ensayo de punzonado[1]
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LABORATORIO DE METALURGIA MECNICA ENSAYO DE PUNZONADO
ENSAYO DE PUNZONADO Informe No. 6
YULY KATERINE BUENO MENDEZ MAYRA ALEJANDRA JAIMEZ LISSETTE MARCELA RODRGUEZ RINCN ADRIANA PAOLA VEGA VEGA
Presentado a: AFRANIO CARDONA G. INGENIERO METALRGICO
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER ESCUELA DE INGENIERA METALRGICA Y CIENCIA DE MATERIALES BUCARAMANGA, II SEMESTRE DE 2009
LABORATORIO DE METALURGIA MECNICA ENSAYO DE PUNZONADO
ENSAYO DE PUNZONADO Introduccin Este ensayo consiste en realizar un agujero de forma determinada en una lmina usando troqueles que estn formados por una matriz y un punzn. Esto con el fin de determinar cual es la fuerza necesaria para perforar la placa dependiendo del dimetro del punzn. En el presente informe mostrara los resultados obtenidos al realizar el ensayo de punzonado a una chapa de aluminio, la cual es sometida a laminado y despus se le realiza un tratamiento trmico (recocido). Objetivos Obtener el trabajo necesario en un proceso de punzonado, en funcin del espesor. Obtener la carga y el esfuerzo cortante mximo (o resistencia ultima de corte) en la operacin de punzonado. Determinar las variables a tener en cuenta durante el proceso de punzonado.
Procedimiento 1. Se midi el espesor inicial de la lmina suministrada 2. Se corto una muestra de 8 cm de largo y 2 cm de ancho aproximadamente. 3. Por medio de la laminacin se redujo el espesor inicial a las siguientes cantidades: 0.8t, 0.6t, 0.4t y 0.2t. 4. Cada una de las muestras del ensayo fue sometida a un recocido de regeneracin. 5. Se le realizo a cada una de las muestras el ensayo de punzonado en el dado de corte de la mquina de ensayo Monsanto W. se selecciono el dimetro del punzn. CLCULOS Y RESULTADOS Datos del laminado
Probeta
Ancho (mm) 19.5 19.5 19.5
1 2 3
Espesor (e) (mm) 2 1.7 1.3
Longitud inicial (Lo) (mm) 114.5 106.6 100.8
Longitud final (Lf) (mm) 138 135 140
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4 5
19.5 19.5
0.9 0.3
105.5 -
185 -
Datos del punzonado
Probeta 1 2 3 4 5 -
Espesor (e) (mm) 2 1.7 1.3 0.9 0.3
Carga mxima (kg) 210 168 132 90 37.5
Dimetro del punzn = 6.3 mm Carga aplicada = 250 kg
1. Obtenga en el mismo registro la variacin de carga vs deformacin para cada espesor. Deformacion unitaria real Teniendo en cuenta la anterior ecuacin se calculo la deformacion real de la longitud para cada uno de los espesores de la lmina de aluminio y se obtuvieron los siguientes resultados: Carga mxima (kg-f) 210 168 132 90 Deformacion unitaria real 0.186678 0.236191 0.328504 0.561645
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Grafica 1. Carga vs Deformacin de la longitud. La deformacion del espesor se calculo mediante la ecuacin anterior
Este valor hallado corresponde a la suma de las deformaciones desde 2 hasta 0.3 como se muestra a continuacin:
Espesor (e) (mm) 2- 1.7 1.7-1.3 1.3-0.9 0.9-0.3
Carga mxima (kg-f) 210 168 132 90 total
Deformacion unitaria real 0,1625 0,2683 0,3677 1,0986
Grafica 2. Carga vs Deformacin del espesor. Grafica carga vs espesor
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Espesor (e) (mm) 2 1.7 1.3 0.9 0.3
Carga mxima (kg-f) 210 168 132 90 37.5
Grafica 3. Carga vs Espesor. 2. Calcular la carga y el esfuerzo cortante mximo (resistencia ultima en corte) en cada caso. La fuerza necesaria para realizar la operacin de punzonado esta dada por la siguiente expresin:
P: Permetro de la seccin cortada e: espesor : Resistencia al corte (3/4 a 4/5 de f) f: Esfuerzo de rotura rea proyectada Ecuaciones:
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Esfuerzo de rotura:
Esfuerzo cortante mximo:
Espesor (mm) 2 1.7 1.3 0.9 0.3
Carga de falla (kg-f) 210
Esfuerzo de rotura f (kg-f/mm2) 6,73724735
Esfuerzo cortante mximo (kg-f/mm2) 5,25505294 4,20404235 3,30317613 2,25216554 0,93840231
Fuerza de corte (kg-f) 207,99499 5 141,43659 7 84,980812 3 40,113320 5 5,5712945 1
168 5,38979788 132 4,23484119 90 2,88739172 37,5 1,20307988
Grafica 4. Esfuerzo cortante mximo vs espesor. 3. Calcular el trabajo realizado en cada caso El trabajo realizado por el punzn se calculara teniendo en cuenta la carga mxima aplicada y el espesor de cada una de las lminas de aluminio.
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210 168 132 90 37,5
e(mm) 2 1,7 1,3 0,9 0,3
w(kg-f*mm) 420 285,6 171,6 81 11,25
Grafica 5. Trabajo realizado vs espesor. ANLISIS DE RESULTADOS El proceso de laminacin previamente hecho a la probeta de aluminio hizo que se generaran esfuerzos residuales en el material por tanto, se hizo necesario aplicarle un tratamiento trmico de recocido para eliminar dichos esfuerzos y a su vez aliviar tensiones en las superficies de las lminas. Mediante los datos obtenidos en el punzonado se pudo determinar la deformacin de la longitud y del espesor, en las graficas 1 y 2 se puede apreciar que a medida que la carga es mayor y el espesor es grande la lmina sufre una deformacin menor y a su vez cuando el espesor es pequeo y la carga disminuye, la deformacin de la lamina aumenta. Para el caso de las deformaciones longitudinales no se pudo demostrar que eran la suma de las deformaciones desde el espesor 2 hasta 0.3 debido a que en el proceso de laminado se le corto una pequea parte.
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De igual manera analizando la grafica de carga vs espesor (Grafica 3) se observa que a medida que disminuye el espesor de la lmina es menor la carga necesaria para el punzonado. En cuanto a las graficas 5 y 6 se observa que tanto el esfuerzo cortante como el trabajo realizado en el proceso de punzonado aumentan con relacin al espesor de las laminas, ya que a mayor espesor del material este opone una mayor resistencia al corte o a ser penetrado y de esta manera el trabajo necesario para realizar el proceso ser mayor debido a la relacin existente con el espesor y la carga aplicada.
CONCLUSIONES
Cuando se le hace laminado a un material este sufre una deformacion con la cual se generan esfuerzos residuales que hacen incrementar la energa total en el sistema, afectando la capacidad de la pieza para soportar carga, por tal motivo es necesaria la realizacin de un tratamiento trmico de recocido con la cual se eliminen estos esfuerzos.
En las Graficas 1 y 2 se pudo analizar que a medida que va disminuyendo el espesor de la lmina esta puede deformarse con mayor facilidad y a su vez haciendo que la lmina resista una menor carga.
Tanto el esfuerzo cortante como el trabajo realizado durante el ensayo de punzonado son valores pequeos a medida que el espesor va disminuyendo y aumenta cuando los espesores son mayores debido a que estos pueden resistir una mayor carga aplicada. (Graficas 4 y 5).
BIBLIOGRAFA Manual de laboratorio metalurgia mecnica. Serrano Manuel. 1993 ASKELAND, RONALD. Ciencia de los materiales. Editorial Thompson, cuarta edicin. Capitulo 7
LABORATORIO DE METALURGIA MECNICA ENSAYO DE PUNZONADO
DIETER. George. Metalurgia mecnica. Editorial McGraw Hill 1988
ANEXO
GRAFICA DEL ENSAYO DE PUNZONADO
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