Proceso de estirado Se denomina Estirado al proceso de
Conformado por Deformacin Plstica en el que se estira una barra o
varilla de metal con el objetivo de reducir su seccin. Para reducir
la seccin de la pieza, se utiliza una matriz de un material metlico
muy duro insertado en un bloque de acero.El proceso de estirado,
como norma general, se realiza como una operacin de deformacin
plstica en frio y para secciones redondas. Las principales ventajas
del proceso de estirado son: Un mayor control de las tolerancias:
podemos obtener un IT muy bajo. Acabado superficial: podemos
obtener un muy buen acabado superficial. Propiedades mecnicas:
mejora en la resistencia a flexin y mayor dureza. Mayor capacidad
de mecanizacin Defectos del estirado: arrugas, desgarres, rasguos
superficiales
Operaciones preparatoriasAfilado: consiste en aplastar el
extremo de la barra, para poder introducirlo en el orificio de la
hilera y poder sujetarlo con la mordaza para estirar.
Procedimientos: Forja: en caliente y con martillo. Forja rotativa:
martillo de 2 o 4 mazos, ayudados por la fuerza centrfuga al girar,
son proyectados hacia el centro al pasar por los rodillos fijos
situados en la periferia. La barra a afilar se sita en el centro
(2000 golpes/min). Laminacin. Torno. En los bancos modernos no es
necesario realizar el afilado, ya que disponen de dispositivos que
obligan a la barra a introducirse en la hilera lo suficiente para
ser atrapado por la mordaza. [editar]1 Decapado Se limpia,
generalmente con ataques qumicos y agua a presin, el material para
eliminar el oxido que puede formarse en la superficie. Esto es
necesario para prevenir daos en la matriz y en la superficie de
trabajo. [editar]2 Estirado Se procede a colocar el material en la
mquina para empezar el proceso de estirado. En este proceso es
decisivo el uso de lubrificantes para no daar la superficie del
material al pasarlo por la matriz y aplicarle la reduccin de
seccin. En el estirado podemos distinguir, principalmente, dos
procesos: estirado de alambres y de tubos. En el estirado de
alambres podemos conseguir una reduccin del 50% del espesor en
barras menores de 150mm, utilizando el proceso descrito
anteriormente. El estirado de tubos se utiliza para reducir el
espesor de la pared de los tubos sin costura, los cuales se han
producido por medio de otros procesos, como por ejemplo extrusin.
Este proceso podemos realizarlo con ayuda de un mandril o no.
[editar]3 Acabado Una vez el material estirado pasa por un
proceso de enderezamiento y un ligero recocido de eliminacin de
tensiones, y si el caso lo requiere, algn tratamiento isotrmico
para mejorar sus caractersticas mecnicas.
Bloque de Estirado El bloque de estirado consiste de tres partes
un sujetador o cabestrante para sujetar el arrollamiento de varilla
lista para estirarse, el dado que es el que ejecuta realmente la
reduccin y el bloque de estirado que suministra la carga y energa
para la reduccin; ste tambin acumula, enrollado, el alambre ya
estirado.
Dados de estirado La parte ms importante de la mquina de
estirado de alambre es el dado. Este consiste de dos partes, la
cubierta y la boquilla. La cubierta est hecha de acero para dados
de gran dimetro y de bronce para los pequeos, su funcin principal
es proteger la boquilla. La boquilla, que est contenida dentro de
la cubierta est hecha de carburo detungsteno en los dados grandes y
de diamante industrial en los pequeos. Debe ser hecha de un
material extremadamente duro puesto que es la parte en donde se
lleva a cabo la reduccin. La boquilla tiene un agujero en su centro
el cual tiene un perfil definido. Las cuatro regiones del dado que
se pueden distinguir son las siguientes 1) Entrada. La regin de
entrada es generalmente una abertura en forma de campanaque no
entra en contacto con el trabajo. Su propsito es hacer un embudo
lubricante en eldado y prevenir el rayado en la superficie del
trabajo 2) .2) Angulo de aproximacin. Es donde ocurre el proceso de
estirado. Es una aberturaen forma que cono con un ngulo (medio
ngulo) que flucta normalmente de 6 a 20. Elngulo correcto vara de
acuerdo al material de trabajo. 3) 3) Superficie del cojinete
(campo). Determina el tamao final del material estirado. 4) 5) 4)
Relevo de salida. Se provee con un relevo hacia atrs con un angulo
de 30.Los dados de estirado se hacen de acero de herramienta o
carburo cementado. Losdados para alta velocidad en las operaciones
de estirado de alambre usan frecuentementeinsertos hechos de
diamante (sinttico o natural) para las superficies de desgaste.
6. Banco de estiramiento 6-1. Mandbula abrazadera La funcin de
la mandbula abrazadera es la de sujetar las extrusiones que van
siendo estiradas. La pinza est hecha de acero #45 que es templado y
revenido, y la superficie de la pinza de sujecin es templada a alta
frecuencia para lograr una alta resistencia al uso gasto. El
cilindro pinza DNB80M140 esta hecho por Wuxi Pneumatic Technical
Research Institute Company, un lder en la industria neumtica de
China. 6-2. Carro de rodillos (para mantener el movimiento correcto
del carro) La mesa de rodillos funciona para asegurar el movimiento
preciso del carro, garantizando as la planeidad de los productos
elaborados. Est hecho de acero al carbono de calidad superior. Toda
la mesa de rodillos es templada y revenida, y la superficie es
templada a alta frecuencia para asegurar una alta resistencia al
uso. 6-3. Mesa de rodillos de transporte (transporte de los
productos elaborados hasta el rodillos de transporte de producto
final) Esta tabla de rodillo de transporte funciona para
transportar los productos transferidos por el carro hasta la tabla
de transporte de productos finales.
Existe tambin otro tipo de banco: el banco de hilera que tiene
una bancada con una cabeza Porta hilera, un carro de traccin
provisto de una mordaza para sujetar la barra y aplicar el esfuerzo
de traccin, y un dispositivo para desplazar el carro (cremallera,
cadena sin fin, cilindro y pistn) La pieza fundamental es la
HILERA, su perfil longitudinal se puede dividir en: - Embocadura:
ngulos redondeados que facilitan el acceso de la barra. - Seccin de
reduccin (tronco-cnica): donde se consigue la reduccin y estirado
del material. - Seccin de calibrado (cilndrica): se ajusta el
dimetro final de la barra. - Cono de salida: tronco-cnico de 30
normalmente. .
Se aplica a barras y tubos de 4 a 7 metros de longitud y dimetro
superior a 10 mm. Principalmente el proceso se realiza para
calibrar, endurecer con la deformacin y dar una forma determinada a
la barra.
Una vez introducido el extremo afilado de la barra en la hilera
y siendo esta apretada por unas mordazas, se realiza un trabajo de
traccin haciendo pasar la barra por la hilera. Dado que se parte de
un tubo de permetro igual al permetro del perfil a fabricar, no se
realiza el perfil con una sola hilera, sino que se realiza con 3 o
4 hileras que van dando poco a poco forma al tubo original para
convertirlo en el perfil deseado. Tras realizar las distintas
pasadas por las distintas hileras y una vez comprobadas las
tolerancias del perfil, este se corta y se somete a un recocido o
un tratamiento de normalizacin. La diferencia bsica entre el
estirado de barras y el estirado de alambre es el dimetro del
material que se procesa. El estirado de barras se refiere al
material de dimetro grande, mientras que el estirado de alambre se
aplica al material de dimetro pequeo.
Otro tipo de mquina de estirado
Estirado de tubos
Anlisis numrico del proceso de estiradoEn este apartado se
procede a realizar el clculo de los parmetros ms importantes del
proceso de estirado. A continuacin se detalla el nombre de estos
parmetros y su smbolo de representacin:
Deformacin
Esfuerzo de
Esfuerzo de Factor de fluencia deformacin no
Fuerza de
Potencia de
Reduccin
longitudinal
estirado
promedio
homogenea
estirado
estirado
de seccin
Fest
Pest
R
A continuacin se expone la formulacin matemtica necesaria para
el clculo final de la fuerza y la potencia de estirado:
Clculo de la deformacin longitudinal:
donde Ai es la rea inicial del material y Af es el rea final del
material estirado. Clculo de la reduccin de la seccin:
Clculo del esfuerzo de fluencia promedio:
donde K es el coeficiente de resistencia del material en Kp/cm2
y n es el exponente de endurecimiento por acritud. Por medio de la
expresin de Schey podemos clcular: Factor de deformacin no
homogenea:
donde D es la media entre el diametro inicial y el final del
material y Lc es la longitud de contacto entre el material de
entrada y la matriz. Esfuerzo de estirado:
donde es el coeficiente de rozamiento en la interfase
material-matriz, y matriz en la entrada del material. Fuerza de
estirado:
es el ngulo forma la
Potencia de estirado:
donde Vest es la velocidad de estirado del material.