Fundamentos y Aplicaciones Avanzadas en la Conformación de Chapa Metálica Industrial

Procesos de Conformación de Chapa y Ejemplos de Aplicación

A continuación, se presentan ejemplos de piezas que pueden fabricarse con los principales procesos de conformación de chapa:

• Troquelado y Cizallado: Carcasa con ventilación para ordenador.
• Doblado y Curvado: Cubiertas de metal para protección.
• Embutido y Estirado: Fregadero.

Operaciones de Fabricación Detalladas

Fabricación de Bisagras y Arandelas

• Las bisagras pueden conformarse usando solo el proceso de curvado.
• Las arandelas necesitan un proceso de punzonado y uno de corte posterior en la misma chapa.

Proceso de Fabricación de una Lata de Refresco

La fabricación de la lata de refresco se inicia con el troquelado de los discos primitivos, seguido de un primer embutido. Posteriormente, se realizan las siguientes operaciones:

1. Segundo embutido.
2. Estirado en tres fases.
3. Operación de embutido en la base.
4. Operación de corte que elimina las ondulaciones restantes de las paredes.
5. Tras el recorte, se realiza un proceso de alta velocidad: el lavado, la impresión y el lacado.
6. Finalmente, se procede al estrechamiento del cuello del vaso y se le da a su vez una superficie convexa con respecto al interior para aumentar su rigidez, mediante un proceso de embutido.

Las dos piezas (cuerpo y tapa) se unen con un ingenioso rebordeado, que conecta la tapa al cilindro hueco después del llenado. Para finalizar, se une a la tapa la anilla de apertura, también por embutido.

Diferencias entre Punzón de Filo Recto y Filo Inclinado en Troquelado

Describe las diferencias existentes entre un punzón de filo recto y otro de filo inclinado en las operaciones de troquelado. (1 Punto)

Ambos punzones realizan el mismo trabajo, pero el uso de un punzón de filo inclinado ofrece ventajas y desventajas específicas:

• Fuerza Requerida: Necesita emplear menos fuerza para realizar el corte.
• Tiempo de Trabajo: Requiere más tiempo para completar la operación.
• Acabado: Deja un mejor acabado superficial.
• Limitación: La inclinación no puede ser excesiva para evitar que se produzca pandeo y, consecuentemente, un mal corte.

Justificación de la Variación de Espesor en Operaciones de Embutido

Justifica por qué se produce la variación de espesor en las operaciones de embutido. (1 Punto)

La variación de espesor durante el embutido se debe a la combinación de esfuerzos de tracción y compresión que experimenta el material:

1. Adelgazamiento (Cerca del Fondo): Al descender el punzón a una cierta velocidad (V) y tocar la chapa, la somete a un esfuerzo de tracción. Este esfuerzo es provocado por la inercia del punzón y el rozamiento inicial de la chapa entre el pisador y la matriz. Esto explica el adelgazamiento cerca del redondeo del fondo.
2. Aumento de Espesor (Pared Lateral): El pisador genera unos esfuerzos que ponen al metal en un estado plástico. Cuando el espacio entre el punzón y la matriz es, en teoría, igual al espesor de la chapa, se produce un almacenamiento de energía potencial de las partículas. Después de la embutición, esta energía se manifiesta por un aumento del espesor de la pared.

Elementos de la Matriz y Clasificación de Prensas

Enumera los principales elementos que conforman la herramienta matriz o dado en los procesos de conformación de chapa. Clasifica, atendiendo a dos criterios diferentes, las prensas empleadas en este tipo de operaciones. (1 Punto)

Definición y Estructura de la Matriz (Dado)

Las matrices son los elementos donde penetran los punzones. Se hacen, en general, en una sola pieza de acero de un único material, o colocando un material diferente en la zona de corte. Son de sección cuadrada o rectangular y en ellas se mecaniza el hueco que exija la herramienta, con un desarrollo troncocónico a lo largo del espesor de la misma.

Componentes Principales de la Herramienta

Los componentes principales de la herramienta son:

• Punzones
• Matrices
• Guías
• Topes
• Extractores
• Alimentadores

Clasificación de Prensas para Conformación de Chapa

Las prensas empleadas en operaciones de conformación de chapa se pueden clasificar mediante diversos criterios:

Criterios de Clasificación

• Accionamiento: Hidráulico o Mecánico.
• Tipo de Bancada: De montantes o de escote.
• Tamaño de Prensa: Pequeño, medio o gran tonelaje.
• Cadencia de Trabajo: Golpes por minuto que pueden desarrollar.
• Número de Puntos de Empuje: Que impulsan el movimiento de las correderas.
• Número de Efectos: Simple, doble, triple, etc.