EL TROQUELADO O ESTAMPADO

EL TROQUELADO O ESTAMPADO Se define como troquelado o estampado al conjunto de operaciones con las cuales sin producir viruta, sometemos una lámina plana a ciertas transformaciones a fin de obtener una piezade forma geométrica propia Este trabajo se realiza con troqueles en máquinas llamadas prensas (generalmente de movimiento rectilíneo alternativo) Las operaciones sesubdividen en: a) Corte o Punzonado (se realiza generalmente en frío) b) Doblado y/o Curvado (se realiza generalmente en frío) c) Embutido (puede realizarse en fríoo en caliente) El proceso es de alta producción y los materiales más usados son láminas de acero y aleaciones ligeras MANUFACTURA I - TROQUELADO 246

EL TROQUELADO O ESTAMPADO. MANUFACTURA I - TROQUELADO 247

EL TROQUELADO O ESTAMPADO MANUFACTURA I - TROQUELADO 248

EL TROQUELADO Para definir un ciclo de troquelado, es necesario: 1. Definir la forma de la pieza, que impone cierto número de operaciones, de acuerdo con su complejidad 2. Determinar las dimensiones 3. Conocer el material del que se hará la pieza, su plasticidad y elasticidad 4. La posibilidad de extraer fácilmente la pieza de la matriz. MANUFACTURA I - TROQUELADO 249

CORTE O PUNZONADO El punzonado es la operación de troquelado en la cual con herramientas aptas para el corte se separa una parte metálica de otra. La lámina, para que pueda ser cortada con punzón de acero templado, debe tener un espesor menor o igual al diámetro del punzón. Nota: En esta operación el operario no requiere ser calificado. MANUFACTURA I - TROQUELADO 250

CORTE O PUNZONADO PARTES DE UN TROQUEL SENCILLO DE PUNZONAR A) Punzón - que con su sección define el contorno a cortar B) Matríz C) Guía - para la carrera del punzón D) Guía - para la cinta de lámina a trabajar. NOTA: El filo de corte lo constituye el perímetro exterior del punzón y el perímetro interior de la matriz MANUFACTURA I - TROQUELADO 251

. CORTE O PUNZONADO DISPOSICIÓN CORRECTA E INCORRECTA MANUFACTURA I - TROQUELADO 252

. CORTE O PUNZONADO DISPOSICIÓN CORRECTA MANUFACTURA I - TROQUELADO 253

. CORTE O PUNZONADO DISPOSICIÓN CORRECTA MANUFACTURA I - TROQUELADO 254

. CORTE O PUNZONADO DISPOSICIÓN CORRECTA MANUFACTURA I - TROQUELADO 255

. CORTE O PUNZONADO DISPOSICIÓN CORRECTA MANUFACTURA I - TROQUELADO 256

SOFTWARE PARA DISPOSICIÓN AUTOMÁTICA. MANUFACTURA I - TROQUELADO 257

CORTE O PUNZONADO Valores mínimos del material que debe quedar alrededor del recorte en láminas de acero (mm) No. Calibre Valor mínimo (mm) 30 1.2 28 1.1 26 1 24 1 22 1.2 20 1.3 18 1.6 16 1.8 14 2.3 12 2.8 MANUFACTURA I - TROQUELADO 258

ESPECIFICACIÓN DE CALIBRES DE LÁMINAS No. No. Espesor Espesor Espesor de lámina de de lámina lámina Espesor Espesor de de lámina de lámina lámina en Pula Calibre Calibre en Pula en pulg. en en mm. mm. 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 0.2391 0.2242 0.2092 0.1943 0.1793 0.1644 0.1495 0.1345 0.1196 0.1046 0.0897 0.0747 0.0673 0.0598 0.0538 0.0478 0.0418 6.07 5.69 5.29 4.93 4.55 4.17 3.79 3.41 3.03 Espesor 2.65 de lámina 2.27 en Pula 1.89 1.71 1.51 1.36 1.21 1.06 MANUFACTURA I - TROQUELADO 259

ESPECIFICACIÓN DE CALIBRES DE LÁMINAS No. Calibre Espesor de lámina en pulg. Espesor de lámina en mm. 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 0.0359 0.0329 0.0299 0.0269 0.0239 0.0209 0.0179 0.0164 0.0149 0.0135 0.0120 0.0105 0.0097 0.0090 0.0082 0.0075 0.0067 0.0064 0.0060 0.91 0.83 0.76 0.68 0.60 0.53 0.45 0.41 0.37 0.34 0.30 0.26 0.24 0.22 0.20 0.19 0.17 0.16 0.15 MANUFACTURA I - TROQUELADO 260

CORTE O PUNZONADO NORMAS PARA EL TRAZADO En el trazado con el empleo de plantillas es conveniente operar de modo que se desprecie la menor cantidad posible de material. A) Ejemplo de trazado con derroche excesivo de material B) Ejemplo de trazado con menor derroche de material Es indispensable que el sentido de las fibras en el material trazado sea el correcto, para favorecer la elaboración del mismo sin disminuir la resistencia. Por lo general, las láminas tienen forma rectangular. Las fibras van dispuestas según la dimensión mayor y, así, es fácil establecer su sentido. A) Trazado de piezas 1 y 2, las cuales deben trabajarse según el sentido de las fibras. B y C) Disposición de las fibras de acuerdo con el sentido correcto para el trabajo. MANUFACTURA I - TROQUELADO 261

CORTE O PUNZONADO NORMAS PARA EL TRAZADO El trazado con plantillas debe ser efectuado de modo que se reproduzca el dibujo de las diversas piezas segun una disposición que consienta una rápida operación de corte. A) Ejemplo de trazado que favorece la operación de corte del material B) Ejemplo de trazado que hace dificultoso el corte de las piezas. MANUFACTURA I - TROQUELADO 262

CORTE O PUNZONADO JUEGO ENTRE PUNZÓN Y MATRIZ Según Rossi, la holgura debe estar entre 5 y 13% del espesor de la placa; en Inglaterra es normal usar los siguientes valores: MATERIALES DE LA LÁMINA HOLGURA ENTRE PUNZÓN Y MATRIZ Latón Hierro Dulce Acero Dúctil 0.05 e 0.07 e 0.10 e MANUFACTURA I - TROQUELADO 263

CORTE O PUNZONADO JUEGO ENTRE PUNZÓN Y MATRIZ Para conseguir perfiles exactos y limpios, habrá que observar, además, las dos reglas siguientes: 1.- Para el corte de perfiles exteriores, la medida de la matriz, será la medida de la pieza (Ejemplo: D) 2.- Para el corte de perfiles interiores, la medida del punzón, será la medida del agujero (Ejemplo: d) Piezas con cortes exteriores e interiores MANUFACTURA I - TROQUELADO 264

CORTE O PUNZONADO ÁNGULO DE ESCAPE Ángulos de escape en la matríz El ángulo de escape depende fundamentalmente del material, espesor a cortar y del número de cortes. 1. El ángulo que comienza en la arista de corte se usa para metales blandos, como son: plomo,cobre, aluminio, latón y bronce. Este tipo de ángulo no es recomendable debido a la imposibilidad de afilar la matriz 2. El ángulo que comienza despues de una parte recta igual a 2 o 3 veces el espesor de la placa que se quiere cortar, se utiliza para metales duros como el hierro y el acero; los perfiles obtenidos con este ángulo son exactos. 3. A partir de la arista de corte de la matriz y hasta una profundidad de 2 o 3 veces el espesor del material a cortar existe una ligera conicidad, desde lo profundo la conicidad aumenta. Este ángulo es aplicable para corte de metales muy duros, cuyas piezas no requieren contornos precisos. MANUFACTURA I - TROQUELADO 265

CORTE O PUNZONADO FUERZA NECESARIA PARA EL CORTE p - Perímetro de la figura ( mm ) s - Espesor de la lámina ( mm ) Q - Fuerza de corte ( N ) σ R - Esfuerzo de rotura del material por tensión (N / mm 2 ) σ T - Esfuerzo de rotura del material por corte (N / mm 2 ) Luego: Q = p x s x σ T Considerando el rozamiento Q = 1.2 Q MANUFACTURA I - TROQUELADO 266

CORTE O PUNZONADO FUERZA NECESARIA PARA EL CORTE EJEMPLO: Para cortar un agujero de 80 mm de diámetro en una lámina de acero de 0.6 % de Carbono en estado recocido y de 3 mm de espesor, Calcular la fuerza cortante necesaria. SOLUCIÓN: Para este material de tablas σ T = 548.8 N / mm 2 Y P = π d = π x 80 = 251.2 mm Luego: y Q = 251.2 x 3 x 548.8 = 413,575.68 N Q = 1.2Q = 496,281.8 N, aprox. 51 ton. MANUFACTURA I - TROQUELADO 267

RESISTENCIA A LA TENSIÓN Y AL CORTE DE LOS MATERIALES LAMINADOS MÁS COMUNES por tensión (N/mm2) MANUFACTURA I - TROQUELADO 268

PROBLEMA DE LA ALINEACIÓN DE LA PRENSA MANUFACTURA I - TROQUELADO 269

CÁLCULO DE LA FUERZA Y DE SU LUGAR DE APLICACIÓN Calcular la fuerza y el lugar de aplicación para el troquelado de la pieza mostrada. Dirección de alimentación de la lámina Material: Acero laminado 0.3%C σ T = 343 N/mm 2 e = 2mm MANUFACTURA I - TROQUELADO 270

DEFINICIÓN DEL CENTROIDE DE LÍNEAS El centroide es un punto que define el centro geométrico de un objeto x = L x dl y = L y dl z = L z dl L dl L dl L dl Notar que en todos los casos anteriores la localización C no necesariamente estará dentro del objeto; sino que puede situarse en el espacio del exterior del objeto. También, los centroides de algunas formas pueden especificarse parcial o completamente usando condiciones de simetría. En los casos en que la forma tiene un eje de simetría, el centroide de la forma estará a lo largo del eje. Por ejemplo, el centroide C para la línea mostrada en la figura derecha debe estar sobre el eje y, ya que para cada elemento diferencial de longitud dl a distancia +x a la derecha del eje y, hay un elemento idéntico a distancia - x a la izquierda. El momento total para los elementos en torno al eje de simetría, por tanto, se cancelará; esto es, xdl = 0, demanera que x = 0. En los casos en que una figura tiene 2 o 3 ejes de simetría, se deduce que el centroide estará en la intersección de los tres ejes. MANUFACTURA I - TROQUELADO 271

CENTROIDES COMUNES MANUFACTURA I - TROQUELADO 272

EJERCICIOS DE PUNZONADO 1. Para la pieza ilustrada calcula: a) El valor de a b) El valor de b c) Ancho de lámina a utilizar 2. Para la pieza mostrada calcula: a) La cantidad de piezas que pueden troquelarse en una lámina de 8 pies de longitud b) El % total de desperdicio de lámina MANUFACTURA I - TROQUELADO 273

EJERCICIOS DE PUNZONADO 3. Para las piezas mostradas en la siguiente página y que se producirán en gran serie (el material llegará en bobinas) se pide: a) Diseñar la disposición de la pieza para ser punzonada de tal forma que se minimice el desperdicio. b) Calcular el % de desperdicio de material c) Calcular la fuerza de punzonado d) Calcular el lugar de aplicación de la fuerza (definir cuáles son los ejes x,y de referencia a utilizar) Nota: Se producirá una pieza por cada golpe de la prensa. MANUFACTURA I - TROQUELADO 274

EJERCICIOS DE PUNZONADO MANUFACTURA I - TROQUELADO 275

EJERCICIOS DE PUNZONADO MANUFACTURA I - TROQUELADO 276

OPERACIONES DE CORTE CARACTERÍSTICAS MANUFACTURA I - TROQUELADO 277

DOBLADO Y/O CURVADO CARACTERÍSTICAS El doblado es la operación mas sencilla después de la del corte o punzonado. Es necesario tener en cuenta: 1. El radio de curvatura: Se recomienda que el radio de curvatura interior sea mayor o igual que el espesor de la lámina con el fin de no estirar excesivamente la fibra exterior causando su ruptura. MANUFACTURA I - TROQUELADO 278

DOBLADO Y/O CURVADO CARACTERÍSTICAS 2. Elasticidad del material: la pieza tiende a recuperar su forma natural. MANUFACTURA I - TROQUELADO 279

DOBLADO Y CURVADO COMBATE DEL RETORNO ELÁSTICO a) y b) sobredoblado c) deformación plástica en el doblez (láminas gruesas) d) compresión del doblez e) doblez con estirado f) doblez a alta temperatura (disminuye el punto de cedencia) MANUFACTURA I - TROQUELADO 280

DOBLADO Y/O CURVADO DIVERSAS GEOMETRÍAS MANUFACTURA I - TROQUELADO 281

DOBLADO Y/O CURVADO TROQUEL CON MATRIZ DE ACERO TROQUEL CON MATRIZ DE URETANO MANUFACTURA I - TROQUELADO 282

DOBLADO Y/O CURVADO VARIOS TIPOS DE TROQUELES DE DOBLAR MANUFACTURA I - TROQUELADO 283

DOBLADO Y/O CURVADO TROQUEL PARA PUNZONAR, CORTAR Y DOBLAR. MANUFACTURA I - TROQUELADO 284

DOBLADO Y/O CURVADO TROQUEL PARA PUNZONAR, CORTAR Y DOBLAR MANUFACTURA I - TROQUELADO 285

DOBLADO Y/O CURVADO CÁLCULO DEL DESARROLLO EN EL PLANO El desarrollo en el plano de una lámina doblada se calcula según el plano neutro de la misma lámina (el plano neutro no sufre variación de longitud en la operación de doblado.) En el caso de doblado, no siempre el plano neutro se halla en la mitad del espesor, sino que puede resultar desplazado hacia el centro de la curvatura en relación con el espesor de la lámina. Experimentalmente se ha observado que la distancia y del plano neutro a la superficie interior de la curva viene a ser igual a la mitad del espesor S de la lámina cuando ésta no supera 1mm: Para s < 1mm, y = 1/2 s Para espesores mayores habrá que calcular y de la tabla de la siguiente página. MANUFACTURA I - TROQUELADO 286

DOBLADO Y/O CURVADO EJEMPLO DE CÁLCULO PARA UN DOBLADO A 90 Conociendo la longitud que han de tener las alas A y B, y el radio de curvatura r; la longitud total L desarrollada (que es la que hay que cortar en la lámina) vendrá dada por: L = A + B + (2π ( r + y)) / 4 En caso de que el ángulo de doblado fuese distinto de 90, la fórmula sería L = A + B + (2π ( r + y)) ((180 - α ) / 360), siendo α el ángulo de doblado. El valor de y puede tomarse de la tabla siguiente: r/s y 10 0.489 5 0.476 2 0.455 1.5 0.437 1 0.420 0.5 0.3775 0.2 0.3000 En esta tabla el valor de la columna Y es el coeficiente por el que hay que multiplicar s para obtener y MANUFACTURA I - TROQUELADO 287

DOBLADO Y/O CURVADO MÉTODO ALTERNO PARA EL CÁLCULO DEL DESARROLLO DE UNA PIEZA DOBLADA A 90 L = (A + r + s) + (B + r + s) - 2(r+s) + (π/2)(r+y) L = A 1 + B 1 - [ 2(r + s) - (π/2)(r+y) ] y llamando K = 2(r + s) - (π/2)(r+y) Para un doblez a 90 : L = A 1 + B 1 - K Para dos dobleces a 90 : L = A 1 + B 1 + C 1-2K Para tres dobleces a 90 L = A 1 + B 1 + C 1 + D 1-3K El valor de K se obtiene de la tabla de la siguiente página. MANUFACTURA I - TROQUELADO 288

DOBLADO Y/O CURVADO. MANUFACTURA I - TROQUELADO 289

DOBLADO Y/O CURVADO Ejemplo: Calcular el desarrollo de la figura. 1er. Método Para r/s = 3/2 = 1.5 y = 0.437 s y = 0.874 mm Luego: L = 25 + 30 + (π/2 ( 3 + 0.874)) = 61.08mm 2do. Método Para s = 2 y r = 1.5s K = 3.92 Luego: L = 30 + 35-3.92 = 61.08 mm MANUFACTURA I - TROQUELADO 290

SOFTWARE PARA DESARROLLO AUTOMÁTICO Dos dimensiones Tres dimensiones MANUFACTURA I - TROQUELADO 291

EJERCICIOS DE DOBLADO 1. Para las piezas mostradas calcula la longitud de la lámina desarrollada a) b) c) d) MANUFACTURA I - TROQUELADO 292

EJERCICIOS DE DOBLADO 2. Para las piezas mostradas calcula y dibuja la geometría de su desarrollo (plano) MANUFACTURA I - TROQUELADO 293

DOBLADO Y/O CURVADO VARIANTES CURVADO ARROLLADO MANUFACTURA I - TROQUELADO 294

DOBLADO Y/O CURVADO VARIANTES BORDONADO MANUFACTURA I - TROQUELADO 295

DOBLADO Y/O CURVADO VARIANTES ENGRAPADO MANUFACTURA I - TROQUELADO 296

DOBLADO Y/O CURVADO VARIANTES PERFILADO MANUFACTURA I - TROQUELADO 297

DOBLADO Y/O CURVADO DOBLADO DE TUBOS FABRICACIÓN CONTÍNUA DE TUBOS CON COSTURA Y DIVERSOS PERFILES MANUFACTURA I - TROQUELADO 298

CÁLCULO DE LA FUERZA NECESARIA PARA EL DOBLADO Sabemos que: M f = P / 2 l / 2 = Pl / 4 Ademas: σ d = ( M f z) / I Entonces: M f = (σ d I / z Igualando: ( P l) / 4 = (σ d I ) / z Para una secc. rect: (I/z)=(bs 2 /6) Luego: P = (2 σ d b s 2 ) / 3 L P- Fza. necesaria para doblado (N) b- ancho de la pieza (mm) L - distancia entre apoyos (mm) s - espesor de la lámina (mm) Momento flector (N - mm) M f σ d - Esfuerzo de flexión necesario para la deformación permanente (N/mm 2 ) I - Momento de inercia de la sección respecto al eje neutro (mm 4 ). z - Distancia máxima de la fibra exterior al plano neutro (mm) Según Schuler y Cincinnati; σ d = 2 σ R MANUFACTURA I - TROQUELADO 299

EMBUTIDO Consiste en transformar una lámina de metal en un cuerpo hueco tridimensional en una o mas pasadas. El material a embutir debe ser dulce y recocido. En la operacion de embutir no se debe modificar el espesor de la lámina, aunque en la práctica esto no sea totalmente cierto. MANUFACTURA I - TROQUELADO 300

EMBUTIDO El troquel se debe lubricar para dar mayor fluidez al material y proteger las partes contra el rozamiento. MANUFACTURA I - TROQUELADO 301

EMBUTIDO TROQUEL DE DOBLE ACCIÓN. MANUFACTURA I - TROQUELADO 302

EMBUTIDO ESQUEMA DE UN TROQUEL SENCILLO DE EMBUTIR. MANUFACTURA I - TROQUELADO 303

EMBUTIDO DESARROLLO DE UNA CAJA CON BASE RECTANGULAR. MANUFACTURA I - TROQUELADO 304

EMBUTIDO DESARROLLO DE LAS PIEZAS EMBUTIDAS Las fórmulas dan el diámetro D del disco desarrollado MANUFACTURA I - TROQUELADO 305

EMBUTIDO DESARROLLO DE LAS PIEZAS EMBUTIDAS Las fórmulas dan el diámetro D del disco desarrollado MANUFACTURA I - TROQUELADO 306

EMBUTIDO DESARROLLO DE LAS PIEZAS EMBUTIDAS Las fórmulas dan el diámetro D del disco desarrollado MANUFACTURA I - TROQUELADO 307

TEOREMA DE PAPPUS- GULDINUS Área de una superficie de revolución El área de una superficie de revolución es igual al producto de la longitud de la curva generatriz por la distancia recorrida por el centroide de la curva al generar el área de la superficie. A = θ r L donde: A = área de la superficie de revolución θ = ángulo de revolución, en radianes, θ <= 2π r = distancia entre el centroide de la curva generatriz y el eje de revolución L = longitud de la curva generatriz MANUFACTURA I - TROQUELADO 308

EMBUTIDO FUERZA NECESARIA PARA EL EMBUTIDO En el interior del cuerpo σ 1 > σ 2 > σ 3 σ 2 σ 1 - En el embutido σ 3 = 0 pues no existe fuerza que modifique el espesor - Se denomina resistencia a la deformación: σ 1 - σ 2 = R d que no es un valor único ni determinado para cada material. b 0 - Al existir una deformación a espesor b 1 constante, el volumen también permanece constante. σ 3 a 1 a 0 MANUFACTURA I - TROQUELADO 309

EMBUTIDO FUERZA NECESARIA PARA EL EMBUTIDO a o,b o se deforma hasta a,b a espesor constante V c = a o b o = a 1 b 1 por lo tanto: ( a 1 b 1 ) / (a o b o ) = 1 Ln (a 1 /a o ) + Ln (b 1 /b o ) = 0 Recordando que dx / x = Ln x a 1 b 1 Luego da /a = Ln (a 1 / a 0 ) y db /b = Ln (b 1 / b 0 ) a 0 b 0 a 1 b 1 Entonces da /a + db /b = 0 a 0 b 0 MANUFACTURA I - TROQUELADO 310

EMBUTIDO FUERZA NECESARIA PARA EL EMBUTIDO y si Φ es la deformación experimentada por la lámina a 1 Φ = Ln (a 1 /a o ) = da /a = alargamiento a 0 b 1 Φ = Ln (b 1 /b o ) = db /b = estricción b 0 de tal manera que Φ a + Φ b = 0 MANUFACTURA I - TROQUELADO 311

EMBUTIDO FUERZA NECESARIA PARA EL EMBUTIDO Fuerza Radial: ( x + dx) dα (σ r + d σ r ) - x dα σ r Fuerza tangencial proyectada en la dirección Radial: 2 dx sen(dα /2) σ t En equilibrio: ( x + dx) dα (σ r + d σ r ) - x dα σ r = 2 dx sen(dα /2) σ t α Operando y simplificando diferenciales de orden superior: x dσ r + σ r dx = σ t dx x dσ r = σ t dx - σ r dx dσ r = (σ t - σ r ) (dx / x) σ σ σ Además sabemos que σ r - σ t = Rd (Resistencia a la σ + σ deformación) dσ r = -Rd (dx / x) MANUFACTURA I - TROQUELADO 312

EMBUTIDO FUERZA NECESARIA PARA EL EMBUTIDO Ahora para conocer el esfuerzo radial integramos desde el borde de la lámina hasta el borde de la matriz r r dσ r = -Rd (dx / x) R R r σ r = -Rd ( Ln x )] = Rd [ Ln (R / r)] R En la práctica Rd es variable con el radio y se tomará para los cálculos un Rd m El área sometida al esfuerzo en el borde de la matriz es 2π r s. Luego la fuerza de deformación será P= 2π r s σ r P= 2p r s Rd m Ln( R/r ) MANUFACTURA I - TROQUELADO 313

EMBUTIDO GRÁFICAS MANUFACTURA I - TROQUELADO 314

EMBUTIDO CONSIDERACIONES 1.- Rd se incrementa con el aumento de la deformación. Luego Rd es mínimo en R o y máximo en r 2.- P es variable en toda la carrera del punzón según una ley logarítmica. Dicha fuerza es máxima en la posición inicial de la carrera del punzón y disminuye gradualmente. Por el contrario, el rozamiento que al principio era mínimo, alcanza su valor máximo al final de la operación. 3.- En la práctica la fuerza teórica P calculada deberá dividirse entre un factor de rendimiento < 1 debido al rozamiento de la lámina con la matriz. Se recomienda: a) Construir matrices con superficies perfectamente pulidas b)admitir el juego correcto entre punzón, lámina y matriz c) Lubricar abundantemente. 4.- Se deberá dar un buen radio ρ de embocadura a la matriz, ya que si este radio es pequeño se puede producir una mayortensión en las fibras ρ = 8 a 10 veces e (lámina de acero) ρ = 3 a 5 veces e (lámina de aluminio) MANUFACTURA I - TROQUELADO 315

EMBUTIDO EN VARIOS PASOS MANUFACTURA I - TROQUELADO 316

EMBUTIDO RELACIÓN DE EMBUTIDO Para el embutido profundo en varias pasadas: n: # de operaciones necesarias d: diámetro medio del recipiente m: h/d ε:: 1/2 piezas pequeñas, 1/3 piezas grandes n = (h/ e d) = m / e MANUFACTURA I - TROQUELADO 317

EMBUTIDO VARIAS PASADAS DE EMBUTIDO MANUFACTURA I - TROQUELADO 318

EMBUTIDO EJERCICIOS 1. Para las piezas embutidas mostradas calcula el diámetro del disco desarrollado. a) b) c) d) 2. Se desea producir un recipiente de 2,000 pul de diámetro y 6,5 pulgadas de profundidad. Suponga que las reducciones diametrales porcentuales posibles cuando no se recoce el material entre etapas sucesivas son 50, 33, 20 y 15% Cuántas operaciones de embutido se requieren para producir el recipiente? 3. Calcule la altura de cada uno de los recipientes intermedios obtenidos en el problema anterior. Verifique el resultado de la última etapa del proceso de embutido. MANUFACTURA I - TROQUELADO 319

EMBUTIDO AL TORNO O RECHAZADO El proceso consiste en hacer girar un modelo en el cabezal del torno y mediante presión con una herramienta especial adherirle poco a poco la lámina que previamente fue centrada. Los materiales para este proceso deben ser muy dúctiles. Elembutido altorno depende de: - La velocidad de rotación - La habilidad del operario - La forma de las herramientas - La forma del objeto - La ductilidad del material MANUFACTURA I - TROQUELADO 320

EMBUTIDO AL TORNO O RECHAZADO MANUFACTURA I - TROQUELADO 321

EMBUTIDO AL TORNO O RECHAZADO MANUFACTURA I - TROQUELADO 322

TIPOS DE TROQUELES COMPLEJOS TROQUEL COMPUESTO MANUFACTURA I - TROQUELADO 323

TIPOS DE TROQUELES COMPLEJOS TROQUEL DE DOBLE ACCIÓN INVERTIDO MANUFACTURA I - TROQUELADO 324

TIPOS DE TROQUELES COMPLEJOS TROQUEL DE COMBINACIÓN MANUFACTURA I - TROQUELADO 325

TIPOS DE TROQUELES COMPLEJOS TROQUEL PROGRESIVO MANUFACTURA I - TROQUELADO 326

TIPOS DE TROQUELES COMPLEJOS TROQUEL PROGRESIVO PARA EMBUTIR MANUFACTURA I - TROQUELADO 327

ARREGLO TÍPICO DE UNA TROQUELADORA MANUFACTURA I - TROQUELADO 328

PREGUNTAS DE REPASO 1. Cite y describa 10 operaciones comunes para cortar metales. 2. Describa lo que sucede cuando se cizalla una hoja metálica. 3. Qué es el esfuerzo sobre un punzón o un dado? Cuáles son sus desventajas? 4. Qué le sucede a un metal cuando se dobla? Por qué razón "muellea de regreso"? 5. Describa y compare las operaciones de estiramiento, embutido, compresión, prensado y extrusión. 6. Qué es la conformación a rodillo en frío y cuándo es conveniente emplearla? 7. Qué fenómenos se desarrollan cuando se embute una taza partiendo de una lámina metálica? 8. Para qué sirve un cojincillo de presión al embutir una taza? 9. Qué factores limitan la cantidad que puede embutirse una taza en una sola operación, y en total, antes del recocido? Cuál es la diferencia entre estas dos circunstancias? 10. Describa el conformado con matriz de hule y sus limitaciones. 11. Describa el proceso de hidro-conformado y sus ventajas. 12. Compare entre sí los diversos procesos de conformado en dado elástico y con el conformado en dado rígido. 13. De qué manera se realiza la conformación rotatoria de los metales? Cómo se compara con la embutición? 14. Describa tres clases de tomeado a rodillo. 15. Describa el remachado, la fijación por ojillos (staking) y cosido de los metales. 16. Cuáles son las características de una prensa que determinan su capacidad? 17. Cuáles son las unidades básicas de una prensa y qué función desempeña cada una de ellas? 18. Cuál es el tipo más común de bastidor de prensa y cuáles son sus ventajas y desventajas? 19. Cuáles son los principios de diseño y las ventajas de los bastidores tipo costado recto? MANUFACTURA I - TROQUELADO 329

PREGUNTAS DE REPASO 20. Cuál es la diferencia entre una prensa de manivela doble y una de acción doble y cuál es el propósito de cada una de ellas? 21. Cuál es la diferencia entre una prensa de junta articulado y una de palanca acodillada y cuál es el propósito de cada una de ellas? 22. Cómo deberá seleccionarse una prensa para obtener el máximo de producción de una operación de embutido? Por qué? 23. Explique cuantitativamente de qué manera se obtiene la energía durante la carrera de una prensa mecánica 24. Qué clases de motores se usan en las prensas? 25. Describa una prensa revóiver y enuncie sus ventajas 26. Cuáles son los principios en que se basa el funcionamiento de las prensas de producción alta? 27. Describa un dado progresivo, uno de combinación y uno compuesto 28. Describa los modos comunes usados para alimentar mecánicamente el material a las prensas. 29. Cuáles son los dos tipos de dispositivos que imparten protección durante la operación de las prensas? 30. Por qué es necesario tomar en consideración la línea neutra de doblado para calcular las longitudes desarrolladas? 31. Explique las diferencias que existen entre los efectos de las operaciones de doblado y embutido sobre la estructura de un material. 32. Puede un material doblarse alrededor de un eje paralelo o perpendicular a la dirección de los granos? Por qué? Relacione su respuesta con la dureza del material. 33. Describa las fuerzas que actúan durante una operación de doblado. 34. Describa las fuerzas que actúan durante una operación de embutido. MANUFACTURA I - TROQUELADO 330

PREGUNTAS DE REPASO 35. Por qué puede doblarse el cobre y no puede doblarse el hierro fundido? 36. Por qué es dificil embutir el plomo? 37. Cuál es el método más práctico para compensar el efecto de la recuperación elástica o muelleo durante el doblado? 38. Describa el método para determinar las dimensiones iniciales del material para embutir algún recipiente. 39. Cómo se comparan las áreas del material inicial y del recipiente terminado si el espesor del material no se afecta durante el embutido? 40. Qué es el planchado en la operación de embutido? 41. Cuál es la función de la placa prensa-chapas durante la operación de embutido? 42. Describa el proceso de formación de arrugas en un recipiente. 43. Qué regla general existe para definir el radio del redondeamiento de un punzón para embutido? Cuál es larecomendación para definir el radio de redondeamiento de la embocadura de una matriz para embutido? 44. Qué tanto puede reducirse el espesor de la pared de un recipiente? 45. Compare la operación de troqueles de acción sencilla y doble. 46. Haga un diagrama de una matriz inversa e identifique todos sus componentes. 47. En qué se diferencia una matriz progresiva de una matriz de transferencia? 48. Qué es el embutido inverso? Por qué se utiliza en la producción de recipientes? 49. Una fábrica que produce lámina de latón por el ciclo de "trabajo en frío y recocido" detecta que, en operaciones de embutido profundo subsiguientes, la lámina está expuesta a rasgaduras. El examen de la micro-estructura demostró la presencia de granos excesivamente grandes. Explique con claridad las dos maneras en que este efecto pudo producirse, y tome las medidas para evitar estas pérdidas. 50. a) Describa la acción de corte que ocurre cuando se corta lámina metálica con herramientas de acero endurecido. b)describa un método para reducir la carga máxima de herramienta durante una operación como ésta,y explique con claridad por qué se reduce la carga. MANUFACTURA I - TROQUELADO 331