Informe3 - Tec. Conformado

Dayana HerreraInforme 3GR-0409/05/2014

ESCUELA POLITCNICA NACIONALFACULTAD DE INGENIERA MECNICATecnologa de ConformadoTema: Conformado Mecnico por Deformacin PlsticaObjetivos: Conformado MecnicoDivisin del conformado mecnicoConformado mecnico por deformacin plstica Ensayo de traccinProceso por compresin directaProceso por compresin indirectaClculos deformacin ingenierilClculos deformacin realClculos recuperacin elsticaClculos relacin de extrusinClculos relacin de velocidades de extrusin directaMarco Terico: El conformado mecnico es la mecanizacin de una pieza para darle determinada forma deseada con fines prcticos y se divide en: fundicin, soldadura, virutaje y conformado mecnico por deformacin plstica.Fundicin: Proceso de fabricacin que permite la obtencin de un objeto metlico, al pasar el metal del estado slido a lquido en un horno y de estado lquido a slido en un molde.Soldadura: Unin rgida de dos o ms elementos sin la intervencin de un elemento mecnico adicional (tornillos, remaches, grapas).Virutaje: Mecanizacin de piezas por arranque de viruta mediante mquinas que dejan la forma final de la pieza de acuerdo al proceso. Se caracteriza por tener una variacin de volumen del material diferente de cero.Conformado Mecnico por Deformacin Plstica: Se caracteriza por tener una variacin del volumen inicial y final igual a cero, es decir no hay desperdicio de material. La temperatura en la que se trabaja el material y las solicitaciones mecnicas son las herramientas para este trabajo.El conformado mecnico por deformacin plsticas el proceso de formacin en el cual un material rgido cambia su forma, esto es posible por la aplicacin de esfuerzos mayores que el lmite de fluencia pero menores que el lmite de rotura como flexin, compresin, cizallado y tensin ya sea por formado en frio o en caliente. El conformado mecnico por deformacin plstica se caracteriza porque no existe variacin en su volumen, se realiza en materiales que se encuentren en estado slido, adems en ste proceso no existe prdida de material. [IZA, 2007]El ensayo de traccin de un material (Fig.1) consiste en someter a una probeta normalizada y aplicar en sta dos fuerzas que a su vez son iguales en magnitud y direccin pero de sentido contrario creciente hasta que se produce la rotura de la probeta. Este ensayo mide la resistencia de un material a una fuerza esttica o aplicada lentamente.[Fig.1 Ensayo de Traccin]En el proceso de compresin directa las fuerzas aplicadas y las tensiones resultantes son de compresin. El metal fluye en direcciones normales a la tensin de compresin aplicada, los procesos de compresin directa incluyen al forjado y laminado.En el proceso de compresin indirecta actan fuerzas de compresin y traccin. La mayor parte de tensiones son tracciones pero son menores que las reactivas de compresin desarrolladas en uno o ambas direcciones perpendiculares a la fuerza de traccin. Los procesos de compresin indirecta incluyen al trefilado y extrusin.Para obtener los clculos de deformacin ingenieril hay que establecer la siguiente relacin:

Para obtener los clculos de deformacin real hay que establecer la siguiente relacin:

Para obtener los clculos de recuperacin elstica hay que establecer la siguiente relacin:

Para obtener los clculos de relacin de extrusin hay que establecer la siguiente relacin:

Para obtener los clculos de relacin de velocidades de extrusin directa hay que establecer la siguiente relacin:

Descripcin de la Prctica: Para los procesos por compresin directa de forjado y laminado se realiza: En la forja se utiliza por lo general un yunque y un martillo, pero en la prctica se utiliza una matriz en donde la base reemplazar al yunque, y un mbolo que va a reemplazar al martillo y se lo coloca en una prensa de tornillo. Se procede a realizar la forja a una pieza de aluminio con un espesor de 3.25 [mm]. Se coloca el material en la mitad de la matriz, este debe estar perpendicular al mbolo para que no exista variacin en el ancho, a la matriz se la coloca en la mitad de la prensa de tornillo y se baja el cabezal de la prensa. Para la primera deformacin se dan 5 vueltas, para la segunda 6 vueltas y para la tercera 7 vueltas. En cada segmento deformado por la forja se toma la medida del espesor. En estos segmentos el material va hacindose ms duro.En la traccin se utiliza un laminador tipo do para laboratorio que tiene dos rodillos paralelos.Se somete a laminacin a una pieza de aluminio de 3,25 [mm] de espesor. Este proceso consiste en juntar a los rodillos del laminador, primero hay que separarlos dndole dos vueltas completas. Se coloca la pieza de aluminio en la mitad de ambos rodillos perpendicular a stos y se gira la manivela hasta que pase todo el material al otro lado, los cuatro primeros datos se toman bajando un cuarto de vuelta, ya que el laminador se vuelve ms difcil de girar, se continua reduciendo un octavo de vuelta hasta cumplir los tres cuartos y se obtienen 10 medidas de laminacin del espesor del aluminio, en donde el largo del material vara pero el ancho no. El aluminio se va endurando por lo que puede tener una fractura. Por lo que debe ser sometido a un proceso trmico, el adecuado es el revenido a 450 [C] durante 5 [min].Para los procesos por compresin indirecta de trefilado y extrusin se realiza: el trefilado que es el proceso que permite fabricar alambres comerciales. Se utiliza una matriz que se la coloca en el cabezal de la prensa de tornillos. Se ubica un dado de acero con un agujero circular de dimetro menor al del material. El material a tratar es una varilla de aluminio, en un extremo se efecta un afilado o aguzado hasta que la varilla pase a travs del dado, tenga mayor dureza y se pueda sujetar a una mordaza. Se coloca el material por encima del dado, hasta sujetar el extremo inferior por una mordaza y se sube el cabezal de la prensa de tornillo. Se extrae el material y se toma las medidas del dimetro del agujero del dado y de la varilla para analizar la recuperacin elstica.En la extrusin se tienen dos procesos: el directo y el inverso, en la extrusin directa se utiliza una matriz, con un mbolo slido, el contenedor est separado de la matriz. Se utiliza un dado dividido en 2 partes, que va debajo del contenedor, es decir en la parte inferior de la matriz. El material que se utiliza es plomo y est dividido en dos partes iguales. Y en las caras del material se ha trazado una cuadricula llamada grilla debido a que esto facilita los clculos de la deformacin del material. La fuerza impuesta en este proceso tiene el mismo sentido que el flujo del material. La fuerza impuesta es mayor en la extrusin directa que en la extrusin inversa debido a que se debe vencer una fuerza de rozamiento mientras va bajando el material. Se coloca al material dentro del contenedor y encima de este material se coloca un pistn, la razn por la que se pone el pistn es que la temperatura de tratamiento de ciertos materiales puede ser muy alta lo que puede llegar a daar el mbolo, el pistn debe tener el dimetro menor al del mbolo. Se baja el cabezal de la prensa de tornillo y se observa que el material se va separando en las dos mitades hacia los costados. Esto se debe a que cierta parte del material fluye con mayor velocidad en el centro de la pieza ya que en la superficie de contacto del material con el dado est presente una fuerza de rozamiento. Se extrae el material de la matriz y se retira el dado de la pieza. Se mide su dimetro y se examina las grillas.En la extrusin inversa se utiliza una matriz con un mbolo hueco por donde va a pasar el material de plomo, un contenedor donde se coloca al material, un pistn que impedir que haya contacto directo con el material, un dado de acero en forma de cruz que va a ser de molde para este proceso de obtencin de un nuevo acabado. Se coloca al material dentro del contenedor y se baja la prensa de tornillo hasta que el mbolo tope al dado. Se impone una fuerza y el flujo del material est en direccin opuesta a esta fuerza. Se retira la placa de acero, se saca el material y se procede a medir al dado y al material para conocer la recuperacin elstica del material.Tabla de datos obtenidos:No de VueltasEspesor (mm)

53 mm

62,45 mm

72,35 mm

Tabla1. ForjaValor de ReduccinEspesor (mm)

1/42,8

1/42,5

1/42,1

1/41,7

1/81,4

1/81,3

1/81,2

1/81

1/80,75

1/80,7

Tabla2. LaminacinDimetro inicial del alambrado (mm)6,85 mm

Dimetro final del alambrado (mm)6,15 mm

Dimetro del dado o trefila (mm)6 mm

Tabla3. TrefiladoDimetro inicial del cilindro de plomo (mm)30,6 mm

Dimetro final del cilindro de plomo (mm)21,7 mm

Longitud inicial de la grilla interna (mm)5 mm

Longitud final de la grilla interna (mm)12,15 mm

Longitud inicial de la grilla externa (mm)5mm

Longitud final de la grilla externa (mm)15,55 mm

Tabla4. Extrusin DirectaMedicionesDimensiones del tocho (mm)Dimensiones del dado (mm)

L123,0522,3

L221,920,85

l110,710

l210,810,2

l310,610

l410,9510,35

Tabla5. Extrusin InversaTabla de Datos Calculados:Ingenieril ()Real ()

L0 L10,0770,080

L1 L20,050,051

L2 L30,0350,035

L0 L30,1540,167

Tabla6. ForjaIngenieril ()Real ()

L1 L20,1380.149

L2 L30,1070.113

L3 L40,160,174

L4 L50,1900,211

L5 L60,1760,194

L6 L70,0710,074

L7 L80,0770,080

L8 L90,1670,182

L9 L100,250,288

L10 L110.0670,069

L1 L110,7851,535

Tabla7. LaminacinDeformacin Real 10,1926

Deformacin Real 20,2767



Recuperacin Elstica 10,02




Tabla8. TrefiladoDeformacin Real0,013858

Relacin de Velocidades1,0139


Tabla9. Extrusin DirectaDeformacin Real0,0468


Tabla10. Extrusin Inversa

Anlisis de datos: El rea del material en los tratamientos de extrusin y trefilado es un poco mayor con respecto al dado, esto se debe a las propiedades elsticas de los materiales.En la extrusin directa la longitud final de la grilla es mayor debido a que el material fue deformado plsticamente.Conclusiones: Para comprobar que se ha realizado una buena compresin el ancho de la placa, en este caso de la placa de aluminio no debe variar.En el proceso de laminacin, con cada avance en el laminado de la pieza el material se hace ms duro hasta cierto lmite en el que se encuentra en la zona III, de fractura, donde el material se empieza a romper empezando por los filos, para alargar este proceso se realiza un revenido de recristalizacin . El trefilado se usa para la construccin de alambres de diferentes dimetros.En la extrusin directa se aplica mayor fuerza que en la inversa debido a que el material tiene movimiento relativo respecto al contenedor.En los procesos de compresin directa la fuerza impuesta es perpendicular al flujo del material.En los procesos de compresin indirecta la fuerza impuesta es paralela al flujo del material.Recomendaciones: Se recomienda prestar ms atencin a la ejecucin de grficos puesto que presentan cierta dificultad al momento de realizarlos.Para las deformaciones plsticas, se debe conocer las propiedades de los materiales, as como la temperatura de re cristalizacin.Para la medicin de las longitudes de los materiales se necesita que el instrumento de medida sea lo ms preciso posible.Se debe conocer las propiedades de los materiales a los cuales se los va a deformar plsticamente.Bibliografa:IZA, B; (2007); Dimensionamiento y Construccin de una Roladora Manual paraLaboratorio; Quitohttp://wikifab.dimf.etsii.upm.es/wikifab/images/4/47/10DefPlastica08.pdf. (2008)http://www.mindmeister.com/es/143955085/conformado-por-deformaci-n-pl-stica. Autor: Mari Campos, Fecha de Actualizacin: 20128

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