http://www.mecanica.com.es/Control%20de%20las%20superficies.htmMoldeo en coquilla y fundicin a presin1.- MOLDEO EN COQUILLACoquilla es un molde metlico que se utiliza para obtener un gran nmero de piezas idnticas. Tiene dos partes: el cuerpo del molde que reproduce la pieza y los machos o ncleos, que nos permiten obtener las cavidades o entrantes de las piezas. El cuerpo siempre es metlico y los machos pueden serlo o no.

El cuerpo metlico ms sencillo estara formado por dos partes denominadas placas. Puede que necesitemos otra placa horizontal denominada pedestal o plantilla, que sirve de soporte y cierra una parte del molde adems de impedir los movimientos de las otras placas. Las placas y el pedestal se van a unir mediante clavijas. Si la pieza es compleja puede que se necesiten ms placas superpuestas en pisos.Determinar la composicin, la fuerza y el nmero de placas es tcnica e ingenio.El espesor de las paredes del molde depende del tamao de la pieza, pero si las hacemos demasiado grande nos vamos a encontrar con una gran inercia trmica, que retrasar el enfriamiento y el calentamiento. El tamao lgico es que queda comprendido entre 3 y 4 veces el grueso de la pieza, con unos lmites por abajo y por arriba (40 mm y 60 mm respectivamente). 1.1.- NCLEOS DE LAS COQUILLASSon los elementos que van a reproducir las cavidades. Pueden ser metlicos o de arena. En un molde puede haber varios ncleos y, a su vez, puedes ser metlicos o de arena.Los ncleos metlicos tienen que tener una forma ligeramente cnica para facilitar su extraccin. Tambin tienen que tener un cierto juego con relacin al asiento del molde porque el ncleo se ha de calentar previamente. Las cabezas de los ncleos suelen tener un saliente que hace de tope, incluso un segundo saliente que hace de ajuste.Como consecuencia de esto, la forma de los ncleos es muy variada. En las coquillas de gran tamao, muy complicadas,, la operacin de extraer los ncleos de ellas suele hacerse mecnicamente. Estos ncleos son de acero semiduro (05% C). Cuando los ncleos son de gran tamao se pueden hacer de fundicin e, incluso, pueden ser huecos.En cualquier caso se les debe de dar una estabilizacin sometindolos a un tratamiento de homogeneizacin (como un recocido).Cuando tenemos un ncleo que presenta gran dificultad para hacerlo en metal, cuando el metal con el que se va a construir sea muy frgil al calor (grietas), entonces se usan de arena, vigilando la formacin y salida de los gases y el desprendimiento de granos.Los rganos de maniobra son aquellos que, no siendo partes fundamentales, sirven para apretar, abrir, facilitar el desmoldeo, Suelen ser pinzas, tornillos, ganchos,1.2.- COLADA DE METAL EN COQUILLAPodemos hacerla de tres formas distintas: Directa: se emplea cuando la altura de la pieza es pequea. El metal debe dejarse caer suavemente y sobre la pared del molde. Se debe tener la coquilla inclinada para que el metal se deslice. En fuente: se emplea cuando la pieza tiene una seccin decreciente o cuando los llenados hay que hacerlos con rapidez. Por el costado: es muy empleada. Es una colada tranquila y se facilita cuando se hace un bebedero inclinado. Tambin se puede hacer un bebedero en sifn o con varios bebederos, llamndose ramificado.A veces esa operacin de colada es ms compleja y, a medida que se va llenando el molde, este va cambiando de movimiento.Tambin se puede poner una bomba en el fondo que succione el metal, hacindolo llegar con garantas a zonas de difcil acceso.1.3.- LUBRICACIN DE LAS COQUILLASPara proteger los moldes de la abrasin del metal fundido y facilitar su paso, se emplean lubricantes, que pueden ser de diversos tipos, emplendose unos u otros dependiendo del tipo de metal o aleacin que se cuele.1.4.- CALENTAMIENTOEs una solucin con la que tratamos de evitar la aparicin de grietas en la coquilla calentndola previamente.1.5.- ENFRIAMINETO DE LOS NCLEOSA veces es aconsejable enfriar los ncleos, para ello se sumergen en agua destilada. La cantidad de agua estar en relacin con el tamao de los ncleos, intentando que esta no hierva.1.6.- CONDICIONES DE USO DE LAS COQUILLASEn el proyecto, antes de fabricarse la coquilla, ha de concretarse la manera en la que ha de utilizarse la coquilla a modo de instrucciones de uso.En ese sentido, hay que dar los siguientes datos: Qu lubricante se debe emplear A qu temperatura se hace la colada A qu temperatura se debe mantener la coquilla A qu velocidad ha de hacerse la colada En que orden se desmolda Cmo han de enfriarse, en su caso, los ncleos.1.7.- VENTAJAS Se consigue una precisin de cotas muy buena y siempre mejores que en el moldeo en arena Las contracciones son inferiores La insercin de ncleos es mucho ms fcil Necesita poco espacio y menos materiales Es ms econmica para fabricar piezas en cantidades superiores a 500 o 1000 piezas.2.- FUNDICIN A PRESINLa diferencia fundamental respecto a otras fundiciones es que la colada no se hace por gravedad, sino que el metal es inyectado en el molde con una presin que puede imprimirse por un movimiento centrfugo o por una fuerza exterior.2.1.- PRESIN POR FUERZA CENTRFUGAEn el caso de utilizar la fuerza centrfuga se llama fundicin centrifugada. Consiste en hacer girar el molde alrededor de un eje. De esta forma, el metal ir ocupando la zona externa del molde y llenndose hacia el centro. A veces no de forma total, dando lugar a la formacin de cuerpos huecos. La velocidad de giro de los moldes se deduce aplicando una frmula emprica que parte de la presin que hay en el interior del molde.Este tipo de fundicin presenta las siguientes ventajas: Al aplicar la fuerza centrfuga es como si la fluidez del metal aumentase Se obtienen piezas muy perfectas, sin defectos ni sopladuras Los granos del metal puede ser mayor Los inconvenientes de la fundicin centrifugada son: Si la presin es muy elevada, el molde es muy costoso No podemos moldear todas las aleaciones2.2.- FUNDICIN POR FUERZA EXTERNAEs la que se consigue inyectando el metal con una presin dentro del molde. Mediante esta fundicin se van a conseguir piezas prcticamente sin lmites en sus formas, con aristas vivas, con entrantes y salientes, y, adems, no slo la geometra de la pieza es compleja, sino que la pieza es conseguida sin defectos, sin sobre espesores, limpias,... y esto hace que las propiedades mecnicas sean un 30 o 40% mejores que en otro tipo de fundicin.2.3.- MATRICESSon los moldes que se utilizan en estas fundiciones. Son siempre metlicos, similares a los utilizados en el moldeo en coquilla, diferencindose en su mayor robustez. Las matrices constan de los elementos siguientes: Matriz fija de cubierta. Es un bloque de acero normalmente rectangular que se fija a la mesa de la prensa y el bebedero que lleva incorporado debe coincidir con la bocana por donde entra el metal a presin. Esta matriz puede llevar una o varias caras exteriores de la pieza, pero nunca los machos, que se pondrn siempre en la matriz mvil. Otros elementos son los taladros de acoplamiento y los conductos de refrigeracin. Matriz mvil de eyeccin. Va sujeta, normalmente, al carro que tiene la mquina y es extrada por las barras de eyeccin. Tambin tiene unos orificios de refrigeracin y una serie de canales por donde entra el metal a la zona del molde. Placa de eyeccin. Es una placa en la que se contienen los dispositivos de extraccin por tope. Machos. En este tipo de fundicin el macho tiene que liberarse de forma automtica de la matriz mvil por las barras de eyeccin.Para los bebederos y los conductos puede haber varios sistemas. Puede haber una colada por inyeccin directa o mediante el empleo de un ncleo deflector, que es lo que se llama colada indirecta. Existe la necesidad de tener un canal por donde evacuar el aire y que, para evitar obstrucciones, tiene unos pozos de desborde donde se depositan las impurezas. Entre la barra de eyeccin y su alojamiento, existe un hueco por donde tambin se escapa el aire. La refrigeracin necesaria se lleva a cabo por medio de la circulacin de agua, teniendo cada matriz los conductos necesarios para tal fin. El agua llegar a la matriz a travs de unos conductos flexibles.Las matrices se elaboran en acero, ya que nos garantiza la resistencia de las presiones que se utilizan y, adems, aguantan los esfuerzos de contraccin, dilatacin y friccin de los metales fundidos. Cuando se utiliza para aleaciones de estao o plomo, las matrices son de aceros al manganeso.2.4.- MQUINAS PARA LA FUNDICIN A PRESINEstas mquinas tienen que hacer de forma automtica una serie de operaciones, como son abrir y cerrar las matrices, inyectar el metal con la presin necesaria, extraer los machos, desmoldar. Existen dos tipos de mquinas: De cmara caliente: se llaman as porque estn situadas en el horno. Por medio de un sistema que se ajusta a la embocadura del bebedero se lleva el metal fundido hasta la matriz para inyectarlo. La inyeccin puede hacerse por la accin de un mbolo o bien mediante la accin de aire comprimido. De cmara fra: se llama as por estar separada del horno. El metal es conducido hasta la zona de inyeccin por un transporte especfico. La presin se transmite por la accin de un mbolo. Las diversas operaciones estn diferenciadas y componen un ciclo de automatismo.2.5.- ALEACIONESNormalmente se utilizan aleaciones no frreas, es decir, estao, aluminio y magnesio por su bajo punto de fusin que facilota la inyeccin.2.6.- LAS INSERCIONESA veces una pieza necesita que una zona de ella tenga una peculiaridad como puede ser mayor dureza, otros constituyentes,, que se resuelve insertando en el molde piezas con el metal adecuado y, una vez conformada la pieza, queda insertada en ella. Es una operacin previa.2.7.- VENTAJAS E INCONVENIENTES Ventajas: Obtencin de piezas sin defectos Mxima precisin de cotas Piezas que pueden ser destinadas a repuestos Mejora de las cualidades mecnicas de las piezas Costes de produccin competitivos para grandes series Inconvenientes: Matrices muy costosas que necesitan mucho tiempo para estar acabadas El tamao de las piezas no puede ser muy elevado ya que hay que garantizar una presin uniforme en toda la pieza.

Tolerancias y ajusteUna vez comprobada la imposibilidad de construir piezas idnticas cuando se habla de un proceso de mecanizado, introducimos el concepto de tolerancia.Este concepto es til cuando se fabrican grandes series, tanto para el montaje en la maquina que se est fabricando, como en el repuesto.Asumir y fabricar con tolerancias significa un avance en la fabricacin de la maquinaria moderna.1.- TOLERNACIALa tolerancia es el margen de medidas lmite que puede tener una pieza. Si tenemos una cota nominal (C), la tolerancia es la diferencia entre una cota mxima (CM) y una cota mnima (Cm): T = CM Cm.Podemos decir que fijar el valor de la tolerancia no es suficiente, sino que tendremos que establecer tambin los valores de esa tolerancia respecto a la cota nominal y en ese sentido se pueden establecer diversas situaciones: La diferencia que existe entre la cota mxima y la cota nominal se llama diferencia superior (S): S = CM C. La diferencia que existe entre la cota mnima y la cota nominal se llama diferencia inferior (i): i = Cm C.2.- NORMALIZACIN DE LA TOLERANCIAEn los pases de del sistema mtrico se establecieron las normas ISA-3, que dieron origen posteriormente a las ISO. Los valores de las tolerancias ISO vienen expresados en micras (). En los pases anglosajones tambin se utilizan fracciones de pulgada.Las tolerancias ISO se definen por: Calidad: es su valor expresado en micras Posicin: es la situacin de la tolerancia respecto a la lnea de cero o nominal de la pieza.En el sistema ISO se establecieron 18 calidades: IT01, IT0, IT1, IT2, IT3, IT4, IT5, IT6, IT7, IT8, IT9, IT10, IT11, IT12, IT13, IT14, IT15, IT16. Los valores de cada una de esas calidades van variando.3.- AJUSTESCuando una pieza tiene que encajar en otra, previamente deben conocerse las medidas de ambas. Para simplificar, diremos que son agujeros las piezas que contienen y ejes las contenidas. Si la cota inferior de la pieza que contiene es exactamente igual a la cota exterior de la pieza contenida, el ajuste es perfecto. Pueden darse los siguientes casos: Ajuste con juego o mvil: cuando el dimetro del agujero es mayor que el del eje- Juego mximo: Jmax = CM agujero Cm eje- Juego mnimo: Jmin = CM eje Cm agujero Ajuste con aprieto o fijo: cuando el dimetro del eje es mayor que el del agujero. Ajuste indeterminado: puede ser aprieto o juegoDefinimos aprieto mximo (AM) como la diferencia entre la medida mxima del eje y la mnima del agujero, y aprieto mnimo (Am), como la diferencia entre la medida mnima del eje y la mxima del agujero.4.- REGLAS GENERALES PARA LA ELECCIN DE LOS AJUSTESEl proyectista en principio puede dividir en dos partes el problema que plantea la eleccin del tipo de ajuste, por un lado, fijar los lmites del ajuste y por otro, establecer las dimensiones normalizadas de las piezas que van a ajustar.Para elegir la tolerancia tenemos que conocer como mnimo los siguientes datos: Acabado superficial de la pieza Naturaleza del metal de las piezas La extensin de la superficie en contacto de las piezas Las deformaciones Naturaleza y direccin de los esfuerzos Temperatura (debe tenerse en cuenta la temperatura de referencia, es decir, 20C) Lubricacin

Conformado por moldeo1.- PROCESOS DE CONFORMADO DE LOS METALESLa obtencin de una pieza o un perfil industrial puede hacerse de diversas maneras, aunque algunas veces slo puede hacerse de una determinada, por lo que el proyectista, a la vista de una pieza, lo primero que tiene que hacer es establecer qu mtodo va a usar para obtenerla.Los procedimientos de conformado de metales y aleaciones se pueden clasificar en los siguientes grupos: Moldeo: se funde el metal o aleacin y despus se vierte en un molde que es el que reproduce la forma. Tambin se puede considerar moldeo a la operacin de reducir a polvo y despus prensarlo a una temperatura determinada pero sin fundir el metal que es el sinterizado. Deformacin y corte: se hace a base de golpear o presionar los metales, tanto en caliente como en fro. Soldadura: suele utilizarse como complemento de los anteriores, usndolo como mtodo de unin entre piezas. Arranque de material: es la utilizacin de herramientas con cuchillas que provocan virutas, en definitiva, consiguiendo la forma deseada. Es un mtodo de elaboracin de piezas de perfeccin.Existen otros mtodos de conformacin, pero por sus caractersticas se engloban en especiales.2.- FUNDICINEs un conjunto de operaciones en las que para dar forma, primero vamos a fundir y despus vamos a solidificar en unos moldes apropiados.El fenmeno es conocido desde hace miles de aos, pero en los ltimos aos, se han desarrollado nuevos mtodos aplicables a necesidades completas, normalmente unidas a la consecucin de la pieza de forma ms rpida, ms econmica y con mayor precisin de medidas, lo que hace que se necesiten procesos de acabado menos severos.Las operaciones de fundicin son diversas, pero aparecen como fundamentales la fusin, el moldeo y, finalmente, las operaciones de acabado.En la fusin se pueden utilizar diferentes tipos de hornos y debe estar controlada en unos intervalos de temperatura. Casi siempre se funden varios metales que tienen distintas temperaturas de fusin y que hay que tener en cuenta.2.1.- PROCEDIMIENTOS DE FUNDICINSe clasifican en base a como se lleva a cabo la colada, que es verter el metal fundido en los moldes. Colada por gravedad: el llenado de los moldes se hace por el propio peso del metal fundido. Nos encontramos con varios tipos (moldeo por boquilla, por cscara, al CO2,). Colada a presin: se llenan los moldes impulsando el caldo por una presin exterior. Si esta fuerza est producida por la rotacin rpida del molde se denomina fundicin centrfuga. Pero si se trata de una fuerza exterior de otra clase cualquiera se denomina fundicin inyectada.2.2.- METALES Y ALEACIONES CONFORMADOS POR FUNDICINLos metales que de forma ms frecuente se conforman por fundicin son el hierro, cobre, aluminio, magnesio y cinc y, junto con ellos, pueden llevar otros metales aleados. Por consiguiente, si tericamente se puede moldear cualquier metal, en la prctica no ocurre as, puesto que a stos se les exige ciertas caractersticas: Baja temperatura de fusin Bajo calor latente de fusin Baja tensin superficial Bajo coeficiente de dilatacin en estado lquido Bajo coeficiente de dilatacin en estado slido (para reducir el peligro de grietas en el enfriamiento) Alta colabilidad Alta densidad Intervalo de temperatura de solidificacin reducido2.3.- ALEACIONES DE HIERRO PARA MOLDEOHay dos clases fundamentales de aleaciones de hierro: aceros y fundiciones que son, fundamentalmente, aleaciones de hierro y carbono. La diferencia de una a otra est en el porcentaje de carbono que contengan. A las fundiciones tambin se las conoce como hierro colado.Los aceros hoy da se van consiguiendo cada vez ms mediante fundicin y utilizando el moldeo. En cuanto a las fundiciones de hierro, tenemos que tener en cuenta que existen distintos tipos o clases: Ordinarias: formados por hierro, carbono y algn elemento en pequeas cantidades. Pueden ser blancas (alta dureza, elemento fundamental Fe3C), grises (el elemento ms importante es la ferrita) y atruchadas (caractersticas intermedias entre las blancas y las grises). Aleadas: formadas, adems de por hierro, carbono y las impurezas propias, por otros elementos de aleacin para darle unas caractersticas determinadas. Especiales: cuando hay una fundicin que tiene un tratamiento especial, la englobamos dentro de este grupo (maleables, de grafito,).2.4.- ALEACIONES DE COBRE PARA EL MOLDEOLo normal es que en la industria se utilice el cobre junto con otros metales, dando lugar a los bronces (Cu + Sn) y latones (Cu + Zn). En cierto modo, todas estas familias que se originan estn organizadas mediante normas. La fusin de ellas requiere un proceso muy controlado, puesto que en ellas, las reacciones qumicas juegan un papel primordial en el proceso.Para evitar oxidaciones excesivas, sobre todo en la superficie de los metales, se utilizan unos elementos llamados fundentes.2.5.- ALEACIONES DE ALUMINIO PARA MOLDEOEl aluminio, desde el punto de vista tcnico, inicialmente se emple poco, sobre todo en estado puro, pero, hoy da, tienen cada vez ms importancia las aleaciones denominadas ligeras, que son, precisamente, las que tienen por base al aluminio.2.6.- ALEACIONES DE MAGNESIO PARA MOLDEOAn estn todava por desarrollar este tipo de aleaciones desde el punto de vista de la fabricacin industrial, pero si se utiliza con sus aleaciones de aluminio, cinc, magnesio y circonio, con los que forma metales electrn, que si van consiguiendo una penetracin industrial importante.En el proceso de fundicin hay que tener en cuenta la elevada afinidad que presenta el magnesio con el oxgeno y, por consiguiente, hay que tomar todas las precauciones para mitigar esta circunstancia.La fusin se hace utilizando fundentes, que en este caso, crean una pelcula protectora y evitan as la oxidacin.Las aleaciones de magnesio son sometidas a operaciones que tratan de refinar el grano, para mejorar las propiedades mecnicas. Hay diversos procedimientos.Otro proceso al que son sometidas las aleaciones de magnesio es a una desgasificacin. Cuando se refina el grano se utilizan compuestos que facilitan la aparicin de masas de gas, por consiguiente, es una operacin que habr que controlar evitando degradaciones en el proceso.En cuanto a la colada, una vez que el metal est fundido y quieto, no debe agitarse para evitar que puedan incluirse impurezas en l. Suele hacerse una colada directa con el crisol. La colada debe hacerse ininterrumpidamente y, a la vez que se va vertiendo, se la adiciona azufre en polvo, que evita la oxidacin del metal en contacto con el aire.