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Departamento de Ciencias de la Energía y Mecánica

Carrera de Ingeniería Mecánica

Laboratorio de Procesos de Manufactura II

NRC: 2030

Fecha: 2020-01-09

Periodo Septiembre 2019 – Enero 2020

Informe 1 Tema: EMBUTIDO 1. Marco Teórico  Embutido

El embutido es una operación de formado de láminas metálicas que se usa para hacer piezas de forma acopada, de caja y otras formas huecas más complejas. En el embutido profundo puro, el blanco o pieza es circular de diámetro do se convierte en una copa de fondo plano. Se convierte estirándola a través de una matriz con la ayuda de un punzón que tiene un diámetro Dp como se observa en la figura 1

Figura 1. Proceso de embutido, a) sin y b) con un apisonador Fuente: Procesos de manufactura Schey

Cabe recalcar que tanto la matriz como el punzón deben tener radios adecuados para evitar que la pieza de trabajo falle por cortante. Como se observa en la figura 1 el embutido se puede realizar con y sin apisonador o Elementos del proceso de embutido Los elementos que intervienen en este proceso son los que se observan en la figura 2. Los elementos son:

Figura 2. Elementos del proceso de embutición

-

C: holgura entre punzón-matriz

-

Db: diámetro de la forma inicial de la pieza

-

Dp: diámetro del punzón F: fuerza de embutido

-

Fh: fuerza de sujeción

-

Rb: radio de la esquina del troquel

-

Rp: radio de la esquina del punzón

Si los radios de esquina del troquel y del punzón son mínimos o cero, la pieza de trabajo en vez de embutirse, se troquelaría

Fuente: Fundamentos de manufactura moderna Groover

o Variables significativas del proceso Los factores o variables que influencian el proceso de embutido son referentes al material y a las herramientas y equipo usados y se los detalla en la figura 3. Ri: Radio de la esquina del punzón Rd: Radio de la esquina de la matriz o dado C: Holgura Pd: Presión de sujeción

Figura 3. Variables significativas del embutido Fuente: Sheet Metal Forming Processes and Die Design, Boljanovic

o Defectos Los principales defectos que pueden producirse en las piezas embutidas pueden tener su origen en aspectos relacionados con el propio material, el diseño erróneo del proceso de embutición, el diseño y construcción de los utillajes. Tabla 1. Defectos en el proceso de embutido Arrugado de la brida: se forman una serie de pliegues en la zona no embutida de la pieza debido a la compresión que tiene lugar en dicha zona.

Arrugado de la pared: cuando la zona arrugada se embute dentro de la cavidad entre punzón y matriz, los pliegues aparecen en la pared vertical del cilindro. Rotura o desgarrado: consiste en una grieta que aparece en la pared vertical, generalmente cerca de la base, y que suele ser debida al estiramiento y adelgazamiento del material en esa zona o a esquinas afiladas del punzón. Orejeado: es la formación de irregularidades en el borde superior de la pieza, causada por anisotropía en la lámina de metal. Si el material es perfectamente isotrópico no se forman las orejas. Rayado superficial: este defecto aparece si el punzón y la matriz no están lisos, o si la lubricación es insuficiente.

2. Objetivos

2.1.

Objetivo General 

2.2.

Realizar el proceso de conformado de placas de acero por embutición

Objetivos Específicos 

Verificar las variables significativas que influyen dentro del proceso de embutido.



Observar las diferencias al aplicarse el método tanto con apisonador como sin él.



Observar si se provocan defectos dentro del proceso y determinar donde se encuentran los mismos.

3. Metodología 3.1.

Materiales e insumos



Placas de acero negro de 1mm de espesor



Lubricante

3.2.

Máquinas y herramientas necesarias



Cizalla



Máquina de embutir



Playo

3.3.

Procedimientos



Preparar la placa que se va a embutir cortándola en la cizalla



Una vez que se tenga la placa con las dimensiones que se requiera, lubricar adecuadamente la misma



Colocar la lámina de metal sobre la cavidad de la matriz



Si se usa el método con apisonador, fijar la lámina con el pisador y con la fuerza adecuada.



Encender la máquina para que el punzón empiece a descender y someta a la lámina a la fuerza de embutido.

4. Resultados y discusiones Se evidenció que cuando se realizó embutido libre, se presentó el defecto de arrugamiento en la parte de la brida, por lo que el grupo cree que la lámina no fue suficientemente rígida y recomendamos que si es sin apisonador sea para embutidos poco profundos. También son demasiado influyentes los radios del punzón y de la matriz. Unas probetas se troquelaron, por lo que pensamos que se debe tener mayores radios para evitar esto. También la holgura dentro del proceso tiene una relativa importancia. Entonces haciendo caso a la teoría, se recomienda que la holgura debería oscilar en valores de 1,1 veces el espesor de la lámina. 5. Conclusiones



Verificamos la influencia de las diferentes variables que intervienen en el proceso de embutición, combinando distintas condiciones del equipo, hasta obtener un valor de profundidad experimental en cada caso.



Al realizar todos los ensayos, concluimos que al incorporar el apisonador al equipo, se observó un embutido más profundo, presentándose defectos mucho más evidentes. Los defectos en las piezas ensayadas se produjeron por diferentes razones: falta de calibración, baja sensibilidad en el control de la velocidad de embutido, y principalmente, holgura entre punzón y matriz.



6. Recomendaciones

  

Es recomendable controlar cuidadosamente todas las variables que sean posibles de calibrar en el equipo para obtener valores más precisos en los diferentes ensayos. Se recomienda instalar correctamente el apisonador en el equipo, realizando un buen ajuste. Colocar el arreglo punzón – matriz, lo más centrado posible para obtener resultados más precisos.

7. Bibliografía

[1] Schey,J.

(2011). Procesos de Manufactura. México: McGraw-Hill

Companies, Inc.

[2] Groover, M. (2007). Fundamentos de manufactura moderna: materiales, procesos y sistemas. 3ra edicion. McGraw-Hill España. [3] Kalpakjian, S., Schmid, S. (2008). Manufactura, ingeniería y tecnología. 5ta edición. Pearson Educación. [4] Boljanovic,V.(2004). Sheet Metal Forming Processes and Die Design. Industrial Press INC, New York...