Conceptos básicos sobre Embuticiones...Una inadecuada dimensión de los radios hará que: La...
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Conceptos básicos sobreEmbuticiones
Inst. Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey
Mayo - 2008
Inst. Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey
Mayo - 2008
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Comportamiento del Material
Compresión
Compresióny Tracción
Tracción
Máxima Tracción
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Zona de Compresión Radial
Zona con ligera compresióndel Material
Comportamientodel Material similar
al de un doblado
Comportamiento del Material
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Comportamiento del Material
Como resultado de la tensión-compresión a que se ve sometido el Material durante la embutición, éste, tiene tendencia a formararrugas en todo el perímetro exterior de la pieza.
Las dificultades mas frecuentes que se presentan son: adelgazamiento del material, arrugas, grietas, roturas, rayaduras, deficiente embutición, …...
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Reducción de la Embutición
Punzón
Pisador
Pieza
Matriz
En proceso de Reducción
Inicio de la Reducción
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Útiles de Embutición
Punzón
PisadorPieza
Matriz
Embutición en Proceso
Inicio de la Embutición
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Variables de influencia en las Embuticiones
Material
◊ Tipo de Material.◊ Espesor.◊ Geometría de pieza.◊ Fuerza del Pisador.◊ Velocidad de Embutición.◊ Lubricación.◊ Radios del Utillaje.◊ Temperatura del Material.◊ …..
Espesor
Geometría
FuerzaPisador
VelocidadEmbutición
Lubricación
RadiosUtillaje
Temperatura
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Tipo de material y espesor
◊ Es de vital importancia que las propiedades y el espesor del material no cambien a lo largo de las distintas fabricaciones.
◊ Las variaciones de dureza o de espesor, hace que aumenten las dificultades de transformación y que en algunos casos resulte imposible de conseguirlas.
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◊ En general, las embuticiones de forma cilíndrica son siempremas fáciles de obtener que las cuadradas o rectangulares.
◊ De la misma forma, las embuticiones irregulares y de alturas desiguales acostumbran a ser mas difíciles que las cuadradas.
Geometría de pieza y Fuerza del Pisador
◊ La fuerza del pisador se considera fundamental para lograr la embutición. Su aplicación viene determinada por la superficie y el espesor del material y por sus características.
Punzón
MatrizMatriz
Pieza
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Velocidad y Lubricación
◊ Cada material tiene una velocidad óptima de embutición. Las velocidades lentas reducen los riesgos de rotura mientras que las altas lo aumentan.
◊ En la mayoría de casos, las prensas hidráulicas son las mas aconsejables para embutir. Su versatilidad de funcionamiento las hace mas ventajosa que las mecánicas.
◊ La lubricación resulta fundamental en las embuticiones. El tipo y lacantidad de lubricante dependeráde la severidad de la operación,del tipo de material y de las condiciones de transformación.
Lubricante
Lubricante
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Radios del UtillajeUna inadecuadaUna inadecuada dimensión de los radios hará que:
◊ La embutibilidad de la pieza se vea reducida.◊ Provoque alargamientos o roturas en el material.◊ Origine pliegues o arrugas en la pieza.
Una adecuadaUna adecuada dimensión de los radios servirá para:
◊ Facilitar el deslizamiento de la chapa.◊ Disminuir la resistencia al rozamiento.◊ Agrupar las moléculas del material durante su embutición.
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Temperatura del Material
Temperatura 5º
Temperatura 30º
◊ La deformación de la chapa se ve claramente mejorada con elaumento de la temperatura.
◊ En estas condiciones, se desarrolla un gradiente térmico en el material que afecta beneficiosamente a su embutibilidad.
◊ Este hecho es muy relevante y debe tenerse en cuenta en la fabricación.
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Proceso de embutición
6º
5º
4º
3º
2º
1º
Desarrollo
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Ejemplo
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Proceso de Transformación
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Nombre: “Soporte Izq. y Der”.Producción: 200.000 u./año.Material: Ap04.Espesor: 1 mm.
Proceso de Transformación
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cc
bb
aaa) Piezas + Desarrollos.b) Piezas+Desarr. + Formatoc) Formato de Chapa
a) Piezas + Desarrollos.b) Piezas+Desarr. + Formatoc) Formato de Chapa
Estudio de la Pieza
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aa
bb
cc
a) Zonas de seguridad.b) Material estampado.c) Variación de Espesores
a) Zonas de seguridad.b) Material estampado.c) Variación de Espesores
Simulación Embutición
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F30: CortanteF30: CortanteF20: EmbutidorF20: EmbutidorF10: Corte FormatoF10: Corte Formato
F50: ConformadorF50: ConformadorF40: Cortante con carros later.F40: Cortante con carros later. F60: Punzonar y SepararF60: Punzonar y Separar
Definición “Método Plan”
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Radios “r” de Punzón-Matriz
Radios “r”
Un Radio “r” adecuado:
Facilita el deslizamiento de la chapa durante su embutición.Disminuye la resistencia al rozamiento.Ayuda a agrupar las moléculas de material durante la embutición.Mejora el deslizamiento y mínimo alargamiento del material.
Un Radio “r” inadecuado:
Provoca roturas y/o alargamientos en las piezas.Provoca arrugas y/o falta de embutibilidad.Provoca estricciones en el material.
Valor “r” según esp. de chapa “e”:
<1 mm………………“r”= 6 - 8 * e>1 a 3 mm………… “r”= 4 - 6 * e>3 mm. …………… “r” = 2 - 4 * e
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“Frenos”
Son “anillos o aros” perimetrales que se construyen en los Troqueles conla finalidad de “frenar” o retener el avance del material hacia el interior de la Matriz.En las zonas donde el que el material tiene tendencia a avanzar rápidamenteconviene colocar “frenos” en el perímetro exterior de la matriz para retenerlo ligeramente e impedir que se formen arrugas.
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“Frenos”
Máxima restricción Mínima restricción
Ejemplo Frenos
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Laminaciones
RayadurasMaterial
estirado
Roturas
Grietas
Arrugas
Defectos
Defectos en Embuticiones
DefectosDefectos
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Defectos en Procesos de EMBUTICIÓN
Defectos en Procesos de EMBUTICIÓN
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Causas Causas
Compresión del material
Radios excesivos en matriz
Arrugas
Insuficiente fuerza del pisador
Excesiva velocidad de embut.
“Frenos” mal diseñados
Excesiva holgura
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Arrugas
DEFICIENTE FUERZA DE PISADO = ARRUGAS EN LAS PIEZAS
b) Excesiva fuerza=ROTURAS
PisadorChapaMatriz
Pieza Embutida
Punzón
Causas Causas
a) Poca fuerza=ARRUGASPoca fuerza de pisado
Excesiva fuerza de pisado
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Arrugas
Causas Causas
Compresión del material
Insuficiente fuerza deL pisador
“Frenos” mal diseñados
Formato insuficiente
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Arrugas
ArrugasLaterales
Grietas
Grietas por radio muy pequeño
Causas Causas
Deficiente pisado
Mala lubricación
Exceso velocidad
Radios inadecuados
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Arrugas
Causas Causas
Deficiente pisado
Geometría de pieza
Exceso velocidad
Deficiente línea pisado
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Arrugas
Causas Causas
Ausencia de frenos
Formato pequeño
Exceso de velocidad
Deficiente pisado
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SolucionesSoluciones
Aumentar fuerza del pisador
Reducir tamaño del recorte
Arrugas
Reducir radios de la matriz
Poner “frenos” en matriz
Aumentar fuerza cojín
Mejorar lubricación
Mejorar acabados…….
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Causas Causas
Radios de matriz pequeños
Bajo límite elástico del material
Poca holgura de embutición
Roturas
Excesiva velocidad de embutición
Diseño de pieza poco adecuado
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SolucionesSoluciones
Aumentar radios de embutición
Mejorar diseño de pieza
Mejorar calidad del material
Aumentar holgura de embutición
Roturas
Reducir velocidad de embutición
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Causas Causas
Descentramiento punzón-matriz
Inclinación punzónHuelgo mal repartido
Excesiva fuerza de pisado
Roturas
Excesiva velocidad
Radios insuficientes
Medidas incorrectas
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Roturas
Causas Causas
Descentramiento p/matriz
Inclinación punzónHuelgo mal repartido
Excesiva fuerza de pisado
Excesiva velocidad
Radios insuficientes
Medidas incorrectas
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Roturas
Causas Causas
Descentramiento p/matriz
Inclinación punzónHuelgo mal repartido
Excesiva fuerza de pisado
Excesiva velocidad
Radios insuficientes
Medidas incorrectas
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Roturas
Causas Causas
Radios punzón-matriz inadecuadosFormación de arrugas
Deficiente fuerza del pisador
Deficientes acabados superficiales
Poca holgura punzón-matriz
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Causas Causas
Radios de matriz pequeños
Material de mucho espesor
Marcas
Excesiva velocidad de embutición
Excesivo juego de embutición
Reducción de embutición excesiva
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SolucionesSoluciones
Aumentar radios de matriz
Reducir espesor del material
Marcas
Reducir velocidad de embutición
Controlar juego de embutición
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Causas Causas
Partículas sueltas
Suciedad en utillaje
Marcas superficiales
Desprendimientos de part.
Deficiente limpiezaMaterial con suciedad
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SolucionesSoluciones
Mejorar limpieza
Marcas superficiales
Pulir los útiles
Eliminar residuos
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Causas Causas
Insuficiente pulido de la matriz
Desprendimiento de partículas
Rayaduras
Soldadura en frío en superficie
Desgaste abrasivo
Poca lubricación
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SolucionesSoluciones
Pulir más la matriz o punzón
Mejorar la lubricación
Rayaduras
Eliminar partículas desprendibles
Controlar la laminación del material
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Causas Causas
Fuerza insuficiente del cojín
Adelgazamiento del material
Formas poco definidas
Poca fuerza de la prensa
Falta de picada de la matriz
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SolucionesSoluciones
Aumentar fuerza del cojín
Cambiar a prensa con mas fuerza
Formas poco definidas
Regular picada Montar testigos de picada
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Herram. de simulación
Análisis y predicción
Diseño optimizado
AnAnáálisis predictivolisis predictivo(AMFE)(AMFE)
Puesta en marchaasistida
Puesta en marchaasistida
Monitorizacióndel proceso
Monitorizacióndel proceso
Herramientas de ayudaHerramientas de ayuda
Prevención de defectos
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Análisis predictivoy simulaciones
Análisis predictivoy simulaciones
Puesta en marchaPuesta en marchaasistidaasistida
Monitorizacióndel proceso
Monitorizacióndel proceso
Sistematizar el proceso
Preparación eficiente
Mantenimiento adecuado
Herramientas de ayudaHerramientas de ayuda
Prevención de defectos
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Herramientas de ayudaHerramientas de ayuda
Análisis predictivo:simulaciones
Análisis predictivo:simulaciones
Puesta en marcha asistida
Puesta en marcha asistida
MonitorizaciMonitorizacióónndel procesodel proceso
Control del proceso
Control de la produc.
Control de la calidad
Prevención de defectos
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Resumen final
En general, la mayoría de defectospueden y deben minimizarse con:
•Un buen Diseño de los útiles.•Una adecuada Construcción.•y un buen Mantenimiento.
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