procesos de manufactura trabajo 2 - copia
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Índice de Contenido
Introducción……………………………………………………………………….... 2
Forjado……………………………………………………………………………..... 3 Forja libre………………………………………………………………………. 3 Aplicación de la forja libre…………………………………………………… 4 Forja con estampa……………………………………………………………. 4 Forja con estampa cerrada. (Grabado)…………………………………... 5 Recalcado……………………………………………………………………... 6 Forja por laminado……………………………………………………………6
Estampado…………………………………………………………………………... 7 Embutición……………………………………………………………………... 7 Troquelación…………………………………………………………………... 8
Extrusión……………………………………………………………………………... 9 Extrusión directa……………………………………………………………… 10 Extrusión indirecta…………………………………………………………… 10 Ventajas de la extrusión…………………………………………………….. 10
Trefilado……………………………………………………………………………... 10 Proceso de trefilado…………………………………………………………. 11
Conclusiones………………………………………………………………………. 12
Bibliografía………………………………………………………………………….. 13
Introducción
El formado de partes con la aplicación de fuerza mecánica, se considera uno de los procesos de formación más importantes, en términos del valor de la producción y del método de producción.
El formado de partes se puede efectuar con el material frío (formado en frío) o con material caliente (formado en caliente). Las fuerzas utilizadas para formar las partes pueden ser de tipo de flexión, compresión o cizallado y tensión.
La deformación es únicamente uno de los diversos procesos que pueden usarse
para obtener formas intermedias o finales en el metal.
El estudio de la plasticidad está comprometido con la relación entre el flujo del metal
y el esfuerzo aplicado. Si ésta puede determinarse, entonces las formas más
requeridas pueden realizarse por la aplicación de fuerzas calculadas en direcciones
específicas y a velocidades controladas.
En el forjado: en el caso más simple, el metal es comprimido entre martillo y un
yunque y la forma final se obtiene girando y moviendo la pieza de trabajo entre golpe y
golpe. Para producción en masa y el formado de secciones grandes, el martillo es
sustituido por un martinete o dado deslizante en un bastidor e impulsado por una
potencia mecánica, hidráulica o vapor.
La extrusión: en este proceso un cilindro o trozo de metal es forzado a través de un
orificio por medio de un émbolo, por tal efecto, el metal estirado y extruido tiene una
sección transversal, igual a la del orificio del dado.
El estampado es una de las tareas de mecanizado más fáciles que existen, y permite
un gran nivel de automatismo del proceso cuando se trata de realizar grandes
cantidades de un producto.
Es un proceso de deformación en frío que permite reducir el diámetro, sin
generación de virutas, de la mayoría de los materiales metálicos de forma alargada y
sección simétrica cuya fabricación se haya originado en procesos de laminación.
Forjado
Consiste en la compresión del material entre dos matrices mediante la aplicación de
un impacto o de presión gradual.
Este proceso suele realizarse en caliente, ya que se disminuyen notablemente los
esfuerzos necesarios para la deformación que se produce sobre el material, pero
también se realiza en frío en ciertos casos cuando se desean mejorar las
características mecánicas del material.
Las variantes de este tipo de proceso son:
Forja libre
La forja libre es la variante más simple de este proceso, con la que se obtienen
piezas de geometría sencilla. Los tamaños de piezas pueden oscilar entre pocos
centímetros hasta los
25 m.
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Aplicación de la forja libre
Se aplica a series pequeñas, en las que no se exige a la pieza una tolerancia final
estrecha (con necesidad de procesado posterior), y con una productividad muy baja.
El esfuerzo de forja depende de la deformación que se provoca en el material y del coeficiente de fricción entre las matrices y la pieza.
Forja con estampa
Mediante esta variante se genera la deformación del material de manera que éste
adquiere la forma de la matriz (estampa) con la que se trabaja el material.
Este conformado, debido a las grandes deformaciones que sufre el material, se
efectúa en varias etapas, de manera que el material altera su forma de modo gradual.
Ello supone el empleo de varias matrices (tantas como etapas de forjado).
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Puesto que las deformaciones que sufre el material son diferentes según la zona
afectada, la evaluación del esfuerzo necesario es compleja, lo cual sólo se puede
calcular con cierta exactitud mediante el uso del M.E.F (método de los elementos
finitos).
Forja con estampa cerrada. (Grabado)
La forja con estampa cerrada se caracteriza porque no se genera una rebaba en la
pieza final, de manera que todo el material rellena por completo el interior de la
cavidad de las matrices.
Este tipo de proceso impone unos requisitos sobre el control del proceso más
exigentes que en el caso anterior, ya que debe controlarse perfectamente el volumen
del material de partida y las presiones ejercidas.
Una variante de este proceso consiste en el grabado (o acuñado) de superficies,
proceso en el que los esfuerzos son muy elevados para alcanzar un gran nivel de
detalle en la pieza final, pero con el que se consiguen piezas de una gran precisión y
calidad superficial.
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Recalcado
Esta variante del proceso de forja con estampa pretende deformar una parte de la
pieza aumentando su diámetro y disminuyendo su longitud. Es un proceso de
producción en serie, que puede operar tanto en frío como en caliente.
Forja por laminado
Las máquinas para forja por laminado son primeramente adaptadas para
operaciones de reducción y conificación sobre barras de acero de pequeña longitud.
Los rodillos de estas máquinas no son completamente circulares sino que son
cortados de un 25 a un 75% para permitir la entrada de la materia prima entre los
rodillos. La porción circular de los rodillos se ranura de acuerdo a la forma que quiere
darse. Como los rodillos giran, la barra es agarrada por las ranuras de los mismos y
empujada hacia el operador. Cuando los rodillos se abren, la barra es empujada hacia
atrás y laminada de nuevo, o se le coloca en la ranura contigua para la operación
siguiente de laminado.
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Estampado
El estampado de los metales se realiza por presión, donde la chapa se adapta a la
forma del molde.
El estampado es una de las tareas de mecanizado más fáciles que existen, y permite
un gran nivel de automatismo del proceso cuando se trata de realizar grandes
cantidades de un producto.
Bajo el nombre genérico de estampado se encuentran otras tareas parecidas que se
realizan en las chapas de los metales que se llaman, embutición y troquelado.
Embutición
Es un proceso que consiste en hacer piezas de forma acopada, de caja y otras
formas huecas más complejas. Se realiza colocando una lámina de metal sobre la
cavidad de una matriz y empujando el metal hacia la cavidad de ésta con un punzón.
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Etapas del proceso de embutición:
(1) El punzón entra en contacto con el trabajo
(2) Doblado
(3) Enderezado
(4) Fricción y compresión
(5) Forma final de copa, mostrando los efectos del adelgazamiento en las
paredes de la copa.
Troquelación
El troquelado es un método para trabajar láminas metálicas en frío, en forma y
tamaño predeterminados, por medio de un troquel y una prensa. El troquel determina
el tamaño y forma de la pieza terminada y la prensa suministra la fuerza necesaria
para efectuar el cambio.
Cada troquel está especialmente construido para la operación que va ha efectuar y
no es adecuado para otras operaciones. El troquel tiene dos mitades, entre las cuales
se coloca la lámina metálica. Cuando las dos mitades del troquel se juntan se lleva a
cabo la operación. Normalmente, la mitad superior del troquel es el punzón (la parte
más pequeña) y la mitad inferior es la matriz (la parte más grande). Cuando las dos
mitades del troquel se juntan, el punzón entra en la matriz.
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Extrusión
Es un procedimiento de conformación por deformación plástica, que consiste en
moldear un metal, en caliente o frío, por compresión en una cámara de presión
obturada en un extremo con una matriz o hilera que presenta un orificio con las
dimensiones aproximadas del producto que se desea obtener y por el otro extremo un
disco macizo, llamado disco de presión.
Algunos ejemplos de metales extruidos son: Varillas, tubos, cartuchos de bronce, y
cables forrados con plomo.
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La mayoría de las prensas usadas en el extruido convencional de metales son de
tipo horizontal y operado hidráulicamente. Las velocidades de operación dependen
sobre todo de la temperatura y material. Algunos metales como el plomo, estaño y
aluminio pueden extruirse en frío, mientras que otros requieren la aplicación de calor
para hacerlos plásticos o semisólidos antes de la extrusión.
Extrusión directa
El émbolo está sobre el lingote en el lado opuesto al dado y el metal es empujado
hacia el dado por el movimiento del émbolo.
Extrusión indirecta
El dado y el émbolo están del mismo lado del lingote y el dado es forzado dentro del
lingote, por el movimiento del émbolo.
Ventajas
Las ventajas de la extrusión incluyen la facilidad de producir una variedad de formas
de alta resistencia, buena exactitud y terminado de superficie a altas velocidades de
producción, y relativamente con un bajo costo de los dados.
Trefilado
Es un proceso de deformación en frío que permite reducir el diámetro, sin
generación de virutas, de la mayoría de los materiales metálicos de forma alargada y
sección simétrica cuya fabricación se haya originado en procesos de laminación. En
efecto, aplicando importantes fuerzas mecánicas de tracción a un material metálico de
sección circular (o cuadrada, hexagonal, etc.) éste es obligado a atravesar una matriz
llamada Hilera, perforada interiormente y con entrada de forma cónica. Al interior de
dicha Hilera, se produce una reducción de área entre la sección de material que entra
y el que sale de aquélla, mejorando la resistencia a la tracción entre 20 y 40% en los
aceros de bajo contenido de carbono, porcentaje que depende de la magnitud de
dicha reducción de área.
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Proceso de trefilado:
Primero, el diámetro del frente del alambre para estirar esta reducido en la maquina
SACA-PUNTAS. Este lado de alambre con diámetro reducido esta insertado en la
matriz de la primera maquina trefiladora y esta fijado en el tambor por el aparato para
tirar alambre para empezar el estirado. Cuando la maquina esta encendida el tambor
gira y el alambre esta enrollada en el tambor. Este alambre pasa por la matriz que
reduce el diámetro del alambre antes de enrollarlo en el tambor. El alambre trefilado
esta pasado por el aparato para estirar en continuo (lazo y polea) en la parte arriba de
la maquina y insertado en la matriz de la siguiente maquina para estirarlo a un
diámetro menor. Así, el alambre esta trefilado en continuo para llegar hasta el
diámetro requerido. Cuando el tambor de la última maquina esta lleno con el alambre,
la maquina se apaga para sacar el alambre trefilado.
Cuando un rollo de alambrón para trefilar esta para terminar, hay que soldar un otro
rollo de alambrón al final del primero rollo con la maquina soldadora para poder seguir
con el proceso de trefilacion. En caso de que el alambre se corta por accidente, los
extremos cortados también pueden ser soldados con la soldadora para seguir con el
proceso de traficación.
Maquina trefiladora
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Conclusiones
Los metales, los plásticos y los materiales de cerámicas se transforman en artículos
útiles y productos de consumo por muchos diferentes medios. Los metales se vacían
de maneras diferentes en moldes para producir formas intrincadas pequeñas o partes
para máquinas en producción en serie. Los metales también se laminan entre rodillos,
se conforman en piezas y se martillan en matrices o se fuerzan a través de dados por
extrusión para hacer formas especiales. Aunque la forja fue en un tiempo una
operación para metales en caliente, en la actualidad se practica el forjado en frío aún
con el acero.
A temperaturas intermedias se puede producir un material metalúrgicamente
superior para algunos fines.
Si el esfuerzo de compresión se transmite al metal por medio del disco de presión o
de la matriz, al proceso de extrusión se le denomina extrusión directa o extrusión
inversa.
El primer elemento de la línea tiene que cumplir con tres requisitos básicos: 1)
continuamente reunir la materia prima en estado sólido y fundido; 2) continuamente
fundir la materia prima y 3) homogeneizar la materia prima térmica y físicamente.
La extrusora en general consiste en uno o dos tornillos que rotan dentro de un barril
caliente.
Un tornillo constituye el diseño típico para la mayoría de las aplicaciones mientras
que dos tornillos son usados para compuestos y materia prima en polvo. El diseño del
tornillo sigue los requisitos claves del proceso tales como la tasa de rendimiento, la
calidad de la fundición y las materias primas usadas.
Bibliografía
www.uchile.cl (Universidad de chile)
www.uv.es (universidad de valencia)
https://www.u-cursos.cl/fau/2009/0/DIT-204/1/material_alumnos/objeto/9014
https://www.ucursos.cl/ingenieria/2/cursos_departamento/?
departamento=22&ano=2008&semestre=1