Metalurgia mecnica IIDocente: M.Sc. DANTE A. SALAS AVILA

EMBUTIDO El embutido es una operacin de formado de lminas metlicas que se usa para hacer piezas de forma de copa y otras formas huecas ms complejas. Se realiza colocando una lmina de metal sobre la cavidad de un dado y empujando el metal hacia la cavidad de ste con un punzn. La forma debe aplanarse contra el dado por un sujetador de formas. Las piezas comunes que se hacen por embutido son latas de bebidas, casquillos de municiones, lavabos, utensilios de cocina y partes para carrocera de automviles.

Mecnica de embutido El embutido de partes en forma de copa es la operacin bsica del embutido. Con las dimensiones y los parmetros que se muestran en la figura, examinaremos la operacin y la mecnica del embutido. Se embute un disco de dimetro Db dentro de un dado por medio de un punzn de dimetro Dp. El punzn y el dado deben tener un radio en las esquinas determinado por Rp y Rd. Si el punzn y el dado tienen esquinas agudas (Rp y Rd = 0), se realizar una operacin de perforado de un agujero. Los lados del punzn y del dado estn separados por un claro c. Este claro es aproximadamente 10% mayor que el espesor del material en embutido.

Anlisis de ingeniera del embutido Es importante valorar las limitaciones sobre la magnitud que puede alcanzar el embutido. Frecuentemente algunas medidas simples que pueden calcularse fcilmente para una determinada operacin, sirven como gua. Adems la fuerza de embutido y la fuerza de sujecin son variables importantes del proceso. Finalmente, debe determinarse el tamao de la forma inicial.

Medidas del embutidoUna medida de la severidad de una operacin de embutido profundo es la relacin de embutido DR. sta se define ms fcilmente para una forma cilndrica como la relacin entre el dimetro del disco inicial Db y dimetro del punzn Dp. En forma de ecuacin:

FuerzasLa fuerza de embutido requerida para realizar una operacin dada se puede estimar aproximadamente mediante la frmula:

DondeF = fuerza de embutido, (N);t = espesor original de la forma, (mm);TS = resistencia a la tensin (MPa),Db y Dp son los dimetros del disco inicial y del punzn, respectivamente, en (mm). La constante 0.7 es un factor de correccin para la friccin.

Determinacin del tamao de la forma Para lograr una dimensin satisfactoria de una parte embutida cilndrica, se necesita el dimetro correcto de la forma inicial. sta debe ser lo suficientemente grande para suministrar el metal necesario que complete la parte. Si hay demasiado material, habr desperdicio innecesario. Para formas no cilndricas, existe el mismo problema de estimar el tamao de la forma inicial, slo que sta no ser redonda.

Otras operaciones de embutidoNuestro anlisis ha sido enfocado hacia una operacin convencional de embutido acopado que produce una forma cilndrica simple en un solo paso y usa un sujetador para facilitar el proceso.Consideremos algunas variantes de esta operacin bsica.

ReembutidoSi el cambio de forma que requiere el diseo de la parte es demasiado severo (la relacin de embutido es demasiado alta), el formado completo de la parte puede requerir ms de un paso de embutido. Al segundo paso de embutido y a cualquier otro posterior si se necesita, se le llama reembutido.

Embutido de formas no cilndricasMuchos productos requieren el embutido de formas no cilndricas. La variedad de formas embutidas incluyen formas cuadradas, cajas rectangulares (lavados), copas escalonadas, conos, copas con bases esfricas ms que planas y formas curvas irregulares (carroceras de automviles). Cada una de estas formas representa un problema tcnico nico en embutido.

Embutido sin sujetadorLa funcin principal del sujetador consiste en prevenir el arrugado de la brida mientras se embute la parte. La tendencia al arrugamiento se reduce al aumentar la relacin entre el espesor y el dimetro de la forma inicial. Si la relacin t/Db, es lo suficientemente grande, se puede alcanzar el embutido sin necesidad de un sujetador.

Defectos en el embutidoEl embutido es una operacin ms compleja que el corte o el doblado de lmina, por tanto hay ms cosas que pueden fallar. Pueden presentarse numerosos defectos en un producto embutido, anteriormente nos referimos a algunos de ellos.

a) Arrugamiento en la brida o pestaa. El arrugamiento en una parte embutida consiste en una serie de pliegues que se forman radialmente en la brida no embutida de la parte de trabajo, debido al arrugamiento por compresin.b) Arrugamiento en la pared. Si la brida arrugada se embute en el cilindro, estos pliegues aparecen en la pared vertical del cilindro.c) Desgarrado Este defecto consiste en una grieta que se abre en la pared vertical, usualmente cerca de la base de la copa embutida, debido a altos esfuerzos a la tensin que causan adelgazamiento y rotura del metal en esta regin. Este tipo de falla puede tambin ocurrir cuando el metal se estira sobre una esquina afilada del punzn.

d) Orejeado sta es la formacin de irregularidades (llamadas orejas) en el borde superior de la pieza embutida, causada por anisotropa en la lmina de metal. Si el material es perfectamente isotrpico no se forman las orejas.e) Rayado superficial. Pueden ocurrir rayaduras en la superficie de la pieza embutida si el punzn y el dado no son lisos o si la lubricacin es insuficiente.

DETERMINACION DE LA PIEZA RECORTADA Y SUCECION DE FASES EN LA EMBUTICION.

Antes de poder empezar a fabricar una herramienta para embutir hay que determinar la forma y el tamao del recorte de la chapa, as como el nmero de las fases y las dimensiones de la herramienta para cada fase de embuticin.Para determinar el dimetro del disco para piezas embutidas cilndricas, hay que calcular la dimensin superficial de la pieza. Esta dimensin superficial se compone de la superficie del fondo ms de la pared lateral. El rea de la pieza a recortar (disco) tiene que ser igual a la de la pieza a obtener.

Los dimetros as calculados proporcionan piezas embutidas tan altas que es necesario recortar en ellas el reborde. El recortado es necesario porque con solo en piezas con embuticin pequeas, la altura es uniforme.