EMBUTIDO: DOP:
Con la pieza en forma de disco proporcionada le hacemos cuadritos con el marcador todos con las mismas dimensiones para poder observar sus deformaciones.
La pi piez ezaa re reco corta rtada da en di disc scoo a emplear se dispone en el asiento o anillo de centrado, fijado a la matriz de embutir, con la finalidad de centrar el disco.
Un dispositivo pisador aprieta el disco contra la matriz de embutir con la finalidad de que no se produzcan pliegues. pliegues.
Finalmente conseguimos una especie de plato con un diámetro máximo menor al del disco que utilizamos al inicio, pero cuo volumen es igual al primero.
En el embutido se toma una placa metálica de sección circular y se coloca en la matriz de embutido, luego se le aplica una fuerza, fuerza necesaria para que el material se deslice en el dado. Y observamos las nuevas dimensiones que son: Diagonal radial : 1.8 cm. Diagonal transversal : 1.6 cm. Diámetro máximo : 9.9 cm. Diámetro mnimo : 6.1 cm. Diámetro exterior máximo : 8.5 cm El embutido profundo es una extensión del prensado prensado en la que a un te!o de metal, se le da una tercera t ercera dimensión considerable considerable despu"s de fluir a trav"s de un dado. El prensado simple se lleva a cabo presionando un trozo de metal entre un punzón y una matriz, as como al indentar un blanco y dar al producto una medida rgida. #atas para alimentos y botes para bebidas.
Formula a utilizar #a relación de embutido esta dada por dr$ Dd % Dp Donde:
Dd: diámetro del disco Dp: diámetro del punzón
#a relación de grosor en el cenicero es la siguiente: &g $ to % Dd Donde: to: espesor inicial
&educción 'r(: r $ 'Dd 'Dd ) Dp( % Dd * +ara determinar si es adecuado un proceso de embutido tiene que cumplir con ciertos lmites tales como: dr r ./ &g 0 12
3eniendo en cuenta que durante el conformado el volumen permanece constante 4inicial $ 4final 5Y E $ 51 Y1 E1 6rado de Ensanc7amiento $ #n'5 1 % 5 ( 6rado de alargamiento 6rado de recalcado
$ #n 'Y1 % Y( $ #n 'E1 % E (
#a presión será más ba!a cuando fluye más fácilmente el material El material fluye en dirección a la a la mnima resistencia de fluencia, principalmente 7acia las superficies de limitación libres de la pieza El rozamiento debe contribuir a dirigir el flu!o del material as como el desgaste de las 7erramientas y el consumo de energa 8 $ 3an 9 lgunos valores que se usan son ;uperficies pulidas o esmeriladas 8 $ ./ ;uperficies lisas con lubricantes 8 $ .1 ;uperficies toscas y secas 8 $ .-/ @uerza necesaria para la embutición
3an 9 $ - /-< 3an 9 $ / => 3an 9 $1?
@ 'fuerza para la conformación(
#a fluencia del material comienza cuando la diferencia de las tensiones principales alcanza la resistencia a la deformación Amáx B Amin $ A1 B A= $ &f @ $ rCe C drC Ar r: radio del punzón e: espesor de la planc7a Ar: carga de rotura del material dr: relación de embutido, 'coeficiente de función( El embutido profundo depende del valor de la anisotropa normal & de los metales laminados que tambi"n se llama anisotropa plástica donde
& $ Deformación del anc7o% Deformación del espesor 'determinado con la probeta de tensión( Para el embutido:
+lacas de fierro y acero inoxidable #ubricantes distintos atriz +unzón +rensa &ayador #i!a
Escuadra
Proceo del Embutido: +ara observar los cambios en cuanto al estiramiento del embutido se li!a primeramente el disco 7asta eliminar todo rastro de óxido 7asta de!arlo pulido.
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#uego con ayuda de un rayador se marcan cuadritos de medidas uniformes para poder observar me!or los cambios en las diagonales de dic7os cuadritos preferiblemente para nuestros cálculos marcamos cuadritos de lado 1.! cm en la figura posterior se puede observar bien un cuadrito marcado, para nuestro caso utilizamos un disco circular de 1".91 cm de diámetro.
#uego con ayuda de una prensa 7idráulica se deforma el disco 7asta obtener una superficie en = dimensiones con una altura que se puede calcular fácilmente en nuestro embutido se consiguió una altura de 1./ cm.
Entonces al obtener esta superficie observamos un cuadrito sin una deformación apreciable y en la figura posterior otro donde se bien marcada la deformación en otro cuadrito donde se aprecia me!or los cambios en las diagonales de dic7o cuadrito 'este cuadrito fue elegido por su conveniente ubicación ya que en este se puede ver como varan radial y transversalmente su diagonales(. Y observamos las nuevas dimensiones que son: 1. Diagonal radial : 1.8 cm. -. Diagonal transversal : 1.6 cm. =. Diámetro máximo : 9.9 cm. ?. Diámetro mnimo : 6.1 cm.
/. Diámetro exterior máximo : 8.5 cm
Dibu!amos un perfil de la nueva superficie y calculamos el ángulo de la matriz as como su altura de la base más profunda, además demostramos en el cuadro posterior que el área superficial no vara muc7o antes y despu"s del proceso de embutido.
!allando el área superficial del tronco de cono obtenemos" S cono =
6.1 + 8.5 2
x
√
2
8.5
−6.1 2
2 2
+ 1.5 x π = 44.054 cm
2
#umamos las áreas de la parte inferior con forma de disco de la parte superior con forma de arandela" S total= Scono + S arandela + S disco
S total= 44.054 +
π 4
x ( 9.9 −8.5 ) +
S total=93.5105 cm
2
2
π 4
2
x 6.1
2
Procedimie#to
Comparando con el área inicial que era de" ;e toma la dureza del material a embutir ;e realiza el ensayo de tracción del material a embutir π ;e procede 2 el li!ado 2 S inicial= x 10.91 =93.4844 cm 4 ;e cuadricula por uno de los lados ;e realiza el proceso de embutido
Como vemos el área final var$a un poco debido al estiramiento deformaci%n del disco.
omentarios: •
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De acuerdo a lo observado podemos notar ciertas partes deformes que al menos sin considerar algunas limitaciones de la realidad como por e!emplo la fricción no se daran. Fna recomendación antes de realizar el proceso de trefilado es tratar de que el diámetro del disco no sea mayor al de la superficie que se desea obtener al final, pues si no se considera esta limitación del embutido este terminara perforándolo. Guizás la me!or manera de comprobar el 7ec7o de que se cumple que el volumen se conserva es calculándolo a 7aciendo uso de un lquido antes y despu"s calculándolo segHn su volumen desalo!ado. 3ener en cuenta que de querer calcular el volumen despu"s del proceso de embutido por otro m"todo como por e!emplo medir manualmente con una regla sus
•
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dimensiones no se llegara a un cálculo muy exacta ya que sera imposible medir las zonas donde es curvo. l momento de marcar los cuadritos en el disco es me!or realizarlo sobre una 7o!a cuadriculada o 7aciendo uso de escuadras para conseguir medidas más precisas, independientemente de cuál sea la medida patrón utilizada lo principal es que sean cuadrados de lados iguales. 3ratar de lubricar bien el disco ya que de no 7acerlo este sufrira más deformaciones no deseadas de las que se podran aceptar.
T$EFI%&DO 'Etirado( ;on dos procedimientos de conformación por deformación plástica casi id"nticos que consisten en 7acer pasar el material de aportación por una matriz o 7ilera de forma determinada. #a temperatura de traba!o es inferior a la de recristalización. #a diferencia entre ambos procedimientos, estriba en la finalidad perseguida: en el estirado se efectHa la reducción de la sección para obtener formas y dimensiones determinadas* en el trefilado se desea reducir la sección 'normalmente circular( al máximo. 3anto el estirado como el trefilado requieren una serie de condiciones tecnológicas que deben cumplirse inexcusablemente* a saber: Escalonamiento adecuado a las reducciones de sección. +or tratarse de un proceso de conformación en fro es preciso vigilar para que no se superen los lmites que impone cada material, ya que la acritud adquirida provocara la rotura de la barra o de los órganos de traba!o. •
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onstrucción de la matriz o 7ilera, segHn las exigencias del traba!o. Esto implica dureza y pulido adecuados, as como un ángulo de entrada correcto.
aterial de aportación de buena calidad. Es decir, libre de defectos internos y con la superficie exterior libre de cascarilla.
Ftilización del lubricante adecuado. +ara disminuir el rozamiento entre la matriz y el material, lo que se traduce en un me!or acabado y en una reducción de las solicitaciones de tracción que aquel debe resistir.
Proceo o)erati*o e# el etirado. grandes rasgos es el siguiente: Decapado del material: +ara eliminar la suciedad y los óxidos superficiales se introduce el material en una solución diluida de ácido sulfHrico, o clor7drico, lavándolo despu"s con agua a presión. •
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Estirado. ntes de introducir un extremo de la barra de aportación en la matriz o 7ilera se afila la punta por martillado rotativo o por torneado. Despu"s se pasa el extremo afilado a trav"s de la matriz y se enganc7a al carro móvil del banco de estirar por medio de las tenazas de que dispone El estirado se realiza a notable velocidad con las modernas 7ileras de metal duro. cabado. En el acabado se endereza y pule la barra estirada y se corta el extremo afilado. veces se la da un recocido final contra acritud, aunque tambi"n puede intercalarse entre dos pasadas de estirado.
+or estirado se fabrican barras calibradas de acero y metales no f"rreos de 7asta seis metros de longitud. #os perfiles de formas diversas sirven, con frecuencia, para la obtención de piezas sueltas por troceado transversal de la barra. #os perfiles calibrados 7exagonales se emplean en la fabricación de tornillos y tuercas por arranque de viruta.
Proceo o)erati*o e# el tre+ilado. Es muy seme!ante al estirado y tiene por ob!eto la fabricación de alambre. omprende las siguientes fases: Decapado. #os rollos de fermac7ine Bproducto básico para la obtención de alambreB deben limpiarse superficialmente, tal como se 7aca en el estirado, o bien por medios mecánicos, 7aciendo pasar el material por varias poleas que le someten a flexiones muy agudas, lo que ocasiona el desprendimiento de la cascarilla, que es totalmente eliminada por unos cepillos metálicos. Esta operación tiene lugar de forma automática en una maquina descascarilladora. •
•
•
3refilado. Fna vez el material está limpio y bien engrasado, pasa al banco de trefilar. Esta máquina es una unidad autónoma, compuesta por una devanadera donde se coloca el rollo de fermac7ine, una bobina de arrastre que tira del alambre y lo enrolla convenientemente y la 7ilera de trefilar por donde pasa el fermac7ine y se reduce su sección. 7ora bien, casi nunca se construyen bancos de trefilar simples o de una solo 7ilera. #o normal es que estas se agrupen de modo ordenado, de manera que cada una ocasione una deformación más acusada 7asta completar el ciclo de trefilado en una sola maquina o banco.
cabado. El alambre as obtenido tiene una elevada acritud. +ara me!orar su tenacidad se le somete a un recocido contra acritud en 7ornos de campana de atmósfera controlada. Este recocido se intercala en el proceso de trefilado si este lo exige. veces el alambre sufre un rectificado cuidadoso para eliminar los defectos superficiales y de!arlo a la medida exacta. on frecuencia recibe acabado superficial por revestimiento: galvanizado, esmaltado, niquelado, cromado, etc.
El trefilado tiene una enorme importancia industrial. ;e trefilan, entre otros acero dulce 'de ba!o contenido en carbono( para la obtención de toda clase de alambres, los aceros semiduros y duros, los aceros aleados, el cobre, el aluminio, bronce, etc.
1. M&TE$I&%E, Tre+ilado: •
lambre de cobre recocido de =.?/ mm. de diámetro aproximadamente.
•
3res 7ileras de diámetros =.=/, =.I, -.> mm.
•
Equipo de ensayo de tracción.
•
#ubricante.
&'(L),*'&+'&
'-U/ 0' 1&)CC2+
álculos y resultados 1. Jbtenga la curva de esfuerzo vs deformación real del cobre recocido y determine los valores de KLM de KnM de la fórmula del comportamiento plástico del material 'A $ LN n( Estos puntos para dibu!ar la curva fueron tomados a partir de los datos obtenidos en la máquina de tracción
ESFUERZO VS DEFORMACION 50 40 30 20 10 0 0
0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
Oallamos el valor de P y n: +ara los datos que tenemos aplicamos aproximación por minimos cuadrados y obtenemos los siguientes resultados
k =1.059 n = 1.76383
-. on los resultados del punto '1(, determine el porcenta!e de reducción de sección, por deformación plástica en frio, que admite el material antes de ser recocido.
Do ' mm(
=.R
!do Tre+ilado =.-
D+ 'mm(
=.-
-.>/
F '/(
1>
0 '/rado(
>
>
>
23+ '4/mm(
.=?=>/
.==IIR
.1IS-?
-1.1=>>
->.??=
->.I?/
1er tre+ilado
1S=
-er Tre+ilado -.>/ -./ 1==
+ara 7allar el porcenta!e de reducción de la sección traba!amos en cada trefilado 1er 3&E@Q#DJ: 3.8
2
2
−3.2
3.8
2
× 100 = 29.08
-do 3&E@Q#DJ: 2
3.2
−
2.75
3.2
2
× 100 =26.14
2
=er 3&E@Q#DJ: 2.75
2
2.75
∴ el
2
−2.5 2
× 100 =17.35
porcentaje de deformacion antes de ser recocido es de17.35 I ( proceso anterior)
+ero el porcenta!e total es:
56.72
DOP DE% P$O7E,O DE T$EFI%&DO +reparar la máquina de ensayo de tracción. •
•
Oacer pasar el primer alambre por el primer dado.
•
3omar una muestra del alambre resultante.Oacer pasar por el segundo dado.
•
3omar una nueva muestra de este segundo alambre.
•
&epetir este procedimiento 7asta obtener el diámetro requerido.
Deca)ado. #os alambres deben limpiarse superficialmente, tal como se 7aca en el estirado, o bien por medios mecánicos, 7aciendo pasar el material por varias poleas que le someten a flexiones muy agudas, lo que ocasiona el desprendimiento de la cascarilla.
Tre+ilado. Fna vez el material está limpio y bien engrasado, pasa al banco de trefilar, esta máquina es compuesta por una devanadera donde se coloca el alambre, una bobina de arrastre que tira del alambre y lo enrolla convenientemente.
&cabado. El alambre as obtenido tiene una elevada acritud. +ara me!orar su tenacidad se le somete =. recocido se intercala en el proceso de trefilado si este lo exige.
?.
-. Elabore un tabla, para que considere los cambios o resultados obtenidos despu"s de cada pasada'diámetro antes y despu"s de la pasada, diámetro y angulo de la 7ilera, fuerza de trefilado, esfuerzo de fluencia, esfuerzo de máxima carga despu"s de cada trefilado, porcenta!e de reducción de sección, deformación plástica en cada pasada, esfuerzo de trefilado, dureza, forma de grano, otros(
Do ' mm( D+ 'mm(
1er tre+ilado =.R =.-
!do Tre+ilado =.-.>/
-er Tre+ilado -.>/ -./
F '/(
1>
1S=
1==
> > 0 '/rado( > .=?=>/ .==IIR .1IS-? 23+ -1.1=>> ->.??= ->.I?/ '4/mm(
2
Dinicial ¿ ) ln ( ε Ftilizamos la siguientes formulas: D final Jtra tabla: Disco
@lec7a
Esfuerzo maximo
Tegra @lec7a &o!a
Esfuerzo rotura
lambre 1 = ?
Diametro'mm( =.S =.? =./ =.I
#ong 'mm( / / / /
#ong #ong.final 'mm( 'cm( 1/ /?.? 1/ /1.1/ 1/
de
Amax 1// 1= 1/> B a
UDado 7ilera =./? =.=/ =.1
trefilar @lec7a 'Pg( =1 =-/? -RS
o +eso aplicado'Pg( / / /
Tegra @lec7a 'Pg( =1 =-/I -R/
&o!a
=. De acuerdo al porcenta!e de reducción de sección que admite el material, si tuviera que reducir el diámetro de un alambre de cobre de Rmm V a -mm V, Wpor deformación plástica en frio, se podrá 7acer la reducción sin un recocido intermedioX Wpor qu"X •
To se puede realizar porque cuando el alambre alcanza su máximo limite de fluencia cuando su longitud es /.-Smm,por lo tanto para llegar a -mm es necesario 7acer un recocido intermedio y asi poder llegar al diámetro requerido sin ningHn problema.
. OB,E$&7IOE, Bedir el diámetro de los dados con vernier u otro instrumento es demasiado inexacto. B#os alambres reducen su diámetro en cada pasada. B#a deformación unitaria disminuye en cada pasada. 7O7%U,IOE, B;e concluye que los alambres van incrementando su acritud en cada pasada. BEl proceso de trefilado me!orar la resistencia a la tracción del alambre en cada pasada.
B;e comprueba que los alambres pueden me!orarse aHn más complementando el trefilado con algHn tratamiento t"rmico dependiendo de su finalidad. Bntes de realizar el proceso de trefilado es preferible sacar los cálculos en papel teniendo en cuenta las limitaciones as como las propiedades del material a traba!ar. BFsar metales que no sean muy deformables como por e!emplo aleaciones de plomo con estao ya que estos son tan deformables que en teora al intentar 7acer trefilado este terminara fracturándose muy fácilmente independientemente del ángulo que se utilice. B+oner a funcionar la máquina de trefilado a una velocidad relativamente lenta ya que este proceso lleva tiempo, pues de 7acerse con una velocidad muy alta este se quebrara fácilmente. B#ubricar adecuadamente el dado para disminuir la fricción 'ya que incluso con la me!or lubricación es imposible des7acerse de esta(. B3ener en cuenta que dependiendo del diámetro del material y del dado este nos indicara cuantos dados podemos utilizar y cuantas pasadas son necesarias para conseguir el diámetro deseado, sin de!ar de lado el recocido entre dado y dado. B&ealizar muy bien el decapado y tener cuidado de no de!ar oxido en el alambre ya que este podra producir defectos en el alambre ya trefilado como grietas o fracturas. 5.DEFE7TO, BFn defecto es la apariencia de rugosidad. B3ambi"n se presentan grietas en copa debidas a los pliegues producidas por dados con ángulos grandes y fricción elevada. B&ec7upes del material inicial laminado en cliente. Bizallamiento no uniforme.
#QTDJ
) continuaci%n detallamos en el cuadro inferior los equipos usados en la experiencia de laboratorio.
Máquina de laminación.
Dados.
Máquina de tracción.
PROCESO DE LAMINADO:
rimero se procedi% a tomar las medidas iniciales tanto del aluminio como el del plomo.
Luego se hizo varias pasadas del aluminio del plomo por la laminadora. Finalmente se tom% las nuevas medidas despu3s de cada pasada. 45 0etermine la deformaci%n total admitida por el material. ln
( )= 1.25 0.01
4.8283
65 Considerando el diámetro de los rodillos laminadores, el coeficiente entre los rodillos el material es 7.4. 0etermine la reducci%n máxima que se puede hacer en ese tren laminador. 8ref. (roover 9i:ell5 2
( h −h )max= μ R 0
μ ;7.4
&esolviendo" ( h −h )max =0.1
2
0
(h
0
−
h
)
max
=
4.9895
0.049895 cm
<5 'labore una tabla, para que considere los cambios o resultados obtenidos despu3s de cada pasada. Datos recopilados: a b c
" 1.-> 1.-/ 11.-
1 1.?? .>?/ 1S.=
! 1.S1 .-> ==.1
1.> .11 >>.-
1.R= .?/ -11.?
5 1.R> .1 ->S
a$anc7o de la barra de aluminio b$ espesor de la barra de aluminio c$ largo de la barra de aluminio r$ ?.IRI/ * r$ radio del rodillo álculos previos: 1P&,&D& ԑ
d r ;+
./1>/ .// .?? SS.I//=
@órmulas utilizadas:
! P&,&D& 1.1?I .?>/ .S=>/ -/>./=>1
P&,&D& .RI>I .1S ./I-/ -1./>?>
5 P&,&D& P&,&D& .RI=R 1./?1 .S/ .=/ ./II1 .>>>R 1II.>->/ /S/./S--
El dra+ 'reducción de espesor( Esta dado por:
d < to = t + to $ espesor inicial t f $ espesor final $educci>#
r < dto De+ormaci># real:
%imite de +lue#cia:
Yf $ álculos finales: +ara T: 1R./ &+ 1? P&,&D&
!? P&,&D&
-? P&,&D&
? P&,&D&
5? P&,&D&
Dra+
.//
.?>/
.1S
.S/
.=/
%o#/itud de co#tacto
1./R>?
1./=I/
.RI=/
./SI/
.?1>I
De+. $eal
./1>/
1.1?IS
.RI>I
.RI=R
1./?1
Fuerza del $odillo
1=?.I>R-
S=R.=-?/
=S.1>R1
-R.1?I-
??1.IS-1
Ditribucio# de )reio#e obre el rodillo
1-/.R1RS
1?SR.?-/=
1S=>.=1S1
-/->.S1>
-=S=?.==SI
Pote#cia Teorica
-?I/.1>/I
11?--S.I?=
=1>II.SSS
1=>>R.R1-R
-1?SR.=R1?
Pote#cia e3)ermie#tal
-?/I=S.1ISI
11S=//.>
=//1/1.-R?>
1->-1.=S>
-/S=-S.ISI1
?( En sus conclusiones comente los resultados obtenidos u observados. +6. /( Defectos que se pueden presentar en un proceso de laminación, indique su causa
•
•
•
'stos defectos pueden presentarse en la superficie de las placas u hojas, o pueden darse en su estructura interna. Los defectos degradan la apariencia de la superficie pueden afectar de manera adversa a la resistencia, la capacidad de formado otras caracter$sticas de manufactura. Los defecto superficiales pueden ser" ralladuras, corrosi%n, cascarilla, picaduras, mordeduras grietas causados por inclusiones e impurezas en el material fundido original o debido a otros procesos de preparaci%n del material o a la misma operaci%n de laminado. Los defectos en los bordes en las hojas laminadas son eliminados mediante operaciones de corte hendedura.
@J&Z #a conformación por deformación plástica aprovec7a la capacidad de conformación de deformación de los metales para provocar en ellos desplazamientos de masa, más o menos acusados, segHn las caractersticas del metal y la temperatura de aplicación del proceso. omo consecuencia de ello se produce tambi"n la alteración de la estructura interna del metal y la modificación de sus propiedades mecánicas.
Es un procedimiento de conformación por deformación plástica en el que, además de los esfuerzos exteriores, se emplea energa t"rmica* es decir, es un procedimiento de traba!o en caliente. #a acción combinada de energa mecánica y calorfica provoca cambios muy acusados de sección y crea una macroBestructura fibrosa. #a for!a puede ser libre o con estampa. #a primera no impone ninguna forma especfica a la 7erramienta* la segunda requiere la construcción de una estampa que reproduce la forma y dimensiones de la pieza a for!ar. #os efectos de la for!a, son los siguientes: Eliminación de defectos internos: el aplastamiento de la masa del metal, produce el aplastamiento de las cavidades internas, cuyas paredes, si no están oxidadas, se unen ntimamente quedando perfectamente soldadas. De la misma forma, las segregaciones, por defecto de la •
presión y el calor combinado, resultan disminuidas, me!orando la 7omogeneidad del material.
•
finado del grano: depende de la temperatura de traba!o y de la velocidad de deformación. En unos casos se logra la disminuir el tamao del grano y en otros se logra una me!or disposición de las fibras. En ambos casos me!oran las propiedades mecánicas del metal.
+&JEDQQET3J
=rimero se somete las piezas de acero en un horno a altas temperaturas =cuando uno de los extremos haa cambiado de color se agarra con una pinza u se coloca sobre el unque para luego, =dar golpes con la comba en el extremo que presenta color rojizo = de la misma manera se repite la operaci%n anterior hasta obtener la forma de cincel deseado. = cuando a est3 con la forma deseada la pieza se introduce en un refrigerante que puede ser agua a aceite seg>n las caracter$sticas que se desea obtener. umenta los tipos de for!a y los datos de laminado esos no ma d la planxa parece
