Conformado Mecánico

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

Facultad de Ingeniería Mecánica

Tecnología de Conformado Mecánico

Tema: Conformado Mecánico

Objetivos: Conformado Mecánico por Deformación Plástica.

Ensayo Normalizado de Tracción.

Gráficos, Propiedades.

Clasificación de CMPDP

-Deformación Real

Forja (Extrusión):

-Directa; Inversa; Trefilado

Recuperación Elástica:

-Aluminio, Plomo.

Marco Teórico

Conformado Mecánico por Deformación Plástica

Los procesos de conformación se pueden clasificar en un número reducido de clases sobre la base de las fuerzas aplicadas al material cuando se le da la forma requerida.

Estas clases son:

1. Procesos de compresión indirecta.

2. Procesos de compresión directa.

3. Procesos de tracción.

4. Procesos de plegados o flexión.

5. Procesos de cizallamiento.

En los procesos de compresión la fuerza se aplica a la superficie de la pieza que se trabaja y el metal fluye formando ángulo recto con la dirección de la compresión. Los ejemplos principales son la forja y la laminación.

Los procesos de compresión indirecta incluyen el estirado de tubos y alambres, la extrusión y el embutido profundo de una copa.

Las fuerzas aplicadas son frecuentemente de tracción, pero se desarrollan fuerzas de compresión elevadas por reacción entre la pieza que se trabaja y la matriz. El metal fluye bajo un estado de tensiones combinadas en el que hay fuerzas de compresión elevadas en una de las direcciones principales, por lo menos.

La conformación plástica se lleva a cabo por cuatro razones principalmente.

1. Obtener la forma deseada

2. Mejorar las propiedades del material por modificación de la distribución de micro constituyentes.

3. Mejorar las propiedades del material por afino del tamaño de grano.

4. Introducir endurecimiento por deformación.

Los procesos de conformación plástica destinados a transformar un lingote o palanquilla en un producto tipificado de forma sencilla (Chapa, plancha o barra) se llaman procesos primarios de trabajo mecánico.

Los métodos de conformación que producen piezas de la forma acabada definitiva se llaman procesos secundarios de trabajo mecánico.

[http://materias.fi.uba.ar/6727/conformacionplastica.pdf]

CLASIFICACION DE EL CMPDP

Total (Fundición) ΔV≠0; Recocido de homogenización

Liquido

Parcial (Soldadura) ΔV≠0; Recocido Total

Conformado

Mecánico

Por corte

Sólido Por deformación Por temperatura de Trabajo

Plástica

Compresión

Flexión

Por Solicitaciones Corte

Mecánicas Torsión

Tracción

Así mismo la Compresión puede ser:

Fuerza impuesta (Fi) es de compresión

Directa Fi es la que deforma el material FORJA Intermitente, continua

Fi sea perpendicular al flujo de material (Laminación)

Fi es una sola EXTRUSIÓN

Fi no deforma el material solo lo posiciona

Indirecta contra la herramienta

Se crea una Fc en la herramienta

Fi es paralela al flujo del material TREFILADO

La extrusión puede ser:

Fi es paralela al flujo

Directa

El sentido de la Fi es el mismo que el flujo

Fi es paralela al flujo

Indirecta El sentido de la Fi es inversa al flujo

[Apuntes en clase; 2011]

ENSAYO DE TRACCION

El ensayo de tracción de un material consiste en someter a una probeta normalizada a un esfuerzo axial de tracción creciente hasta que se produce la rotura de la probeta. Este ensayo mide la resistencia de un material a una fuerza estática o aplicada lentamente. Las velocidades de deformación en un ensayo de tensión suelen ser muy pequeñas

Isotrópico

No hay cambio de volumen

a*b*h= Vo=constante

Ensayo de tracción a*b

a*h = Ao

B*h

h=espesor; Vo = Volumen inicial; Ao= Área inicial

Para realizar el ensayo de tracción se utiliza:

Probeta normalizada

El esfuerzo es la distribución de la Fuerza

"Esfuerzo=" "F" /A

Esfuerzo y Deformación Ingenieriles

Para un material dado los resultados de un solo ensayo son aplicables a todo tamaño y formas de muestras, si se convierte la fuerza en esfuerzo y la distancia entre marcas calibradas en deformación, el Esfuerzo y la Deformación Ingenieriles se definen mediante las ecuaciones siguientes:

Esfuerzo Ingenieril= S ="F" /"Ao"

Deformación Ingenieril = e = ∆l/lo

Esfuerzo y Deformación Real

La deformación real se define como dL/L, en donde dL es el cambio incremental de longitud y L la longitud real de escala en el momento en que se determina la variación. La deformación ingenieril (o aparente) se determina con un criterio análogo al utilizado para calcular el esfuerzo ingenieril.

L1

Є =∫ dL / L = InL1 / Lo

El esfuerzo real se puede encontrar dividiendo la carga entre la sección transversal real que existe en el momento en que se mide la carga, es decir

σ" = F / Areal

La diferencia entre la deformación real y la ingenieril puede apreciarse claramente después de una deformación de aproximadamente el diez por ciento. Una deformación real del 70 por ciento es casi equivalente al 100 por ciento de la deformación ingenieril.

Gráficos Propiedades

Forja, Extrusión

Forja

Desde los comienzos el trabajo en metales ha asegurado la resistencia, la dureza, la

fiabilidad, y la calidad más alta en una variedad de productos. Hoy, estas ventajas de

componentes forjados asumen la importancia mayor como temperaturas de

funcionamiento, cargas, y el aumento de esfuerzos. Los componentes forjados hacen

posibles diseños que acomodan las cargas más altas y esfuerzos. Avances recientes

en la tecnología de la forja han aumentado enormemente la gama de propiedades

disponibles en forjas.

Económicamente, los productos forjados son atractivos debido a su inherente fiabilidad

superior, capacidades de tolerancias mejoradas, y la eficacia más alta con la cual las

forjas pueden ser trabajadas a máquina y procesadas por métodos automatizados

El grado de fiabilidad estructural alcanzada en una forja es poco comparable con

cualquier otro proceso de trabajo en metales. No hay bolsillos internos de gases o

vacíos que podrían causar el fracaso inesperado bajo tensión o impacto. A menudo, el

proceso de forja ayuda en el mejoramiento de la segregación química gracias a la

acción de la forja de mover el material a varias posiciones.

Propiedades direccionales.

La forja es el proceso por el cual el metal es calentado y es formado mediante

deformación plástica por la aplicación de esfuerzos de compresión. Por lo general la

fuerza compresiva es en forma de martillazos que usan un martillo de poder o una

prensa. La forja refina el grano y mejora las propiedades mecánicas del metal. Con el

diseño apropiado, el flujo de grano puede ser orientado en la dirección de esfuerzos

principales encontrados en el empleo real. El flujo de grano es la dirección del modelo

que los cristales toman durante la deformación plástica. Propiedades mecánicas

(como la resistencia, la ductilidad y la dureza) son mucho mejor en una forja que en el

metal base, que tiene, cristales orientados al azar.

Las forjas son homogéneas, sin porosidades, vacíos, inclusiones y otros defectos.

También con operaciones superficiales como el revestimiento o la pintura se obtienen

...