prensas excéntricas e hidráulicas como máquinas utilizadas en el conformado de metales

Las prensas excéntricas e hidráulicas como máquinas utilizadas en el conformado de metales

Prensas Excéntricas 

Son conocidas por ejemplo prensas excéntricas de marcha rápida con regulación de altura, en las que la excéntrica lleva un casquillo de excéntrica, en el que está montada la biela. Las prensas tienen capacidad para la producción rápida, puesto que el tiempo de operación es solamente el que necesita para una carrera del ariete, mas el tiempo necesario para alimentar el material. Por consiguiente se pueden conservar bajos costos de producción. La elevación de la prensa se ajusta por la torsión del casquillo del casquillo de excéntrica contra la excéntrica. Una prensa debe estar equipada con matrices y punzones diseñados para ciertas operaciones específicas. La mayoría de operaciones de formado, punzonado y cizallado, se pueden efectuar en cualquier prensa normal si se usan matrices y punzones adecuados. Durante el funcionamiento normal el casquillo de excéntrica está retenido en la excéntrica. Esto debe efectuarse lo más posible con una retención solidaria en rotación; el juego de giro no es admisible.

Prensas Hidráulicas 

  

es un mecanismo conformado por vasos comunicantes impulsados por pistones de diferente área que, mediante pequeñas fuerzas, permite obtener otras mayores. Los pistones son llamados pistones de agua, ya que son hidráulicos. Estos hacen funcionar conjuntamente a las prensas hidráulicas por medio de motores. El rendimiento de la prensa hidráulica guarda similitudes con el de la palanca, pues se obtienen fuerzas mayores que las ejercidas pero se aminora la velocidad y la longitud de desplazamiento, en similar proporción. La prensa hidráulica es una aplicación del principio de Pascal.

Las prensas tienen capacidad para la producción rápida, puesto que el tiempo de operación es solamente el que necesita para una carrera del ariete, mas el tiempo necesario para alimentar el material. Por consiguiente se pueden conservar bajos costos de producción. La maquina utilizada para la mayoría de las operaciones de trabajo en frio y algunos en caliente, se conoce como prensa. Consiste de un bastidor que sostiene una bancada y un ariete, una fuente de potencia, y un mecanismo para mover el ariete linealmente y en ángulos rectos con relación a la bancada. Una prensa debe estar equipada con matrices y punzones diseñados para ciertas operaciones específicas. La mayoría de operaciones de formado, punzonado y cizallado, se pueden efectuar en cualquier prensa normal si se usan matrices y punzones adecuados.

Diagrama esfuerzo-deformación

Todo cuerpo al soportar una fuerza aplicada trata de deformarse en el  sentido de aplicación de la fuerza. En el caso del ensayo de tracción, la fuerza se aplica en dirección del eje de ella y por eso se denomina axial, la probeta se alargara en dirección de su longitud y se encogerá en el sentido o plano perpendicular. Aunque el esfuerzo y la deformación ocurren simultáneamente en el ensayo. Se toman en cuenta los siguientes aspectos

Elasticidad. 

Es una propiedad de los cuerpos sólidos, los que pueden modificar forma y volumen bajo la influencia de efectos físicos, y recobrar completamente su estado geométrico al eliminarlos.

Deformación elástica. 

Es la que adquiere un cuerpo sólido que al dejar de obrar los efectos físicos recupera su forma original. 

Deformaciones residuales. 

Las deformaciones residuales comunes en la corteza terrestre pueden ser plásticas o frágiles. Será plástica cuando esta deformación se revele sin interrupción de la continuidad del material y se forme como el resultado de la acción de fuerzas externas, o será frágil si las deformaciones conducen a la destrucción del cuerpo sin una deformación plástica notable.

La fluencia del material es una deformación plástica que transcurre prolongadamente a tensiones constantes que no superan el límite de plasticidad, esto se puede distinguir en el gráfico de esfuerzo deformación:

Fuerzas de conformado en los diferentes procesos de corte

Algunos de los procesos de conformado en el corte son

Procesos de flexión

se obtiene la flexión debido a la aplicación de un momento en el metal sometido a flexión, es notable una gran variación de tensiones en una misma sección transversal. Los procesos de flexión incluyen al doblado.

Doblado

Es un proceso de conformado mecánico por flexión en el que el metal es obligado a tomar nuevas formas por movimiento o flujo plástico.sin alterar su espesor de forma que todas las secciones permanezcan constante. El doblado abarca procesos como son: plegado, rolado, perfilado y embutido. 

Embutido

Este proceso de conformado mecánico consiste en darle una forma ahuecada a la lámina, por deformación de la misma manteniendo el espesor
La fuerza necesaria para realizar una operación de doblado, está relacionada directamente con el límite de fluencia del material que trabaja y esta depende de la estructura metalúrgica y de la composición de la aleación.
Conformado en caliente
Cuando al metal se le trabaja en caliente las fuerzas requeridas para deformarlo son menores y las propiedades mecánicas se cambian moderadamente. Durante todas las operaciones de trabajo en caliente, el metal está en estado plástico y es formado rápidamente por presión. Adicionalmente, el trabajo en caliente tiene las siguientes ventajas:
·         La porosidad en el metal es considerablemente eliminada.
·         La mayoría de los lingotes fundidos contienen pequeñas sopladuras.
·         Las impurezas en forma de inclusiones son eliminadas y distribuidas a través del metal.
       Los granos gruesos son refinados.
Conformado en Frio
Cuando a un metal se le trabaja en frio se requieren grandes fuerzas, pero el esfuerzo propio del metal se incrementa permanentemente. Se dice que un material es conformado en frio, cuando la temperatura de deformación no llega a producir cambios en su micro-estructura.

Cálculo de número de pases de embutición.

Para realizar un calculo dentro de una operación de embuticion primero que todo se debe tener en cuenta la forma del embutido ya que con la forma del embutido se puede determinar el desarrollo del embutido y poder así aplicar la formula la cual nos dará los cálculos de desarrollo, por otra parte se debe tener en cuenta el numero de operaciones en que se va a realizar el embutido para ello también se cuenta con una ecuación la cual nos dará el numero de secuencias que debe tener el embutido para ello se tiene en cuenta generalmente con el diámetro del embutido y la altura por también se puede encontrar como   ecuación para el embutido la presión que debe ejercer el prensa chapa para evitar la deformación de la lamina en el momento del embutido en este caso se tiene en cuenta los diámetros y una constante de presión específica para cada material, por último la ultima ecuación que utilizamos es la carga de embutido la cual como la del punzo nado se tiene semejantes parámetros.


En la siguiente figura se ilustra el proceso donde D es el diámetro de desarrollo, d1 el diámetro de la primera embuticion, d2 el de la segunda etc. Se tiene en consecuencia lo siguiente:

d1 = K1 x D
d2 = K2 x d1
d3 = K2x d2

Uso de tablas de esfuerzos en materiales a conformar y otras variables de interés.

Es el esfuerzo al que se ve sometido un material cuando se le aplican dos fuerzas en la misma dirección y en sentido contrario, provocando su alargamiento. Mas resiste a tracción menos alargamiento.
Cualquier material que pueda ser conformado en frío con un cierto radio de doblado, también puede ser conformado en una maquina de perfilar. En la siguiente tabla se muestra un Ranking de los materiales con mejores características para ser conformados mediante una maquina perfiladora en frío. Donde 100 significa que el material presenta condiciones excelentes mientras que un “0” cero significa que no puede ser usado en este proceso de conformación.

Conclusión

Es sin duda impresionante la manera en la que han evolucionado los materiales y lo importante que es conocer sus propiedades no tan solo físicas o mecánicas sino también a otro nivel como bien podría ser a nivel atómico ya que de esto depende en buena parte el comprender como habrá de comportarse un material en ciertas condiciones y de esa manera conjeturar algunas características como su dureza o su resistencia a algunos esfuerzos, la verdad este curso de Materiales ha resultado de mucho provecho para cada uno de nosotros los alumnos , estamos aprendiendo como conocer a los materiales por sus propiedades así como por su tipo, sus estructuras internas y externas, que nos llevamos del curso?, conocimiento provechoso y una mayor conciencia de los materiales y su aprovechamiento a lo largo de este curso y a lo largo de la historia.

Bibliografia

http://www.slideshare.net/marcopolo2009/procesos-de-manufactura-conformado-de-metales-mediante-la-eliminacin-de-material

http://www.slideshare.net/aidalvarez/las-prensa-excentricas-e-hidraulicas-como-maquinas

http://es.machinetools.net.tw/presses/taiwan_hydraulic_press.htm