EL TROQUELADO O
ESTAMPADO
Se define como troquelado o estampado al conjunto de
operaciones con las cuales sin producir viruta, sometemos una
lámina plana a ciertas transformaciones a fin de obtener una
pieza de forma geométrica propia
Este trabajo se realiza con troqueles en máquinas llamadas
prensas (generalmente de movimiento rectilíneo alternativo)
Las operaciones se subdividen en:
a) Corte o Punzonado (se realiza generalmente en frío)
b) Doblado y/o Curvado (se realiza generalmente en frío)
c) Embutido (puede realizarse en frío o en caliente)
El proceso es de alta producción y los materiales más usados son
láminas de acero y aleaciones ligeras
MANUFACTURA I - TROQUELADO
246
EL TROQUELADO O
ESTAMPADO
.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
247
EL TROQUELADO O
ESTAMPADO
MANUFACTURA I - TROQUELADO
248
EL TROQUELADO
Para definir un ciclo de troquelado, es necesario:
1. Definir la forma de la pieza, que impone cierto número de
operaciones, de acuerdo con su complejidad
2. Determinar las dimensiones
3. Conocer el material del que se hará la pieza, su plasticidad y
elasticidad
4. La posibilidad de extraer fácilmente la pieza de la matriz.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
249
CORTE O PUNZONADO
El punzonado es la operación de troquelado en la cual con herramientas
aptas para el corte se separa una parte metálica de otra.
La lámina, para que pueda ser cortada con punzón de acero templado,
debe tener un espesor menor o igual al diámetro del punzón.
Nota: En esta operación el operario no requiere ser calificado.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
250
CORTE O PUNZONADO
PARTES DE UN TROQUEL SENCILLO DE PUNZONAR
A) Punzón - que con su sección define el
contorno a cortar
B) Matríz
C) Guía - para la carrera del punzón
D) Guía - para la cinta de lámina a
trabajar.
NOTA: El filo de corte lo constituye el
perímetro exterior del punzón y el
perímetro interior de la matriz
MANUFACTURA I - TROQUELADO
251
CORTE O PUNZONADO
DISPOSICIÓN CORRECTA E INCORRECTA
.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
252
CORTE O PUNZONADO
DISPOSICIÓN CORRECTA
.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
253
CORTE O PUNZONADO
DISPOSICIÓN CORRECTA
.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
254
CORTE O PUNZONADO
DISPOSICIÓN CORRECTA
.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
255
CORTE O PUNZONADO
DISPOSICIÓN CORRECTA
.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
256
SOFTWARE PARA
DISPOSICIÓN AUTOMÁTICA
.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
257
CORTE O PUNZONADO
Valores mínimos del material que debe quedar alrededor
del recorte en láminas de acero (mm)
No. Calibre
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
Valor
mínimo (mm)
1.2
1.1
1
1
1.2
1.3
1.6
1.8
2.3
2.8
MANUFACTURA I - TROQUELADO
258
ESPECIFICACIÓN DE CALIBRES DE
LÁMINAS
No.
No.
Calibre
Calibre
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Espesor
de lámina
Espesor
lámina
Espesor
de de
lámina
en Pula
en pulg.
en Pula
0.2391
0.2242
0.2092
0.1943
0.1793
0.1644
0.1495
0.1345
0.1196
0.1046
0.0897
0.0747
0.0673
0.0598
0.0538
0.0478
0.0418
MANUFACTURA I - TROQUELADO
Espesorde
de lámina
Espesor
Espesor delámina
lámina
en
mm.
enenmm.
mm.
6.07
5.69
5.29
4.93
4.55
4.17
3.79
3.41
3.03
Espesor2.65
de lámina
2.27
en Pula
1.89
1.71
1.51
1.36
1.21
1.06
259
ESPECIFICACIÓN DE CALIBRES DE
LÁMINAS
No.
Calibre
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
Espesor de lámina
en pulg.
0.0359
0.0329
0.0299
0.0269
0.0239
0.0209
0.0179
0.0164
0.0149
0.0135
0.0120
0.0105
0.0097
0.0090
0.0082
0.0075
0.0067
0.0064
0.0060
MANUFACTURA I - TROQUELADO
Espesor de lámina
en mm.
0.91
0.83
0.76
0.68
0.60
0.53
0.45
0.41
0.37
0.34
0.30
0.26
0.24
0.22
0.20
0.19
0.17
0.16
0.15
260
CORTE O PUNZONADO
NORMAS PARA EL TRAZADO
En el trazado con el empleo de plantillas es conveniente
operar de modo que se desprecie la menor cantidad
posible de material.
A) Ejemplo de trazado con derroche excesivo de
material
B) Ejemplo de trazado con menor derroche de material
Es indispensable que el sentido de las fibras en el
material trazado sea el correcto, para favorecer la
elaboración del mismo sin disminuir la resistencia.
Por lo general, las láminas tienen forma rectangular.
Las fibras van dispuestas según la dimensión mayor
y, así, es fácil establecer su sentido.
A) Trazado de piezas 1 y 2, las cuales deben trabajarse
según el sentido de las fibras.
B y C) Disposición de las fibras de acuerdo con el
sentido correcto para el trabajo.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
261
CORTE O PUNZONADO
NORMAS PARA EL TRAZADO
El trazado con plantillas debe ser efectuado de
modo que se reproduzca el dibujo de las
diversas piezas segun una disposición que
consienta una rápida operación de corte.
A) Ejemplo de trazado que favorece la
operación de corte del material
B) Ejemplo de trazado que hace dificultoso el
corte de las piezas.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
262
CORTE O PUNZONADO
JUEGO ENTRE PUNZÓN Y MATRIZ
Según Rossi, la holgura debe estar entre 5 y 13% del espesor de la placa;
en Inglaterra es normal usar los siguientes valores:
MATERIALES DE
LA LÁMINA
HOLGURA ENTRE PUNZÓN
Y MATRIZ
Latón
Hierro Dulce
Acero Dúctil
MANUFACTURA I - TROQUELADO
0.05 e
0.07 e
0.10 e
263
CORTE O PUNZONADO
JUEGO ENTRE PUNZÓN Y MATRIZ
Para conseguir perfiles exactos y limpios, habrá que observar,
además, las dos reglas siguientes:
1.- Para el corte de perfiles exteriores, la medida de la matriz ,
será la medida de la pieza (Ejemplo: D)
2.- Para el corte de perfiles interiores, la medida del punzón, será
la medida del agujero (Ejemplo: d)
Piezas con cortes exteriores e interiores
MANUFACTURA I - TROQUELADO
264
CORTE O PUNZONADO
ÁNGULO DE ESCAPE
Ángulos de escape en la matríz
El ángulo de escape depende fundamentalmente del material, espesor a cortar y del número de cortes.
1. El ángulo que comienza en la arista de corte se usa para metales blandos, como son: plomo,cobre, aluminio,
latón y bronce. Este tipo de ángulo no es recomendable debido a la imposibilidad de afilar la matriz
2. El ángulo que comienza despues de una parte recta igual a 2 o 3 veces el espesor de la placa que se quiere
cortar, se utiliza para metales duros como el hierro y el acero; los perfiles obtenidos con este ángulo son
exactos.
3. A partir de la arista de corte de la matriz y hasta una profundidad de 2 o 3 veces el espesor del material a
cortar existe una ligera conicidad, desde lo profundo la conicidad aumenta. Este ángulo es aplicable
para corte de metales muy duros, cuyas piezas no requieren contornos precisos.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
265
CORTE O PUNZONADO
FUERZA NECESARIA PARA EL CORTE
p
s
Q
- Perímetro de la figura ( mm )
- Espesor de la lámina ( mm )
- Fuerza de corte ( N )
σR
σT
- Esfuerzo de rotura del material por tensión (N / mm2 )
- Esfuerzo de rotura del material por corte (N / mm2 )
Luego:
Q = p x s x σT
Considerando el rozamiento
Q’ = 1.2 Q
MANUFACTURA I - TROQUELADO
266
CORTE O PUNZONADO
FUERZA NECESARIA PARA EL CORTE
EJEMPLO:
Para cortar un agujero de 80 mm de diámetro en una lámina de
acero de 0.6 % de Carbono en estado recocido y de 3 mm de espesor,
Calcular la fuerza cortante necesaria.
SOLUCIÓN:
Para este material de tablas σT = 548.8 N / mm2
Y P = π d = π x 80 = 251.2 mm
Luego:
y
Q = 251.2 x 3 x 548.8 = 413,575.68 N
Q’ = 1.2Q = 496,281.8 N , aprox. 51 ton.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
267
RESISTENCIA A LA TENSIÓN Y AL
CORTE DE LOS MATERIALES
LAMINADOS MÁS COMUNES
por tensión (N/mm2)
MANUFACTURA I - TROQUELADO
268
PROBLEMA DE LA
ALINEACIÓN DE LA PRENSA
MANUFACTURA I - TROQUELADO
269
CÁLCULO DE LA FUERZA Y DE
SU LUGAR DE APLICACIÓN
Calcular la fuerza y el lugar de aplicación para el troquelado de la pieza
mostrada.
Dirección de alimentación de la lámina
Material: Acero laminado 0.3%C
σT = 343 N/mm2 e = 2mm
MANUFACTURA I - TROQUELADO
270
DEFINICIÓN DEL CENTROIDE
DE LÍNEAS
El centroide es un punto que define el centro geométrico de un objeto
x=
L
L
x dL
dL
y=
L
L
y dL
dL
z=
L
L
z dL
dL
Notar que en todos los casos anteriores la localización C no necesariamente estará dentro del
objeto; sino que puede situarse en el espacio del exterior del objeto. También, los centroides de
algunas formas pueden especificarse parcial o completamente usando condiciones de simetría.
En los casos en que la forma tiene un eje de simetría, el centroide de la forma estará a lo largo del
eje. Por ejemplo, el centroide C para la línea mostrada en la figura derecha debe estar sobre el
eje y, ya que para cada elemento diferencial de longitud dL a distancia +x a la derecha del eje y,
hay un elemento idéntico a distancia - x a la izquierda. El momento total para los elementos en
torno al eje de simetría, por tanto, se cancelará; esto es, xdL = 0, demanera que x = 0. En los
casos en que una figura tiene 2 o 3 ejes de simetría, se deduce que el centroide estará en la
intersección de los tres ejeS.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
271
CENTROIDES COMUNES
MANUFACTURA I - TROQUELADO
272
EJERCICIOS DE PUNZONADO
1. Para la pieza ilustrada calcula:
a) El valor de a
b) El valor de b
c) Ancho de lámina a utilizar
2. Para la pieza mostrada calcula:
a) La cantidad de piezas que pueden troquelarse en una
lámina de 8 pies de longitud
b) El % total de desperdicio de lámina
MANUFACTURA I - TROQUELADO
273
EJERCICIOS DE PUNZONADO
3. Para las piezas mostradas en la siguiente página y que
se producirán en gran serie (el material llegará en
bobinas) se pide:
a) Diseñar la disposición de la pieza para ser punzonada
de tal forma que se minimice el desperdicio.
b) Calcular el % de desperdicio de material
c) Calcular la fuerza de punzonado
d) Calcular el lugar de aplicación de la fuerza (definir
cuáles son los ejes x,y de referencia a utilizar)
Nota: Se producirá una pieza por cada golpe de la prensa.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
274
EJERCICIOS DE PUNZONADO
MANUFACTURA I - TROQUELADO
275
EJERCICIOS DE PUNZONADO
MANUFACTURA I - TROQUELADO
276
OPERACIONES DE CORTE
CARACTERÍSTICAS
MANUFACTURA I - TROQUELADO
277
DOBLADO Y/O CURVADO
CARACTERÍSTICAS
El doblado es la operación mas sencilla después de la del corte o
punzonado. Es necesario tener en cuenta:
1. El radio de curvatura: Se recomienda que el radio de curvatura interior
sea mayor o igual que el espesor de la lámina con el fin de no estirar
excesivamente la fibra exterior causando su ruptura.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
278
DOBLADO Y/O CURVADO
CARACTERÍSTICAS
2. Elasticidad del material: la pieza tiende a recuperar su forma natural.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
279
DOBLADO Y CURVADO
COMBATE DEL RETORNO ELÁSTICO
a) y b) sobredoblado
c)
deformación plástica en el doblez (láminas gruesas)
d)
compresión del doblez
e)
doblez con estirado
f)
doblez a alta temperatura (disminuye el punto de cedencia)
MANUFACTURA I - TROQUELADO
280
DOBLADO Y/O CURVADO
DIVERSAS GEOMETRÍAS
MANUFACTURA I - TROQUELADO
281
DOBLADO Y/O CURVADO
TROQUEL CON MATRIZ
DE ACERO
TROQUEL CON MATRIZ
DE URETANO
MANUFACTURA I - TROQUELADO
282
DOBLADO Y/O CURVADO
VARIOS TIPOS DE TROQUELES DE DOBLAR
MANUFACTURA I - TROQUELADO
283
DOBLADO Y/O CURVADO
TROQUEL PARA PUNZONAR, CORTAR Y DOBLAR
.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
284
DOBLADO Y/O CURVADO
TROQUEL PARA PUNZONAR, CORTAR Y DOBLAR
MANUFACTURA I - TROQUELADO
285
DOBLADO Y/O CURVADO
CÁLCULO DEL DESARROLLO EN EL PLANO
El desarrollo en el plano de una lámina doblada se
calcula según el plano neutro de la misma
lámina (el plano neutro no sufre variación de
longitud en la operación de doblado.)
En el caso de doblado, no siempre el plano neutro
se halla en la mitad del espesor, sino que
puede resultar desplazado hacia el centro de la
curvatura en relación con el espesor de la
lámina.
Experimentalmente se ha observado que la
distancia “y” del plano neutro a la superficie
interior de la curva viene a ser igual a la mitad
del espesor S de la lámina cuando ésta no
supera 1mm:
Para s < 1mm, y = 1/2 s
Para espesores mayores habrá que calcular “y” de
la tabla de la siguiente página.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
286
DOBLADO Y/O CURVADO
EJEMPLO DE CÁLCULO PARA UN DOBLADO A 90°
Conociendo la longitud que han de tener las alas A
y B, y el radio de curvatura r; la longitud total L
desarrollada (que es la que hay que cortar en
la lámina) vendrá dada por:
L = A + B + (2π ( r + y)) / 4
En caso de que el ángulo de doblado fuese distinto
de 90°, la fórmula sería
L = A + B + (2π ( r + y)) ((180 - α ) / 360), siendo α
el ángulo de doblado.
El valor de “y” puede tomarse de la tabla siguiente:
r/s
10
5
2
1.5
1
0.5
0.2
y
0.489
0.476
0.455
0.437
0.420
0.3775
0.3000
MANUFACTURA I - TROQUELADO
En esta tabla el
valor de la columna
Y es el coeficiente
por el que hay que
multiplicar s para
obtener “y”
287
DOBLADO Y/O CURVADO
MÉTODO ALTERNO PARA EL CÁLCULO DEL DESARROLLO DE UNA PIEZA
DOBLADA A 90°
L = (A + r + s) + (B + r + s) - 2(r+s) + (π/2)(r+y)
L = A1 + B1 - [ 2(r + s) - (π/2)(r+y) ]
y llamando K = 2(r + s) - (π/2)(r+y)
Para un doblez a 90°:
L = A1 + B1 - K
Para dos dobleces a 90°:
L = A1 + B1 + C1 - 2K
Para tres dobleces a 90°
L = A1 + B1 + C1 + D1 - 3K
El valor de K se obtiene de la tabla de la
siguiente página.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
288
DOBLADO Y/O CURVADO
.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
289
DOBLADO Y/O CURVADO
Ejemplo: Calcular el desarrollo de la figura.
1er. Método
Para r/s = 3/2 = 1.5
y = 0.437 s
y = 0.874 mm
Luego:
L = 25 + 30 + (π/2 ( 3 + 0.874)) = 61.08mm
2do. Método
Para s = 2
y
r = 1.5s K = 3.92
Luego:
L = 30 + 35 - 3.92 = 61.08 mm
MANUFACTURA I - TROQUELADO
290
SOFTWARE PARA
DESARROLLO AUTOMÁTICO
Dos dimensiones
Tres dimensiones
MANUFACTURA I - TROQUELADO
291
EJERCICIOS DE DOBLADO
1. Para las piezas mostradas calcula la longitud de la
lámina desarrollada
a)
b)
c)
d)
MANUFACTURA I - TROQUELADO
292
EJERCICIOS DE DOBLADO
2. Para las piezas mostradas calcula y dibuja la
geometría de su desarrollo (plano)
MANUFACTURA I - TROQUELADO
293
DOBLADO Y/O CURVADO
VARIANTES
CURVADO
ARROLLADO
MANUFACTURA I - TROQUELADO
294
DOBLADO Y/O CURVADO
VARIANTES
BORDONADO
MANUFACTURA I - TROQUELADO
295
DOBLADO Y/O CURVADO
VARIANTES
ENGRAPADO
MANUFACTURA I - TROQUELADO
296
DOBLADO Y/O CURVADO
VARIANTES
PERFILADO
MANUFACTURA I - TROQUELADO
297
DOBLADO Y/O CURVADO
DOBLADO DE TUBOS
FABRICACIÓN CONTÍNUA
DE TUBOS CON COSTURA
Y DIVERSOS PERFILES
MANUFACTURA I - TROQUELADO
298
CÁLCULO DE LA FUERZA
NECESARIA PARA EL DOBLADO
P- Fza. necesaria para doblado (N)
b- ancho de la pieza (mm)
L - distancia entre apoyos (mm)
s - espesor de la lámina (mm)
M f Momento
−
flector (N - mm)
Sabemos que: M f = P / 2 ∗ l / 2 = Pl / 4
σd- Esfuerzo de flexión necesario
Ademas: σd = ( M f ∗ z ) / I
para la deformación permanente
Entonces:M f = (σd ∗ I / z
(N/mm2 )
Igualando: ( P ∗ l ) / 4 = (σd ∗ I ) / z
I - Momento de inercia de la sección
2
Para una secc. rect: (I/z)=(bs /6)
respecto al eje neutro (mm4 ).
Luego: P = (2 σd b s2 ) / 3 L
z - Distancia máxima de la fibra
exterior al plano neutro (mm)
Según Schuler y Cincinnati; σd = 2 σR
MANUFACTURA I - TROQUELADO
299
EMBUTIDO
Consiste en transformar una lámina de metal en un
cuerpo hueco tridimensional en una o mas pasadas.
El material a embutir debe
ser dulce y recocido.
En la operacion de embutir no se debe
modificar el espesor de la lámina, aunque
en la práctica esto no sea totalmente cierto.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
300
EMBUTIDO
El troquel se debe lubricar para dar mayor fluidez al
material y proteger las partes contra el rozamiento.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
301
EMBUTIDO
TROQUEL DE DOBLE ACCIÓN
.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
302
EMBUTIDO
ESQUEMA DE UN TROQUEL SENCILLO DE EMBUTIR
.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
303
EMBUTIDO
DESARROLLO DE UNA CAJA CON BASE RECTANGULAR
.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
304
EMBUTIDO
DESARROLLO DE LAS PIEZAS EMBUTIDAS
Las fórmulas dan el diámetro D del disco desarrollado
MANUFACTURA I - TROQUELADO
305
EMBUTIDO
DESARROLLO DE LAS PIEZAS EMBUTIDAS
Las fórmulas dan el diámetro D del disco desarrollado
MANUFACTURA I - TROQUELADO
306
EMBUTIDO
DESARROLLO DE LAS PIEZAS EMBUTIDAS
Las fórmulas dan el diámetro D del disco desarrollado
MANUFACTURA I - TROQUELADO
307
TEOREMA DE PAPPUSGULDINUS
Área de una superficie de revolución
El área de una superficie de revolución es igual al producto de
la longitud de la curva generatriz por la distancia recorrida por el
centroide de la curva al generar el área de la superficie.
A=θrL
donde:
A = área de la superficie de revolución
θ = ángulo de revolución, en radianes, θ <= 2π
r = distancia entre el centroide de la curva
generatriz y el eje de revolución
L = longitud de la curva generatriz
MANUFACTURA I - TROQUELADO
308
EMBUTIDO
FUERZA NECESARIA PARA EL EMBUTIDO
En el interior del cuerpo
σ1 > σ2 > σ3
σ2
σ1
σ3
- En el embutido σ3 = 0 pues no existe fuerza que modifique el espesor
- Se denomina resistencia a la deformación:
σ1 - σ2 = R d
que no es un valor único
ni determinado para cada material.
b0
- Al existir una deformación a espesor
b1
constante, el volumen también
permanece constante.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
a0
a1
309
EMBUTIDO
FUERZA NECESARIA PARA EL EMBUTIDO
ao ,bo se deforma hasta a,b a espesor constante
Vc = ao bo = a1 b1
por lo tanto:
( a1 b1 ) / (ao bo ) = 1
Recordando que
∴
Ln (a1 /ao ) + Ln (b1 /bo ) = 0
dx / x = Ln x
a1
Luego
da /a = Ln (a1 / a0) y
a0
a1
Entonces
da /a
+
a0
b1
db /b = Ln (b1 / b0)
b0
b1
db /b = 0
b0
MANUFACTURA I - TROQUELADO
310
EMBUTIDO
FUERZA NECESARIA PARA EL EMBUTIDO
y si Φ es la deformación experimentada por la lámina
a1
Φ = Ln (a1 /ao ) =
da /a = “alargamiento “
a0
Φ = Ln (b1 /bo ) =
de tal manera que
b1
db /b
b0
= “estricción “
Φa + Φb = 0
MANUFACTURA I - TROQUELADO
311
EMBUTIDO
FUERZA NECESARIA PARA EL EMBUTIDO
Fuerza Radial:
( x + dx) dα (σr + d σr ) - x dα σr
Fuerza tangencial proyectada en la dirección Radial:
2 dx sen(dα /2) σt
En equilibrio:
( x + dx) dα (σr + d σr ) - x dα σr = 2 dx sen(dα /2) σt
Operando y simplificando diferenciales de orden superior:
x dσr + σr dx = σt dx
x dσr = σt dx - σr dx
dσr = (σt - σr ) (dx / x)
α
σ
σ
σ + σ
σ
Además sabemos que σr - σt = Rd (Resistencia a la
deformación)
dσr = -Rd (dx / x)
MANUFACTURA I - TROQUELADO
312
EMBUTIDO
FUERZA NECESARIA PARA EL EMBUTIDO
Ahora para conocer el esfuerzo radial integramos desde el
borde de la lámina hasta el borde de la matrIz
r
dσr
R
r
-Rd (dx / x)
R
=
r
σr = -Rd ( Ln x )] = Rd [ Ln (R / r)]
R
En la práctica Rd es variable con el radio y se tomará para
los cálculos un Rdm
El área sometida al esfuerzo en el borde de la matriz es
2π r s. Luego la fuerza de deformación será
P= 2π r s σr
P= 2π
π r s Rdm Ln( R/r )
MANUFACTURA I - TROQUELADO
313
EMBUTIDO
GRÁFICAS
MANUFACTURA I - TROQUELADO
314
EMBUTIDO
CONSIDERACIONES
1.- Rd se incrementa con el aumento de la deformación. Luego Rd es mínimo en Ro y
máximo en r
2.- P es variable en toda la carrera del punzón según una ley logarítmica. Dicha fuerza
es máxima en la posición inicial de la carrera del punzón y disminuye
gradualmente. Por el contrario, el rozamiento que al principio era mínimo, alcanza
su valor máximo al final de la operación.
3.- En la práctica la fuerza teórica P calculada deberá dividirse entre un factor de
rendimiento < 1 debido al rozamiento de la lámina con la matriz.
Se recomienda:
a) Construir matrices con superficies perfectamente pulidas
b) Admitir el juego correcto entre punzón, lámina y matriz
c) Lubricar abundantemente.
4.- Se deberá dar un buen radio ρ de embocadura a la matriz, ya que si este radio es
pequeño se puede producir una mayor tensión en las fibras
ρ = 8 a 10 veces e (lámina de acero)
ρ = 3 a 5 veces e (lámina de aluminio)
MANUFACTURA I - TROQUELADO
315
EMBUTIDO
EN VARIOS PASOS
MANUFACTURA I - TROQUELADO
316
EMBUTIDO
RELACIÓN DE EMBUTIDO
Para el embutido profundo en varias pasadas:
n: # de operaciones necesarias
d: diámetro medio del recipiente
m: h/d
ε:: 1/2 piezas pequeñas, 1/3 piezas grandes
n = (h/ ε d) = m / ε
MANUFACTURA I - TROQUELADO
317
EMBUTIDO
VARIAS PASADAS DE EMBUTIDO
MANUFACTURA I - TROQUELADO
318
EMBUTIDO EJERCICIOS
1. Para las piezas embutidas mostradas calcula el diámetro del disco
desarrollado.
a)
b)
c)
d)
2. Se desea producir un recipiente de 2,000 pul de diámetro y 6,5
pulgadas de profundidad. Suponga que las reducciones diametrales
porcentuales posibles cuando no se recoce el material entre etapas
sucesivas son 50, 33, 20 y 15% ¿Cuántas operaciones de embutido se
requieren para producir el recipiente?
3. Calcule la altura de cada uno de los recipientes intermedios obtenidos
en el problema anterior. Verifique el resultado de la última etapa del
proceso de embutido.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
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EMBUTIDO AL TORNO O
RECHAZADO
El proceso consiste en hacer girar un modelo en el cabezal del torno y mediante
presión con una herramienta especial adherirle poco a poco la lámina que
previamente fue centrada. Los materiales para este proceso deben ser muy
dúctiles.
El embutido al torno depende de:
- La velocidad de rotación
- La habilidad del operario
- La forma de las herramientas
- La forma del objeto
- La ductilidad del material
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EMBUTIDO AL TORNO O
RECHAZADO
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EMBUTIDO AL TORNO O
RECHAZADO
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TIPOS DE TROQUELES
COMPLEJOS
TROQUEL COMPUESTO
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TIPOS DE TROQUELES
COMPLEJOS
TROQUEL DE DOBLE ACCIÓN INVERTIDO
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TIPOS DE TROQUELES
COMPLEJOS
TROQUEL DE COMBINACIÓN
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TIPOS DE TROQUELES
COMPLEJOS
TROQUEL PROGRESIVO
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TIPOS DE TROQUELES
COMPLEJOS
TROQUEL PROGRESIVO PARA EMBUTIR
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ARREGLO TÍPICO DE UNA
TROQUELADORA
MANUFACTURA I - TROQUELADO
328
PREGUNTAS DE REPASO
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
Cite y describa 10 operaciones comunes para cortar metales.
Describa lo que sucede cuando se cizalla una hoja metálica.
¿Qué es el esfuerzo sobre un punzón o un dado? ¿Cuáles son sus desventajas?
¿Qué le sucede a un metal cuando se dobla? ¿Por qué razón "muellea de regreso"?
Describa y compare las operaciones de estiramiento, embutido, compresión, prensado y extrusión.
¿Qué es la conformación a rodillo en frío y cuándo es conveniente emplearla?
¿Qué fenómenos se desarrollan cuando se embute una taza partiendo de una lámina metálica?
¿Para qué sirve un cojincillo de presión al embutir una taza?
¿Qué factores limitan la cantidad que puede embutirse una taza en una sola operación, y en total, antes del recocido?
¿Cuál es la diferencia entre estas dos circunstancias?
Describa el conformado con matriz de hule y sus limitaciones.
Describa el proceso de hidro-conformado y sus ventajas.
Compare entre sí los diversos procesos de conformado en dado elástico y con el conformado en dado rígido.
¿De qué manera se realiza la conformación rotatoria de los metales? ¿Cómo se compara con la embutición?
Describa tres clases de tomeado a rodillo.
Describa el remachado, la fijación por ojillos (staking) y cosido de los metales.
¿Cuáles son las características de una prensa que determinan su capacidad?
¿Cuáles son las unidades básicas de una prensa y qué función desempeña cada una de ellas?
¿Cuál es el tipo más común de bastidor de prensa y cuáles son sus ventajas y desventajas?
¿Cuáles son los principios de diseño y las ventajas de los bastidores tipo costado recto?
MANUFACTURA I - TROQUELADO
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PREGUNTAS DE REPASO
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
¿Cuál es la diferencia entre una prensa de manivela doble y una de acción doble y cuál es el propósito de cada una de
ellas?
¿Cuál es la diferencia entre una prensa de junta articulado y una de palanca acodillada y cuál es el propósito de cada una
de ellas?
¿Cómo deberá seleccionarse una prensa para obtener el máximo de producción de una operación de embutido? ¿Por
qué?
Explique cuantitativamente de qué manera se obtiene la energía durante la carrera de una prensa mecánica
¿Qué clases de motores se usan en las prensas?
Describa una prensa revóIver y enuncie sus ventajas
¿Cuáles son los principios en que se basa el funcionamiento de las prensas de producción alta?
Describa un dado progresivo, uno de combinación y uno compuesto
Describa los modos comunes usados para alimentar mecánicamente el material a las prensas.
¿Cuáles son los dos tipos de dispositivos que imparten protección durante la operación de las prensas?
¿Por qué es necesario tomar en consideración la línea neutra de doblado para calcular las longitudes desarrolladas?
Explique las diferencias que existen entre los efectos de las operaciones de doblado y embutido sobre la estructura de un
material.
¿Puede un material doblarse alrededor de un eje paralelo o perpendicular a la dirección de los granos? ¿Por qué?
Relacione su respuesta con la dureza del material.
Describa las fuerzas que actúan durante una operación de doblado.
Describa las fuerzas que actúan durante una operación de embutido.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
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PREGUNTAS DE REPASO
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
¿Por qué puede doblarse el cobre y no puede doblarse el hierro fundido?
¿Por qué es dificil embutir el plomo?
¿Cuál es el método más práctico para compensar el efecto de la recuperación elástica o muelleo durante el doblado?
Describa el método para determinar las dimensiones iniciales del material para embutir algún recipiente.
¿Cómo se comparan las áreas del material inicial y del recipiente terminado si el espesor del material no se afecta
durante el embutido?
¿Qué es el planchado en la operación de embutido?
¿Cuál es la función de la placa prensa-chapas durante la operación de embutido?
Describa el proceso de formación de arrugas en un recipiente.
¿Qué regla general existe para definir el radio del redondeamiento de un punzón para embutido? ¿Cuál es
larecomendación para definir el radio de redondeamiento de la embocadura de una matriz para embutido?
¿Qué tanto puede reducirse el espesor de la pared de un recipiente?
Compare la operación de troqueles de acción sencilla y doble.
Haga un diagrama de una matriz inversa e identifique todos sus componentes.
¿En qué se diferencia una matriz progresiva de una matriz de transferencia?
¿Qué es el embutido inverso? ¿Por qué se utiliza en la producción de recipientes?
Una fábrica que produce lámina de latón por el ciclo de "trabajo en frío y recocido" detecta que, en operaciones de
embutido profundo subsiguientes, la lámina está expuesta a rasgaduras. El examen de la micro-estructura demostró la
presencia de granos excesivamente grandes. Explique con claridad las dos maneras en que este efecto pudo
producirse, y tome las medidas para evitar estas pérdidas.
a) Describa la acción de corte que ocurre cuando se corta lámina metálica con herramientas de acero endurecido.
b)Describa un método para reducir la carga máxima de herramienta durante una operación como ésta,y explique con
claridad por qué se reduce la carga.
MANUFACTURA I - TROQUELADO
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