EMBUTICIN

Informacion utilizada 3T1_MEC

Christian Sanchez

Brandon Matamorros

Juan Carlos Quino

Micheal Torres

Lenon TellezEMBUTICIN

OBJETIVOS : Que al finalizar el curso, los alumnos logren:

Describir la teora de la embuticin.

Practicar el calculo de las etapas de embutido y desarrollo de la chapa para recipientes cilndricos.

dem. Para embuticin rectangular.

Ejercitar el diseo de matrices de embutido en base a condiciones iniciales.

Practicar la embuticin con espesor variable.

DESARROLLO

1. TEORA DE LA EMBUTICIN

1.1. Concepto de embutido : Es una operacin que consiste , en obtener una pieza hueca de superficie no desarrollable , partiendo de un recorte , sin que el espesor de la chapa vari.

Es una transformacin de superficie por desplazamiento molecular ( si hay estirado , hay disminucin del espesor de la chapa ).

1.2. Principios de la operacin. Puede efectuarse de dos formas :

Embuticin de simple efecto : no lleve dispositivo de retencin de chapa.

Embuticin de doble efecto : lleva dispositivo de retencin de chapa.

a) Embuticin de simple efecto . (ENSAYO ERICKSEN).

El recorte presionado por el punzn P tiende a penetrar en la matriz.

Punzn de embuticin , tiene la forma de la pieza a embutir.

La matriz dispone del agujero para dar paso al punzn , ms un espacio igual al espesor del material.

La chapa se arrolla sobre AB , apoyndose en C.

Un punto cualquiera D del recorte , ocupa entonces una posicin sobre una circunferencia de dimetro ms pequeo.

Para lograr la operacin de embutido , es decir , producir la transformacin de superficie por desplazamiento molecular , la chapa formara pliegues o aumentar de espesor.

Luego en figura 1 .

En AB implica un aumento de espesor , ya que la chapa est sujeta y no puede hacer pliegue.

En BD implica una formacin de pliegues , porque la chapa puede desformarse libremente , para ocupar posicin mas conveniente debido a la iniciacin del desplazamiento molecular.

En figura 2.

En el punto B al tener ms espesor la chapa , se produce un laminaje entre el punzn y la sufridera , para devolver a la chapa su espesor primitivo . En el exterior los pliegues aumentan.

En figura 3.

En un punto cualquiera de la carrera del punzn se tiene:

De A a E aumento de espesor.

De E a F , parte laminada de espesor constante.

De F a D , formacin de pliegues que deben desaparecer por laminado , al introducirse en la matriz.

Al caer el punto D sobre circunferencias cada vez ms pequeas , los pliegues van aumentando y acaban por recubrirse.

El laminado necesario para devolver a estos pliegues el espesor primitivo , originara una acritud demasiado grande , lo que hara que las piezas debieran considerarse defectuosas.

Por lo tanto , concluyendo : la altura de la embuticin en esta situacin , est limitada por la formacin de pliegues . Prcticamente la altura mxima alcanzable , es igual al 15% del dimetro de embutido.

b) Embuticin de doble efecto.

Para evitar la formacin de pliegues , se dispone el apretachapas.

El apretachapas se aplica antes de comenzar la operacin y se mantiene su presin (apropiada) , a lo largo de toda la operacin.

El recorte se desliza entre la sufridera y el apretachapa , quedando plano.

Como el aumento de espesor o formacin de pliegues , se evita (sujetador) , se produce una compresin lateral de las molculas , con lo que estas solo pueden desplazarse radialmente.

De B a C , la formacin de pliegues se evita por la tensin de la chapa resultante de la presin del apretachapa.

De A a B , la pieza presenta un adelgazamiento , el que es debido al estiramiento que produce el apretachapa.

En la embuticin de doble efecto , todas las alturas son tericamente realizables.

2. RADIOS DE LA HERRAMIENTA.

2.1. Radio de borde del punzn.

Son aplicables las conclusiones enunciadas en la teora del doblado.

Si el radio es demasiado pequeo , el punzn puede llegar hasta perforar la chapa ( adelgazamiento de la chapa).

2.2. Radio del borde de la sufridera.

La parte BC al pasar sobre el radio sufre un adelgazamiento . Al penetrar en el orificio de la sufridera , es obligada a enderezase y este enderezamiento y alargamiento (originado por la resistencia al deslizamiento) provocan un nuevo adelgazamiento del material.

Por otro lado , un radio pequeo producira una disminucin del espesor ms importante , tambin la resistencia que ofrecera al deslizamiento de la chapa sera grande , para que el alargamiento producido provocara la rotura.

De lo anterior , se deduce que el radio cumple las siguientes funciones :

a) DE l nacen las fuerzas que agrupan las molculas para que dicho desplazamiento sea radial.

b) Facilita el deslizamiento de la chapa.

c) Facilita el cambio de direccin de la chapa.

d) Disminuye resistencia al rozamiento.

Concluyendo :

Un radio pequeo provoca un adelgazamiento mayor y un alargamiento desmedido al deslizar por el la chapa , provocando un riesgo de rotura.

Un radio muy grande puede originar pliegues , porque la presin se aplica a mayor distancia.

Un radio normal permite el deslizamiento normal y un alargamiento dbil compensado por la compresin lateral.

Determinacin del radio.

Puede obtenerse por la ecuacin de KAEZMAREC.

r = 0.8

D = del disco de la ultima etapa.

d = de la embuticin a realizar.

Emplear baco ( hoja 122 J de Koninck , manual tcnico matricero ).

e < 1

r = 6 A 8e

1 < e < 3

r = 4 A 6e

3 < e < 4

r = 2 A 4e

Observar: Para embuticiones poco profundas, si damos al radio el valor hallado, el apretachapa no tendra un apoyo suficiente. En este caso se disminuye el valor del radio.

3. JUEGO DE EMBUTICIN .

Tericamente, el valor del juego es igual al espesor de la chapa, pero debe tenerse en cuenta las tolerancias de sta (de fabricacin).

Si el juego es demasiado grande puede causar :

1. Deformacin del perfil de las paredes.

2. Desviacin del punzn.

Se admite como valor de juego :

Para latn, aluminio, plata, cobre.

J = 1,1 a 1,15 e

Para , duraluminio.

J = 1,2 e

Para embuticiones rectangulares.

J = 1,11 e ( partes rectas ).

J = 1,2 e ( partes curvas ).

Tambin baco hoja 122 , libro Hoening , tcnico matricero.

3. EMBUTICIN CILNDRICA.

4.1. Determinacin del tamao de recorte .

Calcular las medidas de recorte , significa determinar las dimensiones de la chapa plana , que tenga el mismo volumen que el de la pieza embutida.

Lo anterior se cumple cuando se parte de la hiptesis de que el espesor no varia durante la embuticin.

Luego ser suficiente buscar la igualdad entre la superficie de la embuticin y la del recorte.

El dimetro del recorte se determinar por :

Matemticamente : determinando la superficie de la embuticin y buscando el de un crculo de la misma superficie.

Aplicando las tablas directamente.

Aplicando el teorema de Gulding , para piezas de revolucin con cualquier generatriz.

Teorema de Gulding .

El rea de una superficie de revolucin ( manto cuerpo de revolucin ) ,tiene como valor el producto de la longitud de la generatriz por la longitud de la circunferencia descrita por el centro de gravedad de sta.

Si :

l = Longitud de la generatriz.

r = Distancia del centro de gravedad de la generatriz al eje de revolucin.

Luego :

( solamente del manto )

Nota : Para obtener superficie total de la pieza embutida , hay que sumar el rea de la base.

4.2. Determinacin del nmero de etapas de embuticin .

Para producir el embutido , es decir , realizar la transformacin de superficie por desplazamiento molecular en el material , de la chapa se constar , si hacemos un ensayo a la traccin:

Un aumento de la resistencia a la rotura.

Un aumento del lmite elstico.

Una disminucin del porcentaje de alargamiento.

El metal se ha agriado , es ms duro y frgil . El fenmeno de acritud es el que limita la embuticin.

Por este problema , es que se determina el grado de embuticin.

La relacin d1/D se hace igual a m1 , coeficiente de embuticin .

Para los dos pasos siguientes se tiene d2/d1 = m2 , dem . anterior.

Concluyendo : El dl , obtenido en la pieza embutida , no es una dimensin al azar , sino , depende de la constante m1 , las cuales limitan la reduccin del dimetro , y sus valores dependen de las caractersticas del material y se dan en la siguiente tabla.

COEFICIENTE DE EMBUTICINMATERIAL

I ETAPA

m1II ETAPA

m2q

Ac. embuticin0,60 0,650,80,37

Ac .emb. profunda0,55 0,600,75 0,800,36

Ac .para carrocera0,52 0,580,75 0,800,35

Ac .inoxidable0,50 0,550,80 0,850,40

Chapa estaada0,58 0,650,880,33

Cobre0,55 0,600,850,32

Latn0,50 0,550,75 0,800,31

Zinc0,65 0,700,85 0,900,38

Aluminio0,53 0,600,80,33

Duraluminio0,55 0,600,900,34

Nquel0,60 0,650,800,34

Tambin el coeficiente de embuticin m1 , se puede lograr mediante la profundidad ERICKSEN.

Profundidad ERICKSEN

Se logra mediante un ensayo de embutido con la maquina Ericksen.

Principio : la muestra a ensayar ( un cuadrado de 90 m/m ) se fija directamente sobre la superficie de la matriz . Un punzn embutidor semiesfrico hace penetrar la chapa en la sufridera , se mide la profundidad de la penetracin en el punto preciso en que se obtiene la iniciacin de la rotura.

Observar :

Se devuelve al material sus cualidades primitivas , mediante un recocido , entre dos pasos.

Para obtener los dimetros en las sucesivas etapas , se aplican las formulas tantas veces como sea necesario , hasta obtener un dimetro igual al del embutido definitivo . Si el ultimo dimetro hallado es inferior al de la pieza , se aumentara proporcionalmente todos los dimetros de las etapas anteriores.

4.3. Alturas obtenidas en los distintos pasos .

La determinacin de las sucesivas alturas es importante , porque , permite dimensionar la herramienta.

4.4. Fuerzas en la operacin de embutido . Se considera :

Fuerza de embutido . Fe

Fuerza del apretachapa . Fs

a) Fuerza de embutido . Se determina por la siguiente formula :

Fe = d * e * n r Donde : d = del punzn. e = espesor chapa.

r = resistencia a la traccin (punto de ruptura).

n = coeficiente de embuticin que depende de d/D.

d/Dnx

0,5510,8

0,5750,930,8

0,60,860,77

0,6250,790,77

0,650,720,74

0,6750,660,74

0,70,60,7

0,7250,550,7

0,750,50,67

0,7750,450,67

0,80,40,64

b) Fuerza del apretachapa . Se obtiene por :

Fs =

Donde : D = de la etapa anterior.

dm = de la sufridera.

p = presin del apretachapa . ( ver tabla 36 ).

Fs = fuerza apretachapa.

Observar :

Estos clculos permiten escoger la prensa a utilizar.

Si se trata de prensa de doble efecto , se considera solamente la fuerza de embutido.

Si es de simple efecto , habr que sumar las dos fuerzas , para tener el que ha de vencer la mquina.

El trabajo de embuticin se obtiene por .

T = (Fe * x + Fs ) h ( prensa de simple efecto ).

T = Fe * x * h ( prensa de doble efecto ).

Donde : x = coeficiente variable con la reduccin.

h =altura del embutido.

4. EMBUTICIN RECTANGULAR .

5.1. Determinacin del tamao del recorte .

La pieza se compone de superficies planas y cilndricas , que se calculan separadamente.

El recorte se determina ( terico ) como sigue :

Se traza un rectngulo A.B.C.D. cuyos vrtices corresponden a los centros de los radios r de la pieza a obtener.

En cada esquina A.B.C.D. trazar un cuarto de circunferencia de radio R obtenindose el recorte terico .

Determinacin del radio R por formula :

R = x * p

x = 0,07

p = + 2r ( h + 0,5 rf )

Donde :

r = radio redondeado paredes.

rf = radio fondo embuticin

h = altura del embutido sin considerar radio del fondo.

A = 2 r l

_1156705077.unknown

_1156706445.unknown

_1156706525.unknown

_1156600037.unknown