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07/01/2014 1 UD1. CONFORMACIÓN POR DEFORMACIÓN PLÁSTICA 1.1.1. Deformación y plasticidad. 1.1.2. Variables en un proceso de conformación por deformación plástica 1.1.3. Técnicas de conformación por deformación plástica 1.1. Tecnologia y Producto. 2 1.1. Conformación por deformación La conformación de piezas, que se basa en la deformación o corte del material sin arranque de viruta ni sin ningún proceso de fusión, se conoce por “deformación plástica del material ”. La conformación consiste en provocar un desplazamiento de la estructura interna del material superando su límite de elasticidad y por lo tanto consiguiendo una deformación permanente. INTRODUCCIÓN. Tecnologia y producto. 3 DEFORMACIÓN: Cambio de forma de un cuerpo debido a la acción de un esfuerzo. DEFORMACIÓN Y PLASTICIDAD. Fig. 1.1.1 comparativa de curvas tensión -deformación de diferentes materiales 1.1.1 Conformación por deformación Deformación y plasticidad.

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07/01/2014

1

UD1. CONFORMACIÓN POR DEFORMACIÓN

PLÁSTICA

1.1.1. Deformación y plasticidad.

1.1.2. Variables en un proceso de conformación por deformación plástica

1.1.3. Técnicas de conformación por deformación plástica

1.1. Tecnologia y Producto.

2

1.1. Conformación por deformación

La conformación de piezas, que se basa en la deformación o

corte del material sin arranque de viruta ni sin ningún proceso de

fusión, se conoce por “deformación plástica del material”.

La conformación consiste en provocar un desplazamiento de la

estructura interna del material superando su límite de elasticidad

y por lo tanto consiguiendo una deformación permanente.

INTRODUCCIÓN.

Tecnologia y producto.

3

DEFORMACIÓN: Cambio de forma de un cuerpo debido a la

acción de un esfuerzo.

DEFORMACIÓN Y PLASTICIDAD.

Fig. 1.1.1 comparativa de curvas

tensión -deformación de diferentes

materiales

1.1.1 Conformación por deformación

Deformación y plasticidad.

07/01/2014

2

4

PLASTICIDAD: Capacidad de un

material de presentar deformación

permanente e irreversible por

modificación de su estructura interna

después de aplicar un esfuerzo.

ZONA ELÀSTICA

ZONA PLÀSTICA

Deformación y plasticidad.

1.1.1 Conformación por deformación

Fig. 1.1.2 esquema de una curva de tensión - deformación

5

Fig. 3.2.

Diversos tipos de defectos de la estructura cristalina que facilitan la deformación

Deformación y plasticidad.

1.1.1 Conformación por deformación

Fig. 1.1.3 esquema de defectos de la estructura cristalina.

6

Podemos deformar los metales por trabajo en frío y por trabajo en

caliente. La temperatura de recristalización es la temperatura

límite de un material a partir de la cual puede afinar sus granos

creando una nueva cristalización. Esta, es distinta para cada

material, pero para el acero (comúnmente utilizado en estos

procesos) se encuentra en un límite de 600 a 700 grados

centígrados. A continuación mostramos las temperaturas mínimas

de recristalización para distintos materiales.

Deformación y plasticidad.

1.1.1 Conformación por deformación

07/01/2014

3

7

Temperaturas de recristalización para distintos materiales

Deformación y plasticidad.

1.1.1 Conformación por deformación

Tab. 1.1.1

8

Cuando los metales se deforman plásticamente a una

temperatura inferior a la de recristalización, hablamos de

trabajo en frío. En este caso, el material siempre sufre un

aumento de dureza por acritud

y la estructura se compone de

granos distorsionados. Este

endurecimiento, repercute a

menudo en un incremento de

fragilidad que se puede minimizar

con la ayuda de determinados tratamientos térmicos.

Deformación y plasticidad.

1.1.1 Conformación por deformación

Fig. 1.1.4 Ejemplo de

Modificación cristalina por trabajo

en frio de laminación.

9

Mostramos a continuación una tabla con los distintos

coeficientes de endurecimiento por deformación en frío para

algunos materiales. Para deformar en

frío un material interesa que el coeficiente

de endurecimiento sea elevado porque

un poco después de empezar la estricción,

debido a los esfuerzos que se están aplicando,

el material se endurece mucho en esa zona.

coef. endurecimiento por deformación en

frío.

Acero 0,45-0,55

Cobre 0,3-0,35

Latón 0,35-0,4

Aluminio 0,15-0,25

Hierro 0,05-0,15 Metalúrgia mecà. J.L. González

Deformación y plasticidad.

1.1.1 Conformación por deformación

Tab. 1.1.2

07/01/2014

4

10

Cuando la deformación se realiza por encima de la temperatura

de recristalización, hablamos de trabajo en caliente.

Deformación y plasticidad.

1.1.1 Conformación por deformación

Fig. 1.1.5 Ejemplo de

Modificación cristalina por trabajo

En caliente de laminación.

11

En un proceso de conformación,

existen variables que afectan

al proceso y a los resultados

obtenidos. Pueden ser

dependientes ( fuerza, acabado

superficial,...) o independientes

del proceso ( material inicial,

geometría inicial, lubricación, etc..).

VARIABLES EN UN PROCESO DE DEFORMACIÓN PLÁSTICA.

Variables del proceso.

1.1.2 Conformación por deformación

Fig. 1.1.6 Ejemplo de

Un proceso de perfilado.

12

- Material inicial

- Geometria inicial

- Geometria del utillaje

- Lubricación

- Temperatura

- Velocidad de deformación

Variables independientes

( sobre un ejemplo de laminado en caliente de una chapa acero)

Variables del proceso.

1.1.2 Conformación por deformación 1.1.2 Conformación por deformación

07/01/2014

5

13

Material inicial

El tipo y estado del material

tendrá que ser seleccionados

según las propiedades

que facilitan la fabricación o

las características finales buscadas. Ej: acero en chapa con ductilidad

y plasticidad suficientes para la adecuada deformación.

Geometría Inicial

La selección adecuada de la forma de partida puede facilitar las

operaciones del proceso. Ej: perfil en forma de u doble

Variables del proceso.

14

Geometría del utillaje

Es un parámetro muy importante porque controla el flujo del

metal, las dimensiones y los acabados. Ejemplo: rodillos de

diferentes dimensiones para dar la forma adecuada a nuestro

producto final

Variables del proceso.

1.1.2 Conformación por deformación

Fig. 1.1.7 Importancia de la geometria del útil

en el dimensionado y acabado de la pieza.

15

Lubricación

Afecta a la fricción. A menudo el rozamiento es responsable del

50% de la potencia consumida en el proceso de deformación.

Además, los lubricantes actúan como refrigerantes, protectores

de la corrosión y antiadherentes, y de aquí la importancia de una

correcta selección. Para el ejemplo de laminación en caliente no

se usan generalmente lubricantes, en algunos casos grafito o

soluciones acuosas para romper la cascarilla sobre el material

laminado y enfriar los rodillos.

Variables del proceso.

1.1.2 Conformación por deformación

07/01/2014

6

16

Temperatura

La temperatura de trabajo afecta al resultado del proceso de

manera muy importante variando la estructura del material y de

sus propiedades. El laminado que nos sirve de ejemplo es un

laminado en caliente, por lo que la temperatura para el acero

estaría por encima de 700ºC. En general suele ser de unos

1.200ºC.

Variables del proceso.

1.1.2 Conformación por deformación

17

Velocidad de deformación

La velocidad de trabajo afecta a las fuerzas necesarias para la

deformación y en la eficacia del lubricante. Para aumentar la

velocidad de un laminado en caliente y aumentar así el

rendimiento se utiliza el molino de rodillos tándem que consiste

en 8 o 10 pares de rodillos en los que se realiza paulatinamente

una reducción del material.

Variables del proceso.

1.1.2 Conformación por deformación

18

- Fuerzas o potencia

- Propiedades finales del producto

- Acabado superficial y precisión dimensional

Variables dependientes

Variables del proceso.

1.1.2 Conformación por deformación

07/01/2014

7

19

Fuerzas o potencia

Cualquier variación de las variables independientes, modificará la

necesidad de fuerza o potencia necesaria. No obstante, una vez

determinadas las fuerzas, es un parámetro muy útil para la

selección de las prensas, las máquinas, los materiales,.. .

P=2 π N F L P = potencia (W);

N = velocidad de rotación (rev/min);

F = fuerza de laminado (N);

L = longitud de contacto (m)

Variables del proceso.

1.1.2 Conformación por deformación

20

Para reducir las fuerzas de laminación, podemos:

a) Reducir la fricción.

b) Reducir el área de contacto reduciendo el diámetro de los

rodillos.

c) Efectuando reducciones más pequeñas por pasada, a fin de

reducir el área de contacto.

d) Reducir la resistencia del material elevando la temperatura en el

proceso.

Variables del proceso.

1.1.2 Conformación por deformación

21

Propiedades finales del producto

Aún habiendo seleccionado las propiedades de partida, éstas se

modificaran durante el proceso; es necesario saber cómo las

modificará este proceso ya que éstas son un requerimiento del

cliente para la pieza acabada. En el ejemplo, una laminación en

caliente produce una recristalización del material y aunque no

aparecen tensiones residuales , generalmente el producto no

puede mantenerse dentro de tolerancias adecuadas, y además la

superficie de la pieza queda cubierta por una capa de óxido

característica de la laminación en caliente.

Variables del proceso.

1.1.2 Conformación por deformación

07/01/2014

8

22

Acabado superficial y precisión dimensional

Son las características resultantes de los parámetros controlados

del proceso. Como hemos comentado en el apartado anterior,

sobre nuestro ejemplo de muestra, después de una laminación

en caliente deberíamos hacer una en frío para conseguir el

acabado y la precisión

requeridas.

Laminado en caliente Laminado en frío

Variables del proceso.

1.1.2 Conformación por deformación

Fig. 1.1.8 Bobinas de fleje laminado.

23

TÉCNICAS DE CONFORMACIÓN.

Las técnicas de conformación

que se describen brevemente

a continuación se basan en la

deformación plástica de los

materiales, y las más importantes

son:

- Forja

- Estampación

- Extrusión

- Laminación

- Trefilado

- Embutición

- Troquelado

- Doblado

- Cizallado

1.1.3 Conformación por deformación plástica

Técnicas de conformación plástica.

24

Forja

Esta técnica consiste en calentar el material (metales y aleaciones)

aproximadamente a unas 2/3 partes de la Tª de fusión y conseguir

deformaciones importantes a base de someter las piezas a grandes

presiones mediante golpes hasta dar la forma final deseada. Es un

método que mejora las propiedades mecánicas

del material ya que con los golpes se eliminan

defectos de la estructura atómica del metal

consiguiendo una mejor ordenación cristalina y

aumentando la resistencia y la dureza.

Técnicas de conformación plástica.Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica

Fig. 1.1.9 Proceso esquemático de forja.

07/01/2014

9

25

Es un método que mejora las propiedades mecánicas del material ya

que con los golpes se eliminan defectos de la estructura atómica del

metal consiguiendo una mejor ordenación cristalina y aumentando la

resistencia y la dureza.

Técnicas de conformación plástica.Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica

Fig. 1.1.10 Ejemplo de piezas obtebidas por forja.

26

Estampación

Es una variante de la forja que consiste en dar forma al material

mediante una matriz (martillo o estampa superior) y contramatriz

(yunque o estampa inferior) que pueden estar cerradas o

semicerradas aplicando una presión ya sea continua (prensa) o por

percusión intermitente (martinete).

Tecnología y producto Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica

27

Matrices de forja para impresión y producto de cada estampada. La rebaba se suprime de la biela acabada en una matriz de corte aparte. En la pieza seccionada se distingue la estructura de grano fibrosa producida por el proceso de forja

Técnicas de conformación plástica.Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica 1.1.3 Conformación por deformación plástica

Fig. 1.1.11 Ejemplo de proceso de estampado.

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10

28

En la pieza seccionada se distingue

la estructura de grano fibrosa

producido por el procesos de forja.

Técnicas de conformación plástica.

Fig. 1.1.12 Ejemplo de estructura interna fibrosa en pieza obtenida por forja.

29

En este caso , y dejando de lado la forja libre, la herramienta principal

de conformación son las matrices de impresión o estampas. Las

estampas están formadas por dos moldes de acero, uno que actúa

como estampa superior o martillo y que es fija a la corredera de la

prensa y la otra que actúa como estampa inferior o yunque y que es

fija a la mesa.

Técnicas de conformación plástica.Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica

Fig. 1.1.13 Ejemplo de estampa para

pieza obtenida por forja.

30

Las estampas tienen que cumplir ciertas condiciones:

Tienen que ser de material más duro que el que se quiere estampar

Tienen que ser resistentes a la compresión, al choque y al desgaste

Tienen que resistir las temperaturas de trabajo en caliente

Cierta inclinación de las caras para favorecer el desmoldeo

Redondeo de aristas para evitar fisuras por concentración de

esfuerzos

Espesores de las piezas razonables

Tecnología y producto Técnicas de conformación plástica.

07/01/2014

11

31

Desde el punto de vista de diseño de las estampas, tenemos que

tener en cuenta:

- Linea de partición.

- Despojos.

- Rebabas.

Técnicas de conformación plástica.Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica 1.1.3 Conformación por deformación plástica

Fig. 1.1.14 Ejemplo de parámetros de diseño para pieza obtenida por forja.

32

Linea de partición.- Si la pieza tiene algun plano de

simetría, se asigna a cada media estampa la conformació

de media pieza .

En caso de tener piezas asimétricas con planos inclinados, los

esfuerzos durante el proceso pueden provocar, a menudo, componentes

laterales que afecten al centraje e incluso perjudiquen las guías. Por eso

se debe proyectar la estampa en planos inclinados de sentido contrario

que anulen estas componentes.

Técnicas de conformación plástica.Técnicas de conformación plástica.

33

Técnicas de conformación plástica.

Despojos. Para facilitar el desmoldeo de la pieza ya estampada,

debemos dar a las paredes de la cavidad del molde un ángulo de

desmoldeo de 1º a 3º mín. para el aluminio y 1,5º a 10º para acero,

que ademàs facilitará el flujo del material.

1.1.3 Conformación por deformación plástica 1.1.3 Conformación por deformación plástica

Fig. 1.1.15 Ejemplo de despojo para desmoldeo.

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12

34

Tecnología y producto

Rebabas. Debemos preveer un espacio para la acumulación del

material en exceso que se ha introducido en la estampa,

normalmente en forma de rebaba en la zona donde será más fácil de

cortar después. Espacio acumulación material

Material insuficiente, no llena

el hueco

Material en exceso, impide el

cierre de la estampa

A) Estampa con hueco de rebose de material B) Las rebabas que se

producen se cortan en una segunda operación.

Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica 1.1.3 Conformación por deformación plástica 1.1.3 Conformación por deformación plástica

Fig. 1.1.16 Ejemplo de previsión de rebabas.

35

Tecnología y producto

Desde el punto de vista de los medios productivos:

En el caso de la forja, si dejamos de banda los procesos artesanales

de forja manual, y nos centramos en los medios de producción para

la fabricación de piezas en serie hablaremos de forja mecánica. En

este sentido, se utilizan dos clases de máquinas:

- Martinetes

- Prensas

Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica

36

Tecnología y producto

- Martinetes .-trabajan por choque. Los martinetes pueden ser de

accionamiento: hidráulico, mecánico, neumático.

Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica

- Prensas .-que trabajan por presión progresiva. Las prensas son de

configuración mecánica o hidráulica.

La potencia que necesita una prensa

para deformar una pieza estando a tª de

forja es:

siendo

S es la superficie de contacto,

σf resistencia del material a la deformación

P > σf · S

07/01/2014

13

40

Cómo se ha descrito puede ser en caliente, y confiere propiedades

similares que el forjado mejorando la resistencia mecánica.

Tecnología y producto Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica 1.1.3 Conformación por deformación plástica

Estampación

Sin embargo se utiliza a menudo la

misma terminología para definir un

proceso de conformado en frío sobre

chapas para imprimirles suaves

deformaciones. Fig. 1.1.17 Ejemplo de estampado en frio de la chapa.

41

Las estampas superiores, cuando son de pequeñas dimensiones, se

fijan a la prensa mediante un mango cilíndrico que se aloja en el

portamachos de la prensa y que se sujeta con un tornillo prisionero.

En algunos casos el mango es troncocónico inverso y se sujeta con

una brida o anillos de forma adequada.

En el caso de estampas de grandes dimensiones pueden fijarse a la

prensa mediante una cola de milano. A menudo , van provistas de

bulones-guía para facilitar el centraje.

Técnicas de conformación plástica.Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica 1.1.3 Conformación por deformación plástica

42

Extrusión

Esta técnica de conformación consiste en calentar el

material a temperaturas cercanas a las de fusión y

aplicarle una fuerza de forma que se le obliga a pasar

por boquillas de formas determinadas que den la forma

al material. Se puede realizar en caliente y en frío (en este caso con

materiales muy dúctiles como Pb o Sn). Son aptos para este tipo de

conformación los materiales con buena capacidad de deformación y bajo

límite elástico (para no recuperar la forma primitiva). La técnica permite

conseguir tolerancias dimensionales centesimales.

Tecnología y producto Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica

Fig. 1.1.18 Ejemplo de esquema de extrusión .

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14

43

Tecnología y producto

Tanto en caliente como en frío, se obliga al material a fluir por

compresión a través de una matriz de forma determinada.

Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica

Fig. 1.1.19 Ejemplos de piezas obtenidas por extrusión .

44

Tecnología y producto

Para la extrusión en frío se utilizan prensas hasta 1200 Tm mientras que

para pequeñas piezas son más habituales las prensas excéntricas.

La técnica permite conseguir espesores mínimos de 0,1 mm y la altura

máxima de las piezas es:

h = 6-8 D para diámetros D entre 8 i 60 mm

h = 3-2 D para diámetros entre 60 i 100 mm

http://www.youtube.com/watch?v=7HoX8onvYd

o

Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica

45

Tecnología y producto

La fuerza (N ) que tiene que subministrar la prensa para una

extrusión en frío es según Sachs:

F = S · K · log ( S / s)

con

S (mm2) la sección inicial de la pastilla

s (mm2) la sección de la pieza extruida

K (Mpa) es la constante de extrusión

(que es una medida de la resistencia del

material que se extruye y las condiciones de fricción; se determina

experimentalmente).

Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica

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15

47

Tecnología y producto

En el caso de la extrusión en frío, el efecto de un punzón obliga al

material a fluir entre éste y las paredes de la matriz. Aparte de altas

presiones ( unas 200Tm para hacer tubos de 30 mm de diámetro y

150mm de longitud) la presión

del punzón suele aplicarse por

choque, ya que el impacto

aumenta la Tª y facilita la extrusión.

Por esta razón, los punzones se

tienen que construir de acero

resistentes a los choques de 60-63 HRC y las matrices de 56 HRC.

Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica

Fig. 1.1.20 Ejemplo de proceso de extrusión en frio .

48

Tecnología y producto

Para la extrusión en caliente, que es la aplicación más extendida, se

utiliza para materiales que carecen de suficiente ductilidad a

temperatura ambiente ( o para reducir las fuerzas requeridas). Las

presiones y velocidades de trabajo se ven a continuación

Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica 1.1.3 Conformación por deformación plástica

49

Tecnología y producto

Las prensas destinadas a la extrusión tienen una configuración

específica para esta finalidad. El accionamento suele ser hidráulico

de tipo horizontal:

Técnicas de conformación plástica.

Fig. 1.1.21 Ejemplo de esquema de extrusión en caliente .

07/01/2014

16

50

Tecnología y producto

La potencia de estas prensas varía de 500 a 12000 Tm. Para

seleccionarla en función de las necesidades debemos conocer la

fuerza de extrusión. En el caso de un bloque de material cilíndrico:

siendo R el radio del contenedor en mm

ρ la resistencia a la deformación del material Kg/mm2

δ la relación de la sección del bloque a la de la pieza extruida

l la longitud del bloque

f el coeficiente de fricción entre el bloque y el contenedor

Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica 1.1.3 Conformación por deformación plástica

52

Tecnología y producto

En el caso de la extrusión en caliente se hace fluir el material a

presión por una boquilla con la forma del perfil que se quiera

conseguir. Esta matriz en forma de boquilla es conocida con el

nombre de hilera y en realidad consta de tres partes:

- Matriz

- Contramatriz

- Portamatriz

Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica 1.1.3 Conformación por deformación plástica

Fig. 1.1.22 Ejemplo de esquema de una hilera para extrusión. .

53

Tecnología y producto

Matriz. Normalmente un cilindro de acero aliado(Cr, W,...) y templado, con

un orificio de sección adecuada del perfil que se quiere extruir y

longitudinalmente en forma cónica para facilitar la deformación del material.

Contramatriz. Es un bloque de acero más grueso que la matriz con un

orificio de forma similar al perfil extruido pero con una amplia tolerancia, que

tiene por misión orientar la fluencia del material y absorber parte de las

presiones. El desgaste que sufre no es relevante por lo que no necesita

cambiarse con tanta frecuencia como la matriz.

Portamatriz. Es el utillaje que se utiliza para fijar la matriz y contramatriz en

el cabezal de la prensa.

Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica

07/01/2014

17

54

Tecnología y producto

Además, los punzones ( en caso de fabricar tubos) y los émbolos de

presión, que provocan el avance del material, se fabrican de aceros

aleados para soportar las fuertes presiones y el rozamiento.

Por otra lado, las camisas suelen ser de acero al cromo-molibdeno-

vanadio para resistir las presiones, desgastes y el choque térmico.

Si utilizamos aleaciones ligeras es necesario calentar la camisa para

mantener la temperatura adecuada de extrusión.

Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica

56

Laminación

Consiste en deformar un material de forma estandarizada estirándolo o

reduciendo el espesor mediante la compresión de éste a través de un tren

de laminación de dos o más rodillos. Se puede producir en frío y en caliente

con materiales dúctiles y maleables, pero es en frío que permite conseguir

buenas tolerancias aunque aparezca acritud aumentando la resistencia, la

dureza y la rigidez.

Tecnología y producto Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica

Fig. 1.1.23 Ejemplo de esquema

de un proceso de laminación.

57

DE LINGOTES DE ACERO A PRODUCTOS ACABADOS

Tecnología y producto Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica

Fig. 1.1.24 Ejemplo de procesos de laminación.

07/01/2014

18

59

El elemento de trabajo en la laminación son los cilindros o rodillos.

Estos se componen de tres partes:

Cuerpo del cilindro. Puede ser liso o acanalado.Para asegurar la

robustez se debe mantener

una relación entre la longitud del cuerpo y

su diámetro:

Cuello. Uno en cada banda del cuerpo del cilindro.

Tecnología y producto

32cos.

adiàmetre

long

Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica

60

Muñón. A continuación de cada cuello para realizar el acoblamiento

al sistema de transmisión.

Tecnología y producto Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica

61

Tecnología y producto

Los materiales utilizados en la fabricación de los rodillos deben ser

resistentes y con gran resistencia al desgaste.

Se utiliza fosa ordinaria de dureza 240 HB para cilindros preparadores

que tienen que soportar altas presiones; fosa dura 420 HB para cilindros

acanalados para laminación de chapas y rodillos; y aceros aliados

(Ni,Cr,Mo) para laminación de perfiles

Cilindros compuestos por un eje de acero forjado aleado de

gran resistencia a la rotura , y anillos de carburo de tungsteno o

acero rápido.

Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica 1.1.3 Conformación por deformación plástica

07/01/2014

19

62

Tecnología y producto

La laminación en caliente puede considerarse a efectos prácticos como

una forja en continuo y por lo tanto el material no sufre acritud a

diferencia de la laminación en frío.

En este caso, la maquinaria productiva no son prensas sinó trenes de

laminación constituidos por cilindros superpuestos que giran en sentido

contrario.

https://www.youtube.com/watch?v=cJviwToSyMA

https://www.youtube.com/watch?NR=1&v=tKbTCZ3jkKA&feature=endscree

n

Técnicas de conformación plástica. Técnicas de conformación plástica.

CC BY-NC-SA 3.0

63

Tecnología y producto

Entonces, la potencia necesaria para los motores en laminación, es la

suma de la potencia consumida en la deformación del material por

unidad de tiempo y las pérdidas en vacío de los laminadores y de los

motores. La potencia depende de la velocidad de laminación, por esta

razón es preferible hacer la selección por el par motor necesario más

que por la potència:

siendo T= tabajo de laminación

ω= velocidad angular de los cilindros

t= tiempo laminación lingote 1 Tm

t

T

1000

25M =

Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica

64

Tecnología y producto

El trabajo o potencia

de laminación puede

determinarse mediante tablas,

en función del alargamiento:

I .... laminación de bloques

II.... laminación de chapa gruesa

III ....laminación de chapas 10 a 50 Kg·m

IV .. laminación de chapa fina 2 a 5 Kg·m

vàlido para 1250ºC

Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica 1.1.3 Conformación por deformación plástica

Fig. 1.1.25 Ejemplo de tabla para la potencia de laminación según el alargamiento.

07/01/2014

20

66

Tecnología y producto

La mayor reducción del espesor inicial en una pasada o la presión

máxima que se puede ejercer depende del diámetro de los cilindros y

del coeficiente de rozamiento:

P = 2 · r (1 – ) donde r = radio de los cilindros

f = coef de rozamiento (0,4-0,5)

Podemos ver que la presión crece al crecer el coeficiente de fricción y

éste es inverso a la velocidad, por lo tanto la presión puede crecer al

reducir la velocidad periférica de los cilindros.

1

1

2 f

Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica 1.1.3 Conformación por deformación plástica

67

Tecnología y producto

En el caso de la deformación en frío, un proceso homólogo es el

perfilado que consiste en hacer pasar una tira de chapa por una serie

de rodillos de forma (macho y hembra) que con presionarla le confieren

un perfil. En este caso hablamos de máquinas perfiladoras.

Técnicas de conformación plástica.

1.1.3 Conformación por deformación plástica

Perfilado

Fig. 1.1.26 Ejemplo de proceso de perfilado.

68

Trefilado

Es una modalidad de laminación que consigue

la deformación plástica del material por tracción.

Se aplica sobretodo a redondos y pletinas de

materiales dúctiles que adelgazan por estiramiento

a su paso por hileras de entrada cónica que reducen su sección de salida.

La fuerza a aplicar tiene que ser suficiente para conseguir el estiramiento

sin llegar a romper el material.

Debemos remarcar que con el

trefilado sólo se reduce la sección,

mientras que en el laminado podemos cambiarla.

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1.1.3 Conformación por deformación plástica

Fig. 1.1.26 Ejemplo de hilera de trefilado.

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69

Generalmente se practica en frío mediante una trefiladora, proporcionando

así mejores acabados superficiales y

tolerancias , y produciendo acritud.

Un ejemplo clásico es la obtención del

alambre o el hilo de cobre.

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1.1.3 Conformación por deformación plástica

CC BY-NC-SA 3.0

Fig. 1.1.27 Ejemplo de trefiladora i alambres obtenidos.

70

Embutición, Troquelado, Doblado.

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Las técnicas que se citan a

continuación, se describen a modo

ilustrativo para completar el detalle

de éste apartado; pero se

desarrollaran con amplia

extensión en apartados

posteriores por formar parte del

contenido propio del temario del

curso. 1.1.3 Conformación por deformación plástica

Fig. 1.1.28 Piezas obtenidas por corte,doblado y embutición.

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Embutición

Es una técnica de trabajo de chapas por estiramiento que pretende conseguir

piezas totalmente acabadas con agujeros no “pasantes” conseguidos por el

efecto de un punzón con la forma de la cavidad. La plancha es doblada al

entrar el punzón en la matriz mientras que sus extremos quedan fijados por

la mordaza. Para

agujeros cilíndricos, la

profundidad no tiene que

ser superior alradio.

Existen matrices mixtas y

progresivas

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1.1.3 Conformación por deformación plástica

Esquema embutido vaso. © Osrodala. CC BY-SA 3.0. Fig. 1.1.29

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Troquelado (punzonado)

Es una técnica usada en el trabajo de chapas que consiste en producir un

agujero al material por deformación de éste hasta la rotura mediante la

presión ejercida por un punzón con la correspondiente matriz. El corte se da

por cizalladura.

Arriba, pr oceso de cizallado con punzón y matriz. A la derecha, pieza en la que se aprecia la superficie de cizalladura y detalle de ésta en donde se visualizan las dos etapas de la fractura; cizalladura y arranque.

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Fig. 1.1.30 Esquema de proceso y pieza troquelada.

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Doblado

Consiste en doblar una chapa por

acción de un punzón de forma

determinada; normalmente de V o U,

sin fijar los extremos de la chapa,

y por lo tanto deformándola sin

estiramiento.

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1.1.3 Conformación por deformación plástica

Fig. 1.1.31 Esquema de proceso y pieza doblada.

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Cizallado

Consiste en el corte lineal de la chapa por efecto de un esfuerzo cortante

mediante una cizalla.

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1.1.3 Conformación por deformación plástica

Fig. 1.1.32 Esquema de un proceso de cizallado.