Embutido

Embutido
Muchas partes fabricadas con hojas metálicas son cilíndricas o tienen forma de caja, como recipientes y sartenes, todo tipo de contenedores para alimentos y bebidas, fregaderos de acero inoxidable para cocinas, recipientes y tanques de combustible, por lo común, dichas partes se fabrican mediante un proceso en el que un punzón impulsa una lámina metálica bruta dentro de la cavidad deuna matriz, aunque al proceso generalmente se le llama embutido profundo por su capacidad para producir partes profundas, también se utiliza para fabricar partes poco profundas o que tiene una profundidad moderada.
La diferencia entre el estirado y el embutido profundo es sustancial: en el primero, la pieza se sujeta y el aumento de área se obtiene a costa del espesor de la lámina; en el segundo,se permite, e incluso se fomenta, que el blanco se introduzca a la matriz, de manera tal que el espesor no cambie nominalmente.
En el proceso básico de embutido profundo, se coloca una pieza en bruto de hoja metálica redonda sobre la abertura de una matriz circular y se mantiene en su lugar con una placa de sujeción o anillo de sujeción. El punzón baja y empuja la lámina dentro de la cavidad de lamatriz, formando una copa o depresión. Las variables importantes en el embutido profundo son las propiedades de la hoja metálica, la relación del diámetro de la pieza en bruto (D0); el diámetro del punzón (DP); la holgura (c) entre el punzón y la matriz; el radio del punzón (Rp); la relación de la esquina de la matriz o radio de transición (Rd); la fuerza de la placa de sujeción; y la fricción yla lubricación entre todas las superficies de contacto.
En la embutición profunda de una copa el metal está sujeto a tres tipos diferentes de deformación. El metal del centro del disco queda bajo la cabeza del punzón y se estira, adaptándose a la forma del punzón, para lo cual ha de adelgazarse. El metal de esta región está sometido a un estado biaxial de tensiones de tracción. El metal de lacorona externa del disco tiene que embutirse a través de la boca de la matriz y, al hacerlo, su circunferencia externa disminuye continuamente de longitud, desde la inicial (D0), a la final de la copa acabada (DP). Esto significa que está sometido a una deformación de tracción en la sección radial. El resultado de estas dos deformaciones principales es un aumento continuo del espesor cuando el metalse desplaza hacia el interior, pero cuando el metal pasa por el borde de la matriz, primero es doblado y luego enderezado, mientras simultáneamente está sometido a una tensión de tracción. Este doblado plástico bajo tensión va acompañado de un considerable adelgazamiento, que modifica el engrosamiento debido a la contracción de la circunferencia periférica. Entre la zona interna estirada y laexterna contraída hay un estrecho anillo de metal que no se ha doblado ni sobre la matriz ni sobre el punzón. El metal de esta región está sometido únicamente a esfuerzos de tracción pura durante toda la operación de embutición.
La variación total de espesor depende de la reducción total de embutición y de los radios de embocadura de la matriz (radio del perfil del borde de la matriz) y del borde delpunzón (radio del perfil del borde del punzón). El mayor aumento de espesor suele presentarse en el borde externo de la copa, que es la zona donde solo han actuado tensiones tangenciales de compresión. De la condición de constancia de volumen se puede deducir que el espesor h de ese borde, después de la embutición, está relacionado con el espesor inicial disco, el diámetro del mismo y el diámetrode la copa por la expresión h=ho(D0/D)1/2. La mayor disminución de espesor se produce alrededor del borde del punzón y puede dar lugar también a un adelgazamiento en el fondo de la copa si las tensiones de tracción llegan a ser suficientemente elevadas. Esto ocurre cuando la reducción es grande y el punzón es de pequeño diámetro. Si el juego entre el punzón y la matriz es menor que el espesor...