Operación de Dibujo Profundo (Con Diagrama) | Prensa trabajando

Después de leer este artículo, aprenderá acerca de: - 1. Significado del dibujo profundo 2. Mecánica del dibujo profundo 3. Requisito de fuerza 4. Variables que afectan 5. Requisito del material de stock 6. Defectos.

Significado del dibujo profundo:

La fabricación de productos profundos, en forma de ppl, a partir de chapas metálicas finas, se conoce como embutición profunda. El proceso implica un punzón con una esquina redonda y un dado con un radio grande. El espacio libre para troquelado es un poco más grande que el espesor de la chapa para ser embutido en profundidad.

A medida que la carga se aplica a través del punzón, la chapa metálica es forzada a fluir radialmente y hundirse en la cavidad del troquel para formar una copa. El proceso es el más adecuado para problemas de formas complejas. El proceso de embutición profunda se muestra en la figura 6.39.

Mecánica de dibujo profundo:

La mecánica del proceso de embutición profunda se muestra en la figura 6.40. El proceso de embutición profunda implica cinco etapas de flexión, enderezamiento, fricción, compresiones y tensión.

A continuación se dan breves discusiones de estas etapas:

1. Doblado:

Cuando comienza la aplicación de la carga, el blanco se dobla primero en el borde redondo de la cavidad del troquel.

2. Enderezamiento:

Ahora, con un aumento adicional de la carga, la parte doblada de la pieza en bruto se endereza para hundir el espacio anular de troquelado. El resultado es una formación de pared corta, recta y vertical.

3. Fricción:

A continuación, el resto de la pieza en bruto comienza a fluir radialmente y se hunde en el orificio del troquel. Pero la fuerza de fricción entre la superficie inferior de la pieza en blanco y la superficie plana superior de la matriz, intenta impedir ese flujo. La magnitud de la fuerza de fricción cae cuando el metal en blanco comienza a moverse.

4. Compresión:

Ahora, la pieza en blanco sufre tensiones compresivas. El ancho del sector se encoge de modo que el perímetro más grande de la pieza en bruto puede encajar en el perímetro más pequeño de la cavidad del troquel.

5. Tensión:

Con un aumento adicional en la carga aplicada, casi toda la pieza de metal se hunde en la cavidad del troquel, formando así una pared vertical larga. La parte en blanco restante toma la forma de un pequeño reborde anular. La pared vertical está sujeta a tensión uniaxial, como se muestra en la figura 6.40 (b).

Requisito de fuerza para embutición profunda:

El proceso de embutición profunda consta de cinco etapas, como se explicó anteriormente: flexión, enderezamiento, fricción, compresión y tensión. Por lo tanto, diferentes partes de la pieza en bruto están sujetas a diferentes etapas de tensión, como se muestra en la figura 6.41.

Por lo tanto, la deformación no es ni siquiera a lo largo de la pieza en blanco. Debido a los esfuerzos de compresión biaxial, la pestaña se vuelve más gruesa mientras que la pared vertical se vuelve más delgada debido a la tensión uniaxial.

El adelgazamiento máximo se produce en la parte más baja de la pared vertical adyacente a la parte inferior de la copa. Debido a este adelgazamiento de tensión uniaxial, se espera una falla en la ubicación del adelgazamiento máximo.

La fuerza máxima de estiramiento puede, por lo tanto, ser dada por la ecuación:

Donde, F = Fuerza de estirado máxima requerida.

d = Diámetro del punzón.

t = Espesor del blanco.

δ _T = Máxima resistencia a la tracción del material en blanco.

Variables que afectan a Deep Drawing:

Los efectos de diferentes variables, en el proceso de dibujo profundo se discuten a continuación:

1. Titular del banco:

En el proceso de dibujo profundo, si

Donde, D _o = diámetro del blanco

d = diámetro del punzón

t = Espesor de la chapa.

El reborde anular se doblará y arrugará. Este defecto se conoce como arrugas. La forma de eliminar las arrugas o el pandeo de una pieza delgada, es apoyarlo sobre toda su área. Esto se logra emparedando la pieza en bruto entre la superficie superior del acero del troquel y la superficie inferior de un anillo anular. El anillo anular se denomina soporte en blanco que ejerce presión sobre el blanco.

Por otro lado, el uso del soporte en blanco aumenta la resistencia de fricción y, por lo tanto, aumenta el requisito de fuerza para la operación. Para compensar esto, se aplican a ambas superficies de la pieza en bruto la lubricación, como la solución de jabón, el aceite mineral y las ceras. Por lo general, la fuerza del soporte en blanco se toma como 1/3 de la fuerza de extracción, es decir,

Donde, F _bf = fuerza bancaria requerida

F _DF = fuerza de estirado

2. Radio de la esquina:

El radio de la esquina del troquel debe ser óptimo. Un pequeño radio de esquina de la matriz aumentaría las fuerzas de flexión y enderezamiento. Por lo tanto, aumentar la fuerza de estirado y la salida final no sería satisfactorio.

3. Geometría del espacio en blanco:

La geometría del blanco tiene un efecto marcado en el proceso y el producto final. La forma de expresar la geometría es el número que indica el grosor como un porcentaje del diámetro, es decir,

Número que representa la geometría en blanco = t / D × 100

Para un valor de número más pequeño (p. Ej., 0.5), se debe esperar una arruga excesiva, a menos que se use un soporte en blanco. Por otro lado, para valores más altos del número (por ejemplo, 3), no se producen arrugas y, por lo tanto, no se requiere un soporte en blanco.

4. Proporción de dibujo:

Otra variable importante es la relación de dibujo, que se puede definir como

Donde, R = Ratio de dibujo

D = Diámetro del blanco

d = Diámetro del punzón

Para que la operación de dibujo tenga éxito, su valor debe ser menor que dos.

5. Reducción porcentual:

El porcentaje de reducción está dado por

Donde, r = Porcentaje de reducción.

D = Diámetro del blanco.

d = Diámetro del punzón.

Para un producto de sonido sin rasgar, el valor de r debe ser inferior al 50 por ciento. Cuando el producto final es largo y necesita aumentar la reducción porcentual más allá del 50 por ciento, primero debe producirse una taza intermedia, como se muestra en la figura 6.42.

La copa intermedia debe tener un porcentaje de reducción por debajo del 50 por ciento. El valor para la reducción porcentual generalmente se toma como 30 por ciento para el primer redibujado, 20 por ciento para el segundo y 10 por ciento para el tercer redibujo. El producto debe recocerse después de cada dos operaciones de redibujado, para eliminar el endurecimiento por trabajo y evitar así el agrietamiento del producto.

Requisito de material de archivo en el dibujo profundo:

La base para el cálculo de desarrollo en blanco, la regla que sigue, es que el volumen del metal es constante. En otros mundos, el área de superficie del producto final es igual al área de superficie del blanco original. Consideremos un ejemplo, como se muestra en la figura 6.44. El área de superficie de la copa es el área de superficie inferior más el área de superficie de la pared.

∴ De acuerdo con la regla.

Área de superficie de la pieza en bruto = Área de superficie de la copa

Por lo tanto, el diámetro de la pieza en bruto (D) se puede obtener mediante la fórmula anterior.

Dibujo de copas escalonadas, cónicas y abovedadas:

Las copas escalonadas se producen en dos o más etapas mediante una operación de embutición profunda. En la primera etapa, se dibuja una copa para tener el diámetro grande. En la segunda etapa, una operación de redibujado se realiza solo en la parte inferior de la taza.

De la misma manera, las copas cónicas y cónicas no se pueden dibujar directamente. Primero, deben hacerse en copas escalonadas, que luego se alisan y estiran hasta las copas graduadas requeridas. Los dibujos profundos de diferentes tazas se muestran en la figura 6.45.

Defectos en piezas de extracción profunda:

La siguiente es una breve descripción de los defectos más comunes:

1. Arrugas o arrugas:

Los defectos de arrugamiento son una especie de pandeo de la parte no dibujada de la pieza en blanco. Este defecto es causado por los excesivos esfuerzos de compresión si la relación de esbeltez es más alta que un cierto valor. Esto puede ocurrir en las paredes verticales, como se muestra en la figura 6.46 (a) y (h). Si este defecto ocurre en la punta del punzón al dibujar una copa abovedada, se conoce como arrugado.

2. Desgarro:

El defecto de desgarro generalmente ocurre en el radio que conecta el fondo de la copa y la pared. Este defecto es causado por altas tensiones de tracción debido a la obstrucción del flujo de metal en la brida.

3. Earing:

Como su nombre lo indica, la formación de orejas en los bordes libres de una copa cilíndrica profunda se conoce como defecto de oreja, Fig. 6.46 (c). Este defecto es causado por la anisotropía de la chapa.

4. Marcas de superficie:

Estos defectos incluyen, marcas de esbozo, bruñido, anillos de paso, etc. Este defecto es causado por un espacio de troquelado inadecuado y una lubricación deficiente.

5. Irregularidades de la superficie:

Este defecto es causado por un rendimiento no uniforme del metal debido a fuerzas no uniformes.

Ejemplo 1:

Determine el número de sorteos si una taza de 8 cm de altura y 4 cm de diámetro se realizará a partir de láminas metálicas de acero de 3 mm de espesor. Además, determine el diámetro en diferentes etapas de redibujado. Supongamos que la reducción en los sorteos 1º, 2º y 3º son del 47%, 23% y 17%, respectivamente.

Solución:

Altura dada de la copa = h = 8 cm.

Diámetro de copa = d = 4 cm.

Espesor de la chapa = t = 3 mm.

Encontrar:

(i) Número de sorteos.

(ii) Diámetro en diferentes etapas de redibujado.

Fórmula utilizada: