UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA

PROCESOS DE MANUFACTURA

BUENDIA QUILICHE MIGUEL ANGEL 20121101GPELAEZ CARDENAS SERGIO KEVIN 20121018BREVILLA OCHOA JOSETH CONRADO 20111122A

Seccin: A Informes :DEFORMACION PLASTICA

Docente: SALAZAR , ALEJANDRO

2015

OBJETIVO

El objetivo de estos laboratorios es que el alumno conozca los aspectos generales sobre los procesos de deformacin, las caractersticas de los productos fabricados por este proceso, determinar las fuerzas y presiones necesarias para producir la deformacin deseada e identificar los posibles defectos en las piezas procesadas y prevenirlos

INTRODUCCIN

Para los productos que sern procesados por deformacin debemos de tener en cuenta las siguientes consideraciones y variables Curvas esfuerzo deformacin del material a usar Efecto de endurecimiento Criterios de deformacin Propiedades del material y/o producto Temperatura de operacin Geometra inicial del material Geometra del elemento de deformacin (punzn, rodillo etc) Friccin lubricacin y temperatura Velocidad del proceso Fuerza y potencia requeridas Naturaleza del flujo de material

TREFILADO

Eltrefiladoes un proceso el cual consiste en el estirado del alambre en fro, por pasos sucesivos a travs de hileras, dados o trefilas decarburo de tungstenocuyo dimetro es paulatinamente menor. Esta disminucin de seccin da al material una ciertaacrituden beneficio de suscaractersticas mecnicas.Este procedimiento se utiliza sobre todo en la fabricacin de alambre. Las piezas donde estn situadas las hileras debe estar fabricadas de un material que soporte elevadas temperaturas y grandes esfuerzos de friccin con el mnimo desgaste posible, carburo de tungsteno, y deben ser lubricadas y refrigeradas mediante materiales en polvo. A cada paso del material por hileras de seccin cada vez inferior, ste va ganando resistencia a la traccin, a costa de perder resistencia a la flexin y de aumentar su acritud.El dimetro del cabo del alambre para estirar est reducido en una maquina sacapuntas. Este lado de alambre con dimetro afilado se enhebra por la boquilla de la primera mquina trefiladora y se fija en el tambor por un elemento que traccionar del alambre para empezar el estirado, un tambor va girando y enrollando el alambre. ste debe pasar por varios procesos de trefilado hasta alcanzar el dimetro requerido. Cuando un rollo de alambrn para trefilar est prximo a terminarse, se suelda al principio de otro rollo para poder seguir con el proceso de trefilado.Dependiendo de la longitud y el dimetro de las barras a trabajar, varan las reducciones que se pueden llegar a obtener mediante este proceso. A las barras de hasta 15 mm de dimetro o mayores, se les suele dar una ligera pasada para mejorar el acabado superficial y las tolerancias dimensionales reduciendo su dimetro hasta 1,5 mm. En otros tamaos ms pequeos, 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 nmero de hileras por los que pasa el alambre y con varios recocidos de por medio. La disminucin de seccin 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 lmite, variable en funcin del tipo de acero, no es aconsejable continuar con el proceso de trefilado pues, a pesar que laresistencia a traccinsigue aumentando, se pierden otras caractersticas como la flexin.Las ventajas que aporta el trefilado propias del conformado en fro son las siguientes: buena calidad superficial, precisin dimensional, aumento de resistencia y dureza, y por supuesto la posibilidad de producir secciones muy finas.

Objetivo: Demostrar la deformabilidad de los metales y aleaciones a la trefilacin. Determinar experimentalmente las variables y magnitudes del proceso: fuerza, tensin, potencia, coeficiente de roce, etc. Determinar la variacin de las propiedades mecnicas del material Comprobar endurecimiento por deformacin. Determinar el coeficiente de friccin entre el material a trefilar y la matriz o hilera utilizando diferentes lubricantes

Material y equipo Alambre de cobre recocido Tres hileras Equipo del ensayo de traccin Lubricantes diferentes para cada grupo

Procedimientos

Se toma una muestra de alambre a ser trefilado Se corta 2 testigos antes del primer trefilado ( uno para el ensayo de traccin y otro para medir la dureza ) Se procede a realizar el trefilado en la mquina de traccin con la primera hilera Se corta 2 testigos antes del segundo trefilado (uno para el ensayo de traccin y otro para medir la dureza Se procede a realizar el trefilado en la mquina de traccin con la segunda hilera Se corta 2 testigos antes del tercer trefilado (uno para el ensayo de traccin y otro para medir la dureza Se procede a realizar el trefilado en la mquina de traccin con la tercera hilera Se corta 2 testigos despus del tercer trefilado (uno para el ensayo de traccin y otro para medir la dureza

Cuestionario:1. Teniendo en cuenta la relacin de reduccin final verifique Ud. si las relaciones de reduccin en cada pasada estaban dentro de los lmites permitidos para cada material.

Dia. InicialDa. FinalRelacin de reduccin

DoD

1ra pasada3.93.30.84615

2da pasada3.33.250.98485

3ra pasada3.253.000.92308

2. Obtener el dimetro promedio de trabajo en cada proceso de trefilado.

Dimetro InicialDimetro FinalDimetro promedio

DoD

1ra pasada3.93.33.6

2da pasada3.33.253.275

3ra pasada3.2533.125

3. Obtener la longitud de contacto de trabajo con el dado.

Dimetro InicialDimetro FinalLongitud de contacto

DoD

1ra pasada3.63.1526.93799

2da pasada3.153.124.50609

3ra pasada3.12.723.38367

4. Verificar si la fuerza del trefilado usado en la experiencia est dentro del clculo terico. (obtener la fuerza terica y compararla con la obtenida en clase) para los diferentes trefilados por variacin de lubricante.

5. Calcular la deformacin efectiva de cada trefilado teniendo en cuenta los diferentes lubricantes.

(SOLUCIN)

Dimetro InicialDimetro FinalDeformacin Efectiva

DoD

1ra pasada3.93.30.027907067

2da pasada3.33.250.000233096

3ra pasada3.2530.006406835

6. Calcular el trabajo redundante y la variacin del coeficiente de friccin para cada trefilado.

7. Que influencia tiene la utilizacin de diferentes lubricantes en el proceso de trefilado.

No se pudo evaluar la diferencia entre diferentes lubricantes porque no se usaron varios lubricantes.

8. Hacer un anlisis de la de la variacin de dureza en cada trefilado /lubricante/ material.

No se midi la dureza de los alambres, por lo que no se podr analizar la variacin de la dureza

LAMINADOEl laminado es un proceso de deformacin volumtrica en el que se reduce el espesor inicial del material trabajado, mediante las fuerzas de compresin 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 compresin y de cizallamiento, originadas por el rozamiento que se produce entre los rodillos y el metal. Los procesos de laminado requieren gran inversin de capital; debido a ello los molinos de laminado se usan para la produccin de grandes cantidades de productos estndar (lminas, placas, etc.).Los procesos de laminado se realizan, en su gran mayora, en caliente por la gran deformacin ejercida sobre el material trabajado. Adems, los materiales laminados en caliente tienen propiedades isotrpicas 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 xido caracterstica.Molinos laminadores:Existen varios tipos de molinos de laminacin con diferentes configuraciones. El molino de laminacin ms comn consiste en dos rodillos opuestos y se conoce como molino de laminacin de dos rodillos (A), este tipo de configuracin puede ser reversible o no reversible. En el molino no reversible, al girar siempre en la misma direccin, el material de trabajo entra siempre por el mismo lado; y en el reversible el material de trabajo puede entrar por ambos lados, ya que los rodillos pueden girar en las dos direcciones.Otras configuraciones menos utilizadas son la de tres rodillos, cuatro rodillos y rodillos tndem. La configuracin de tres rodillos (B) consiste en tres rodillos en una columna vertical en la que la direccin de los rodillos no cambia y el material de trabajo puede pasar en cualquier direccin para lograr una serie de reducciones, subiendo o bajando el material despus de cada paso. Este molino es ms complicado por el mecanismo que debe elevar o bajar el material de trabajo despus de cada pasada. En los molinos de cuatro rodillos (C, D) o en racimo (E, F) se usan dos rodillos de menor dimetro, que se encargan de realizar la presin sobre el material de trabajo. Estos rodillos se apoyan en dos rodillos de mayor dimetro para evitar desviaciones debidas a las grandes fuerzas que se ejercen sobre el material de trabajo. Para conseguir altas velocidades de rendimiento se utiliza el molino de rodillos tndem que consiste en una serie de bastidores de rodillos los que pueden llegar a los 8 10 pares de rodillos y en cada uno se realiza una reduccin del material. El mayor problema es el de la sincronizacin de las velocidades debido a que esta aumenta en cada una de las fases. Los molinos tndem se usan con frecuencia en operaciones concolada continua. Presentan algunas ventajas cuando se utilizan en la colada continua, como la eliminacin de las fosas de recalentado y que necesitan menos espacio.Elementos del laminado:RodilloLos materiales utilizados para la fabricacin de rodillos deben ser resistentes mecnicamente y resistentes al desgaste, normalmente se utilizan fundiciones de hierro, acero fundido y el acero forjado, para rodillos de pequeos dimetros se utilizancarburos de tungsteno. Los rodillos de acero forjado tienen ms resistencia, tenacidad y rigidez que los rodillos de hierro fundido aunque estas ventajas se ven reflejadas en el coste ya que son ms caros.Los rodillos que se utilizan en la laminacin en fro son rectificados hasta alcanzar un acabado fino., para aplicaciones especiales los rodillos adems se pulen. Estos rodillos no deben ser utilizados en la laminacin en caliente, ya que pueden llegar a agrietarse por ciclado trmico y astillarse.LubricantesLa laminacin en caliente de las aleaciones con hierro generalmente se realiza sin lubricantes, aunque se puede utilizar el grafito. Se usan soluciones en base agua para romper la cascarilla sobre el material laminado y para enfriar los rodillos. Las aleaciones no ferrosas se laminan en caliente y se utilizan aceites compuestos, cidos grasos y emulsiones. La laminacin en fro se realiza con lubricantes de baja viscosidad o con lubricantes solubles en agua, como emulsiones, aceites minerales, parafina y aceites grasos.En el tratamiento trmico de las palanquillas y de las placas el medio que se utiliza para su calentamiento tambin puede servir como lubricante.Tipos de laminados:Laminado de anillosEn lalaminacin de anillosconsiste en una deformacin que lamina las paredes gruesas de un anillo para obtener un anillo de paredes ms delgadas, y por tanto, de un dimetro mayor al inicial. El laminado de anillos se aplica generalmente en procesos de trabajo en fri para anillos pequeos y de trabajo caliente para anillos ms grandes. Se utiliza, entre otros, para la fabricacin 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, tambin este proceso permite formas ms complejas. Este proceso tiene como principal ventaja el ahorro de materias primas.Laminacin de cuerdasLa laminacin de cuerdas se usa para formar cuerdas en partes cilndricas mediante su laminacin entre dados. La mayora de las maquinas laminadoras de cuerdas realizan las operaciones de laminado de cuerdas en fro, la forma y tamao de la cuerda depende del tipo de dados con que estn equipadas dichas maquinas. Existen dos tipos de dados: Dados planos que se mueven alternativamente entre si y dados redondos que giran relativamente entre s para lograr la accin de laminado. Entre las ventajas de este proceso estn la alta velocidad, mejor utilizacin del material, cuerdas ms fuertes debido al endurecimiento del material, mejor resistencia a la fatiga y superficies ms lisas.Laminacin de engranajesLa laminacin de engranajes es un proceso de formado en fro que produce ciertos engranajes. Este tipo de laminacin es similar al de laminado de cuerdas, y la diferencia reside en que las caractersticas de deformacin de los cilindros o discos se orientan paralelo a su eje (en ngulo 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.Laminado de polvosEl polvo puede comprimirse en una operacin para formar tiras de material metlico. El proceso por lo general se efecta 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 despus se enfra, se lamina y se re sinteriza.Laminado de roscasEste proceso de laminado se realiza en fro se pueden formar roscas rectas o cnicas en varillas redondas cuando stas pasan a travs 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 eliminacin de material. Los productos tpicos son: pernos, tornillos y piezas roscadas.El proceso puede generar formas similares como ranuras y formas de engrane. Este mtodo tiene la ventaja de generar roscas sin ninguna prdida de material (desperdicio) y con buena resistencia (debido al trabajo en fro) adems provoca sobre la superficie de la pieza esfuerzos residuales a la compresin, 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 mtodos de fabricacin de roscas, ya que el maquinado de las roscas corta a travs de las lneas de flujo de grano del material, en tanto que el laminado de las roscas mejora la resistencia de la rosca ya que ste deja un patrn de flujo de grano.La fabricacin de roscas en los metales dctiles se caracteriza por la suavidad del proceso. No obstante, despus se suelen someter a un tratamiento trmico y a un maquinado o rectificado final. Para metales en condicin dura, las roscas se maquinan y/o se rectifican.

ObjetivoDeterminar las diferentes deformaciones del material as como la variacin de dureza, determinar las cargas de laminacin y la potencia requerida.

Materiales y equipo a utilizar

Platinas o perfiles de diferentes materiales Rayador Regla Vernier Durometro Equipo de traccin

Procedimiento (para cada material)

Se procede a tomar la dureza inicial de los diferentes materiales Se toma las medidas del material a utilizar Se procede a laminar y cada 20% de reduccin se mide la deformacin y se corta una de probeta de 1 cm. para medir la dureza Se corta otra probeta de 65mm para el ensayo de traccin Se corta otra probeta de 10mm para metalografa Se repite el procedimiento anterior hasta llegar al espesor mnimo

LAMINADO1. Determine la reduccin de espesor mxima (draf).

1Espesor 1=0.054mm

2Espesor 2=0.05mm

3Espesor 3=0.042mm

4Espesor 4=0.038mm

5Espesor 5=0.03mm

6Espesor 6=0.027mm

7Espesor 7=0.02mm

8Espesor 8=0.014mm

9Espesor 9=0.005mm

10Espesor 10=0.003mm

11Espesor 11=0.001mm

1Espesor 1=6.25mm

2Espesor 2=5.8mm

3Espesor 3=5.2mm

4Espesor 4=5mm

5Espesor 5=3.8mm

6Espesor 6=3.55mm

7Espesor 7=3.1mm

8Espesor 8=2.9mm

9Espesor 9=2.5mm

10Espesor 10=2.2mm

11Espesor 11=2mm

2. Determine la longitud de contacto en el laminado.

R=50mm

ei(mm)ef(mm)ei-efContacto (mm)

1ra pasada0.0540.050.0040.4472136

2da pasada0.050.0420.0080.63245553

3ra pasada0.0420.0380.0040.4472136

4ta pasada0.0380.030.0080.63245553

5ta pasada0.030.0270.0030.38729833

6ta pasada0.0270.020.0070.59160798

7ma pasada0.020.0140.0060.54772256

8va pasada0.0140.0050.0090.67082039

9na pasada0.0050.0030.0020.31622777

10ma pasada0.0030.0010.0020.31622777

11va pasada0.0010.00100

ei(mm)ef(mm)ei-efContacto (mm)

1ra pasada6.255.80.454.74341649

2da pasada5.85.20.65.47722558

3ra pasada5.250.23.16227766

4ta pasada53.81.27.74596669

5ta pasada3.83.550.253.53553391

6ta pasada3.553.10.454.74341649

7ma pasada3.12.90.23.16227766

8va pasada2.92.50.44.47213595

9na pasada2.52.20.33.87298335

10ma pasada2.220.23.16227766

11va pasada21.60.44.47213595

3. Determine la deformacin real.

ei(mm)ef(mm)Ei/efDeformacin real

1ra pasada0.0540.051.080.076961041

2da pasada0.050.0421.190476190.174353387

3ra pasada0.0420.0381.105263160.100083459

4ta pasada0.0380.031.266666670.236388778

5ta pasada0.030.0271.111111110.105360516

6ta pasada0.0270.021.350.300104592

7ma pasada0.020.0141.428571430.356674944

8va pasada0.0140.0052.81.029619417

9na pasada0.0050.0031.666666670.510825624

10ma pasada0.0030.00131.098612289

11va pasada0.0010.00110

ei(mm)ef(mm)Ei/efDeformacin real

1ra pasada6.255.81.077586210.07472

2da pasada5.85.21.115384620.1092

3ra pasada5.251.040.03922

4ta pasada53.81.315789470.27444

5ta pasada3.83.551.070422540.06805

6ta pasada3.553.11.145161290.13555

7ma pasada3.12.91.068965520.06669

8va pasada2.92.51.160.14842

9na pasada2.52.21.136363640.12783

10ma pasada2.221.10.09531

11va pasada21.61.250.22314

4. Determine la fuerza del rodillo. La fuerza del rodillo est dado por:

Dnde:Yf: Esfuerzo de fluencia promedioW: Ancho de la lmina Lp: Longitud de contactoY =50.85/mm2ei(mm)ef(mm)Lc(mm)Flunc.(N/mm2)w(mm)Fuerza rodillo(N)

1ra pasada0.0540.050.0769650.850.122.72889736

2da pasada0.050.0420.1743550.850.1183.79492293

3ra pasada0.0420.0380.1000850.850.143.18371359

4ta pasada0.0380.030.2363950.850.1243.98788511

5ta pasada0.030.0270.1053650.850.1252.46176504

6ta pasada0.0270.020.300150.850.1293.88074127

7ma pasada0.020.0140.3566750.850.133.62071997

8va pasada0.0140.0051.0296250.850.1444.91201525

9na pasada0.0050.0030.5108350.850.1452.33162638

10ma pasada0.0030.0011.0986150.850.1462.34770656

11va pasada0.0010.001050.850.1470

ei(mm)ef(mm)Lc(mm)Flunc.(N/mm2)w(mm)Fuerza rodillo(N)

1ra pasada6.255.84.7434164950.8550.812253.0986

2da pasada5.85.25.4772255850.855114204.3629

3ra pasada5.253.1622776650.85518200.89277

4ta pasada53.87.7459666950.8551.320206.1674

5ta pasada3.83.553.5355339150.8551.59258.7678

6ta pasada3.553.14.7434164950.8551.812494.3013

7ma pasada3.12.93.1622776650.85528361.69459

8va pasada2.92.54.4721359550.8552.111847.9627

9na pasada2.52.23.8729833550.8551.810201.5543

10ma pasada2.223.1622776650.8551.98345.61441

11va pasada21.64.4721359550.8552.111847.9627

5. Determine la distribucin de presiones sobre el cilindro.

6. Determine la posicin terica del punto de no deslizamiento en los diferentes materiales.

Utilizamos: Para el punto de no deslizamiento: Por lo tanto el punto de no deslizamiento estara ubicado en un punto tangente al rodillo, debido a que la velocidad el rodillo y la velocidad de salida deben ser iguales.

7. Determine la carga de laminacin terica para cada material.La carga de laminacin es igual a la fuerza aplicada por el rodillo.