PROCESOS DE DEFORMACIN

Estos procesos permiten conformar materiales aplicando fuerzas en distintas

formas, pudiendo la conformacin ser en volumen (forja, laminacin, extrusin,

trefilacin), o de planchas (doblado, embutido, repujado, etc.).

En todos estos procesos, el material es sometido a uno o ms de los modos

bsicos de deformacin: traccin, compresin y cizallamiento.

La importancia tecnolgica y comercial de los procesos de deformacin

volumtrica deriva de lo siguiente:

Con las operaciones de trabajo en caliente se pueden lograr cambios significativos en la forma de las piezas de trabajo.

Las operaciones de trabajo en fro se pueden usar no solamente para dar forma a las piezas de trabajo, sino tambin para incrementar su resistencia.

Estos procesos producen poco o ningn desperdicio como subproducto de la operacin. Algunas operaciones de deformacin volumtrica son procesos de

forma neta o casi neta; se alcanza la forma final con poco o ningn maquinado

posterior.

PROCESOS DE DEFORMACIN VOLUMTRICA

LAMINADO

El laminado es el proceso de reducir el espesor o cambiar la seccin de una probeta por fuerzas de compresin ejercidas por un par de rodillos

giratorios. El proceso se puede realizar tanto en fro como en caliente. La

ventaja de la laminacin en caliente son las menores fuerzas necesarias y

la mayor ductilidad del metal. La laminacin en fro, por otra parte, requiere

mayores fuerzas, pero produce una mucho mejor terminacin superficial,

permite un mejor control de las tolerancias, y produce materiales con una

mayor resistencia.

LAMINADO PLANO

En el laminado plano, se presiona el material de trabajo entre dos rodillos de

manera que su espesor se reduce. Involucra el laminado de planchas, tiras, lminas

y placas, se parte de material de seccin transversal rectangular con un ancho

mayor que el espesor.

El laminado de anillos es un proceso de deformacin que lamina las

paredes gruesas de un anillo para obtener anillos de paredes ms

delgadas, pero de un dimetro mayor. Conforme el anillo de paredes

gruesas se comprime, el material se alarga, ocasionando que el dimetro

del anillo se agrande. El laminado de anillos se aplica usualmente en

procesos de trabajo en caliente para anillos grandes y en procesos de

trabajo en fro para anillos pequeos.

Las aplicaciones de laminado de anillos incluyen collares para

rodamientos de bolas y rodillos, llantas de acero para ruedas de ferrocarril

y cinchos para tubos, recipientes a pren y mquinas rotatorias. si

LAMINADO DE ANILLOS

El laminado de cuerdas se usa para formar cuerdas en partes cilndricas,

mediante su laminacin entre dos dados. Es el proceso comercial ms

importante para produccin masiva de componentes con cuerdas externas

(pernos y tornillos, por ejemplo). La mayora de las operaciones de

laminacin de cuerdas se realizan por trabajo en fro utilizando mquinas

laminadoras de cuerdas. Estas mquinas estn equipadas con dados

especiales que determinan el tamao y forma de la cuerda, los dados son

de dos tipos: 1) dados planos que se mueven alternativamente entre s, y

2) dados redondos, que giran relativamente entre si para lograr la accin

de laminado.

LAMINADO DE CUERDAS O FILETES DE ROSCAS

Es un proceso de trabajo en caliente para hacer tubos sin costura de

paredes gruesas. Utiliza dos rodillos gruesos y es por eso que se agrupa

dentro de los laminados. Se basa en el principio que al comprimir un slido

cilndrico sobre su circunferencia, se desarrollan altos esfuerzos de tensin

en su centro. Un mandril se encarga de controlar el tamao y la

perforacin creada por la accin. Ej: Fabricacin de tubos.

PERFORADO DE RODILLOS

Se comprime una pieza de trabajo entre dos dados opuestos de manera

que la forma del dado se imprima para tener el trabajo requerido. Es un

proceso tradicional de trabajo en caliente.

Existen 3 tipos de operaciones de forjado:

Forjado en dado abierto

Forjado en dado impresor

Forjado sin rebaba

FORJADO

Consiste en comprimir una parte de seccin cilndrica entre dos dados

planos. Tambin es conocida como forjado para recalcar.

En el forjado a dado abierto se crea un efecto de abultamiento en forma de

barril (abarrilamiento).

FORJADO EN DADO ABIERTO

Se realiza con dados que tienen forma inversa a los requeridos por la

pieza. Este proceso se realiza en etapas; se coloca el material de forma

cilndrica similar al dado abierto, luego se comprime y al cerrarse el dado

y llegar a su posicin final, parte del metal fluye mas all de la cavidad

del dado, formando un rebaba en la pequea abertura, que luego se

cortar. La rebaba permite que la friccin se oponga y el metal siga

fluyendo hacia la abertura y de esta manera fuerza al material de trabajo

a permanecer en su cavidad.

FORJADO EN DADO IMPRESOR (CERRADO)

Impone requerimientos sobre el control de procesos mas exigentes. El

volumen de la cantidad de trabajo debe ser igual al volumen de la cavidad

del dado dentro de muy estrechas tolerancias.

El acuado es una aplicacin especial del forjado sin rebaba, mediante el

cual se comprimen los finos detalles del dado en la superficie superior y

en el fondo de la pieza de trabajo.

FORJADO SIN REBABA (FORJADO DE PRECISIN)

Es un proceso de compresin en el cual se fuerza el metal de trabajo a fluir

a travs de la abertura para que tome la forma de la seccin trasversal del

orificio.

Existen 2 tipos de extrusin:

Extrusin directas

Extrusin indirectas

EXTRUSIN

Un tocho de metal se carga en un recipiente y un pistn comprime el

material forzndolo ha salir a travs de una o mas aberturas en un dado al

extremo opuesto del recipiente. Al aproximarse el pistn al dado, una

pequea porcin del tocho permanece y no puede forzarse a travs de la

abertura del dado. Esta porcin se llama tope o cabeza, se separa

despus de la salida del dado cortndola. La friccin entre las paredes y

el tocho incrementa sustancialmente la fuerza requerida en el pistn para la extraccin directa.

EXTRUSIN DIRECTA

El dado esta montado sobre el pistn, en lugar de estar en el extremo

opuesto del recipiente. Al penetrar en el trabajo fuerza al metal a fluir a

travs del claro (agujero) en una direccin opuesta al pistn. Como el

tocho no se mueve con respecto al recipiente, no existe friccin en las

paredes.

EXTRUSIN INDIRECTA (EXTRUSIN HACIA ATRS O

INVERSA)

En este proceso el dimetro de un alambre o barra se reduce cuando se

tira del alambre a travs de la abertura del dado. Es similar a la extrusin,

la diferencia est en que en el estirado el material de trabajo se jala desde

el dado y en extrusin se empuja a travs del dado.

ESTIRADO

El trabajado metlico de lminas incluye operaciones de corte y formado realizadas

sobre lminas delgadas de metal. El espesor del material puede ser tan pequeo

como varias dcimas de milmetro, pero la mayor parte de los espesores del metal

estn entre 0.4 mm y 6 mm. Cuando el espesor excede de 6 mm se le llama placa

en lugar de lmina. Son operaciones de formado de lminas de metal, tiras y rollos.

La importancia comercial del trabajo con lminas es significativa, considerando el

nmero de productos industriales y de consumo que incluyen partes de hechas de

lmina metlica: carroceras de automviles y camiones, aeroplanos, utensilios

pequeos y grandes, muebles para oficina, partes de computadoras y equipo de

oficina, etc. Las partes de lmina de metal se caracterizan generalmente por su alta

resistencia, buena precisin dimensional, buen acabado superficial y bajo costo

relativo. Las tres grandes categoras de los procesos con lminas metlicas son: 1)

corte, 2) doblado y 3) embutido. El corte se usa para separar lminas grandes en

piezas menores, para cortar un permetro o hacer agujeros en una parte. El doblado

y el embutido se usan para transformar lminas de metal en partes de forma

especial.

TRABAJADO DE LMINAS METLICAS

En el trabajo de lminas metlicas, el doblado se define como la

deformacin del metal alrededor de un eje recto, como se muestra en la

figura a). Durante la operacin de doblado, el metal dentro del plano neutral

se comprime, mientras que el metal por fuera del plano neutral se estira.

Estas condiciones de deformacin se pueden ver en la figura b), el metal se

deforma plsticamente as que el doblez toma una forma permanente al

remover los esfuerzos que lo causaron. El doblado produce poco o ningn

cambio en el espesor de la lmina metlica.

DOBLADO

DOBLADO EN V

La lmina de metal se dobla entre un punzn y un dado en forma de V, los

ngulos van desde los muy obtusos hasta los muy agudos. El doblado en V

se usa generalmente para operaciones de baja produccin y se realizan

frecuentemente en una prensa de cortina, los correspondientes dados en V

son relativamente simples y de bajo costo.

OPERACIONES DE DOBLADO

Se realizan utilizando diversos tipos de punzones y dados.

Los mtodos de doblado ms comunes son:

DOBLADO DE BORDES

Involucra una carga voladiza sobre la lmina de metal. Se usa una placa

de presin, que aplica una fuerza de sujecin Fh para sujetar la lmina

contra el dado, mientras el punzn fuerza la parte en voladizo para

doblarla sobre el borde del dado. En la figura , el doblado se limita a

ngulos de 90 o menores. Se pueden disear dados deslizantes ms

complicados para ngulos mayores de 90. Debido a la presin del

sujetador, los dados deslizantes son ms complicados y ms costosos que

los dados en V y se usan generalmente para trabajos de alta produccin.

OTRAS FORMAS DE DOBLADO

El corte de lminas se realiza por la accin de una cizalla entre dos

bordes afilados. La accin de la cizalla se describe en los cuatro pasos

esquematizados en la figura , donde el borde superior de corte (el

punzn) se mueve hacia abajo sobrepasando el borde estacionario

inferior de corte (el dado). Cuando el punzn empieza a empujar el

material de trabajo, ocurre una deformacin plstica en las superficies de

la lmina, conforme ste se mueve hacia abajo ocurre la penetracin, en

la cual comprime la lmina y corta el metal. Esta zona de penetracin es

generalmente una tercera parte del espesor de la lmina. A medida que el

punzn contina su viaje dentro del trabajo, se inicia la fractura del

material de trabajo entre los dos bordes de corte. Si el claro entre el

punzn y el dado es correcto, las dos lneas de fractura se encuentran y el

resultado es una separacin limpia del material de trabajo en dos piezas.

OPERACIONES DE CORTE

CIZALLADO

Es la operacin de corte de una lmina de metal a lo largo de

una lnea recta entre dos bordes de corte como se muestra en

la figura a). El cizallado se usa tpicamente para reducir

grandes lminas a secciones mas pequeas para operaciones

posteriores de prensado. Se ejecuta en una mquina llamada

cizalla de potencia o cizalla recta. La cuchilla superior de la

cizalla de potencia est frecuentemente sesgada, como se

muestra en la figura b), para reducir la fuerza requerida de

corte.

PUNZONADO Y PERFORADO

El punzonado, implica el corte de una lmina de metal a lo

largo de una lnea cerrada en un solo paso para separar la

pieza del material circundante, como se muestra en la figura

a). La parte que se corta es el producto deseado en la

operacin y se designa como la parte o pieza deseada.

El perforado es muy similar al punzonado, excepto que la

pieza que se corta se desecha y se llama pedacera o

desperdicio. El material remanente es la parte deseada

como se muestra en la figura b).

EMBUTIDO

El embutido es una operacin de formado de lminas metlicas que se

usa para hacer piezas en forma de copa y otras formas huecas ms

complejas. Se realiza colocando una lmina de metal sobre la cavidad

de un dado y empujando el metal hacia la cavidad de ste con un

punzn, como se muestra en la figura. La forma debe aplanarse contra

el dado por un sujetador de formas. Las piezas comunes que se hacen

por embutido son latas de bebidas, casquillos de municiones, lavabos,

utensilios de cocina y partes para carrocera de automviles.

ACUADO

Es un proceso de forja con dado cerrado, que se usa para producir monedas,

medallones y joyera. El material se acua en una cavidad completamente

cerrada del dado. Para producir detalles finos, las presiones necesarias pueden

ser de hasta 5 o 6 veces la resistencia del material.

ESTAMPADO

Es el proceso por el cual se somete un metal

a una carga de compresin entre dos

moldes. La carga puede ser una presin

aplicada progresivamente, para lo cual se

utilizan prensas y martinetes. Los moldes, se

llaman estampas o matrices de acero, una

de ellas deslizante a travs de una gua

(martillo o estampa superior) y la otra fija

(yunque o estampa inferior).

Si la temperatura del material a deformar es

mayor a la temperatura de recristalizacin,

se denomina estampado en caliente, y si es

menor se denomina estampado en fro.