Consideraciones de Diseño para Procesos de Conformado

12. Procesos de conformado por deformación plástica de metales. Clasificación: Compresión: Laminado, Forja, Extrusion Estirado: Estirado, Trefilado, Embutición, Repujado (Repujado normal o cónico – Repujado cilíndrico) Doblado: Redondeo, Doblado, Doblado de tubos, Preparación de bordes. Laminado: El metal pasa por unos rodillos de laminación que comprimen y cizallan el material haciéndolo más fino. Sirve por ejemplo para hacer tornillos. Puede realizarse en frío y en caliente. Trenes de laminación: Acoplamiento de varias unidades de laminación. Trenes de desbaste: Se desbastan lingotes en caliente para transformarlos en desbastes de sección cuadrada o rectangular. Trenes de palanquilla: Laminan el desbaste de los trenes anteriores y lo transforman en palanquilla de sección cuadrada. Trenes de acabado: A partir de los trenes de palanquilla se transforman en productos finales o acabados. Forja: Se aplasta el metal contra dos matrices que le dan la forma necesaria. Puede realizarse en frío y en caliente. Forja en caliente: Forja libre: La matriz no tiene una forma determinada para la pieza final. Forja con estampa: La matriz tiene una forma determinada para la pieza final (Es el negativo de la pieza, como la cavidad de un molde). Forja en frío: Recalcado: Se acumula el material en una zona limitada, en resumen, la matriz superior tiene la forma de cabeza de tornillo, perno o algún otro cambio de sección y la matriz inferior es el cuerpo del tornillo. La dirección de la compresión es axial y por los apuntes parece que se hace de lado. Puede realizarse en frío y en caliente. Extrusión: Se hace pasar el metal por una matriz que tiene la forma de la sección que se desea. Según la velocidad de extrusión: Extrusión por impacto: Gran velocidad y baja temperatura. Extrusión lenta: Poca velocidad, fluye en las direcciones perpendicular y oblicua. Según el sentido de la fluencia del material: Extrusión directa: Misma dirección y sentido que el empujador. Extrusión invertida: Sentido contrario que el empujador. Extrusión combinada: Mismo sentido y sentido contrario simultáneamente. Estirado y Trefilado: Estirado: Pequeñas reducciones de sección. Estirado de tubos: Con y sin mandril interno. Trefilado: Grandes reducciones de sección, en varias pasadas. Decapado: Proceso anterior al estirado y trefilado que consiste en limpiar y preparar el material con ataques químicos y posterior limpieza con agua a presión.

13. Fundamentos y procesos del trabajo de la chapa metálica. Ventajas: Alta productividad. Tolerancias estrechas. Buenos acabados superficiales. Gran variedad de productos. Formas complicadas (en varias etapas) Con separación de material: Corte, Separación del material siguiendo una línea no cerrada: Cizallado: Separación del material de forma progresiva y siguiendo una línea recta. Corte: Corte siguiendo una línea no recta, y no se desperdicia material. Separación: Corte siguiendo una línea no recta, con desperdicio de material. Incisión: Separación parcial de material para después doblarlo. Punzonado: El trozo recortado es el desperdicio Troquelado: El trozo de material que recorta el punzón (troquel) es la pieza a producir. Perforado: (Caso particular del punzonado) se realizan agujeros en una chapa, en gran número, muy cercanos unos de otros y en general de no muy gran diámetro. Punzonado de forma: Separación de material por impacto a lo largo de una línea que no se cierra, realizándose en el borde de la chapa y formando parte del perímetro del trozo de metal que se separa. Sin separación de material: Doblado: Se dobla una chapa contra una matriz. Redondeado: Se dobla una chapa con rodillos para curvarla. Preparación de bordes: Bordonado: Se dobla el borde circularmente. Cercado: Se dobla el borde circularmente dejando un alambre dentro. Perfilado: Doblado continuo según un determinado contorno. Grapeado: Se doblan simultáneamente los bordes de dos piezas y se unen. Embutición: Embutición profunda: La profundidad embutida es mayor que el diámetro o dimensión superficial mínima. Estampado: La profundidad embutida es menor que el diámetro o dimensión superficial mínima. Embutición con estiramiento: El espesor final es menor que el espesor inicial. Repujado: Se estira un disco giratorio mediante la presión de una herramienta.

16. Procesos de conformado de plásticos: Moldeo por inyección: Se aplica a TP y TE pero principalmente a TP. PP, PE, PET, PVC. Más extendido . Elevada productividad. Piezas muy complejas con tolerancias pequeñas (Pedales). Coste utillaje elevado Grandes series. El TP en forma de granza se calienta y funde en un cilindro, mediante presión se transfiere a la cavidad del molde donde se enfriará. Termoconformado de láminas: Termoconformado por vacío en negativo. Termoconformado por vacío en positivo. Termoconformado con molde y contramolde. Termoconformado con estampa/punzón. Solo se usa en TP PP, PE, PET, PVC. Se obtienen piezas abiertas de espesor constante (bañeras). Elevada productividad. Una lámina de TP se calienta hasta estado gomoplástico, se deja caer sobre un molde haciendo vacío, tomando su forma. Extrusión: Tipos de Extrusión: Coextrusión. Solo se aplica a TP. Piezas de sección constante (perfiles, tubos). Elevada productividad. Coextrusión (Varios plásticos a la vez). El TP en forma de granza se calienta y funde en un cilindro y luego por presión se hace pasar por una hilera con una sección finalmente se recoge y deja enfriar Soplado: Moldeo por gravedad. Moldeo por compresión. Moldeo por transferencia. Solo se aplica a TP PP, PE, PET, PVC. Se obtienen piezas huecas (recipientes). Elevada productividad. Una preforma de termoplástico caliente sin fundir, se introduce en un molde hueco, se cierra y se introduce aire a presión. Tipos de soplado: Extrusión-soplado.Inyección-soplado.

8. Conformado por moldeo:Partes del molde: Molde: Compuesto de una, dos o varias partes principales (Generalmente dos). Línea de partición: Línea que proyectada da la sección de separación entre las dos mitades principales del molde (Es la única superficie común a las mismas). Cavidad del molde: Parte hueca del molde con el negativo de la pieza a conformar. Copa de vertido: Abertura por donde se añade el material fundido. Bebedero: Canal de entrada del material al interior del molde. Sistema de alimentación: Red de distribución del fluido hacia las cavidades. Mazarota: Cavidad para la eliminación de gases y como depósito de reserva de metal fundido durante la solidificación compensando la contracción. Machos: Partes incluidas en el molde para conformar cavidades en la pieza. Tipos de moldeo: Moldeo de arena: Material del molde Arena (sílice, arcilla, material orgánico y agua). Material de los machos Arena. Metales a los que se aplica Fundiciones Fe, Al y sus aleaciones, Br, Cu y otros. Moldeo a la cera perdida: Material del molde Cerámica (mezcla de mat. refractario, silicato de etilo hidrolizado y alcohol). Material de los machos Rara vez utilizan. Metales a los que se aplica Metales con alto punto de fusión, Acero. Moldeo en molde permanente por gravedad: Material del molde Fundición gris, Acero refractario o Grafito. Material de los machos Arena o Metálicos retráctiles. Metales a los que se aplica Aleaciones de Al, Mg, Cu. En grafito: fundición o acero. Moldeo a presión: Material del molde Aceros especiales. Material de los machos Metálicos retráctiles. Metales a los que se aplica Aleaciones Al, Cu, Mg, Zn.

Moldeo en molde lleno ¿En qué consiste? Aspectos más importantes. En la fundición en molde lleno, el modelo se hace de poliestireno esponjoso y se deja en el molde durante la colada. Con ello, el calor lo vaporiza casi instantáneamente y el metal llena el espacio que ocupaba antes el poliestireno. Se evita construir un modelo de madera que incrementa el coste. Se evita la extracción del modelo ya que eso implica modificar el diseño para facilitar dicha tarea. Presenta más ventajas relacionadas con el poliestireno esponjoso: barato, fácil de modelar y admite formas complejas. Tipos de moldes y características: Molde permanente (coquillas): Se reutiliza para fabricar varias piezas. Es de aceros especiales, fundición o grafito. Son muy costosos. Molde perdido : Se destruye para cada pieza. Suele ser de material cerámico o arena y arcilla. Es necesario un modelo para fabricar el molde cada vez. Modificaciones o desviaciones con definición: Contracción durante el enfriamiento. Sobremetal para posibles posteriores operaciones. Ángulos de salida, para posibilitar la salida del modelo del molde sin que se produzcan derrumbes o arrastres de material. Proceso de acabado: Extracción de machos. Eliminación de bebederos y mazarotas. Desbarbado y eliminación de puntos ásperos de la superficie. Limpieza superficial. Reparación de defectos.

9. Conformado por moldeo de metales: Moldeo en arena tipos: Moldeo en verde: El molde no es tratado después del conformado para extraer la humedad. Moldeo en seco: El molde se seca en un horno para eliminar la humedad. Reduce la formación de gases por evaporación del líquido contenido en la arena El molde tiene mayor resistencia al derrumbamiento. 9.2. Ordena según su utillaje, flexibilidad y productividad (Mayor a menor): Acabados superficiales (mejor): cera=presión, permanente por gravedad, arena. Coste utillaje (+caro): presión, permanente por gravedad, cera, arena. Productividad (+productivo ): presión, permanente por gravedad, arena, cera. Espesores finos (peor): arena, permanente por gravedad, cera=inyección. Flexibilidad (mejor): arena, cera, permanente x gravedad, presión. Complejidad pieza (+alta): cera, arena, presión, permanente x gravedad

5. Fundamentos de metrología: Verificación de una pieza: Comprobar que las especificaciones indicadas en el plano de diseño o de fabricación quedan dentro de las tolerancias. Calibración: Conjunto de operaciones que tienen por objeto determinar el valor de los errores de un patrón, instrumento o equipo de medida y proceder a su ajuste o a expresar aquellos mediante un valor, una tabla, una curva de corrección, una función, etc. Relación entre errores macrogeométricos y microgeométricos: Los errores microgeométricos debido a la rugosidad (Ra) pueden llegar a convertirse en macrogeométricos (del orden dimensional) puesto que, si una Ra es elevada y el IT de fabricación es pequeño, excede el límite de concebirse como errores microgeométricos. Para ello se expresan los límites en una tabla de los valores máx. de Ra en función del IT recomendados por ISO.

6.Propiedades instrumentos de medidas: Tipos de error. Causante. Definición: Lectura y paralelaje. (Operador): Cuando la visión no es perpendicular al plano de medida. Mal posicionamiento (Operador): No se coloca la pieza adecuadamente alineada con el instrumento de medida. Error de coseno (Operador): Escala de medida inclinada respecto dirección real que se quiere medir. Fatiga (Operador): Cansancio del propio operador. Diseño y Fabricación (Instrumento): Defectos en palpadores, grabados de escalas… Precisión y forma de contactos (Instrumento): Debido a las deformaciones elásticas de los elementos en contacto bajo presión. Desgaste instrumento (Instrumento): El uso continuado lleva al envejecimiento que produce errores los cuales llevas a necesitar verificaciones periódicas. Alineación (Instrumento): Comparando pieza con patrón. Forma (Pieza): El diámetro se mantiene constante en cualquier dirección a pesar del defecto de redondez. Deformación (Pieza): Las piezas por su propio peso pueden tomar posiciones inadecuadas en la medición. Estabilización/ Envejecimiento (Pieza): Debido a modificaciones estructurales del material. Variación Temperatura (Agentes Exteriores): Dilatación de los cuerpos con la temperatura. Corrosión, Humedad, Polvo y suciedad, Vibraciones, Iluminación (Agentes Exteriores). Verificación de piezas: ¿Que expresa el cociente entre la tolerancia de la especificación de una pieza y la variabilidad natural del proceso de fabricación correspondiente a la dimensión de una pieza? Expresa el índice de capacidad de un proceso, será más capaz cuanto menor sea la dispersión. ¿Qué representa la relación? 3≤T/2I≤10 . La ecuación representa la relación entre la tolerancia de diseño y la incertidumbre de la herramienta, que el proceso de verificación sea rentable y no se rechacen muchas piezas. El 3 viene por la necesidad de no rechazar muchas piezas buenas. El 10 viene por no encarecer excesivamente el proceso de verificación al tener que utilizar instrumentos de medida muy precisos. Calibres límite: No hay errores de lectura. Rapidez de ejecución. Ej: Si pasan ambos, agujeros demasiado grande y si no pasa ninguno, agujero demasiado pequeño

7. Técnicas de medición e inspección. Medida de longitud: Patrones de longitud: Bloques patrón o de caras paralelas: Son los patrones más populares, y pueden ser tanto metálicos como de material cerámico. Bolas y varillas calibradas: Son imprescindibles como elemento auxiliar o de apoyo en muchas medidas de precisión. La gran diversidad de tamaños necesarios supone unas inversiones nada despreciables. Patrones de diámetros exteriores o tampones: Se utilizan normalmente para la calibración de calibres fijos de exteriores y de instrumentos utilizados en la medida de diámetros exteriores. Sus incertidumbres son superiores a las de los bloques patrón. Patrones de diámetros interiores o anillos patrón: Su uso se limita a la verificación de los calibres fijos de interiores, la calibración de micrómetros de interiores de tres contactos y la medida por comparación de interiores.

Instrumento, Principio de construcción, Resolución, Escala/Campo de medida, Valor de lectura:

Pie de Rey (Nonius), 1/n, 0-último valor, Numero mayor directo, número menor coincide rayita. Micrómetro de exteriores o Palmer (Tornillo micrométrico), 1/n, 0-último valor, Numero mayor directo, número menor coincide rayita. Micrómetro de interiores (Tornillo micrométrico), 1/n, 0- último valor, Numero mayor directo, número menor coincide rayita. Micrómetro de profundidades o micrómetro sonda (Tornillo micrométrico), 1/n, 0-último valor, Numero mayor directo, número menor coincide rayita. Reloj Comparador (Mecanismo de engranajes), 1/n, 0- 1 mm, Aguja pequeña valor mayor, aguja grande valor menor. Goniómetro o transportador de angulos, (Nonius), 1/180- 1/360, Directa

¿Cómo calcular la resolución de un instrumento? Como la resolución es la mínima medida que podemos medir, habrá que dividir 1 mm entre el número de divisiones que le hace el instrumento a 1 mm, es decir, contar las rayitas que hay dentro del rango de 0 a 1 mm, contar estas rayitas dependerá de cada instrumento. ¡En los de ángulos hay que dar el resultado en grados, minutos, y segundos! (Ante la duda, en el nonius SIEMPRE se coge la rayita más próxima

Tolerancias de forma: RECTITUD: Cualquier elemento longitudinal de la superficie6cilíndrica (generatriz) debe estar contenido entre dos planos paralelos entre sí y separados 0,1mm.

La línea media (eje) del cilindro sobre el que se aplica la tolerancia debe estar contenida en una zona de tolerancia cilíndrica de diámetro 0,08 mm.

PLANITUD: La superficie debe estar contenida entre dos planos paralelos entre sí y separados 0,01mm.

REDONDEZ: Cualquier perfil resultante de una sección perpendicular al eje de la superficie a la cual se aplica la tolerancia debe estar contenido entre dos círculos coplanarios y concéntricos con una diferencia de radio de 0,03 mm.

CILINDRICIDAD: La superfície debe estar contenida entre dos cilindros coaxiales con una diferencia de radio de 0,1mm.

Perfil de una linea: En cada sección, paralela al plano de proyección en el que se muestra la indicación de la tolerancia, el perfil de la línea debe estar contenido entre dos líneas equidistantes envolventes de círculos de diámetro 0,04 mm, cuyos centros están situados en una línea con la forma geométrica teóricamente exacta.

Perfil de una superficie: La superficie debe estar contenida entre dos superficies equidistantes envolventes de esferas de diámetro 0,02 mm, cuyos centros están situados sobre una superficie con la forma geométrica teóricamente exacta.

Tolerancias de orientación: Paralelismo: La línea media (eje) debe estar contenida en una zona de tolerancia cilíndrica de diámetro 0,03 mm y cuyo eje es paralelo al eje indicado por la referencia A.

La línea media (eje) debe estar contenida entre dos planos paralelos entre sí separados 0,01 mm y que son paralelos al plano indicado por la referencia B.

La superficie debe estar contenida entre dos planos paralelos entre sí y separados 0,1 mm y que son paralelos al eje indicado por la referencia C.

La superficie debe estar contenida entre dos planos paralelos entre sí y separados 0,01 mm y que son paralelos al plano indicado por la referencia D.

Perpendicularidad: La línea media (eje) debe estar contenida en una zona de tolerancia cilíndrica

de diámetro 0,01 mm y cuyo eje es perpendicular al plano indicado por la referencia A.

La superficie debe estar contenida entre dos planos paralelos entre sí separados 0,08 mm y que son perpendiculares al eje indicado por la referencia A.

La superficiedebe estar contenida entre dos planos paralelos entre sí separados 0,08 mm y que son perpendiculares al plano indicado por la referencia A.

Angularidad: La línea media (eje) debe estar contenida entre dos planos paralelos entre sí separados 0,08 mm y que están inclinados un ángulo teóricamente exacto de 60o respecto al eje común (eje medio) indicado por la referencia A-B.

La línea media (eje) debe estar contenida entre dos planos paralelos entre sí separados 0,08 mm y que están inclinados un ángulo teóricamente exacto de 60o respecto al plano indicado por la referencia A.

La superficie debe estar contenida entre dos planos paralelos entre sí y separados 0,1 mm y que están inclinados un ángulo teóricamente exacto de 75o con respecto al eje marcado por la referencia A.

La superficie debe estar contenida entre dos planos paralelos entre sí y separados 0,08 mm y que están inclinados un ángulo teóricamente exacto de 40o con respecto al plano indicado por la referencia A.

Tolerancias de Localización:Posición de un punto: El centro de la esfera debe estar contenido en una zona de tolerancia esférica de diámetro 0,3 mm, cuyo centro está situado según indican las cotas teóricamente exactas respecto a las referencias A, B y C. Dicha situación es: a una distancia de 30 mm del plano indicado por la referencia A, a una distancia de 25 mm del plano indicado por la referencia B y coincidiendo (contenido) con el plano indicado por la referencia C.

Posición de una recta: La línea media (eje) del agujero debe estar contenida en una zona de tolerancia cilíndrica de diámetro 0,1 mm, cuyo eje está situado según indican las cotas teóricamente exactas respecto a las referencias C, A y B. Dicha situación es: Perpendicular al plano indicado por la referencia C, a una distancia de 50 mm del plano indicado por la referencia A y a una distancia de 75 mm del plano indicado por la referencia B. Lo mismo se aplica al resto de los agujeros, con las distancias correspondientes.

Posición de un plano: La superficie debe estar contenida entre dos planos paralelos entre sí y separados 0,05 mm que están simétricamente situados respecto a la situación teórica de la superficie con respecto a las referencias A y B. Esta situación es: a una distancia de 15 mm respecto al plano indicado por la referencia A y con una inclinación de 105o con respecto al eje indicado por la referencia B.

Coaxialidad: La línea media (eje) del cilindro sobre el que se aplica la tolerancia debe estar contenida en una zona de tolerancia cilíndrica de diámetro 0,08 y cuyos eje es coaxial con el eje común indicado en la referencia A-B

Simetria: La superficie media debe estar contenida entre dos planos paralelos entre sí y separados 0,08 mm y que están situados simétricamente respecto al plano común (plano medio) de simetría indicado por la referencia A-B.

Tolerancia de alabeo: Circular radial: La línea, en cualquier plano correspondiente a la sección transversal perpendicular al eje común (eje medio) indicado por la referencia A-B, debe estar contenida entre dos círculos coplanares y concéntricos con una diferencia de radio de 0,1 mm.

Circular axial: La línea en cualquier sección cilíndrica, el eje de la cual coincide con el eje indicado por la referencia D, debe estar contenida entre dos círculos separados una distancia de 0,1 mm.

Total Radial: La superficie debe estar contenida entre dos cilindros coaxiales con una diferencia de radio de 0,1 mm y cuyos ejes coinciden con el eje común (eje medio) indicado por la referencia A-B.

Total Axial: La superficie debe estar contenida entre dos planos paralelos entre sí y separados 0,1 mm y que son perpendiculares al eje indicado por la referencia D.