INDICE

I. OBJETIVOS..........................................................................................................1

II. INTRODUCCIÓN..................................................................................................2

III. FUNDAMENTO TEÓRICO....................................................................................3

IV. MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS.............................................................9

V. DIAGRAMA DE OPERACIONES........................................................................10

VI. PROCEDIMIENTO..............................................................................................11

VII. CALCULOS Y RESULTADOS............................................................................12

VIII.CONCLUSIONES................................................................................................14

IX. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS....................................................................15

I. OBJETIVOS

PROCESO DE MANUFACTURA 2

II. INTRODUCCIÓN

PROCESO DE MANUFACTURA 3

III. FUNDAMENTO TEÓRICO

A. PROCESO DE LAMINADO:

La laminación o laminado es un proceso de conformación plástica en el que el metal fluye de

modo continuo y en una dirección preferente, mediante fuerzas de compresión.

El laminado es un proceso de deformación volumétrica en el que se reduce el espesor inicial

del material trabajado, mediante las fuerzas de compresión que ejercen dos rodillos sobre la

pieza/material de trabajo. Los rodillos giran en sentidos opuestos para que fluya el material

entre ellos, ejerciendo fuerzas de compresión y de cizallamiento, originadas por el

rozamiento que se produce entre los rodillos y el metal. Los procesos de laminado requieren

gran inversión de capital; debido a ello los molinos de laminado se usan para la producción

de grandes cantidades de productos estándar (láminas, placas, etc.).

Los procesos de laminado se realizan, en su gran mayoría, en caliente por la gran

deformación ejercida sobre el material trabajado. Además, los materiales laminados en

caliente tienen propiedades isotrópicas y carecen de tensiones residuales. Los principales

inconvenientes que presenta el laminado en caliente son que el producto no puede

mantenerse dentro de tolerancias adecuadas, y que la superficie de la pieza queda cubierta

por una capa de óxido característica.

COMO REDUCIR LA FUERZA DE LAMINACIÓN:

Procedimientos para reducir fuerzas de laminación.

Reducir la fricción.

Reducir el área de contacto reduciendo el diámetro de los rodillos.

Efectuando reducciones más pequeñas por pasada, a fin de reducir el área de

contacto.

Reducir la resistencia del material elevando la temperatura en el proceso.

Otro método es aplicando tensiones longitudinales a la tira durante la laminación ya que

éstas reducen los esfuerzos a la compresión requeridos para deformar plásticamente. Las

tensiones aplicadas a la tira pueden ser aplicadas en la zona de entrada (tensión posterior)

o en la zona de salida (tensión anterior o frontal) o en ambas.

OTRAS OPERACIONES DE LAMINADO:

Laminado de anillos

PROCESO DE MANUFACTURA 4

En la laminación de anillos consiste en una deformación que lamina las paredes gruesas de

un anillo para obtener un anillo de paredes más delgadas, y por tanto, de un diámetro mayor

al inicial. El laminado de anillos se aplica generalmente en procesos de trabajo en frió para

anillos pequeños y de trabajo caliente para anillos más grandes. Se utiliza, entre otros, para

la fabricación de collares para rodamiento de bolas y rodillos, llantas de acero para ruedas

de ferrocarril, etc. Las paredes de los anillos no solo se limitan a formas rectas, también este

proceso permite formas más complejas. Este proceso tiene como principal ventaja el ahorro

de materias primas.

Laminación de cuerdas

La laminación de cuerdas se usa para formar cuerdas en partes cilíndricas mediante su

laminación entre dados. La mayoría de las maquinas laminadoras de cuerdas realizan las

operaciones de laminado de cuerdas en frío, la forma y tamaño de la cuerda depende del

tipo de dados con que estén equipadas dichas maquinas. Existen dos tipos de dados: Dados

planos que se mueven alternativamente entre si y dados redondos que giran relativamente

entre si para lograr la acción de laminado. Entre las ventajas de este proceso están la alta

velocidad, mejor utilización del material, cuerdas más fuertes debido al endurecimiento del

material, mejor resistencia a la fatiga y superficies más lisas.

Laminación de engranajes

La laminación de engranajes es un proceso de formado en frío que produce ciertos

engranajes. Este tipo de laminación es similar al de laminado de cuerdas, y la diferencia

reside en que las características de deformación de los cilindros o discos se orientan

paralelo a su eje (en ángulo para los engranajes helicoidales) y no espiral como en el

laminado de cuerdas. En este proceso encontramos algunas ventajas como: alta velocidad,

mejor aprovechamiento del material, mayor resistencia a la fatiga, etc.

PROCESO DE MANUFACTURA 5

Laminado de polvos

El polvo puede comprimirse en una operación para formar tiras de material metálico. El

proceso por lo general se efectúa de manera continua o semicontinua. Los polvos se

compactan entre los rodillos para formar una tira verde que se alimenta directamente a un

horno de sinterizado después se enfría, se lamina y se resinteriza.

Laminado de roscas

Este proceso de laminado se realiza en frío se pueden formar roscas rectas o cónicas en

varillas redondas cuando éstas pasan a través de dados para darles la forma. Las roscas se

forman sobre el alambre o varilla en cada carrera de un par de dados planos reciprocantes,

en este proceso se mantiene el volumen constante ya que no existe eliminación de material.

Los productos típicos son: pernos, tornillos y piezas roscadas.

El proceso puede generar formas similares como ranuras y formas de engrane. Este método

tiene la ventaja de generar roscas sin ninguna pérdida de material (desperdicio) y con buena

resistencia (debido al trabajo en frío) además provoca sobre la superficie de la pieza

esfuerzos residuales a la compresión, mejorando la vida bajo condiciones de fatiga, el

acabado superficial que se obtiene es muy terso. El laminado de roscas es muy superior a

otros métodos de fabricación de roscas, ya que el maquinado de las roscas corta a través de

las líneas de flujo de grano del material, en tanto que el laminado de las roscas mejora la

resistencia de la rosca ya que éste deja un patrón de flujo de grano.

PROCESO DE MANUFACTURA 6

La fabricación de roscas en los metales dúctiles se caracteriza por la suavidad del proceso.

No obstante, después se suelen someter a un tratamiento térmico y a un maquinado o

rectificado final. Para metales en condición dura, las roscas se maquinan y/o se rectifican.

DEFECTOS EN PLACAS Y HOJAS LAMINADAS

Estos defectos pueden presentarse en la superficie de las placas u hojas, o pueden darse

en su estructura interna. Los defectos degradan la apariencia de la superficie y pueden

afectar de manera adversa a la resistencia, la capacidad de formado y otras características

de manufactura.

Los defecto superficiales pueden ser: ralladuras, corrosión, cascarilla, picaduras,

mordeduras y grietas causados por inclusiones e impurezas en el material fundido original o

debido a otros procesos de preparación del material o a la misma operación de laminado.

Los defectos en los bordes en las hojas laminadas son eliminados mediante operaciones de

corte y hendedura.

B. PROCESO DE TREFILADO:

Se entiende por trefilar a la operación de conformación en frío consistente en la reducción

de sección de un alambre o varilla haciéndolo pasar a través de un orificio cónico practicado

en una herramienta llamada hilera o dado. Los materiales más empleados para su

conformación mediante trefilado son el acero, el cobre, el aluminio y los latones, aunque

puede aplicarse a cualquier metal o aleación dúctil.

El trefilado propiamente dicho consiste en el estirado del alambre en frío, por pasos

sucesivos a través de hileras, dados o trefilas de carburo de tungsteno cuyo diámetro es

paulatinamente menor. Esta disminución de sección da al material una cierta acritud en

beneficio de sus características mecánicas.

Dependiendo de la longitud y el diámetro de las barras a trabajar, varían las reducciones

que se pueden llegar a obtener mediante este proceso. A las barras de hasta 15 mm de

diámetro o mayores, se les suele dar una ligera pasada para mejorar el acabado superficial

y las tolerancias dimensionales reduciendo su diámetro hasta 1,5 mm. En otros tamaños

más pequeños, se puede llegar a conseguir reducciones del 50%, y en otros alambres de

hasta el 90% en pasadas sucesivas, partiendo en un estado del material de recocido y antes

de que necesite un nuevo recocido con el fin de eliminar su acritud. Se fabrican alambres de

hasta 0,025 mm y menores, variando el número de hileras por los que pasa el alambre y con

varios recocidos de por medio.

PROCESO DE MANUFACTURA 7

La disminución de sección en cada paso es del orden de un 20% a un 25% lo que da un

aumento de resistencia entre 10 y 15 kg/mm2. Pero alcanzado cierto límite, variable en

función del tipo de acero, no es aconsejable continuar con el proceso de trefilado pues, a

pesar que la resistencia a tracción sigue aumentando, se pierden otras características como

la flexión.

Las ventajas que aporta el trefilado propias del conformado en frío son las siguientes: buena

calidad superficial, precisión dimensional, aumento de resistencia y dureza, y por supuesto

la posibilidad de producir secciones muy finas.

PROCESO DE MANUFACTURA 8

IV. MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS

A continuación detallamos en el cuadro inferior los equipos usados en la

experiencia de laboratorio.

Máquina de laminación.

Dados.

Máquina de tracción.

PROCESO DE MANUFACTURA 9

V. DIAGRAMA DE OPERACIONES

PROCESO DE MANUFACTURA 10

VI. PROCEDIMIENTO

PROCESO DE LAMINADO:

Primero se procedió a tomar las medidas iniciales tanto del aluminio como el

del plomo.

Luego se hizo varias pasadas del aluminio y del plomo por la laminadora.

Finalmente se tomó las nuevas medidas después de cada pasada.

PROCESO DE TREFILADO:

Primero de la muestra del cobre recocido se tomó 10cm y después se realizó

el ensayo de tracción

Se procedió a tomar las medidas iniciales del cobre recocido.

Luego del ensayo de tracción se toman nuevamente las medidas del cobre

recocido.

PROCESO DE MANUFACTURA 11

VII. CALCULOS Y RESULTADOS

PROCESO DE LAMINADO:

1. Determine la deformación total admitida por el material.

ALUMINIO

NºENTRADA SALIDA

εespesor (cm) espesor (mm)

1 1.44 0.745 0.65902 0.745 0.27 1.01503 0.27 0.11 0.89794 0.11 0.045 0.89385 0.045 0.01 1.5041

PLOMO

NºENTRADA SALIDA

εespesor (cm) espesor (mm)

1 0.6 0.21 1.04982 0.21 0.08 0.96513 0.08 0.035 0.8267

2. Considerando el diámetro de los rodillos laminadores, el coeficiente entre

los rodillos y el material =0.1, determine la reducción máxima que se

puede hacer en este tren laminador.

dmáx=μ2∗R

Donde:

dmáx: Draft máximo

μ: Coeficiente entre los rodillos y el material =0.1

R: Radio de los rodillos =4.4 cm

dmáx=0.12∗4.4=0.044 cm

3. Elabore una tabla, para que considere los cambios o resultados obtenidos

después de cada pasada (altura, ancho y longitud antes y después de la

pasada, porcentaje de reducción de sección, deformación plástica (ε) en

cada pasada, dureza, forma del grano, otros)

PROCESO DE MANUFACTURA 12

ALUMINIO

Nº

ENTRADA SALIDA % reducciónEspeso

r (cm)

Longitud (cm)

Ancho (cm)

Área(cm2)

Espesor (cm)

Longitud (cm)

Ancho (cm)

Área(cm2) de área

1 1.44 11.02 1.27 0.18288 0.745 16.3 1.44 0.10728 412 0.745 16.3 1.44 0.10728 0.27 33.1 1.61 0.04347 593 0.27 33.1 1.61 0.04347 0.11 77.2 1.7 0.0187 574 0.11 77.2 1.7 0.0187 0.045 211.4 1.83 0.008235 56

5 0.045 211.4 1.83 0.008235

0.01 276 1.87 0.00187 77

PLOMO

Nº

ENTRADA SALIDA% reducción

de áreaEspesor (mm)

Longitud(cm)

Área(cm2)

Espesor (mm)

Longitud (cm)

Área(cm2)

1 6 12.6 7.56 2.1 16.2 3.402 652 2.1 16.2 3.402 0.8 41.2 3.296 61.90483 0.8 41.2 3.296 0.35 121 4.235 56.2500

ANALISIS METALOGRÁFICO:

La estructura se alarga en dirección a la cual fue laminada.

PROCESO DE MANUFACTURA 13

PROCESO DE TREFILADO:

Con los resultados del ensayo de tracción y sus cálculos respectivos:

Inicial 1er Trefilado 2do Trefilado 3er Trefilado

Do ( mm) 3.8 3.2 2.75 2.5Ao ( mm2) 11.3411 8.0424 5.9395 4.9087

Lo ( mm) 50 50 50 50

Lf (mm) 74 53.2 52.5 53.1

δu ( mm) 24 3.2 2.5 13.1

Pt ( Kg )max 285 290 265 215

Pu ( Kg) 240 250 210 170

1. Obtenga del cobre recocido la curva de esfuerzo deformación real del

cobre recocido y determine los valores de K y de N de la fórmula del

comportamiento plástico del material (σ=K εn)

PROCESO DE MANUFACTURA 14

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.060

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

ESFUERZO VS DEFORMACION

2. Con los resultados del punto (1), determine el porcentaje de reducción

de sección, por deformacion plástica en frio, que admite el material

antes de ser recocido

Con los resultados y datos tomados del proceso de trefilado:

1er trefilado 2do Trefilado 3er Trefilado

Do ( mm) 3.8 3.2 2.75Df (mm) 3.2 2.75 2.5

F (Kg) 170 163 133α (grados) 7 7 7

ε 0.3437005 0.3030998 0.1906204σyi (kg/mm²)

σxf (kg/mm²)

21.1377 27.443 27.0945

Øw 1.1582 1.1953 1.3809f

1. De acuerdo al porcentaje de reducción de sección que admite el

material, si tuviera que reducir el diámetro del alambre de cobre de

8mm a 2mm ¿por deformacion plástica en frio, se podría hacer la

reducción sin un recocido intermedio? ¿por qué?

PROCESO DE MANUFACTURA 15

VIII. CONCLUSIONES

El más dúctil fue el aluminio, puesto que se podía deformar con menores esfuerzos

comparados con el plomo.

El aluminio presento un mayor alargamiento que el plomo.

A medida que se van haciendo las pasadas, el área de la sección

transversal va disminuyendo por ende el porcentaje de reducción de área va

aumentando.

En el trefilado; en una de las pasadas la muestra se rompió fuera de las

marcas realizadas por lo que esa prueba se tuvo que descartar.

PROCESO DE MANUFACTURA 16

IX. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

GROOVER MIKELL. “Fundamentos de Manufactura Moderna”. Edit. Printice

Hall. Edición 1997.

Lawrence E. Doyle, Carl A. Keyser, James L. Leach, George F. Schrader y

Morse B. Singer (1988). “Materiales y Procesos de Manufactura para

Ingenieros”. Editorial Prentice Hall, Tercera Edición,

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