E M B U T I D O Proceso de conformado para lograr formas huecas de espesor constante partiendo de chapa plana. Deformación plástica bajo un estado de tensiones.

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1 E M B U T I D O Proceso de conformado para lograr formas huecas de espesor constante partiendo de chapa plana. Deformación plástica bajo un estado de tensiones complejo Vasto campo de aplicaciones: Carcasas, envases, recipientes, utensilios, autopartes, coberturas de dispositivos, parte de artefactos electrodomésticos, etc. Carcasa halógeno Protector Carcasa secamanos Brazo suspensión Cárter aceite Tapa protección Guardapolvos disco freno Tapa-guía

2 Configuración del herramental básico
Caso más simple Embutido de copa cilíndrica Sectores del disco de partida (D) Brida (corona circular) Círculo central (d) EXTRACTOR PUNZON CHAPA MATRIZ PRENSA

3 Presión insuficiente del prensachapa
Flujo en la brida Estado de tensiones simplificado: pseudo-plano Tendencia al pandeo Arrugas radiales Interacción entre los triángulos y rectángulos característicos Prensachapas: hidráulicos, neumáticos, resortes, elastómeros, guiado sin presión. Presión insuficiente del prensachapa

4 Tensiones simultáneas Brida-Pared-Fondo

5 Efectos sobre los puntos de cada zona durante el recorrido
Zonas de la chapa PRENSA MATRIZ Chapa CHAPA PUNZON Extensión de c/zona: f ( diámetros disco, punzón y matriz, y radios borde punzón y entrada matriz Efectos sobre los puntos de cada zona durante el recorrido Embutido radial progresivo hacia la boca de la matriz Adelgazamiento súbito por doblado plástico en la boca Resbalamiento por el todo el arco del borde Desdoblado en el final del arco (enderezado) Estirado entre el punzón y la matriz Doblado y resbalamiento sobre la cabeza del punzón ZONAS X Y Z INTERMEDIO

6 Fuerza P necesaria para el Embutido
Varios factores de índole geométrica inciden sobre la fuerza P, sobre la resistencia de la copa, y sobre el área de la sección transversal La fuerza P solicita con tensiones de tracción a la pared de la copa, siendo su zona mas débil la de los Necks N1 y N2 Huelgo entre punzón y matriz Radio del borde del punzón Radio de embocadura de la matriz Relación de embutido Factores Geométricos

7 Huelgo entre punzón y matriz
dm  Dp t+j/2 j/2 Resulta de los diámetros Dp y dm de punzón y matriz, y del espesor t de la chapa Cuando Dp= dm – 2t huelgo j = Embutido “brillante” (planchado) En general: Dp = dm – 2 siendo  = t + j/2 Embutido Profundo: el huelgo no afecta a P Planchado y/o c/estiramiento: <   > P Influencia del huelgo sobre P

8 Radio del borde del punzón
No afecta a P, sin embargo puede decidir la factibilidad de embutido de la copa << rp  doblado más severo  Neck N2 más delgado  > riesgo de rotura >> rp  posibles arrugas (mayor región sin apoyo, zona Y) Regla práctica de diseño Cuando la copa final requiere varias etapas: rpi = (Dpi - Dpi+1 ) / 2 rpi dmi Dpi Dpi+1

9 Radio de embocadura de la matriz
(también llamado “radio de embutido” re) Para chapa de acero: Para metales livianos: re 10% mayor Para Zinc: re 25% menor > re menor efecto sobre P pero mayor zona Y (arrugas) < re doblado más severo (neck N1) < Sección resistente > P < Embutibilidad

10 Relación de embutido m h d
m = d / D Es el menor diámetro de copa obtenible con un disco D, en 1 sola etapa de embutido profundo d d: diám. medio copa D: diám. disco Material  rp re m (0,5  0,7) “m” menor Rotura h

11 Altura “h” no obtenible en una sola etapa reembutidos sucesivos
m1 = dx+1 / dx Datos: d, h, m, m Incógnitas: D, cantidad de operaciones necesarias, di, hi

12 Métodos de reembutido m1 = 0,75  0,90 m1 > m (menor reducción)
DIRECTOS INVERSOS Anillos prensachapa DIRECTO Mantiene lado = deformación total Sentido de las def. distintos Huellas rayado externas P similares > re posible p/peq. reducción INVERSO Alterna el lado = <%red. últ. etapa Sentido de las def. repetido Huellas rayado int. últ. etapa = P similares Endurecimiento progresivo recristalización por recocido

13 Forma y medida de la chapa inicial
Tipos de piezas: de simetría axial, de simetría plana, asimétricas Disco de chapa para copa cilíndrica (simetría axial) Se supone espesor invariable A partir de prototipo A partir del plano Disco de chapa para copa perfilada (con simetría axial) Igualando superficies de pieza y disco (fórmulas)

14 Lubricación: generalidades
Lubricación disco lado matriz Reducción efectos perjudiciales de la fricción Zonas de FRICCIÓN Fuerza de embutido Desgaste de la matriz Huellas sobre las piezas Adelgazamiento chapa Necks (lado punzón) afectan Lubricación lado punzón Facilita el deslizamiento de la chapa Mayor riesgo de rotura en Necks Reduce el espesor Disminuye la embutibilidad Factores de influencia en la lubricación Velocidad del embutido y Reducción Rugosidad superficial Viscosidad Resistencia de la película Propiedades mecánicas Composición química Disco-matriz Disco-prensachapa Disco-punzón

15 Lubricación – Economía – Preparación - Recetas
Mayor velocidad de embutido Lubricante mas resistente (+grafito en polvo) Recubrimiento de la chapa (cobreado, fosfatado) Absorción de lubricante por porosidad (lubricantes exentos de grasa: emulsiones, lechada de cal) Piezas con terminación superficial exigente Aditivos con Mo Residuos sólidos (eliminables con ácidos o mordientes) Reducción del consumo de lubricante Embocaduras de Cromo duro Metal duro Superficies pulidas Preparación de la chapa Remoción de óxidos (cepillado) Piezas a pintar o soldar Desengrasado final Álcalis Tricloroetileno Percloroetileno Piezas a recubrir con metales nobles o superficies exentas de rayas Recubrimiento con película plástica a pistola (1020m) Películas termoplásticas (fluoruro de polivinilo (0,1 0,3mm) Reducciones hasta 15% mayores

16 Tipos de lubricantes Minerales Vegetales Animales Aceites LUBRICANTES
Grasas Sintéticos Barnices Láminas Aceites de ésteres Aceites siliconados Propiedad lubricante: El mejor producto es el que produce menor reducción del espesor Requisitos adicionales No atacar químicamente a la matriz ni a la chapa No ser corrosivo No ser tóxico Para mayor reducción en una etapa Lubricantes viscosos