Diapositiva 1 - Pasión por Estudiar
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PROCESOS DE CONFORMADO MECÁNICO PROCESOS DE CONFORMADO LÁMINAS Transformación plástica primaria LINGOTES FORJA PROCESAMIENTO DE POLVO CONFORMADO DE LÁMINAS METÁLICAS PRENSADO Y SINTERIZADO CONFORMADO SUPERPLÁSTICO PRESIÓN ISOESTÁTICA LAMINACIÓN EXTRUSIÓN TREFILACIÓN DE ALAMBRE PROCESOS DE MANUFACTURA PROCESOS DE CONFORMADO MECÁNICO DE LINGOTES PROCESO DE TREFILADO PROCESOS DE MANUFACTURA 1 PROCESO DE TREFILADO PRINCIPIOS DE OPERACIÓN PROCESOS DE MANUFACTURA PROCESO DE TREFILADO PRINCIPIOS DE OPERACIÓN PROCESOS DE MANUFACTURA 2 PROCESO DE TREFILADO PRINCIPIOS DE OPERACIÓN DADO DE REDUCCIÓN O HILERA Dado Alambrón de entrada m Alambre trefilado Área de reducción Lc = longitud de contacto Características generales del proceso similares a la de extrusión El Dado ejerce compresión transversal mientras que se aplica tensión al mismo tiempo PROCESOS DE MANUFACTURA PROCESO DE TREFILADO PRINCIPIOS DE OPERACIÓN TREFILACIÓN CONTINUA DE ALAMBRE Alambrón (en forma bobina) Caja lubricante Dado Tambor de tracción (mantiene múltiples vueltas de alambre) PROCESOS DE MANUFACTURA 3 PROCESO DE TREFILADO PRINCIPIOS DE OPERACIÓN DADO DE REDUCCIÓN O HILERA Recocido PROCESOS DE MANUFACTURA PROCESO DE TREFILADO PRINCIPIOS DE OPERACIÓN DADO DE REDUCCIÓN O HILERA Recocido Trefilado se ejecuta normalmente en frío. De acuerdo al tipo de lubricación: Trefilado en húmedo o trefilado en seco En seco es solo para dar forma y acabado superficial. La lubricación es el parámetro que caracteriza al proceso de trefilado. PROCESOS DE MANUFACTURA 4 PROCESO DE TREFILADO PRINCIPIOS DE OPERACIÓN PARTES Y ZONAS DE UNA HILERA A a B C D A: Embudo o Cono de entrada a: Ángulo de reducción B: Zona de reducción o cono de trabajo C: Zona cilíndrica o superficie de descanso D: Cono de salida PROCESOS DE MANUFACTURA PROCESO DE TREFILADO PRINCIPIOS DE OPERACIÓN PARTES Y ZONAS DE UNA HILERA CONO DE ENTRADA: Facilita lubricación, dirige el flujo lubricante dentro zona trabajo Alambre arrastra el lubricante Aquí ocurre la reducción total y compactación del lubricante ZONA DE TRABAJO: Permite una deformación gradual Deforma a la dimensión deseada Esta sujeta a desgaste y corrosión ÁNGULO DE REDUCCIÓN: Pequeño > área contacto > esfuerzo fricción, < Velocidad deformación Grande < área contacto > Velocidad deformación y > esfuerzo radiales No produce reducción, pero si resistencia al flujo por la fricción ZONA CILÍNDRICA: Mantiene alineado el material Controla el final del alambre para garantizar su redondez y acabado liso Permite el reacabado Libera tensiones ZONA SALIDA: Permite la expansión del metal Minimiza posibilidad de abrasión en caso el dado este desalineado PROCESOS DE MANUFACTURA 5 PROCESO DE TREFILADO PRINCIPIOS DE OPERACIÓN DADO DE REDUCCIÓN O HILERA Dado de Tungsteno Cono de entrada Cono de salida Porta hilera de Acero PROCESOS DE MANUFACTURA PROCESO DE TREFILADO PRINCIPIOS DE OPERACIÓN DADO DE REDUCCIÓN ó HILERA Entrada del alambre Camisa soporte de acero Pista u orificio reductor Núcleo de carburo de tungsteno Salida del alambre PROCESOS DE MANUFACTURA 6 PROCESO DE TREFILADO PRINCIPIOS DE OPERACIÓN DADO DE REDUCCIÓN O HILERA PROCESOS DE MANUFACTURA PROCESO DE TREFILADO PRINCIPIOS DE OPERACIÓN MÁQUINA TREFILADORA PROCESOS DE MANUFACTURA 7 PROCESO DE TREFILADO PRINCIPIOS DE OPERACIÓN MÁQUINA TREFILADORA PROCESOS DE MANUFACTURA PROCESO DE TREFILADO PRINCIPIOS DE OPERACIÓN MÁQUINA TREFILADORA PROCESOS DE MANUFACTURA 8 PROCESO DE TREFILADO PRINCIPIOS DE OPERACIÓN MÁQUINA TREFILADORA PROCESOS DE MANUFACTURA PROCESO DE TREFILADO PRINCIPIOS DE OPERACIÓN MÁQUINA AFILADORA DE PUNTA DEL ALAMBRÓN PROCESOS DE MANUFACTURA 9 PROCESO DE TREFILADO PRINCIPIOS DE OPERACIÓN MÁQUINA SOLDADORA DE ALAMBRÓN PROCESOS DE MANUFACTURA PROCESO DE TREFILADO PRINCIPIOS DE OPERACIÓN MÁQUINA SOLDADORA DE ALAMBRÓN PROCESOS DE MANUFACTURA 10 PROCESO DE TREFILADO APLICACIONES BOBINAS DE ALAMBRE TREFILADO PROCESOS DE MANUFACTURA PROCESO DE TREFILADO APLICACIONES Clips, resortes, argollas, clavijas, punzadores, rayos para bicicletas, hilo incandescente de bombillos PROCESOS DE MANUFACTURA 11 PROCESO DE TREFILADO VARIABLES DEL PROCESO PARÁMETROS PRINCIPALES QUE CONTRIBUYEN A LA ROTURA DEL ALAMBRE ALINEACIÓN DE LOS DADOS GEOMETRÍA DEL DADO PARÁMETROS DE LUBRICACIÓN FINOS METÁLICOS FACTORES MECÁNICOS EN LA MÁQUINA DE TREFILADO CONDICIONES DEL EQUIPO PROCESOS DE MANUFACTURA PROCESO DE TREFILADO PARÁMETROS PRINCIPALES QUE CONTRIBUYEN A LA ROTURA DEL ALAMBRE ESQUEMA DE DESALINEACIÓN ENTRE EL ALAMBRE Y EL DADO Altos esfuerzos causados por la incorrecta alineación del dado. Es importante también la alineación entre el dado y el tambor PROCESOS DE MANUFACTURA 12 PROCESO DE TREFILADO PARÁMETROS PRINCIPALES QUE CONTRIBUYEN A LA ROTURA DEL ALAMBRE GEOMETRÍA DEL DADO % Reducción Ángulo de reducción Longitud de la zona cilíndrica Calidad superficial Entrada del alambre Longitud del dado de carburo de tungsteno PARÁMETROS DE LUBRICACIÓN Lubricabilidad (resistencia de la película lubricante) Parámetros físicos y químicos: I. Concentración de grasa II. pH – Temperatura III. Control bacterial IV. Calidad del agua y aditivos químicos PROCESOS DE MANUFACTURA PROCESO DE TREFILADO PARÁMETROS PRINCIPALES QUE CONTRIBUYEN A LA ROTURA DEL ALAMBRE FINOS METÁLICOS Concentración de finos Distribución de tamaño Fuentes de los finos Sistema de filtración (debe remover los finos, no la grasa) PROCESOS DE MANUFACTURA 13 PROCESO DE TREFILADO PARÁMETROS PRINCIPALES QUE CONTRIBUYEN A LA ROTURA DEL ALAMBRE FACTORES MECÁNICOS EN LA MÁQUINA DE TREFILADO Distribución de esfuerzo y vibración Tambores de tracción (Capstans o molinete) Deslizamiento Puntos de contactos Contratensión CONDICIONES DEL EQUIPO Limpieza Control de proceso Mantenimiento programado PROCESOS DE MANUFACTURA PROCESO DE TREFILADO DEFECTOS DEL ESTIRADO PROPIO DEL PROCESO RAYAS LONGITUDINALES Causadas por trefilas defectuosas, mala lubricación u óxidos presentes GRIETAS SUPERFICIALES Debido a lubricación inadecuada PROVENIENTE DE LA MATERIA PRIMA ESCAMAS Alta resistencia del alambrón, filos en el alambrón PLIEGUES Debido a uniones frías que vienen en el material GRIETAS Debido a pliegues o rechupes provenientes del alambrón INCLUSIONES Proveniente del proceso colada PROCESOS DE MANUFACTURA 14 PROCESO DE TREFILADO DEFECTOS DEL TREFILADO PROCESOS DE MANUFACTURA PROCESO DE TREFILADO DEFECTOS DE TREFILADO MECANISMO DE ROTURA POR UNA MICRO-INCLUSIÓN SUB-SUPERFICIAL PROCESOS DE MANUFACTURA 15 PROCESO DE TREFILADO DEFECTOS DE TREFILADO MECANISMO DE ROTURA POR UNA MICRO-INCLUSIÓN SUB-SUPERFICIAL Vista transversal Vista longitudinal 1.- Inclusión subsuperficial en alambrón 2.- Reducción sucesivas expone (aflora) la inclusión a la superficie 3.- El resultado es rotura del alambre PROCESOS DE MANUFACTURA PROCESO DE TREFILADO TREFILADO DE TUBOS PROCESOS DE MANUFACTURA 16 PROCESO DE TREFILADO CÁLCULOS DE LAS TENSIONES DE CARGA Cálculo del esfuerzo de trefilación ideal Donde: = = esfuerzo de deformación promedio basado en el valor de e K = es el coeficiente de resistencia (MPa), n = es el exponente de endurecimiento por deformación e = es el valor máximo de deformación durante el proceso de deformación PROCESOS DE MANUFACTURA PROCESO DE TREFILADO CÁLCULOS DE LAS TENSIONES DE CARGA PROCESOS DE MANUFACTURA 17 PROCESO DE TREFILADO CÁLCULOS DE LAS TENSIONES DE CARGA Cálculo del esfuerzo de trefilación (sT) considerando la fricción y deformación no homogénea: PROCESOS DE MANUFACTURA PROCESO DE TREFILADO CÁLCULOS DE LAS TENSIONES DE CARGA Cálculo del esfuerzo de trefilación (sT) considerando la fricción y deformación no homogénea: PROCESOS DE MANUFACTURA 18 PROCESO DE TREFILADO CÁLCULOS DE LAS TENSIONES DE CARGA Potencia de trefilación P = F Vs Vs = velocidad de salida del alambre EJEMPLO: Un alambre es trefilado a través de un dado que posee un ángulo de reducción de 15o. El diámetro inicial es de 2,5 mm y el final de 2,0 mm. El coeficiente de fricción en la interfase dado-material es de 0,07. El metal tiene un coeficiente de resistencia K de 205 MPa y un exponente de endurecimiento por deformación “n” de 0,20. Determine el esfuerzo y la fuerza de trefilación en esta operación. PROCESOS DE MANUFACTURA PROCESO DE TREFILADO PROCESOS DE MANUFACTURA 19 PROCESO DE TREFILADO Cálculo del esfuerzo de deformación promedio PROCESOS DE MANUFACTURA PROCESO DE TREFILADO EJEMPLO DEMOSTRATIVO ¿Si el alambre se mueve a través del dado a 3 ms-1, determine la potencia requerida para producir la deformación? Resolver en casa... PROCESOS DE MANUFACTURA 20 PROCESO DE TREFILADO FIN PROCESOS DE MANUFACTURA 21
