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troquelado

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EL TROQUELADO O

ESTAMPADO

Se define como troquelado o estampado al conjunto de

operaciones con las cuales sin producir viruta, sometemos una

lámina plana a ciertas transformaciones a fin de obtener una

pieza de forma geométrica propia

Este trabajo se realiza con troqueles en máquinas llamadas

prensas (generalmente de movimiento rectilíneo alternativo)

Las operaciones se subdividen en:

a) Corte o Punzonado (se realiza generalmente en frío)

b) Doblado y/o Curvado (se realiza generalmente en frío)

c) Embutido (puede realizarse en frío o en caliente)

El proceso es de alta producción y los materiales más usados son

láminas de acero y aleaciones ligeras

MANUFACTURA I - TROQUELADO 246


EL TROQUELADO O

ESTAMPADO

.

MANUFACTURA I - TROQUELADO 247


EL TROQUELADO O

ESTAMPADO

MANUFACTURA I - TROQUELADO 248


EL TROQUELADO

Para definir un ciclo de troquelado, es necesario:

1. Definir la forma de la pieza, que impone cierto número de

operaciones, de acuerdo con su complejidad

2. Determinar las dimensiones

3. Conocer el material del que se hará la pieza, su plasticidad y

elasticidad

4. La posibilidad de extraer fácilmente la pieza de la matriz.

MANUFACTURA I - TROQUELADO 249


CORTE O PUNZONADO

El punzonado es la operación de troquelado en la cual con herramientas

aptas para el corte se separa una parte metálica de otra.

La lámina, para que pueda ser cortada con punzón de acero templado,

debe tener un espesor menor o igual al diámetro del punzón.

Nota: En esta operación el operario no requiere ser calificado.

MANUFACTURA I - TROQUELADO 250


CORTE O PUNZONADO

PARTES DE UN TROQUEL SENCILLO DE PUNZONAR

A) Punzón - que con su sección define el

contorno a cortar

B) Matríz

C) Guía - para la carrera del punzón

D) Guía - para la cinta de lámina a

trabajar.

NOTA: El filo de corte lo constituye el

perímetro exterior del punzón y el

perímetro interior de la matriz

MANUFACTURA I - TROQUELADO 251


.

CORTE O PUNZONADO

DISPOSICIÓN CORRECTA E INCORRECTA

MANUFACTURA I - TROQUELADO 252


.

CORTE O PUNZONADO

DISPOSICIÓN CORRECTA

MANUFACTURA I - TROQUELADO 253


.

CORTE O PUNZONADO

DISPOSICIÓN CORRECTA

MANUFACTURA I - TROQUELADO 254


.

CORTE O PUNZONADO

DISPOSICIÓN CORRECTA

MANUFACTURA I - TROQUELADO 255


.

CORTE O PUNZONADO

DISPOSICIÓN CORRECTA

MANUFACTURA I - TROQUELADO 256


SOFTWARE PARA

DISPOSICIÓN AUTOMÁTICA

.

MANUFACTURA I - TROQUELADO 257


CORTE O PUNZONADO

Valores mínimos del material que debe quedar alrededor

del recorte en láminas de acero (mm)

No. Calibre

Valor

mínimo (mm)

30 1.2

28 1.1

26 1

24 1

22 1.2

20 1.3

18 1.6

16 1.8

14 2.3

12 2.8

MANUFACTURA I - TROQUELADO 258


ESPECIFICACIÓN DE CALIBRES DE

LÁMINAS

No. No. Espesor

Espesor Espesor de lámina

de de lámina lámina

Espesor Espesor de de lámina

de lámina lámina

en Pula

Calibre Calibre

en Pula en pulg.

en en mm. mm.

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

0.2391

0.2242

0.2092

0.1943

0.1793

0.1644

0.1495

0.1345

0.1196

0.1046

0.0897

0.0747

0.0673

0.0598

0.0538

0.0478

0.0418

6.07

5.69

5.29

4.93

4.55

4.17

3.79

3.41

3.03

Espesor 2.65 de lámina

2.27 en Pula

1.89

1.71

1.51

1.36

1.21

1.06

MANUFACTURA I - TROQUELADO 259


ESPECIFICACIÓN DE CALIBRES DE

LÁMINAS

No.

Calibre

Espesor de lámina

en pulg.

Espesor de lámina

en mm.

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

0.0359

0.0329

0.0299

0.0269

0.0239

0.0209

0.0179

0.0164

0.0149

0.0135

0.0120

0.0105

0.0097

0.0090

0.0082

0.0075

0.0067

0.0064

0.0060

0.91

0.83

0.76

0.68

0.60

0.53

0.45

0.41

0.37

0.34

0.30

0.26

0.24

0.22

0.20

0.19

0.17

0.16

0.15

MANUFACTURA I - TROQUELADO 260


CORTE O PUNZONADO

NORMAS PARA EL TRAZADO

En el trazado con el empleo de plantillas es conveniente

operar de modo que se desprecie la menor cantidad

posible de material.

A) Ejemplo de trazado con derroche excesivo de

material

B) Ejemplo de trazado con menor derroche de material

Es indispensable que el sentido de las fibras en el

material trazado sea el correcto, para favorecer la

elaboración del mismo sin disminuir la resistencia.

Por lo general, las láminas tienen forma rectangular.

Las fibras van dispuestas según la dimensión mayor

y, así, es fácil establecer su sentido.

A) Trazado de piezas 1 y 2, las cuales deben trabajarse

según el sentido de las fibras.

B y C) Disposición de las fibras de acuerdo con el

sentido correcto para el trabajo.

MANUFACTURA I - TROQUELADO 261


CORTE O PUNZONADO

NORMAS PARA EL TRAZADO

El trazado con plantillas debe ser efectuado de

modo que se reproduzca el dibujo de las

diversas piezas segun una disposición que

consienta una rápida operación de corte.

A) Ejemplo de trazado que favorece la

operación de corte del material

B) Ejemplo de trazado que hace dificultoso el

corte de las piezas.

MANUFACTURA I - TROQUELADO 262


CORTE O PUNZONADO

JUEGO ENTRE PUNZÓN Y MATRIZ

Según Rossi, la holgura debe estar entre 5 y 13% del espesor de la placa;

en Inglaterra es normal usar los siguientes valores:

MATERIALES DE

LA LÁMINA

HOLGURA ENTRE PUNZÓN

Y MATRIZ

Latón

Hierro Dulce

Acero Dúctil

0.05 e

0.07 e

0.10 e

MANUFACTURA I - TROQUELADO 263


CORTE O PUNZONADO

JUEGO ENTRE PUNZÓN Y MATRIZ

Para conseguir perfiles exactos y limpios, habrá que observar,

además, las dos reglas siguientes:

1.- Para el corte de perfiles exteriores, la medida de la matriz ,

será la medida de la pieza (Ejemplo: D)

2.- Para el corte de perfiles interiores, la medida del punzón, será

la medida del agujero (Ejemplo: d)

Piezas con cortes exteriores e interiores

MANUFACTURA I - TROQUELADO 264


CORTE O PUNZONADO

ÁNGULO DE ESCAPE

Ángulos de escape en la matríz

El ángulo de escape depende fundamentalmente del material, espesor a cortar y del número de cortes.

1. El ángulo que comienza en la arista de corte se usa para metales blandos, como son: plomo,cobre, aluminio,

latón y bronce. Este tipo de ángulo no es recomendable debido a la imposibilidad de afilar la matriz

2. El ángulo que comienza despues de una parte recta igual a 2 o 3 veces el espesor de la placa que se quiere

cortar, se utiliza para metales duros como el hierro y el acero; los perfiles obtenidos con este ángulo son

exactos.

3. A partir de la arista de corte de la matriz y hasta una profundidad de 2 o 3 veces el espesor del material a

cortar existe una ligera conicidad, desde lo profundo la conicidad aumenta. Este ángulo es aplicable

para corte de metales muy duros, cuyas piezas no requieren contornos precisos.

MANUFACTURA I - TROQUELADO 265


CORTE O PUNZONADO

FUERZA NECESARIA PARA EL CORTE

p - Perímetro de la figura ( mm )

s - Espesor de la lámina ( mm )

Q - Fuerza de corte ( N )

σ R

- Esfuerzo de rotura del material por tensión (N / mm 2 )

σ T

- Esfuerzo de rotura del material por corte (N / mm 2 )

Luego:

Q = p x s x σ T

Considerando el rozamiento

Q’ = 1.2 Q

MANUFACTURA I - TROQUELADO 266


CORTE O PUNZONADO

FUERZA NECESARIA PARA EL CORTE

EJEMPLO:

Para cortar un agujero de 80 mm de diámetro en una lámina de

acero de 0.6 % de Carbono en estado recocido y de 3 mm de espesor,

Calcular la fuerza cortante necesaria.

SOLUCIÓN:

Para este material de tablas σ T

= 548.8 N / mm 2

Y P = π d = π x 80 = 251.2 mm

Luego:

y

Q = 251.2 x 3 x 548.8 = 413,575.68 N

Q’ = 1.2Q = 496,281.8 N , aprox. 51 ton.

MANUFACTURA I - TROQUELADO 267


RESISTENCIA A LA TENSIÓN Y AL

CORTE DE LOS MATERIALES

LAMINADOS MÁS COMUNES

por tensión (N/mm2)

MANUFACTURA I - TROQUELADO 268


PROBLEMA DE LA

ALINEACIÓN DE LA PRENSA

MANUFACTURA I - TROQUELADO 269


CÁLCULO DE LA FUERZA Y DE

SU LUGAR DE APLICACIÓN

Calcular la fuerza y el lugar de aplicación para el troquelado de la pieza

mostrada.

Dirección de alimentación de la lámina

Material: Acero laminado 0.3%C

σ T

= 343 N/mm 2 e = 2mm

MANUFACTURA I - TROQUELADO 270


DEFINICIÓN DEL CENTROIDE

DE LÍNEAS

El centroide es un punto que define el centro geométrico de un objeto

x = L x dL y = L y dL z = L z dL

L

dL L dL L dL

Notar que en todos los casos anteriores la localización C no necesariamente estará dentro del

objeto; sino que puede situarse en el espacio del exterior del objeto. También, los centroides de

algunas formas pueden especificarse parcial o completamente usando condiciones de simetría.

En los casos en que la forma tiene un eje de simetría, el centroide de la forma estará a lo largo del

eje. Por ejemplo, el centroide C para la línea mostrada en la figura derecha debe estar sobre el

eje y, ya que para cada elemento diferencial de longitud dL a distancia +x a la derecha del eje y,

hay un elemento idéntico a distancia - x a la izquierda. El momento total para los elementos en

torno al eje de simetría, por tanto, se cancelará; esto es, xdL = 0, demanera que x = 0. En los

casos en que una figura tiene 2 o 3 ejes de simetría, se deduce que el centroide estará en la

intersección de los tres ejeS.

MANUFACTURA I - TROQUELADO 271


CENTROIDES COMUNES

MANUFACTURA I - TROQUELADO 272


EJERCICIOS DE PUNZONADO

1. Para la pieza ilustrada calcula:

a) El valor de a

b) El valor de b

c) Ancho de lámina a utilizar

2. Para la pieza mostrada calcula:

a) La cantidad de piezas que pueden troquelarse en una

lámina de 8 pies de longitud

b) El % total de desperdicio de lámina

MANUFACTURA I - TROQUELADO 273


EJERCICIOS DE PUNZONADO

3. Para las piezas mostradas en la siguiente página y que

se producirán en gran serie (el material llegará en

bobinas) se pide:

a) Diseñar la disposición de la pieza para ser punzonada

de tal forma que se minimice el desperdicio.

b) Calcular el % de desperdicio de material

c) Calcular la fuerza de punzonado

d) Calcular el lugar de aplicación de la fuerza (definir

cuáles son los ejes x,y de referencia a utilizar)

Nota: Se producirá una pieza por cada golpe de la prensa.

MANUFACTURA I - TROQUELADO 274


EJERCICIOS DE PUNZONADO

MANUFACTURA I - TROQUELADO 275


EJERCICIOS DE PUNZONADO

MANUFACTURA I - TROQUELADO 276


OPERACIONES DE CORTE

CARACTERÍSTICAS

MANUFACTURA I - TROQUELADO 277


DOBLADO Y/O CURVADO

CARACTERÍSTICAS

El doblado es la operación mas sencilla después de la del corte o

punzonado. Es necesario tener en cuenta:

1. El radio de curvatura: Se recomienda que el radio de curvatura interior

sea mayor o igual que el espesor de la lámina con el fin de no estirar

excesivamente la fibra exterior causando su ruptura.

MANUFACTURA I - TROQUELADO 278


DOBLADO Y/O CURVADO

CARACTERÍSTICAS

2. Elasticidad del material: la pieza tiende a recuperar su forma natural.

MANUFACTURA I - TROQUELADO 279


DOBLADO Y CURVADO

COMBATE DEL RETORNO ELÁSTICO

a) y b) sobredoblado

c) deformación plástica en el doblez (láminas gruesas)

d) compresión del doblez

e) doblez con estirado

f) doblez a alta temperatura (disminuye el punto de cedencia)

MANUFACTURA I - TROQUELADO 280


DOBLADO Y/O CURVADO

DIVERSAS GEOMETRÍAS

MANUFACTURA I - TROQUELADO 281


DOBLADO Y/O CURVADO

TROQUEL CON MATRIZ

DE ACERO

TROQUEL CON MATRIZ

DE URETANO

MANUFACTURA I - TROQUELADO 282


DOBLADO Y/O CURVADO

VARIOS TIPOS DE TROQUELES DE DOBLAR

MANUFACTURA I - TROQUELADO 283


DOBLADO Y/O CURVADO

TROQUEL PARA PUNZONAR, CORTAR Y DOBLAR

.

MANUFACTURA I - TROQUELADO 284


DOBLADO Y/O CURVADO

TROQUEL PARA PUNZONAR, CORTAR Y DOBLAR

MANUFACTURA I - TROQUELADO 285


DOBLADO Y/O CURVADO

CÁLCULO DEL DESARROLLO EN EL PLANO

El desarrollo en el plano de una lámina doblada se

calcula según el plano neutro de la misma

lámina (el plano neutro no sufre variación de

longitud en la operación de doblado.)

En el caso de doblado, no siempre el plano neutro

se halla en la mitad del espesor, sino que

puede resultar desplazado hacia el centro de la

curvatura en relación con el espesor de la

lámina.

Experimentalmente se ha observado que la

distancia “y” del plano neutro a la superficie

interior de la curva viene a ser igual a la mitad

del espesor S de la lámina cuando ésta no

supera 1mm:

Para s < 1mm, y = 1/2 s

Para espesores mayores habrá que calcular “y” de

la tabla de la siguiente página.

MANUFACTURA I - TROQUELADO 286


DOBLADO Y/O CURVADO

EJEMPLO DE CÁLCULO PARA UN DOBLADO A 90°

Conociendo la longitud que han de tener las alas A

y B, y el radio de curvatura r; la longitud total L

desarrollada (que es la que hay que cortar en

la lámina) vendrá dada por:

L = A + B + (2π ( r + y)) / 4

En caso de que el ángulo de doblado fuese distinto

de 90°, la fórmula sería

L = A + B + (2π ( r + y)) ((180 - α ) / 360), siendo α

el ángulo de doblado.

El valor de “y” puede tomarse de la tabla siguiente:

r/s

y

10 0.489

5 0.476

2 0.455

1.5 0.437

1 0.420

0.5 0.3775

0.2 0.3000

En esta tabla el

valor de la columna

Y es el coeficiente

por el que hay que

multiplicar s para

obtener “y”

MANUFACTURA I - TROQUELADO 287


DOBLADO Y/O CURVADO

MÉTODO ALTERNO PARA EL CÁLCULO DEL DESARROLLO DE UNA PIEZA

DOBLADA A 90°

L = (A + r + s) + (B + r + s) - 2(r+s) + (π/2)(r+y)

L = A 1 + B 1 - [ 2(r + s) - (π/2)(r+y) ]

y llamando K = 2(r + s) - (π/2)(r+y)

Para un doblez a 90°:

L = A 1 + B 1 - K

Para dos dobleces a 90°:

L = A 1 + B 1 + C 1 - 2K

Para tres dobleces a 90°

L = A 1 + B 1 + C 1 + D 1 - 3K

El valor de K se obtiene de la tabla de la

siguiente página.

MANUFACTURA I - TROQUELADO 288


DOBLADO Y/O CURVADO

.

MANUFACTURA I - TROQUELADO 289


DOBLADO Y/O CURVADO

Ejemplo: Calcular el desarrollo de la figura.

1er. Método

Para r/s = 3/2 = 1.5

y = 0.437 s

y = 0.874 mm

Luego:

L = 25 + 30 + (π/2 ( 3 + 0.874)) = 61.08mm

2do. Método

Para s = 2

y r = 1.5s K = 3.92

Luego:

L = 30 + 35 - 3.92 = 61.08 mm

MANUFACTURA I - TROQUELADO 290


SOFTWARE PARA

DESARROLLO AUTOMÁTICO

Dos dimensiones

Tres dimensiones

MANUFACTURA I - TROQUELADO 291


EJERCICIOS DE DOBLADO

1. Para las piezas mostradas calcula la longitud de la

lámina desarrollada

a) b)

c) d)

MANUFACTURA I - TROQUELADO 292


EJERCICIOS DE DOBLADO

2. Para las piezas mostradas calcula y dibuja la

geometría de su desarrollo (plano)

MANUFACTURA I - TROQUELADO 293


DOBLADO Y/O CURVADO

VARIANTES

CURVADO

ARROLLADO

MANUFACTURA I - TROQUELADO 294


DOBLADO Y/O CURVADO

VARIANTES

BORDONADO

MANUFACTURA I - TROQUELADO 295


DOBLADO Y/O CURVADO

VARIANTES

ENGRAPADO

MANUFACTURA I - TROQUELADO 296


DOBLADO Y/O CURVADO

VARIANTES

PERFILADO

MANUFACTURA I - TROQUELADO 297


DOBLADO Y/O CURVADO

DOBLADO DE TUBOS

FABRICACIÓN CONTÍNUA

DE TUBOS CON COSTURA

Y DIVERSOS PERFILES

MANUFACTURA I - TROQUELADO 298


CÁLCULO DE LA FUERZA

NECESARIA PARA EL DOBLADO

Sabemos que: M f

= P / 2∗l

/ 2 = Pl / 4

Ademas: σ d

= ( M f

∗ z)

/ I

Entonces: M

f

= (σ d ∗ I / z

Igualando: ( P ∗l) / 4 = (σ d

∗I ) / z

Para una secc. rect: (I/z)=(bs 2 /6)

Luego: P = (2 σ d

b s 2 ) / 3 L

P- Fza. necesaria para doblado (N)

b- ancho de la pieza (mm)

L - distancia entre apoyos (mm)

s - espesor de la lámina (mm)

Momento − flector (N - mm)

M f

σ d

- Esfuerzo de flexión necesario

para la deformación permanente

(N/mm 2 )

I - Momento de inercia de la sección

respecto al eje neutro (mm 4 ).

z - Distancia máxima de la fibra

exterior al plano neutro (mm)

Según Schuler y Cincinnati; σ d

= 2 σ R

MANUFACTURA I - TROQUELADO 299


EMBUTIDO

Consiste en transformar una lámina de metal en un

cuerpo hueco tridimensional en una o mas pasadas.

El material a embutir debe

ser dulce y recocido.

En la operacion de embutir no se debe

modificar el espesor de la lámina, aunque

en la práctica esto no sea totalmente cierto.

MANUFACTURA I - TROQUELADO 300


EMBUTIDO

El troquel se debe lubricar para dar mayor fluidez al

material y proteger las partes contra el rozamiento.

MANUFACTURA I - TROQUELADO 301


EMBUTIDO

TROQUEL DE DOBLE ACCIÓN

.

MANUFACTURA I - TROQUELADO 302


EMBUTIDO

ESQUEMA DE UN TROQUEL SENCILLO DE EMBUTIR

.

MANUFACTURA I - TROQUELADO 303


EMBUTIDO

DESARROLLO DE UNA CAJA CON BASE RECTANGULAR

.

MANUFACTURA I - TROQUELADO 304


EMBUTIDO

DESARROLLO DE LAS PIEZAS EMBUTIDAS

Las fórmulas dan el diámetro D del disco desarrollado

MANUFACTURA I - TROQUELADO 305


EMBUTIDO

DESARROLLO DE LAS PIEZAS EMBUTIDAS

Las fórmulas dan el diámetro D del disco desarrollado

MANUFACTURA I - TROQUELADO 306


EMBUTIDO

DESARROLLO DE LAS PIEZAS EMBUTIDAS

Las fórmulas dan el diámetro D del disco desarrollado

MANUFACTURA I - TROQUELADO 307


TEOREMA DE PAPPUS-

GULDINUS

Área de una superficie de revolución

El área de una superficie de revolución es igual al producto de

la longitud de la curva generatriz por la distancia recorrida por el

centroide de la curva al generar el área de la superficie.

A = θ r L

donde:

A = área de la superficie de revolución

θ = ángulo de revolución, en radianes, θ <= 2π

r = distancia entre el centroide de la curva

generatriz y el eje de revolución

L = longitud de la curva generatriz

MANUFACTURA I - TROQUELADO 308


EMBUTIDO

FUERZA NECESARIA PARA EL EMBUTIDO

En el interior del cuerpo

σ 1

σ 2

a 0

σ 1

> σ 2

> σ 3

- En el embutido σ 3

= 0 pues no existe fuerza que modifique el espesor

- Se denomina resistencia a la deformación:

σ 1

- σ 2

= R d

que no es un valor único

ni determinado para cada material.

b 0

- Al existir una deformación a espesor b 1

constante, el volumen también

permanece constante.

σ 3

a 1

MANUFACTURA I - TROQUELADO 309


EMBUTIDO

FUERZA NECESARIA PARA EL EMBUTIDO

a o

,b o

se deforma hasta a,b a espesor constante

V c

= a o

b o

= a 1

b 1

por lo tanto:

( a 1

b 1

) / (a o

b o

) = 1 ∴ Ln (a 1

/a o

) + Ln (b 1

/b o

) = 0

Recordando que

dx / x = Ln x

a 1

b 1

Luego da /a = Ln (a 1

/ a 0

) y db /b = Ln (b 1

/ b 0

)

a 0

b 0

a 1

b 1

Entonces da /a + db /b = 0

a 0

b 0

MANUFACTURA I - TROQUELADO 310


EMBUTIDO

FUERZA NECESARIA PARA EL EMBUTIDO

y si Φ es la deformación experimentada por la lámina

a 1

Φ = Ln (a 1

/a o

) = da /a = “alargamiento “

a 0

b 1

Φ = Ln (b 1

/b o

) = db /b = “estricción “

b 0

de tal manera que Φ a

+ Φ b

= 0

MANUFACTURA I - TROQUELADO 311


EMBUTIDO

FUERZA NECESARIA PARA EL EMBUTIDO

Fuerza Radial:

( x + dx) dα (σ r

+ d σ r

) - x dα σ r

Fuerza tangencial proyectada en la dirección Radial:

2 dx sen(dα /2) σ t

En equilibrio:

( x + dx) dα (σ r

+ d σ r

) - x dα σ r

= 2 dx sen(dα /2) σ t

α

Operando y simplificando diferenciales de orden superior:

x dσ r

+ σ r

dx = σ t

dx

x dσ r

= σ t

dx - σ r

dx

dσ r

= (σ t

- σ r

) (dx / x)

σ

σ

σ

Además sabemos que σ r

- σ t

= Rd (Resistencia a la

σ + σ

deformación)

dσ r

= -Rd (dx / x)

MANUFACTURA I - TROQUELADO 312


EMBUTIDO

FUERZA NECESARIA PARA EL EMBUTIDO

Ahora para conocer el esfuerzo radial integramos desde el

borde de la lámina hasta el borde de la matrIz

r

r

dσ r = -Rd (dx / x)

R

R

r

σ r

= -Rd ( Ln x )] = Rd [ Ln (R / r)]

R

En la práctica Rd es variable con el radio y se tomará para

los cálculos un Rd m

El área sometida al esfuerzo en el borde de la matriz es

2π r s. Luego la fuerza de deformación será

P= 2π r s σ r

P= 2p r s Rd m

Ln( R/r )

MANUFACTURA I - TROQUELADO 313


EMBUTIDO

GRÁFICAS

MANUFACTURA I - TROQUELADO 314


EMBUTIDO

CONSIDERACIONES

1.- Rd se incrementa con el aumento de la deformación. Luego Rd es mínimo en R o y

máximo en r

2.- P es variable en toda la carrera del punzón según una ley logarítmica. Dicha fuerza

es máxima en la posición inicial de la carrera del punzón y disminuye

gradualmente. Por el contrario, el rozamiento que al principio era mínimo, alcanza

su valor máximo al final de la operación.

3.- En la práctica la fuerza teórica P calculada deberá dividirse entre un factor de

rendimiento < 1 debido al rozamiento de la lámina con la matriz.

Se recomienda:

a) Construir matrices con superficies perfectamente pulidas

b) Admitir el juego correcto entre punzón, lámina y matriz

c) Lubricar abundantemente.

4.- Se deberá dar un buen radio ρ de embocadura a la matriz, ya que si este radio es

pequeño se puede producir una mayor tensión en las fibras

ρ = 8 a 10 veces e (lámina de acero)

ρ = 3 a 5 veces e (lámina de aluminio)

MANUFACTURA I - TROQUELADO 315


EMBUTIDO

EN VARIOS PASOS

MANUFACTURA I - TROQUELADO 316


EMBUTIDO

RELACIÓN DE EMBUTIDO

Para el embutido profundo en varias pasadas:

n: # de operaciones necesarias

d: diámetro medio del recipiente

m: h/d

ε:: 1/2 piezas pequeñas, 1/3 piezas grandes

n = (h/ e d) = m / e

MANUFACTURA I - TROQUELADO 317


EMBUTIDO

VARIAS PASADAS DE EMBUTIDO

MANUFACTURA I - TROQUELADO 318


EMBUTIDO EJERCICIOS

1. Para las piezas embutidas mostradas calcula el diámetro del disco

desarrollado.

a) b) c) d)

2. Se desea producir un recipiente de 2,000 pul de diámetro y 6,5

pulgadas de profundidad. Suponga que las reducciones diametrales

porcentuales posibles cuando no se recoce el material entre etapas

sucesivas son 50, 33, 20 y 15% ¿Cuántas operaciones de embutido se

requieren para producir el recipiente?

3. Calcule la altura de cada uno de los recipientes intermedios obtenidos

en el problema anterior. Verifique el resultado de la última etapa del

proceso de embutido.

MANUFACTURA I - TROQUELADO 319


EMBUTIDO AL TORNO O

RECHAZADO

El proceso consiste en hacer girar un modelo en el cabezal del torno y mediante

presión con una herramienta especial adherirle poco a poco la lámina que

previamente fue centrada. Los materiales para este proceso deben ser muy

dúctiles.

El embutido al torno depende de:

- La velocidad de rotación

- La habilidad del operario

- La forma de las herramientas

- La forma del objeto

- La ductilidad del material

MANUFACTURA I - TROQUELADO 320


EMBUTIDO AL TORNO O

RECHAZADO

MANUFACTURA I - TROQUELADO 321


EMBUTIDO AL TORNO O

RECHAZADO

MANUFACTURA I - TROQUELADO 322


TIPOS DE TROQUELES

COMPLEJOS

TROQUEL COMPUESTO

MANUFACTURA I - TROQUELADO 323


TIPOS DE TROQUELES

COMPLEJOS

TROQUEL DE DOBLE ACCIÓN INVERTIDO

MANUFACTURA I - TROQUELADO 324


TIPOS DE TROQUELES

COMPLEJOS

TROQUEL DE COMBINACIÓN

MANUFACTURA I - TROQUELADO 325


TIPOS DE TROQUELES

COMPLEJOS

TROQUEL PROGRESIVO

MANUFACTURA I - TROQUELADO 326


TIPOS DE TROQUELES

COMPLEJOS

TROQUEL PROGRESIVO PARA EMBUTIR

MANUFACTURA I - TROQUELADO 327


ARREGLO TÍPICO DE UNA

TROQUELADORA

MANUFACTURA I - TROQUELADO 328


PREGUNTAS DE REPASO

1. Cite y describa 10 operaciones comunes para cortar metales.

2. Describa lo que sucede cuando se cizalla una hoja metálica.

3. ¿Qué es el esfuerzo sobre un punzón o un dado? ¿Cuáles son sus desventajas?

4. ¿Qué le sucede a un metal cuando se dobla? ¿Por qué razón "muellea de regreso"?

5. Describa y compare las operaciones de estiramiento, embutido, compresión, prensado y extrusión.

6. ¿Qué es la conformación a rodillo en frío y cuándo es conveniente emplearla?

7. ¿Qué fenómenos se desarrollan cuando se embute una taza partiendo de una lámina metálica?

8. ¿Para qué sirve un cojincillo de presión al embutir una taza?

9. ¿Qué factores limitan la cantidad que puede embutirse una taza en una sola operación, y en total, antes del recocido?

¿Cuál es la diferencia entre estas dos circunstancias?

10. Describa el conformado con matriz de hule y sus limitaciones.

11. Describa el proceso de hidro-conformado y sus ventajas.

12. Compare entre sí los diversos procesos de conformado en dado elástico y con el conformado en dado rígido.

13. ¿De qué manera se realiza la conformación rotatoria de los metales? ¿Cómo se compara con la embutición?

14. Describa tres clases de tomeado a rodillo.

15. Describa el remachado, la fijación por ojillos (staking) y cosido de los metales.

16. ¿Cuáles son las características de una prensa que determinan su capacidad?

17. ¿Cuáles son las unidades básicas de una prensa y qué función desempeña cada una de ellas?

18. ¿Cuál es el tipo más común de bastidor de prensa y cuáles son sus ventajas y desventajas?

19. ¿Cuáles son los principios de diseño y las ventajas de los bastidores tipo costado recto?

MANUFACTURA I - TROQUELADO 329


PREGUNTAS DE REPASO

20. ¿Cuál es la diferencia entre una prensa de manivela doble y una de acción doble y cuál es el propósito de cada una de

ellas?

21. ¿Cuál es la diferencia entre una prensa de junta articulado y una de palanca acodillada y cuál es el propósito de cada una

de ellas?

22. ¿Cómo deberá seleccionarse una prensa para obtener el máximo de producción de una operación de embutido? ¿Por

qué?

23. Explique cuantitativamente de qué manera se obtiene la energía durante la carrera de una prensa mecánica

24. ¿Qué clases de motores se usan en las prensas?

25. Describa una prensa revóIver y enuncie sus ventajas

26. ¿Cuáles son los principios en que se basa el funcionamiento de las prensas de producción alta?

27. Describa un dado progresivo, uno de combinación y uno compuesto

28. Describa los modos comunes usados para alimentar mecánicamente el material a las prensas.

29. ¿Cuáles son los dos tipos de dispositivos que imparten protección durante la operación de las prensas?

30. ¿Por qué es necesario tomar en consideración la línea neutra de doblado para calcular las longitudes desarrolladas?

31. Explique las diferencias que existen entre los efectos de las operaciones de doblado y embutido sobre la estructura de un

material.

32. ¿Puede un material doblarse alrededor de un eje paralelo o perpendicular a la dirección de los granos? ¿Por qué?

Relacione su respuesta con la dureza del material.

33. Describa las fuerzas que actúan durante una operación de doblado.

34. Describa las fuerzas que actúan durante una operación de embutido.

MANUFACTURA I - TROQUELADO 330


PREGUNTAS DE REPASO

35. ¿Por qué puede doblarse el cobre y no puede doblarse el hierro fundido?

36. ¿Por qué es dificil embutir el plomo?

37. ¿Cuál es el método más práctico para compensar el efecto de la recuperación elástica o muelleo durante el doblado?

38. Describa el método para determinar las dimensiones iniciales del material para embutir algún recipiente.

39. ¿Cómo se comparan las áreas del material inicial y del recipiente terminado si el espesor del material no se afecta

durante el embutido?

40. ¿Qué es el planchado en la operación de embutido?

41. ¿Cuál es la función de la placa prensa-chapas durante la operación de embutido?

42. Describa el proceso de formación de arrugas en un recipiente.

43. ¿Qué regla general existe para definir el radio del redondeamiento de un punzón para embutido? ¿Cuál es

larecomendación para definir el radio de redondeamiento de la embocadura de una matriz para embutido?

44. ¿Qué tanto puede reducirse el espesor de la pared de un recipiente?

45. Compare la operación de troqueles de acción sencilla y doble.

46. Haga un diagrama de una matriz inversa e identifique todos sus componentes.

47. ¿En qué se diferencia una matriz progresiva de una matriz de transferencia?

48. ¿Qué es el embutido inverso? ¿Por qué se utiliza en la producción de recipientes?

49. Una fábrica que produce lámina de latón por el ciclo de "trabajo en frío y recocido" detecta que, en operaciones de

embutido profundo subsiguientes, la lámina está expuesta a rasgaduras. El examen de la micro-estructura demostró la

presencia de granos excesivamente grandes. Explique con claridad las dos maneras en que este efecto pudo

producirse, y tome las medidas para evitar estas pérdidas.

50. a) Describa la acción de corte que ocurre cuando se corta lámina metálica con herramientas de acero endurecido.

b)Describa un método para reducir la carga máxima de herramienta durante una operación como ésta,y explique con

claridad por qué se reduce la carga.

MANUFACTURA I - TROQUELADO 331

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