PROCESOS DE CONFORMADO PLSTICOSon todos aquellos procesos
dondese busca generar formas a metales, de tal manera quesu volumen
y masase conservan, y las partculas deestesean desplazadas de una
posicin a otra. La importancia de estos procesos radica en los
mltiples artculos y formas en metal queexisten y su fabricacin en
serie, haciendo que su alta demanda dependa de las buenas
caractersticas mecnicas que pose el material, al igual que su gran
maleabilidad y ductilidad.Clasificacin de los procesos de
conformado
1 ESTIRADO Se denomina Estirado al proceso de Conformado por
Deformacin Plstica en el que se estira una barra o varilla de metal
con el objetivo de reducir su seccin. Para reducir la seccin de la
pieza, se utiliza una matriz de un material metlico muy duro
insertado en un bloque de acero. La reduccin de la seccin del
material depender del ngulo de abertura de la matriz. Se expone la
formulacin matemtica necesaria para el clculo final de la fuerza y
la potencia de estirado:Clculo de la deformacin longitudinal:
Donde Ai es la rea inicial del material y Af es el rea final del
material estirado.Clculo de la reduccin de la seccin:
Clculo del esfuerzo de fluencia promedio:
Donde K es el coeficiente de resistencia del material en Kp/cm2
y n es el exponente de endurecimiento por acritud.Por medio de la
expresin de Schey podemos calcular:Factor de deformacin no
homognea:
Donde D es la media entre el dimetro inicial y el final del
material y Lc es la longitud de contacto entre el material de
entrada y la matriz.Esfuerzo de estirado:
Donde es el coeficiente de rozamiento en la interface
material-matriz, y es el ngulo forma la matriz en la entrada del
material.Fuerza de estirado:
Potencia de estirado:
Donde Vest es la velocidad de estirado del material.COMPRESIN La
compresin es una presin que tiende a causar una reduccin de
volumen. Cuando se somete un material a una fuerza de flexin,
cizalladura o torsin, actan simultneamente fuerzas de tensin y de
compresin. Por ejemplo, cuando se flexiona una varilla, uno de sus
lados se estira y el otro se comprime
PROCESO DE LAMINADO El laminado es un proceso en el que se
reduce el espesor de una pieza larga a travs de fuerzas de
compresin ejercidas por un juego de rodillos, que giran apretando y
halando la pieza entre ellos. El resultado del laminado puede ser
la pieza terminada (por ejemplo, el papel aluminio utilizado para
la envoltura de alimentos y cigarrillos), y en otras, es la materia
prima de procesos posteriores, como el troquelado, el doblado y la
embuticin.
Proceso de laminado del Acero
PROCESO DE EXTRUSINLa extrusin es un proceso por compresin en el
cual el metal de trabajo es forzado a fluir a travs de la abertura
de un dado para darle forma a su seccin transversal. Ejemplos de
este proceso son secciones huecas, como tubos. Existe el proceso de
extrusin directa, extrusin indirecta, y para ambos casos la
extrusin en caliente para metales (a alta temperatura). Tipos de
extrusinExtrusin directa En la extrusin directa, se deposita en un
recipiente un lingote en bruto llamado tocho, que ser comprimido
por un pistn. Al ser comprimido, el material se forzar a fluir por
el otro extremo adoptando la forma que tenga la geometra del
dado.
Extrusin indirecta La extrusin indirecta o inversa consiste en
un dado impresor que est montado directamente sobre el mbolo. La
presin ejercida por el mbolo se aplica en sentido contrario al
flujo del material. El tocho se coloca en el fondo del dado
contenedor.
Trefilado Se entiende por trefilar a la operacin de conformacin
en FRO consistente en la reduccin de seccin de un alambre o varilla
hacindolo pasar a travs de un orificio cnico practicado en una
herramienta llamada hilera o dado. Los materiales ms empleados para
su conformacin mediante trefilado son el acero, el cobre, el
aluminio y los latones, aunque puede aplicarse a cualquier metal o
aleacin dctil. PROCESO DE DOBLADOEl doblado de metales es la
deformacin de lminas alrededor de un determinado ngulo. Los ngulos
pueden ser clasificados como abiertos (si son mayores a 90 grados),
cerrados (menores a 90) o rectos. Durante la operacin, las fibras
externas del material estn en tensin, mientras que las interiores
estn en compresin. El doblado no produce cambios significativos en
el espesor de la lmina metlica. Tipos de dobladoDoblado entre
formas En este tipo de doblado, la lmina metlica es deformada entre
un punzn en forma de V u otra forma y un dado. Se pueden doblar con
este punzn desde ngulos muy obtusos hasta ngulos muy agudos. Esta
operacin se utiliza generalmente para operaciones de bajo volumen
de produccin.
Doblado deslizante En el doblado deslizante, una placa presiona
la lmina metlica a la matriz o dado mientras el punzn le ejerce una
fuerza que la dobla alrededor del borde del dado. Este tipo de
doblado est limitado para ngulos de 90.
Clculo de la fuerza para doblado de lminasLa fuerza de doblado
es funcin de la resistencia del material, la longitud L de la
lmina, el espesor T de la lmina, y el tamao W de la abertura del
dado. Para un dado en V, se suele aproximar la fuerza mxima de
doblado, FD, con la siguiente ecuacin:
PROCESO DE EMBUTIDOEl proceso de embutido consiste en colocar la
lmina de metal sobre un dado y luego presionndolo hacia la cavidad
con ayuda de un punzn que tiene la forma en la cual quedar formada
la lmina.
El nmero de etapas de embuticin depende de la relacin que exista
entre la magnitud del disco y de las dimensiones de la pieza
embutida, de la facilidad de embuticin, del material y del espesor
de la chapa. Es decir, cuanto ms complicadas las formas y ms
profundidad sea necesaria, tanto ms etapas sern incluidas en dicho
proceso. PROCESO DE FORJADOEl proceso de forjado fue el primero de
los procesos del tipo de compresin indirecta y es probablemente el
mtodo ms antiguo de formado de metales. Involucra la aplicacin de
esfuerzos de compresin que exceden la resistencia de fluencia del
metal. En este proceso de formado se comprime el material entre dos
dados, para que tome la forma deseada. La mayora de operaciones de
forjado se realiza en caliente, dada la deformacin demandada en el
proceso y la necesidad de reducir la resistencia e incrementar la
ductilidad del metal. Sin embargo este proceso se puede realizar en
fro, la ventaja es la mayor resistencia del componente, que resulta
del endurecimiento por deformacin. Los principales tipos de forja
que existen son: Forja libre Forja con estampa Recalcado Forjado
isotrmicoForja libreEs el tipo de forja industrial ms antiguo, este
se caracteriza porque la deformacin del metal no est limitada (es
libre) por su forma o masa. Se utiliza para fabricar piezas nicas o
pequeos lotes de piezas, donde normalmente stas son de gran tamao.
Adems este tipo de forja sirve como preparacin de las preformas a
utilizar en forjas por estampa.Tambin puede encontrarse como forja
en dados abiertos.Forja con estampaEste tipo de forja consiste en
colocar la pieza entre dos matrices que al cerrarse conforman una
cavidad con la forma y dimensiones que se desean obtener para la
pieza. A medida que avanza el proceso, ya sea empleando martillos o
prensas, el material se va deformando y adaptando a las matrices
hasta que adquiere la geometra deseada. Este proceso debe
realizarse con un cordn de rebaba que sirve para aportar la presin
necesaria al llenar las zonas finales de la pieza, especialmente si
los radios de acuerdo de las pieza son de pequeo tamao y puede
estar sin rebaba, dependiendo de si las matrices llevan incorporada
una zona de desahogo para alojar el material sobrante (rebaba) o
no. Se utiliza para fabricar grandes series de piezas cuyas
dimensiones y geometras pueden variar ampliamente. Las dimensiones
de estas piezas van desde unos pocos milmetros de longitud y gramos
de peso hasta varios metros y toneladas, y sus geometras pueden ser
simples o complejas.
RecalcadoA diferencia de los procesos anteriores que se realizan
en caliente, este adems puede realizarse en fro. Consiste en la
concentracin o acumulacin de material en una zona determinada y
limitada de una pieza (normalmente en forma de barra). Por tanto,
una consecuencia directa de este proceso es que disminuye la
longitud de la barra inicial y aumenta la seccin transversal de sta
en la zona recalcada. Si el proceso se realiza en fro y en los
extremos de las piezas se denomina encabezado en fro.Forjado
isotrmicoEl forjado isotrmico es un tipo especial de forja en la
cual la temperatura de los troqueles es significativamente superior
a la utilizada en procesos de forja convencional.
DESCRIPCIN DEL HORNOEl horno es de construccin metlica, electro
soldado, a partir de chapas y perfiles de acero laminado en fro,
con un tratamiento especial anticorrosivo, de gran robustez, con
avanzado diseo y proteccin con imprimacin fosfocromatante y pintura
epoxdica de agradables tonos, lo que le confiere una larga vida y
un acabado estticamente agradecido.El aislamiento se realiza
mediante fibras minerales y cermicas de baja masa trmica y gran
poder calorfugo, cuidadosamente dispuestas en extractos para
reducir las prdidas de calor.En el lateral del horno se han
practicado unos orificios para introducir las puntas de las barras
a trabajar.
CALENTAMIENTOLas resistencias elctricas estn colocadas en la
solera y techo del horno e incorporadas a una masa de hormign
refractario que las protege de la agresin de los posibles gases
desprendidos por la carga y las resguarda de golpes y rozaduras
durante la carga y descarga. Son de hilo resistor de aleacin
Cr-Al-Fe y preparadas para ser conectadas a la red de 230/400 V 2 3
fases. Los calefactores estn ampliamente sobredimensionados para
una larga vida. Tambin pueden fabricarse con quemadores de gas o
gasleo (Serie FJPg)AISLAMIENTOEl aislamiento se realiza mediante
fibras minerales y cermicas de baja masa trmica y gran poder
calorfugo, cuidadosamente dispuestas en estratos para reducir las
prdidas de calor.El perfecto aislamiento conseguido permite un
ambiente fresco de trabajo y un extraordinario ahorro energtico
Tipos de hornos de forja
5 Tipos de hornos: Hay diferentes tipos de hornos de fundicin
algunos de los cuales son de diversos grados de tecnologa
*Horno de cpulaUno de los estilos ms antiguos de hornos de fusin
es el horno de cpula que tiene una forma cilndrica de altura. El
interior de este tipo de horno est lleno de arcilla, bloques o
ladrillos que protegen el interior del mismo del calor, la abrasin
y la oxidacin. Para fundir el metal en el horno los trabajadores
aaden capas de metales tales como aleaciones de hierro, piedra
caliza y el coque. La piedra caliza reacciona con el metal por lo
que las impurezas flotan hasta la superficie del metal en
fusin.*Horno de induccinLos hornos de induccin utilizan corrientes
alternas para crear el calor necesario para fundir el metal. Los
refractarios o el revestimiento de stos estn hechos de materiales
tales como almina, slice y magnesia. Estos hornos funcionan bien
para la fundicin de metales tales como hierro as como metales que
son no ferrosos. Dentro de los hornos de induccin hay bobinas de
cobre que se enfran con agua.*Hornos elctricosEstos hornos se
utilizan a menudo en fbricas de acero as como de fundiciones. El
metal y los aditivos se vierten en el horno. Los aditivos ayudan a
separar las impurezas presentes en el metal. El mismo es fundido en
el horno a travs de la utilizacin de electrodos de granito o de
carbono que crean un arco elctrico.*Horno de soleraUn horno de
solera funciona bien para la fusin de pequeas cantidades de metales
no ferrosos. Estos hornos utilizan gas natural o electricidad para
producir calor para la fundicin.
INTRODUCCIN:La importancia de los metales en la tecnologa
moderna est prevista, en gran parte, a la facilidad con la cual
ellos pueden ser formados en formas tiles como tubos, barras y
hojas. En el siguiente texto, se estudiarn los procesos de
conformado plstico en metales, suscaractersticasy utilidades en el
campo de fabricacin industrial. su importancia yimgenes tiles para
su entendimiento.
Republica bolivariana de VenezuelaMinisterio del poder popular
para la defensaUniversidad nacional experimental de la fuerza
armada(UNEFA)Excelencia educativa
Seccin A Mecnica
Procesos de deformacin plstica
Profesor: Alumnos:Miguel Idrogo Kennedy palmar Luis natera
Yohanni NuezLorwis CorderoEmilio Bermdez
Marzo 2015
