DEFORMACIÓN VOLUMETRICA EN EL TRABAJO DE METALES Y TRABAJADO METÁLICO DE LÁMINAS

DEFORMACION VOLUMETRICA

FUNDAMENTOS DE MANOFACTURA MODERNA

DUBAN FELIPE ARDILA

JHEISON GERARDO GARCIA

JOEL ALEJANDRO TORRES

DEFORMACIÓN VOLUMETRICA EN EL TRABAJO DE METALES Y TRABAJADO METÁLICO DE LÁMINAS

HOLGUER ANTONIO CACUA

UNIVERSIDAD DE PAMPLONA

FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTRA

PROGRA DE

PAMPLONA

2018

INTRODUCCIÓN

En la correcta utilización de los materiales para la manufactura encontramos que lo que son  los metales y todo material derivado de este, llegan a cumplir un papel en el comercio de manera significativa, pero para llegar a este punto se estudia la manera de transformar la materia prima, que sería el metal, en su estado volumétrico natural, a formas en las que su utilización se haga más comercial, proceso cuyo nombre se conoce como la deformación volumétrica de los metales, en este proceso, en este proceso se transforman las formas iniciales del metal a materiales de utilización industrial como por ejemplo a láminas, pero para llegar a este punto el metal se tiene que someter bien sea a temperaturas muy altas o muy bajas, dependiendo de lo que se busque con las piezas de trabajo, suficientes para que ceda y se le pueda dar la forma que se requiera, lo que se busca con estos procesos es aprovechar al máximo el metal como lo son entre otros el laminado, cuyo trabajo metálico se basa en operaciones de corte y formado realizadas sobre laminas delgadas de metal. La utilización comercial de las láminas es reiterativa pues componen muchos productos que conocemos y utilizamos a diario desde el hogar hasta verbigracia industrias de automóviles. En el proceso con láminas nos encontramos con tres categorías: el corte, que se encarga de sacar piezas menos de láminas grandes  y el doblado y el embutido que las transforman ya a una manera específica.

JUSTIFICACIÓN

El presente trabajo analiza y estudia las formas en que un metal se puede transformar por métodos como el laminado, que busca mediante procesos en cuyo caso se utilizan distintas herramientas que facilitan la compresión y cambio de las propiedades por métodos en frio y calor para darle al metal una forma utilizable en la realización de máquinas, equipos o utensilios valorados y utilizados en el comercio. Pero para llegar a lo anterior se estudian las operaciones que se deben realizar en el trabajo de deformación volumétrica de los metales  bajo un análisis en la ingeniería utilizada que engloba las maquinas herramientas y los procesos utilizados.

OBJETIVOS

GENERAL:

Estudiar los procesos de deformación volumétrica de los metales relacionados con el laminado, forjado, extrusión y estirado de alambres y barras bajo todo el trabajo que se implica para ello el cual se hace por medio de herramientas y procesos específicos, enfocándonos posteriormente en el trabajo metálico de láminas y todas las operaciones llevadas a cabo en este.

ESPECIFICOS:

• Comprender cada proceso de deformación volumétrica en el trabajo de los metales.
• Estudiar las operaciones de corte, doblado y embutido en el trabajo metálico de láminas.
• Analizar la ingeniería utilizada para cada proceso en el que se manejan y transforman los metales.

DEFORMACIÓN VOLUMETRICA EN EL TRABAJO DE METALES Y TRABAJO METALICO DE LÁMINAS

RESUMEN:

Palabras clave: deformación, metales, procesos, laminado, extrusión, troqueles, prensas, estirado, operaciones, corte, doblado, estirado…

Los procesos de deformación volumétrica son: el lamido, en el cual el objetico es alcanzar un espesos del material trabajado mediante fuerzas de compresión, este proceso se considera como el básico pero hay otro proceso en el cual una sección transversal cuadrada se transforma en un perfil, en otro tipo de procesos en donde se utilizan rodillos para la deformación volumétrica se incluyen el laminado de cuerdas, anillos, engranes y perforado de rodillos. En el proceso de forjado, se comprime el material de trabajo entre dos troqueles aplicando un a presión gradual para formar la pieza utilizado principalmente para hacer componentes de alta resistencia, además de estas operaciones convencionales existen otras que son el recalcado y encabezamiento, en el cual se aumenta el diámetro y reduce la longitud de una pieza cilíndrica. El proceso de extrusión el metal de trabajo es forzado a fluir a través de la abertura de un troquel para darle forma a su sección transversal, hoy día este proceso se realiza principalmente en caliente. Y por último el proceso de estirado de alambres y barras es una operación donde la sección transversal de una barra, varilla o alambre se reduce al tirar del material a través de la abertura de un troquel, la diferencia con el proceso de extracción, porque los dos utilizan el troquel, es que en el estirado el troquel el material de trabajo se jala mientras que en el de extracción se empuja.

En el trabajo metálico de láminas se llevan a cabo tres distintas operaciones: la primera operación es la de corte, cuyo objeto se lleva a cabo por una acción de cizalla entre dos bordes afilados de corte, en este proceso ocurre una deformación plástica, la penetración y la fractura, Los parámetros importantes en el corte de láminas metálicas son el espacio entre el punzón y el troquel, el espesor del material, el tipo de metal y su resistencia, y la longitud del corte. La segunda operación es la de doblado, la cual se define como la deformación del metal alrededor de un eje recto, el metal pasa primero por una compresión y en consecuencia un estiramiento del mismo provocando que se deforme plásticamente. Y la tercera operación es el embutido, en cuyo proceso se hacen piezas de forma acopada, de caja y otras formas huecas más complejas, Las piezas comunes que se hacen por embutido son latas de bebidas, casquillos de municiones, lavabos, utensilios de cocina y piezas para carrocería de automóviles.

DEFORMACIÓN VOLUMETRICA EN EL TRABAJO DE METALES:

LAMINADO:

En el proceso de laminado se utilizan dos rodillos opuestos para ejercer comprensión que giran jalando el material y simultáneamente apretándolo entre ellos. Para estos procesos se necesita una alta inversión del capital pues se requieren piezas de equipo pesado llamadas molinos laminadores o de laminación. Gran parte de este proceso es realizado en caliente, estos metales manejados así se encuentran libres de esfuerzos residuales cuyas propiedades son isotrópicas, es decir, distribuyen la potencia exactamente igual en todas direcciones. A modo de ejemplo, para la fabricación del acero la temperatura de laminación es alrededor de 1 200 ºC (2 200 ºF). La operación de calentamiento se llama recalentado y los hornos en los cuales se lleva a cabo se llaman fosas de recalentamiento.

• LAMINADO PLANO Y SUS ANALISIS:

En este laminado el espesor del material se reduce a una cantidad llamada draft, exponenciandose la reducción como la suma de los adelgazamientos dividida entre el espesor original. Pero es por lógica que no solo se va a reducir el espesor sino que también se aumentara del alcho del material debido al desplazamiento de sus componentes, a lo que se le da el nombre de “esparcido”. Según el trabajo se va realizando se encuentras puntos neutros, que son puntos de no deslizamiento los cuales se miden or medio del deslizamiento hacia adelante.

Durando el laminado plano se analizan dos tipos de esfuerzos que se llevan a cabo: el esfuerzo real experimentado por el trabajo laminado que se basa en el espesor del material antes y después del laminado y el esfuerzo de fluencia promedio que será útil para calcular las estimaciones de fuerza y potencia en laminado. A parte de estos esfuerzos, la fricción es un coeficiente de fuerza que depende de varios factores, como lubricación, material de trabajo y temperatura de trabajo. El laminado en caliente se caracteriza frecuentemente por una condición llamada adherencia, en la cual la superficie caliente del material de trabajo se pega a los rodillos sobre el arco de contacto.

En este tipo de laminado se requieren grandes fuerzas y potencias, en donde se puede reducir la fuerza y la potencia para laminar una tira de ancho y material dados, por cualquiera de los siguientes medios:

• uso de laminado en caliente en lugar de laminado en frío para reducir la resistencia y el endurecimiento por deformación (K y n) del material de trabajo.
• reducción del draft en cada paso.
• utilización de un menor radio en el rodillo R para reducir la fuerza.
• utilizando menor velocidad de laminación N para reducir la potencia.

• LAMINADO DE PERFILES:

Se genera un contorno en la sección transversal del material, Los productos hechos por este procedimiento incluyen perfiles de construcción como vigas en I, en L y canales en U; rieles para vías de ferrocarril y barras redondas y cuadradas, así como varillas. Los principios con el laminado plano son casi los mismos, la diferencia es que los rodillos formadores son más complicados y el material inicial requiere una transformación gradual. En el diseño de pases de laminación, que es la secuencia de las formas la meta es lograr una deformación uniforme del material a través de secciones transversales de cada reducción.

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