forma 'ue gira a alta velocidad y se conforma progresivamente contra el blo'ue por medio de herramientas manuales o cilindros de traba"o de pe'ueño diámetro.
Cizaado ! tro"#eado (l cizallado es la operación de corte del metal 'ue se realiza mediante dos cuchillas móviles en una cizalla o ti"era. (n la operación una estrecha tira de metal se deforma plásticamente con tanta intensidad 'ue llega a romperse en las superficies en contacto con las cuchillas. La fractura iniciada se propaga hacia el interior hasta producirse el corte completo. La profundidad hasta la 'ue debe penetrar la ho"a móvil para completar el cizallado está determinada con la ductilidad del material. La penetración es solo una pe'ueña fracción del espesor en los materiales frágiles, pero en los muy d)ctiles puede ser algo mayor. (l "uego entre las cuchillas es una variable de importancia en las operaciones de cizalladura. uando tiene el valor adecuado, las grietas iniciadas se propagan a trav%s del metal para "untarse en el centro del espesor y producir una superficie de fractura limpia. +figura .8a. $bs%rvese 'ue aun'ue el "uego sea el debido hay distorsión del borde de corte. Si el "uego es insuficiente, la fractura es rasgada +figura .8b y la energ#a necesaria para efectuar el corte es mayor cuando el "uego es correcto. Si el "uego es e&cesivo, hay más distorsión en el borde y tambi%n la energ#a será mayor, ya 'ue es necesario deformar plásticamente mayor volumen de metal antes 'ue se produzca la fractura. -demás cuando el "uego es demasiado grande, se producen con más facilidad rebabas o proyecciones agudas en el borde de corte. Si la cuchilla tiene el filo mellado aumenta la tendencia a producirse rebabas figura .8+c.
La deformación plástica 'ue pueden resistir los metales frágiles sin 'ue se produzca la fractura en el corte es pe'ueña, por lo 'ue el "uego debe
ser menor para los metales duros y frágiles. Por otro lado, los metales blandos y d)ctiles re'uieren una gran deformación plástica antes de fracturarse, y en consecuencia, han de emplearse "uegos mayores. Si se desprecia la fricción, la fuerza re'uerida para cortar una chapa metálica es función de la longitud de corte, el espesor de la chapa y la resistencia al cizallamiento del metal. La fuerza de cizallamiento puede disminuir apreciablemente si el filo no ataca simultáneamente a toda la longitud de corte. (mpleando un filo inclinado, en bisel +figura .9, se consigue 'ue el corte se produzca progresivamente en vez de realizarse de una vez en toda su longitud. La inclinación del filo debe ser tal 'ue el desnivel entre sus e&tremos sea igual al espesor de la chapa. icha inclinación del filo da lugar a cierta distorsión de la chapa, como consecuencia de realizarse el corte progresivo, por lo 'ue dicha inclinación de la herramienta debe darse hacia el lado en el cual 'ueda el recorte de chapa 'ue se destina, por in)til, a la chatarra. uando se hace un agu"ero por tro'uelado, es el punzón 'ue debe tener el filo en bisel, ya 'ue el
disco cortado no se utiliza. Por el contrario, cuando el disco recortado el 'ue ha de utilizarse, será la matriz la 'ue tenga el fil o inclinado.
Do$ado (s la operación de doblar una chapa plana. (n la figura .; se indican los t%rminos empleados en el doblado. (l radio de doblado < es el radio de curvatura de la superficie cóncava +interior. (l e"e neutro o fibra neutra es el arco de circunferencia de interior de la chapa a lo largo del cual la deformación
es nula. (n fle&ión plástica el e"e neutro no se encuentra en la mitad del espesor como en el caso de la deformación elástica. Si el doblado es muy agudo, el e"e neutro se halla más pró&imo al interior 'ue al e&terior del doblez. on el fin de estimar la variación de la longitud producida en el doblado se
suele admitir 'ue el e"e neutro dista del interior 2,67 veces el espesor de la chapa. uando se dobla el metal aumenta su longitud respecto a la de la pieza en bruto, por'ue el espesor de la chapa disminuye. uando más pe'ueño es el radio, mayor es la disminución del espesor. La longitud inicial o longitud desarrollada de la l#nea neutra de la sección doblada suele llamarse tolerancia de doblado B y se utiliza para determinar la longitud de la pieza en bruto necesaria para hacer un doblez. Si se supone 'ue el e"e neutro tiene un radio de curvatura <, la tolerancia de doblado es:
Las direcciones principales en el doblado se muestran en la figura .=. La deformación en la dirección longitudinal o tangencial es la deformación principal má&ima. La distribución de la deformación tangencial depende significativamente del procedimiento de doblado. (l doblado sobre tres puntos
en una matriz produce una distribución menos uniforme. (n el doblado por escurrido o por enrollado sobre un blo'ue de forma, el ángulo de doblado aumenta progresivamente, pero como la distribución de la deformación tangencial en la dirección de la circunferencia no es uniforme hasta 'ue no se
sobrepasa un ángulo m#nimo de =2>, apro&imadamente, la deformación introducida por estos m%todos no es uniforme hasta 'ue no se ha producido un apreciable cambio de forma. La distribución de deformación tangencial, , a trav%s del ancho es muy uniforme, salvo en las pro&imidades de los bordes, en los 'ue es apro&imadamente un 2? mayor 'ue en el centro. (sto se e&plica teniendo en cuenta 'ue una sección transversal inicialmente rectangular se transforma por el doblado en una trapezoidal de lados curvos.La distribución de la deformación transversal es más heterog%nea. Puesto 'ue la tensión normal a las superficies libres es siempre nula, los bordes de una probeta doblada están su"etos a una tensión unia&ial, por lo 'ue, por el efecto de Poisson, se produce una deformación transversal de compresión. Si la relación ancho4espesor es mayor 'ue ;, la deformación transversal en el centro de la chapa es nula.
e acuerdo con la teor#a de la defle&ión, aumenta la deformación al disminuir el radio de curvatura. Si se desprecia el cambio de espesor, el e"e neutro se mantiene en la fibra central y el estirado de la superficie e&terna será igual a la contracción de la superficie interna . La deformación convencional en las fibras e&terna e interna esta dada por.
(n una operación de doblado el radio de curvatura no puede ser inferior a determinado valor, por'ue de otra manera se agrietar#a la superficie e&terna sometida a tracción. (l radio mínimo de doblado suele e&presarse en m)ltiplos del espesor de la chapa. -s#, un radio de doblado 10 indica 'ue el metal se puede doblar con un radio igual a tres veces el espesor de la chapa sin 'ue se produzcan grietas. Para algunos metales d)ctiles el radio m#nimo de doblado es cero, lo 'ue e&presa 'ue la chapa se puede doblar sobre si misma completamente, pero a)n en este caso es práctica generalizada no emplear radios de doblado menores de , apro&imadamente, ! mm. (n el caso de las chapas de aleaciones de alta resistencia, los radios m#nimos de doblado no pueden ser inferiores a 70 o a)n mayores. (l radio m#nimo de doblado se puede predecir con bastante e&actitud a partir de la estricción ' medida en un ensayo de tracción. Si ' es menor 'ue 2,, se puede despreciar el desplazamiento en el e"e neutro y
Para ' @2, Si es ' mayor 'ue 2,, hay 'ue tener en cuenta el desplazamiento del e"e neutro y el radio m#nimo de doblado viene dado por
Para ' A2, .La recuperación elástica se presenta en todas las operaciones de conformado, pero es más fácil de recordar y estudiar en el doblado +figura .!. (l radio de curvatura <2 'ue tiene la chapa antes de descargar es más pe'ueño 'ue el
'ue 'ueda al de"ar de aplicar la carga
e la 'ue se deduce la relación de recuperación elstica !"
atos entre los 'ue se encuentran los referentes a varias aleaciones para temperatura elevada, indican 'ue se puede obtener una primera apro&imación sobre la recuperación elástica mediante la e&presión.
La forma más sencilla de compensar la recuperación elástica consiste en doblar con un radio de curvatura más pe'ueño 'ue el deseado, de modo 'ue al 'uitar la carga 'uedara la pieza con el radio adecuado. $tra forma es diseñar el punzón y la matriz de tal modo 'ue se produzca al final cierto efecto de acuñado, o bien traba"ar a temperaturas elevadas para 'ue el esfuerzo de fluencia sea menor.
Conformado %or estirado *n procedimiento para dar forma a las chapas es la conformación por estirado, consiste en aplicar fuerzas de tracción al material para estirarlo sobre una herramienta o blo'ue de forma. Se emplea en la industria aeronáutica para fabricar piezas de gran tamaño, con radio de curvatura grande y frecuentemente, doble curvatura. La recuperación elástica es poco considerable en este procedimiento de traba"o por'ue los gradientes de esfuerzos no son grandes. (l e'uipo necesario consiste en un vástago +por lo general vertical accionado hidráulicamente, 'ue lleva el punzón o blo'ue de forma y dos mordazas para agarrar los e&tremos de la chapa. +figura .!1. Bo es necesario emplear una herramienta hembra. Las mordazas pueden pivotear para 'ue la fuerza de tracción este siempre alineada con el borde de la chapa no apoyada o pueden ser fi"as, en cuyo caso es necesario 'ue el radio sea grande para 'ue no se produzca el desgarre de la chapa en las mordazas. Para utilizar la má'uina de conformar por estirado se empieza por doblar la pieza en bruto o cubrir con ella el blo'ue de forma mediante una tracción ligera, luego se su"etan las mordazas y despu%s se aplica la presión hidráulica. Para la conformación por estirado hay un l#mite de formabilidad 'ue es el alargamiento uniforme má&imo en tracción. Ceneralmente los alargamientos son mucho menores 'ue este alargamiento uniforme má&imo. (l tipo de falla más frecuente es el desgarre de la chapa en la región de má&imo estirado. uando el radio de curvatura es grande la ruptura se suele producir entre las
mordazas y el blo'ue de forma, pero en las curvadas con agudeza el desgarre se produce en el punto medio entre las mordazas. Los cantos pueden agrietarse cuando son cizallados y esta circunstancia hace disminuir apreciablemente el má&imo estirado admisible. $tro defecto de conformación es la aparición de arrugas por ondulación de la chapa. La tendencia a la aparición de este defecto aumenta al aumentar el ancho, disminuir el espesor, el aumento del radio de curvatura y la mayor resistencia mecánica del metal. Em$#tición %rof#nda. La embutición profunda es el proceso de traba"o de los metales por el 'ue se obtienen art#culos en forma de copa, tales como bañeras, cubetas, aletas de automóvil, etc., a partir de la chapa plana. La operación se realiza colocando la chapa sobre una matriz de forma adecuada y prensando el metal contra ella mediante un punzón +figura .!6. Ceneralmente es necesario fi"ar la pieza en bruto contra la matriz, para lo 'ue se emplea un anillo su"etachapas o prensachapas sobre el 'ue act)a el segundo efecto de la prensa. uando la prensa es de simple efecto se pueden utilizar muelles u otros recursos. (n la embutición profunda de una copa el metal está su"eto a tres tipos diferentes de deformación. La figura .!7 representa las deformaciones y tensiones en un trozo cortado de la copa durante la embutición, 'ue corresponde a un sector del disco inicial. (l metal del centro del disco 'ueda ba"o la cabeza del punzón y se estira, adaptándose a la forma del punzón, para
lo cual ha de adelgazarse. (l metal de esta región está sometido a un estado bia&ial de tensiones de tracción. (l metal de la corona e&terna del disco tiene 'ue embutirse a trav%s de la boca de la matriz y al hacerlo, su circunferencia e&terna disminuye continuamente de longitud, . (sto significa 'ue está sometido a una deformación de tracción en la dirección radial. (l resultado de estas dos deformaciones principales es un aumento continuo del espesor cuando el metal se desplaza hacia el interior, pero cuando el metal pasa por el borde de la matriz, primero es doblado y luego enderezado, mientras simultáneamente está sometido a una tensión de tracción. (ste doblado plástico ba"o esfuerzo va acompañado de un considerable adelgazamiento, 'ue modifica el engrosamiento debido a la contracción de la circunferencia perif%rica. (ntre la zona interna estirada y al e&terna contra#da hay un estrecho anillo de metal 'ue no se ha doblado ni sobre la matriz ni sobre el punzón. (l metal de esta región está sometido )nicamente a esfuerzos de tracción pura durante toda la operación de embutición. La variación total de espesor depende de la reducción total de embutición y de ideal del borde del punzón +radio del perfil del borde del punzón. (l mayor aumento de espesor suele presentarse en el borde e&terno de la copa, 'ue es la zona en 'ue solo han actuado tensiones tangenciales de compresión. e la condición de constancia de volumen se puede deducir 'ue el espesor h de ese borde, despu%s de la embutición, esta relacionado con el espesor inicial del disco, el diámetro del mismo y el diámetro de la copa por la e&presión h=h0 (D0 /D)1/2 . La mayor disminución de espesor se produce alrededor del borde del punzón y puede dar lugar tambi%n a un adelgazamiento en el fondo de la copa si los esfuerzos de tracción llegan a ser suficientemente elevados. (sto ocurre cuando la reducción es grande y el punzón es de pe'ueño diámetro.
Si el "uego entre el punzón y la matriz es menor 'ue el espesor 'ue se producir#a de"ando libertad para el engrosamiento natural, el metal es aplastado en las regiones correspondientes, produci%ndose un planchado entre punzón y matriz 'ue origina un espesor de pared uniforme. (n las operaciones industriales de embutición el "uego entre la matriz y punzón suele ser !2 a 2? mayor 'ue el espesor del metal. La fuerza 'ue se debe aplicar al punzón para producir una copa es la suma de la fuerza ideal de deformación, las fuerza de fricción y la fuerza necesaria para producir el planchado +si se produce. La figura .!8 muestra como var#an
estas componentes de la fuerza total a lo largo de la carrera del punzón. La fuerza ideal de deformación aumenta continuamente con la longitud recorrida, por'ue la deformación es creciente y el esfuerzo de fluencia aumenta por el endurecimiento por deformación. *na contribución importante a las fuerzas de tracción proviene de la presión del anillo su"etachapas. (sta componente alcanza un má&imo al principio del recorrido y luego decrece por'ue la superficie del disco 'ue 'ueda ba"o el su"etachapas disminuye continuamente. La fuerza necesaria para el planchado aparece al final de la carrera, cuando ya se ha alcanzado el engrosamiento má&imo de la pared de la copa. *n t%rmino adicional es la fuerza necesaria para doblar y enderezar el metal sobre la embocadura o borde de la matriz. e un análisis de las fuerzas en e'uilibrio, realizado por Sachs, se deduce la siguiente ecuación apro&imada para la fuerza total 'ue ha de aplicarse sobre el punzón en cual'uier fase del proceso.
onde: P
arga total del punzón
(sfuerzo de fluencia promedio
iámetro del punzón
iámetro inicial del disco D
Euerza sobre el su"etachapas
F
Euerza necesaria para doblar y enderezar el disco
h
(spesor de pared
oeficiente de fricción (l %&ito de una operación de embutición profunda depende principalmente de 'ue las tensiones de tracción en las paredes de la copa, paralelas a su e"e longitudinal, se mantengan por deba"o de la resistencia a la tracción del metal de la pared. La má&ima carga 'ue puede resistir una copa está dada, por la siguiente ecuación:
onde:
iámetro medio de la copa
Para 'ue la embutición se realice con %&ito es necesario 'ue la carga del punzón no e&ceda a la resistencia de la copa.
O%eraciones de reem$#tición La reducción obtenida en una sola embutida está dada por
La reducción má&ima teórica es del 72? y aun en las me"ores condiciones posibles, no sobrepasa, en una sola embutición, una reducción del 82?. -s#, aun en condiciones óptimas, no es posible obtener en una sola operación, una copa 'ue sea mucho más alta 'ue su diámetro. Para hacer copas altas, esbeltas, tales como las vainas de cartucher#a y tubos cerrados por un e&tremo, es necesario realizar varias operaciones de embutición sucesivas. La operación de reducir una copa o una pieza embutida a un diámetro más pe'ueño es lo 'ue se llama una reembutición. Los dos m%todos básicos de reembutir son el directo o normal y el inverso o indirecto. +figura .!9 (n la reembutición directa, la superficie e&terna original de la copa sigue siendo la superficie e&terna de la copa reembutida. La figura .!9+a muestra como puede realizarse la reembutición directa empleando un anillo su"etachapas. Bótese 'ue el metal debe doblarse dos veces y 'ue se dobla y endereza entre el punzón y la matriz. (l elevado endurecimiento por deformación 'ue se produce en el proceso mostrado en la figura .!9+a se minora algo si se procede como en la figura .!9 +b. -un'ue el metal sufre el mismo n)mero de doblados, el ángulo de estos es inferior a =2> y la carga del punzón es más pe'ueña. (l inconveniente del es'uema de la figura .!9 +b es 'ue la copa de primera embutición debe tener el fondo troncocónico y este tipo de copa no puede producirse en todos los metales sin 'ue se produzcan pandos. (l espesor del anillo prensachapas empleado en el m%todo directo está determinado por el ? de reducción de la reembutición. uando las reducciones son pe'ueñas no se puede emplear anillo su"etachapas.
(n la reembutición inversa +figura .!9c la copa se vuelve sobre si misma, de forma 'ue la superficie e&terna de la primera embutición se convierte en la
interna de la copa reembutida. Los doblados se producen siempre en el mismo sentido y no en sentidos opuestos, como ocurrir#a en la reembutición directa, con lo 'ue es menor el endurecimiento por deformación. La formación de pliegues se evita por el a"uste a la matriz y al no e&istir limitación geom%trica en el empleo del anillo su"etachapas. -un'ue la fuerza necesaria para el doblado sea más pe'ueña en la reembutición inversa, ello no significa 'ue la carga del punzón sea necesariamente menor 'ue en la operación directa. (n la reembutición inversa hay una limitación en la reducción minima, 'ue viene impuesta por la necesidad de 'ue la matriz tenga el espesor conveniente para mantener su resistencia mecánica. La reducción por reembutición es siempre menor 'ue la obtenida en la primera embutición, por'ue la fricción es mayor. La reducción en las operaciones sucesivas de embutición esta tambi%n limitada por el progresivo endurecimiento por deformación. Si entre las reembuticiones se intercalan recocidos intermedios se podrán conseguir reducciones mayores. La mayor#a de los metales admiten reducciones totales de 72 al ;2? antes de 'ue se haga necesario un recocido. Reem$#tición con ! sin red#cción de es%esor de %ared Las operaciones de reembutición pueden clasificarse en embuticiones sin disminución apreciable del espesor de pared, 'ue son simplemente embuticiones de profundización sin estirado y embuticiones con disminución apreciable del espesor de pared o embuticiones de estirado o planchado. (ste
)ltimo proceso es en esencia el mismo 'ue el estirado de tubos con mandril móvil. La tensión predominante en el estirado es la radial de compresión producida por la presión del punzón y la matriz. La reembutición sin estirado es totalmente análoga al estirado de tubos sin mandril. Las tensiones predominantes son una tensión a&ial de tracción, originada por la acción del punzón y una compresión tangencial de embutición del metal en la matriz. (l estirado se realiza restringiendo el "uego entre el punzón y la matriz para 'ue disminuya el espesor de la pared por efecto de la presión radial. Si la copa tiene un fondo relativamente grueso con respecto a su diámetro, la primera
fase del estirado es el recalcado radial del fondo +figura .!;a. uando la pared del tubo comienza a embutirse se produce primero un hundimiento hacia el punzón, sin variación del espesor y luego disminuye el grosor de la pared por estirado. La figura +a muestra la variación de la carga a lo largo de la carrera del punzón, es t#pica del caso en 'ue el recalcado radial del fondo es el 'ue determina la fuerza má&ima. (l caso más sencillo de estirado de una copa de fondo delgado se muestra en la figura .!;+b. (l primer paso es el hundimiento de la copa hacia el punzón y cuando se establece el contacto entre el )ltimo y la superficie interna, se inicia una disminución rápida del espesor de pared y se eleva rápidamente la
fuerza de deformación. (sta )ltima alcanza su valor má&imo cuando la pieza embutida comienza a salir de la matriz. Seg)n Sachs, la fuerza má&ima para deformar el fondo de la copa, pb
onde
iámetro final de la copa
(spesor final del fondo de la copa Semiángulo de la matriz
La fuerza sobre el punzón necesaria para reducir el diámetro de un tubo de espesor de pared h, es
Einalmente la fuerza sobre el punzón necesaria para el estirado está e&presada por:
