Proceso de doblado de lamina

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Forjado.
El forjado es un proceso básico en el que la pieza de trabajo se moldea mediante fuerzas de compresión aplicadas por medio de matrices y herramientas.
El forjado en frío requiere fuerzas más grandes.
Las partes forjadas en frío tienen un buen acabado superficial y precisión dimensional. En cambio, el forjado en caliente requiere menores fuerzas, pero la precisión dimensional y el acabado superficial de las partes no son tan elevados como en el forjado en frío.
Forjado en matriz abierta
El forjado de matriz abierta se puede representar mediante una pieza de trabajo sólida colocada entre dos matrices planas y cuya altura se reduce por compresión, proceso que también se conoce como recalcado o forjado con matriz plana.
en las operaciones reales sí existe fricción y el elemento desarrolla una forma de barril, deformación también conocida como colapsado o abarrilamiento.
El abarrilamiento se produce principalmente por las fuerzas de fricción
El abarrilamiento que se produce por los efectos térmicos puede reducirse o eliminarse mediante matrices calientes.

La forja de desbaste (también conocida como estirado)
En consecuencia, la forja de desbaste puede ser un sustituto aproximado de las operaciones de laminado.
Forjado por matriz de impresión y matriz cerrada.Este proceso se realiza a temperaturas elevadas para mejorar la ductilidad de los metales y disminuir las fuerzas.

Equipos de forja
Por choque (Martinetes)
Martinetes hidráulicos (de cable)
Martinetes mecánicos (de caída o de ballesta)
Martinetes neumáticos (auto compresor y compresor externo)
Por presión (Prensas)
Prensa mecánica (de disco y fricción, excéntricas
Prensa hidráulica

Diseño del dado de forjado
Par diseñar los dados de forja, se requiere conocer la resistencia y la ductilidad del material del elemento a fabricar
Materiales y lubricación de los dados.
Los materiales más comunes en dados son aceros, que contienen: cromo, níquel, molibdeno y vanadio.
Se pueden usar lubricantes como: grafito, disulfuro de molibdeno, y a veces vidrio, en procesos de forja a altas temperaturas.
Mientras que los aceites minerales, jabones, se utilizan en forjado en frio.



Extrusión en caliente.
Para los metales y aleaciones que no tienen ductilidad suficiente a temperatura ambiente, la extrusión se hace a temperaturas elevadas, para reducir las fuerzas requeridas.

Materiales y lubricación de los dados.
Los materiales del dado para extrusión en caliente suelen ser aceros para trabajo en caliente. Los dados pueden estas cubiertos con materiales como zirconia, para proteger su vida útil
La lubricación es importante en la extrusión en caliente, el vidrio es un lubricante excelente para los aceros, y aceros inoxidables.
Extrusión en frio.Indica una combinación de operaciones como extrusión y forjado.
La extrusión en frio tiene las siguientes ventajas sobre la extrusión en caliente.
• Mejores propiedades mecánicas.
• Buen control de tolerancias dimensionales, reduciendo la necesidad de operaciones posteriores de maquinado o acabado.
• Mejor acabado superficial, en parte debido a la carencia de una capa de óxido, siempre y cuando la capa de lubricante sea efectiva.
• Eliminación de la necesidad de calentar la palanquilla.
• Capacidades y costos de producción que son competitivos

Extrusión por impacto.
Está incluida en la categoría de extrusión en frio, un punzón desciende rápidamente sobre la pieza bruta que se extruye hacia atrás.
Extrusión hidrostática
La presión necesaria para la extrusión se suministra a través de un fluido incompresible
presiones del orden de 1400 MPa
con este método es posible extruir materiales frágiles.
Defectos de las extrusiones.
1.- agrietamiento de la superficie. Si la temperatura, la fricción o la velocidad de extrusión son demasiado altas, las temperaturas superficiales suben en forma apreciable y esta condición puede causar agrietamientos y desgarre de las superficies.
2.- efecto tubo,tiende a jalar óxidos o impurezas superficiales hacia el centro del lingote, casi como un embudo
3.- Agrietamiento interno. – el centro del producto extruido puede desarrollar grietas, y se lo pude llamar, grieta central, reventón central, fractura en forma de punta de flecha.
Equipo para extrusión
Por lo general se utiliza una prensa hidráulica horizontal
Mientras que para la extrusión en frio se usan prensas hidráulicas verticales y ocupan espacios reducidos.
Estirado.
En el estirado o trefilado, la sección transversal de una barra o alambre se reducen o cambian, jalándolos a través de un dado o matriz. Las variables principales que intervienen en este proceso son: reducción de área transversal, ángulo del dado, fricción a lo largo de la interface dado-pieza y velocidad de estirado.
En un caso ideal la reducción máxima en área trasversal por paso es de 39%.
Las velocidades de estirado dependen del material y de la reducción del área trasversal, pueden ir desde 1 a 2.5 m/s, para secciones pesadas, y hasta 50m/s para alambre muy delgado.
Diseño de dados.
Formado de hojas o láminas metálicas.
Carácterísticas de las hojas metálicas.
Elongación. – determina la capacidad de la lámina metálica, para estirarse sin formar cuellos y sin romperse
Elongación del punto de fluencia. – las depresiones parecidas a flamas (llamadas también bandas de Luders o deformación por estirado)
Anisotropía. – Determina el comportamiento de adelgazamiento de las hojas metálicas durante el estirado
Tamaño de grano. – Determina la rugosidad de la superficie en las hojas metálicas estiradas, cuanto más grueso es el grano, más rugosa será la apariencia, también afecta la resistencia del material.

Pruebas de copa (acopamiento o ahuecamiento)
La prueba de copa o prueba de ERICHSEN

Cizallado
Proceso mecánico de corte reto de lámina o placa que se caracteriza por emplear dos cuchillas que se deslizan entre sí. Se basa en un aplastamiento, seguido de un corte parcial por penetración en la superficie de la pieza finalizando con la fractura de resto de la sección de corte, sin arranque de viruta.

Se pueden realizar con herramientas manuales, de brazo, de palanca, o mecánicos

llama redondeado (depresión echa por la cuchilla superior)
llamado bruñido (penetración echa por la cuchilla superior)
zona de fractura (movimiento hacia debajo de la cuchilla superior)
rebaba (filo causado por la elongación del metal durante la separación de las dos piezas).

El cizallado de una lámina ocurre aproximadamente así:
1.- empieza antes de que la cuchilla superior (punzón) entre en contacto con el material.
2.- La cuchilla superior comienza a oprimir la pieza de trabajo causando deformación plástica
3.- La cuchilla superior comprime y penetra en la pieza de trabajo formando una superficie lisa de corte
4.- Se inicia la fractura de los bordes de corte opuestos que separan la lámina.


Este proceso se realiza en frio donde las piezas se separan cuando se aplican fuerzas iguales a la placa, pero en sentido opuesto.
En la industria metal mecánica, se utilizan varios tipos de máquinas cizalladoras, en las cuales encontramos cizallas de: guillotina, de palanca, de rodillo y circulares.

Doblado
En el trabajo de láminas metálicas el doblado se define como la deformación del metal alrededor de un eje recto, como se muestra en la siguiente figura.

El metal se deforma plásticamente así que el doblez toma una forma permanente al remover los esfuerzos que lo causaron.

Doblado en V
En el doblado en V, la lámina de metal se dobla entre un punzón y un dado en forma de V

Doblado de bordes
El doblado de bordes involucra una carga voladiza sobre la lámina de metal.

Formado de bridas, doblez, engargolado y rebordeado. – El formado de bridas es una operación en la cual el filo de una lámina se dobla en un ángulo de 90º para formar un borde, Se usa frecuentemente para reforzar o dar rigidez a la parte de lámina metálica
El doblez involucra el doblado del borde de la lámina sobre sí misma en más de un paso de doblado. Esto se hace frecuentemente para eliminar el filo agudo de la pieza.
El engargolado o empalme es una operación relacionada en la cual se ensamblan dos bordes de láminas metálicas.
En el rebordeado, también llamado formado de molduras, los bordes de la parte se producen en forma de rizo o rollo como se muestra en la figura

DOBLADO DE TUBOS. – Los tubos se doblan por muchas razones. Un motivo frecuente es la necesidad de transportar líquidos, otra razón es permitir la expansión o contracción de sistemas de tubería. Las espirales para transferencia de calor y los componentes tubulares para calderas requieren doblado.

Doblado por compresión.- La pieza de trabajo se sujeta y dobla alrededor de un dado estacionario con la ayuda de un bloque o un rodillo seguidor.
Los ángulos de doblado llegan a ser hasta de 170º por doblez. Debido a que hay muy poco alargamiento en la cara exterior, los tubos cromados o pintados pueden doblarse con este método.

Doblado por arrastre.El dado gira jalando la pieza de trabajo por una matriz de presión y, en muchos casos, sobre un mandril

Los dobleces por arrastre se hacen cuando las necesidades dimensionales son estrictas

Doblado por prensado con cabezal.- Con este método, la pieza de trabajo se coloca entre dos soportes y se presiona contra un dado redondo (cabeza o punzón) como se muestra en la figura (c). Los dos soportes giran sobre un pivote conforme el cabeza se mueve hacia adelante manteniendo el soporte de la pieza de trabajo.

Con las máquinas disponibles en la actualidad, el doblado por prensado con cabeza se aplica a tuberías de 10 a 350 mm de diámetro. Este método funciona para dobleces de hasta 165º además, se pueden doblar perfiles extremadamente gruesos


Embutición profunda
La embutición profunda es uno de los procesos más usados en el conformado de chapa metálica.
proceso de conformado que sucede bajo la combinación de condiciones de tracción y compresión.

Los procesos de embutición profunda se dividen en tres tipos:
• Embutición profunda con herramientas
• Embutición profunda con recursos activos
• Embutición profunda con energía activa
La embutición profunda normalmente se realiza con herramientas rígidas.

Siendo las principales ventajas del embutido profundo las siguientes.
• Reducir costos
• Reducir desperdicios
• Reducir el costo y tiempo de ensamble
• Mejorar la estructura del metal para producir piezas finales más resistentes.

defectos: arrugamiento en la pestaña, arrugamiento en la pared, desgarrado,orejeado,rayado superficial

Formado con hule.
Proceso Guerin
Se limita a piezas poco profundas (presiones no son suficientes para evitar que el material se arrugue)
Su uso en elementos de baja producción, especialmente en la industria aérea.

Ventajas
Cuando se seleccionas en forma correcta, los procesos de formado con hule, pueden tener las siguientes ventajas.
Bajo costo de herramientas.
Flexibilidad y facilidad de operación
Bajo desgaste de dados
Prevención de daños a la superficie de la lámina
Posibilidad de producir formas complicadas, y utilizar hojas metálicas de diversos materiales o recubrimientos.


Hidroformado

Proceso similar al de Guerin, pero se sustituye el cojín de hule por un diafragma con fluido hidráulico.
Se logran mayores presiones, piezas más profundas.
Una presión uniforme permite mayores deformaciones inclusive que en el embutido profundo.

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