Trabajo De Laminado Procesos De Manufactura I Universidad Del Atlantico Ing. Julian Salas

9C-19 Un canal U pequeño y poco profundo de bronce Cu-5Sn se lamina en frío. La forma es suficientemente somera para considerarla como una tira con sección transversal rectangular de w=20 mm de ancho, h= 1.5 mm de espesor. De acuerdo con un diseño preliminar del proceso, se realiza una reducción de 40% en la altura en una sola pasada, en un molino con rodillos de 150 mm de diámetro, a unavelocidad v=8m/s, con un lubricante de aceite mineral (µ=0.07).
a. Verifique si la reducción es posible; si no, haga dos reducciones.
b. Calcule la fuerza del rodillo.
c. Calcule el requerimiento de potencia.
Solución (a):
Para verificar si la reducción de 40% (0.6 mm) es factible determinamos el máximo cambio de espesor que podría experimentar la tira, la ecuación que calcula la máximareducción en cada pasada durante el proceso de laminado está dada por la ecuación:
∆hmax=h0-h1=μ2R (1)
Dónde:
* μ (coeficiente de fricción) = 0.07.
* R (radio del rodillo) = 75mm
Reemplazando los datos:
∆hmax=0.072×75mm=0.368mm
0.6 mm > 0.368 mm
Al comparar el valor hallado de la reducción máxima, con la reducción planteada en el problema, observamos que la deformaciónsobrepasa a la máxima permitida (0.368mm), por lo tanto no es posible realizar la reducción del 40% en una sola pasada. Realizaremos dos pasadas de 0.3mm cada una.
Para realizar el laminado en dos pasadas nos disponemos a identificar qué características intervienen en este proceso de deformación volumétrica para así seleccionar y aplicar correctamente las formulas respectivas. Con el propósito detabular y ordenar todos los valores y variables involucradas se ha generado la tabla 1.1 que se muestra más adelante.
Fig. 2 Laminado como proceso estable.
Fig. 2 Laminado como proceso estable.
El laminado es un proceso de deformación en estado estable, todos los elementos de la pieza de trabajo se someten sucesivamente al mismo modo de deformación. Deesta manera, una vez que se analiza la situación para la zona de deformación el estudio permanece válido durante todo el proceso.
Fig. 1 Esfuerzo de fluencia medio
Fig. 1 Esfuerzo de fluencia medio

La pieza de trabajo se endurece por deformación al pasar por la zona de deformación y, para simplificar cálculos, se emplea un esfuerzo de fluencia medioσfm. Para trabajo en frío:
σfm=kε1-ε2(ε(n+1)2-εn+11)(n+1) (2)
Dónde:
* k (coeficiente de resistencia) = 720 para Cu-5Sn.
* n (exponente del endurecimiento por deformación) = 0.46 para el Cu-5Sn.
* ε (deformación real) = lnh0h1= ln1.51.2=0.2231
Estos tres elementos conforman la curva de fluencia en trabajo en frío y se encuentran tabulados en la tabla 1 de acuerdo almaterial.
Tabla 1 Propiedades de manufactura de aceros y aleaciones de cobre (condición recocida).

Nota. Fuente: Adaptado de John A. Schey (2000). Introduction to manufacturing processes (p. 291). México, D.F: The McGraw-Hill Companies.

El esfuerzo de fluencia medio es:
σfm=7200.2231(0.2231(1.46))(1.46)=362.1Nmm2
En un proceso de deformación plástica volumétrica de forjado en matrizabierta pueden presentarse dos situaciones, la primera es que la superficie de contacto de la pieza sea mucho menor que las platinas que la comprimen (fig. 3), y la segunda que la superficie de la pieza sobresalga de gran manera (fig.4). Es importante saber cómo es esta relación de área de contacto para manejar la fricción que se comporta de manera distinta en cada situación.
Fig. 3 Variación dela presión por la fricción en forjado con láminas sobresalientes.

Fig. 3 Variación de la presión por la fricción en forjado con láminas sobresalientes.


Fig. 4 Variación de la presión por la fricción en laminado con pieza sobresaliente.

Fig. 4 Variación de la presión por la fricción en laminado con pieza sobresaliente.



Estas diferencias que causa la fricción afectan la...