E M B U T I D O Proceso de conformado para lograr formas huecas partiendo de un trozo de chapa plano

Deformación plástica bajo un estado de tensiones complejo

Vasto campo de aplicaciones: Carcasas, envases, recipientes, utensilios, autopartes, coberturas de dispositivos, parte de artefactos electrodomésticos, etc.

Brazo suspensión

Cárter aceite

Carcasa halógeno

Protector

Tapa-guía

Tapa protecciónGuardapolvos disco freno

Carcasa secamanos

Configuración del herramental básico

Caso más simple Embutido de copa cilíndrica

Sectores del disco de partida (D) Brida (corona circular) Círculo central (d)

EXTRACTOR

PUNZON

CHAPA

MATRIZ

PRENSACHAPA

Flujo en la brida

Estado de tensiones simplificado: pseudo-plano

Tendencia al pandeo

Arrugas radiales

Interacción entre los triángulos y rectángulos característicos

Prensachapas: hidráulicos, neumáticos, resortes, elastómeros, guiado sin presión. Presión insuficiente

del prensachapa

Tensiones simultáneas Brida-Pared-Fondo

PARED

FONDO

BRIDA

Zonas de la chapa

PRENSA

MATRIZChapa

CHAPA

PUNZON

Extensión de c/zona: f ( diámetros disco, punzón y matriz, y radios borde punzón y entrada matriz

Efectos sobre los puntos de cada zona durante el recorrido Embutido radial progresivo hacia la boca de la matriz Adelgazamiento súbito por doblado plástico en la boca Resbalamiento por el todo el arco del borde Desdoblado en el final del arco (enderezado) Estirado entre el punzón y la matriz Doblado y resbalamiento sobre la cabeza del punzón

ZONAS X Y

Z

INTERMEDIO

Factores Geométricos

Varios factores de índole geométrica inciden sobre la fuerza P, sobre la resistencia de la copa, y sobre el área de la sección transversal La fuerza P solicita con tensiones de tracción a la pared de la copa, siendo su zona mas débil la de los Necks N1 y N2

Huelgo entre punzón y matriz

Radio del borde del punzón

Radio de embocadura de la matriz

Relación de embutido

Factores Geométricos

Huelgo entre punzón y matriz

dm

Dp

t+j/2

j/2

Resulta de los diámetros Dp y dm de punzón y matriz, y del espesor t de la chapa

Cuando Dp= dm – 2t huelgo j = 0 Embutido “brillante” (planchado)

En general: Dp = dm – 2 siendo = t + j/2

Embutido Profundo: el huelgo no afecta a P Planchado y/o c/estiramiento: < > P

Influencia del huelgo sobre P

Radio del borde del punzón

No afecta a P, sin embargo puede decidir la factibilidad de embutido de la copa << rp doblado más severo Neck N2 más delgado > riesgo de rotura >> rp posibles arrugas (mayor región sin apoyo, zona Y)

Regla práctica de diseño

Cuando la copa final requiere varias etapas:

rpi = (Dpi - Dpi+1 ) / 2

rpi

dmi

Dpi

Dpi+1

Radio de embocadura de la matriz

(también llamado “radio de embutido” re)

Para chapa de acero:

Para metales livianos: re 10% mayor

Para Zinc: re 25% menor

> re menor efecto sobre P pero mayor zona Y (arrugas)

< re doblado más severo (neck N1) < Sección resistente > P < Embutibilidad

Relación de embutido

m = d / D

Es el menor diámetro de copa obtenible con un disco D, en 1 sola etapa de embutido profundo

d

d: diám. medio copa

D: diám. disco

Material

rp

re

m (0,5 0,7)

“m” menor Roturah

ReembutidoAltura “h” no obtenible en una sola etapa reembutidos sucesivos

m1 = dx+1 / dx

Datos: d, h, m, m1 Incógnitas: D, cantidad de operaciones necesarias, di, hi

Métodos de reembutido

m1 > m (menor reducción)

m1 = 0,75 0,90

DIRECTOS

INVERSOS

Anillosprensachapa

DIRECTO Mantiene lado = deformación total Sentido de las def. distintos Huellas rayado externas P similares > re posible p/peq. reducción

INVERSO Alterna el lado = deformación total = <%red. últ. etapa Sentido de las def. repetido Huellas rayado int. últ. etapa = P similares

Endurecimiento progresivo recristalización por recocido

Forma y medida de la chapa inicial

Tipos de piezas: de simetría axial, de simetría plana, asimétricas

Disco de chapa para copa cilíndrica (simetría axial)

Se supone espesor invariable

A partir de prototipo

A partir del plano

Disco de chapa para copa perfilada (con simetría axial)

Igualando superficies de pieza y disco (fórmulas)

Lubricación: generalidades

Lubricación disco lado matriz Reducción efectos perjudiciales de la fricción

Zonas deFRICCIÓN

Fuerza de embutido Desgaste de la matriz Huellas sobre las piezas Adelgazamiento chapa Necks (lado punzón)

afectan

Lubricación lado punzón Facilita el deslizamiento de la chapa

Mayor riesgo de rotura en Necks Reduce el espesor Disminuye la embutibilidad

Factores de influencia en la

lubricación

Velocidad del embutido y Reducción Rugosidad superficial Viscosidad Resistencia de la película Propiedades mecánicas Composición química

Disco-matriz Disco-prensachapa Disco-punzón

Lubricación – Economía – Preparación - Recetas

Mayor velocidad de embutido Lubricante mas resistente (+grafito en polvo)

Recubrimiento de la chapa (cobreado, fosfatado)

Absorción de lubricante por porosidad (lubricantes exentos de grasa: emulsiones, lechada de cal)

Piezas con terminación superficial exigente

Aditivos con Mo

Residuos sólidos (eliminables con ácidos o mordientes)

Reducción del consumo de lubricante

Embocaduras de Cromo duro Metal duro

Superficies pulidas

Preparación de la chapa Remoción de óxidos (cepillado)

Piezas a pintar o soldar Desengrasado finalÁlcalis Tricloroetileno Percloroetileno

Piezas a recubrir con metales nobles o superficies exentas de

rayas

Recubrimiento con película plástica a pistola (1020m) Películas termoplásticas (fluoruro de polivinilo (0,1 0,3mm) Reducciones hasta 15% mayores

Tipos de lubricantes

LUBRICANTES

AceitesMineralesVegetales Animales

Grasas

SintéticosBarnicesLáminasAceites de ésteresAceites siliconados

Propiedad lubricante: El mejor producto es el que produce menor reducción del espesor

Requisitos adicionales

No atacar químicamente a la matriz ni a la chapa No ser corrosivo No ser tóxico

Para mayor reducción en una etapa Lubricantes viscosos