PROCESO DE CONFORMACIÓN DE LÁMINAS

INTRODUCCIÓN

En el proceso de formación de un Ingeniero Industrial, es muy importante el conocimiento de la Ciencia de los Materiales, ya que esta proporciona las herramientas necesarias para comprender el comportamiento general de cualquier material, lo cual es necesario a la hora de desarrollar adecuadamente diseños de componentes, sistemas y procesos que sean confiables y económicos.

La deformación es únicamente uno de los diversos procesos que pueden usarse para obtener formas intermedias o finales en el metal. El estudio de la plasticidad está comprometido con la relación entre el flujo del metal y el esfuerzo aplicado. Si ésta puede determinarse, entonces las formas más requeridas pueden realizarse por la aplicación de fuerzas calculadas en direcciones específicas y a velocidades controladas.

Las maquinas, aparatos, herramientas y diversos artículos mecánicos están formados por muchas piezas unidas, tales como: pernos, armazones, ruedas, engranajes, tornillos, etc. Todas estas piezas obtienen su forma mediante diferentes procesos mecánicos (Procesos de conformado), fundición, forja, estirado, laminado, corte de barras y planchas, y por sobre todo mediante arranque de virutas.

ESQUEMA

INTRODUCCIÓN

PROCESO DE CONFORMACIÓN DE LÁMINAS

CIZAYADO

DOBLADO

FORMADO Y ESTIRADO

EMBUTIDO PROFUNDO

PRENSADO

PROCESOS ESPECIALES

MATRICES Y EQUIPOS PARA EL CONFORMADO DE LAMINA METALICA

CONCLUSIÓN

BIBLIOGRAFIA

CIZALLADO

Trata del corte mecánico de metales en forma de chapa o plancha sin producción de viruta (proceso sin residuo), ni empleo de soplete u otro método de fusión. Cuando las dos cuchillas son rectas, la operación se llama cizallada. Otras operaciones donde las cuchillas tienen forma curva de los bordes de punzones y matrices, reciben nombres diferentes, tales como troquelado, punzonado, ranurado, rasurado y desbarbado, pero básicamente todas son cizallado.

El proceso consiste en un punzón (cuchilla superior) desciende sobre el metal, éste se deforma plásticamente sobre la matriz (cuchilla inferior). El punzón penetra en el metal y consiguientemente, la cara opuesta de éste se comba levemente y se corre hacia la matriz. Cuando la ductilidad y resistencia del material llega a su límite por la tensión aplicada, excede la resistencia de la cizalladura y el metal se cizalla o rompe bruscamente a través del espesor restante.

La calidad de los cantos de las piezas, resultado de la presión, muchas veces es deficiente pues el material tiende a romperse en los puntos más débiles. Para un mejor acabado puede sujetarse el plano contra la matriz, se reduce el mínimo el juego entre el punzón y la matriz y se controla el movimiento dentro de la matriz (y por lo tanto el margen del juego de las particularidades se reduce) mediante la resistencia que oponga un émbolo que actúe a presión hacia arriba contra la pieza, tal como lo hacen los amortiguadores de caucho especiales para prensas de cortar.

Conseguimos que la cizalladura se maneje uniformemente alrededor de todo el canto y no al azar en los puntos más débiles.

Mecanismo de cizallado punzón y matriz

Punzonado y troquelado Son operaciones de cizallado en las que las cuchillas tienen la forma de líneas curvas cerradas que siguen los bordes de un punzón y una matriz. Básicamente, estas operaciones de corte son iguales y su diferencia es primordialmente una cuestión de definición.

En el troquelado, el trozo de material que recorta el punzón, que suele llamarse troquel, es la pieza a producir, por lo que las desbabas mayores y demás detalles indeseables deben dejarse en la banda. En el punzonado, el trozo cortado es el desperdicio, mientras que el resto de la banda constituye la pieza a producir. Ambas operaciones suelen efectuarse en prensas mecánicas de un tipo u otro.

Componentes principales de las matrices de punzonar y troquelar.

Picado Es una operación del punzonado que puede producir una ranura en el metal, o bien un agujero redondo. Su objetivo es permitir que el metal fluya con mayor facilidad en las operaciones siguientes.

Perforación Consiste en punzonar un gran número de orificios muy cerca unos de otros.

Entallado Es esencialmente lo mismo que el punzonado, pero con el borde de la chapa formando parte del perímetro del trozo de metal que se separa. Sirve para formar entallas de cualquier forma a lo largo del borde de la chapa.

Componentes principales de las matrices de punzonar y troquelar.

Finalidad del cizallado

El cizallado es la separación sin arranque de viruta de láminas y perfiles. Los cortes se pueden elaborar en forma lineal o curva en cualquier longitud.

Figura 1 - Cizalla

Frente al aserramiento y cincelado, el cizallamiento tiene las ventajas siguientes:

- El material no se mecaniza por arranque de virutas

- Los trazados se pueden mantener exactamente

- Las superficies separadas requieren solamente poco trabajo de afinamiento

- El proceso de cizallamiento se desarrolla rápidamente

- La realización del corte se puede hacer de forma lineal o curva

Las técnicas de trabajo especiales del cizallamiento son: entrecortar, cortar, calar, punzonar.

DOBLADO

Entre los diferentes procesos de fabricación sin arranque de viruta que se emplean en la actualidad encontramos el Doblado de chapa. A continuación se detalla tanto el proceso como el análisis del mismo.

El doblado es un proceso de conformado sin separación de material y con deformación plástica utilizado para dar forma a chapas. Se utiliza, normalmente, una prensa que cuenta con una matriz si es con estampa ésta tendrá una forma determinada y un punzón que también puede tener forma que realizará la presión sobre la chapa. En el proceso, el material situado a un lado del eje neutro se comprimirá zona interior y el situado en el lado opuesto zona exterior será traccionado como consecuencia de los esfuerzos aplicados. Esto provoca también un pequeño adelgazamiento en el codo de la chapa doblada, cosa que se acentúa en el centro de la chapa.

A consecuencia de este estado de tracción-compresión el material tenderá a una pequeña recuperación elástica. Por tanto, si queremos realizar un doblado tendremos que hacerlo en un valor superior al requerido para compensar dicha recuperación elástica. Otra posible solución es realizar un rebaje en la zona de compresión de la chapa, de esta forma aseguramos que toda la zona está siendo sometida a deformación plástica. También podría servir estirar la chapa así aseguramos que toda la zona supera el límite elástico. Según el ángulo o la forma que queramos dar al doblado existen matrices que nos proporcionan la forma deseada.

Dobladora de chapa.

Detalle del punzón y la matriz de la Dobladora de chapa.

Tipos de Doblado

Según como se realice el proceso de Doblado podemos distinguir entre Doblado en borde y Doblado en V. Siendo D la dimensión de la matriz que será requerida para el cálculo de la fuerza necesaria para la operación de doblado.

Tipos de Doblado de chapa

El doblado considera fibra neutra, aquella zona a la cual las fibras no se consideran como una consecuencia de las fuerzas a tracción y compresión a la que está sometida la chapa cuando realizamos el doblado. Esta zona recurre a toda la pieza en forma de eje y es lo que se denomina eje neutro. Cuando realizamos un doblado podemos observar que la parte de fuera (exterior), y la parte de dentro (interior) se comprime, esto se debe a que el límite de los materiales no es el mismo a tracción que a compresión, como los materiales tienen mayor límite elástico a compresión que a tracción, se producirá una deformación plástica mayor al lado de fuera que tenga tracción que al de dentro, el cuál sufre una compresión. Este fenómeno provoca que el eje neutro no equidiste de las dos superficies, este se encuentra más cerca de la superficie interna que de la externa, ya que la parte externa cede antes debido a que su límite elástico es menor. También decir que la descentración del eje neutro depende en gran parte, del espesor de la pieza y del radio de doblado.

Sentido de las fibras

El sentido en el que estarán las fibras de una chapa, dependerá de los tratamientos a la que ha estado sometida inicialmente. Es decir, dependerá del laminado previo a la que ha sido sometida. Por tanto, el sentido en la que están las fibras será de gran importancia porque si realizamos un doblado en contra de la dirección de las fibras, la pieza a ensayo tendrá peor comportamiento, peor calidad y una peor durabilidad que si se hubiera hecho a favor de las fibras.

Análisis del doblado

A continuación se detallan las variables que se dan en el proceso y el cálculo necesario para llevarlo a cabo.

Análisis del proceso de Doblado de Chapa

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