Estamos utilizando cookies para darle la mejor experiencia en nuestro sitio. Las cookies son ficheros almacenados en su navegador y son utilizados por la mayoría de los sitios web para ayudar a personalizar su experiencia web. Si pulsa o hace click en Acepto entendemos que está de acuerdo.

FUNDICION A PRESION

FUNDICION A PRESION

Notapor Mecaman » Febrero 3rd, 2009, 9:48 am

GENERALIDADES

La fundición a presión se diferencia fundamentalmente en que la colada no se realiza por gravedad, o sea , por el propio peso del metal o aleación, sino que se inyecta en el molde el metal fundido por medio de una presión debida a la fuerza centrifuga o a otra fuerza exterior cualquiera.

FUNDICION CENTRIFUGADA

La colada en la fundición centrifugada se realiza haciendo girar el molde alrededor de un eje horizontal o vertical con lo cual la fuerza centrifuga obliga al metal fundido a rellenar todas las cavidades del molde.

Este procedimiento se aplica principalmente para moldear piezas de revolución, como tubos sin necesidad de macho. Pero también se pude moldear por centrifugación piezas de cualquier forma situadas en moldes simétricos con relación a un eje de giro, cuyos canales de alimentación parten del centro del molde, a los que llega el metal por el bebedero colocado en el eje.





VENTAJAS E INCOVENIENTES DE LA FUNDICION A PRESION


La fundición centrifugada tiene las siguientes ventajas:

a) –La presión a que somete al metal la fuerza centrifuga produce el mismo efecto que si aumentase su fluidez y, por tanto, pueden colarse espesores más delgados que colando por gravedad.
b) –Las piezas se obtienen más sanas, con menos grietas y sopladuras.
c) –El grano del metal centrifugado es más pequeño que el del mismo metal colado por gravedad.

Los inconvenientes principales de éste procedimiento
son dos. Primero, si la presión necesaria para el colado de las piezas es algo elevada, deben emplearse moldes metálicos, que son caros, ya que los moldes en arena no pueden soportar más de 3 kg/cm2 en verde y 5 kg/cm2 cocidos.

Segundo, no pueden moldearse por ese procedimiento todas las aleaciones. Quedan excluidas aquellas cuyo intervalo de solidificación sea muy grande o cuya velocidad de enfriamiento sea muy pequeña, o aquellas cuyos componentes tengan densidades muy diferentes.

La fundición centrifugada se ha empleado mucho, y todavía se emplea para fabricación de tubos de hierro fundido de grandes dimensiones, para conducción de fluidos, para la colada de camisas de bronce de grandes cojinetes y para el moldeado de piezas de aleación ligera.




FUNDICION A PRESION

La fundición a presión propiamente dicha es aquella cuya colada se realiza inyectando a presión el metal o aleación, en el molde.

Este procedimiento permite fundir piezas de aristas vivas, imposibles de obtener en la fundición con colada por gravedad, además la superficie de las mismas resulta limpia y sin defecto. Y como el material, debido a la presión, resulta más compacto, sus propiedades mecánicas son hasta un 20% superiores a las de los metales colados por gravedad.


MATRICES PARA FUNDICION A PRESION

Los moldes utilizados para la fundición a presión denominados matrices, son metálicos y guardan alguna semejanza con los moldes metálicos utilizados para la fundición en coquilla con colada por gravedad, pero la elevada presión que deben resistir las matrices, exige el empleo de materiales y detalles en su construcción completamente distintos que para las coquillas.

Las matrices de fundición a presión constan generalmente de 4 elementos principales:

• Matriz fija de cubierta
• Matriz móvil de eyección
• Placa de eyección
• Machos

1º.- Matriz fija de cubierta. Está formada por un bloque de acero rectangular que se fija a la mesa de la prensa de manera que el conducto del bebedero quede enchufado a la embocadura de la cámara de presión de la máquina. Esta matriz ya moldeada una o varias caras exteriores de las piezas, pero nunca debe llevar machos o salientes, que irán siempre en la matriz móvil de eyección, para que quede agarrada a ésta matriz la pieza fundida. Además, lleva la matriz fija otro bebedero, y los taladros necesarios para el acoplamiento de las clavijas de la matriz móvil y conductos de agua de refrigeración.

2º.- Matriz móvil de eyección. Esta matriz va sujeta a la place móvil o carro de la máquina. Lleva el saliente o macho principal de la pieza al que queda agarrada y es extraída por las barras de eyección. También lleva los canales de colada, las clavijas de acoplamiento a la matriz de cubierta y los conductos de refrigeración.

3º.- Placa de eyección. Esta placa que está situada entre la matriz de eyección y la placa móvil o carro de la máquina contiene los dispositivos de extracción de la pieza. Generalmente consisten éstos en barras fijadas en esta base y que atraviesan la matriz de eyección. Al retroceder el carro de la máquina hace tope la matriz de eyección y las barras empujan la barra fundida, obligándola a desprenderse del molde. Este sistema llamado extracción por tope es uno de los más empleados aunque existen otros medios. Para evitar el desvío de las barras, la placa de eyección lleva guías que atraviesan también la matriz móvil.

4º.- Los machos. Todas las partes de la pieza a fundir deben quedar huecas, como orificios, entrantes, vaciados, etc., deben obtenerse con núcleos o machos, como en todos los moldeados. Pero así como en el moldeado de arena se deshacían y en el moldeado en coquilla se extraían, en la fundición a presión los machos deben separase automáticamente, dejando en libertad la pieza para que pueda ser separada de la matriz móvil por barras de eyección.





MATERIALES PARA LA CONSTRUCCION DE
MATRICES

Las matrices para la fundición a presión se construyen de acero, para que puedan resistir las presiones de inyección, los esfuerzos producidos por las contracciones y dilataciones de los metales y la fricción de los materiales fundidos.

Para la fundición de aleación de plomo y estaño se utilizan aceros al manganeso con un 0,5 y 0,6% de Mn.

Para la fundición de aleaciones de zinc, se emplean aceros al cromo y al cromo-vanadio de composición similares a la de 0,45% de C, 1% de Cr, 0,6% de Mn, el 0,2% y el 0,5% de V.

Las aleaciones de aluminio y cobre se funden en matrices de aceros de mayor responsabilidad con alto contenido de cromo y volframio de composición similar a 0,45% de C, 1% de Si, 5 a 7% de Cr, 1,5% de Mo y 2 a 7% de W.

Las piezas principales que forman las matrices son empleadas y revenidas una vez fabricadas para conseguir la máxima resistencia mecánica y suficiente dureza superficial para soportar la fricción de los metales fundidos.

MAQUINAS PARA FUNDICION A PRESION

La fundición a presión se efectúa siempre con la ayuda de máquinas que realizan automáticamente las siguientes operaciones:

1.- Cierran la matriz y colocan los machos en posición

2.- Inyectan el metal con la presión necesaria

3.- Abren la matriz y extraen los machos y las piezas una vez fundidas




El metal o aleación fundida pueden ser inyectado a través de los bebederos, según sea la máquina de cámara caliente o cámara fría, por los siguientes procedimientos:

Máquinas de cámara caliente. En estas máquinas la cámara de presión está situada en el mismo horno, es móvil por medio de un sistema de placas, puede llenarse de metal fundido en el crisol del horno, y después ajustarse su embocadura al bebedero para inyectar el metal por aire comprimido o por medio de un énvolo.

La inyección por aire comprimido se realiza insuflando aire en la cámara por medio de un conducto y un compresor. El sistema es sencillo, pero no permite utilizar presiones de más de 50 kg/cm2.

La inyección por énvolo se realiza con la cámara a presión fija en el fondo del crisol. Esta cámara está prevista de un cilindro por el que se desliza el énvolo, que al ascender accionado por un juego de palancas impulsa el metal al bebedero. Con éste sistema se consiguen presiones de hasta 300 kg/cm2.

Máquinas de cámara fría. En este tipo de máquinas el horno está completamente separado de la máquina, a cuyo sistema de inyección, que es siempre de énvolo, se lleva metal fundido por medio de una cuchara manual en las máquinas pequeñas y por un transporte mecánico con cucharas y con calefacción propia en las máquinas grandes.

Estas máquinas se construyen con cilindro horizontal o vertical alcanzándose en ellas presiones hasta 3000 kg/cm2.

Las máquinas que más se emplean son las de cámara caliente, con inyección de énvolo para moldear aleaciones de plomo, estaño y pequeñas piezas de zinc. Son máquinas muy rápidas.

Las máquinas de cámara fría generalmente de énvolo horizontal se utilizan principalmente para fundir aleaciones de aluminio, en estado pastoso, para que no ataque al hierro de la cámara y aleaciones de magnesio y piezas grandes de aleación de zinc.


APLICACIONES DE LA FUNDICION A PRESION

La fundición a presión se emplea para la fabricación de piezas en grandes series, para un gran número de construcciones industriales.

Piezas de automoción como cuerpos de carburadores, de bombas, volantes e incluso bloques de motores.

Piezas para pequeñas máquinas de uso domestico, como máquinas de coser, máquinas de escribir, aspiradores de polvo.

También se funden a presión carcasas para motores eléctricos, herramientas, piezas de armas, de cerrajería y juguetes.

Aunque las piezas fundidas por inyección tienen un excelente aspecto, solamente con la supresión de los bebederos y rebabas, si las tuviera, pueden recibir un acabado posterior protector o decorativo, como pintura, electrodeposición, mecanizado, etc.

VENTAJAS E INCONVENIENTES

Las ventajas de la fundición a presión son las siguientes.

Pueden fundirse piezas de forma complicada y aristas vivas. Se obtienen piezas libres de defectos, con gran precisión de medidas, que pueden utilizarse sin mecanización para los montajes de fabricación en serie, ya que son intercambiables. Las propiedades mecánicas de las piezas obtenidas por fundición son un 20% superiores a las del mismo metal o aleación coladas por otros procedimientos. La fabricación resulta económica por el reducido tiempo del ciclo de su fabricación.

Los inconvenientes de la fabricación a presión son. Las matrices son muy costosas, por lo que solo puede aplicarse este procedimiento a fabricación de grandes series superiores a 1000 piezas. El tamaño de las piezas está limitado por la potencia de las prensas de las máquinas de fundición a presión. No es aconsejable moldear piezas por inyección con paredes de diferente espesor, pues en la zona más gruesa se obtendrían poros.




EXTRUSION

La extorsión en frío se realiza obligando a fluir el material depositado en el fondo de la matriz, entre las paredes de ésta y las de un punzón que la presiona con gran fuerza. Hay dos procedimientos para la extorsión en frío, la extrusión inversa que es la más empleada. Pueden extruirse piezas de doble pared por medio de punzones huecos utilizando discos de material perforado.

La extrusión directa. Para la extrusión directa de un cuerpo hueco se utiliza un punzón de dos cuerpos. Uno de ellos entra holgado en la matriz para dejar el espesor de la pieza y otro ajustado para emplazar la pieza. Al presionar el disco del material, éste fluye hacia delante, entre la punta del punzón y las paredes de la matriz.

Una variable le de éste método es el procedimiento Hookes, con el que se extruyen piezas previamente embutidas.


EXTGRUSION EN CALIENTE

El metal de e estar a temperaturas comprendidas entre la cristalización y la fusión. La boquilla de la matriz tiene la sección de la misma forma que la del perfil de la pieza a obtener, es decir, se emplean los mismos procedimientos que para la extorsión en frio.

La extrusión en caliente tiene una aplicación mucho más amplia que la extrusión en frio, porque la plasticidad del material favorece la operación.




EL REPULSADO

Esta operación se llama también embutido a torno y consiste en obtener un disco plano de chapa o una pieza previamente embutida, un recipiente o una figura de revolución de forma cóncava.

Para ello se prepara un molde de la forma que ha de tener el recipiente y se fija al torno, junto con el disco de chapa. En el carro se fija un pequeño bastidor donde se puede introducir barras de apoyo. Después se da marcha al torno y se va obligando a la chapa a tomar poco a poco la forma del molde por medio de unas herramientas de forma especial y extremo redondeado que se manejan a mano apoyándolas en unos soportes, o sujetándolas al carro del torno, dándoles presiones crecientes por medio de unas pequeñas ruletas.

Esta operación puede realizarse en cualquier torno, pero se gana en perfección, rapidez y rendimiento empleando un torno de entallar, que realiza automáticamente, en cada ciclo de trabajo, el centrado sujeción con el contrapunto del disco de la chapa, la deformación con ruleta y la expulsión de la pieza fabricada.

Los materiales más apropiados para efectuar el repulsado es la chapa de aluminio; también se emplean con gran rendimiento el cobre y el latón bien recocido. Actualmente se entalla chapa de acero dulce y de acero inoxidable, siempre que el espesor sea inferior a 1 mm.

Las aplicaciones del entallado son la conformación de piezas en lugar del embutido, cuando las series son grandes o cuando las dimensiones de aquellas son considerables. En este caso las estampas resultarían de coste muy elevado y en cambio los moldes o mandrinos se fabrican muy económicamente en fundición, e incluso en madera dura.

Actualmente se realiza gran número de piezas dándoles por embutido la forma general y realizando por entallado detalles que hubieran hecho difícil o muy complicada su realización por estampación.





ENROLLADO DE LA CHAPA

Consiste en enrollar parcial o totalmente por medio de útiles de matrería.

Para efectuar el enrollado se necesitan generalmente dos troqueles.

Para piezas grandes se hace a máquina.






ACUÑADO


Es la operación por la cual se produce un relieve en una pieza por medio de una estampa.




En la acuñación de monedas se obliga al metal a pasar entre dos troqueles coincidentes, en los que figura un huecograbado del dibujo que debe formarse en la moneda.







FORJADO MECANICO

Se realiza en grandes prensas en cuya base se instala una estampa en dos mitades.

El trabajo mayor de forja se ha sustituido en los grandes talleres por el forjado mecánico que s más rápido y más cómodo y la mayor parte de las veces más económico.

Es imprescindible realizar el forjado mecánico en las siguientes situaciones.

- Cuando se trata de piezas de gran tamaño, en las cuales el forjado manual es imposible
- Cuando se trata de fabricación de piezas en serie en las cuales el forjado manual resultaría muy caro y muy lento.


La principal diferencia entre la forja manual y mecánica es que en la segunda se emplean diversos martillos y prensas mecánicas en lugar de machos de fragua. Estas máquinas permiten al operador golpear el metal con fuerza y rapidez y producir piezas forjadas de gran tamaño y alta calidad con la velocidad que exigen las modernas cadenas de montaje. Otra ventaja del forjado mecánico es que cuanto más fuertes sean los golpes durante el forjado, más se mejora la calidad de la estructura metálica. Trabajando toda la pieza a la vez se obtiene un tamaño de grano muy fino, que proporciona una máxima resistencia al impacto. Cuando se forja a mano una pieza grande, sólo se deforma la superficie, mientras que un martillo o prensa mecánicos deforman el metal de toda la pieza.
Un tipo especial de forja mecánica es la forja con troquel, también llamada estampación en caliente. En este método se coloca el metal caliente y blando entre dos troqueles y se presiona el troquel superior contra el inferior, lo que fuerza al metal caliente a entrar en las cavidades de los troqueles, como ocurre en la acuñación de monedas.

Para reducir un trozo de metal caliente a un tamaño determinado se emplean a veces piezas de forja. Se trata de dos rodillos cuya sección transversal no es circular, sino que tiene forma de leva. Los rodillos sólo se tocan y trabajan el metal durante una parte de cada giro, por lo que sólo reducen parte del metal que les llega.

Las operaciones de forja mecánica se efectúan muchas veces mediante una serie de troqueles montados en la misma prensa o martillo, que se colocan de modo secuencial para formar la pieza final tras una serie de pasos.






REDUCIR


Esta operación consiste en disminuir el diámetro de una pieza en parte de su longitud.




FUNDAMENTOS DEL CORTE Y EL PUNZONADO


CORTE Y PUNZONADO

Punzonado. Es una operación consistente en practicar sobre una chapa un agujero de forma determinada, mediante una estampa apropiada.

Se denomina corte a la operación mecánica de separar una chapa de una pieza de forma determinada.

FENOMENOS QUE SE VERIFICAN EN EL CORTE

Al verificarse un corte por punzonado, primeramente el material se comprime, deformándose las fibras del material. Más, cuando la presión ejercida llega a ser mayor que la resistencia del material a la cizalladura, se rompe, por desgarramiento. Cuando se ha terminado de cortar el material, las fibras deformadas tienden, por elasticidad, a recobrar su posición primitiva, adhiriendose fuertemente, cada uno de los trozos, al punzon y a la matriz, respectivamente.

Esto hace que el tamaño final del agujero sea precisamente igual a las dimensiones del punzon y de la pieza cortada igual al hueco de la matriz, aunque estos no tengan exactamente la misma medida, por existir juego entre el punzón y la matriz.

RELACION ENTRE EL ESPESOR DE LA CHAPA Y EL DIAMETRO DEL PUNZON

Cuando la chapa es muy gruesa y la sección transversal del punzón muy pequeña, puede darse el caso de que la presión que tiene que hacer el punzón para cortar la chapa sea mayor que la resistencia del propio punzón. En éste caso es imposible el corte. El límite o capacidad de corte depende no solo de las dimensiones relativas de la chapa y el punzón, sino también del material de la chapa y de la forma del punzón.





En el caso de una chapa de acero suave y un punzón cilíndrico, el máximo grueso en milímetros de chapa que se puede cortar es igual a 1,2 por el diámetro.

En el caso de materiales más blandos la relación es mayor.

Como regla práctica de seguridad conviene siempre que el espesor de la chapa sea igual o menor que el diámetro del punzón más pequeño. En caso de punzones no cilíndricos, se tomará para este efecto en vez del diámetro, la menor dimensión del punzón.

PARTES PRINCIPALES QUE CONSTA UN TROQUEL

En un troquel de cortar, las partes principales son: mango o vástago cortapunzones, place de freno o tope de los punzones, placa cortapunzones, punzones, place guía de los punzones o extractor, banda del material, guías laterales, tope de retensor, placa matriz, base o placa portamatriz, columnas de guía, muelles, tornillos y casquillos de guía.

Mango o vástago portapunzones. Es un cilindro de acero semiduro con formas y dimensiones normalizadas. Tiene como misión efectuar el enlace entre el troquel y la prensa a la que debe ser acoplado.

Placa de freno o contraplaca. Como su nombre indica, tiene como misión servir de sostén a la parte superior del troquel y de apoyo y retención de los punzones en el esfuerzo de corte, en ellas se sujeta el mango portapunzones.

Punzones. Son prismas de acero templado que se acoplan a la placa portapunzones y producen el corte por cizalladura de la chapa al introducirse en los agujeros de la matriz. La sección transversal de éstos, adopta la forma total o parcial de la pieza que se desea obtener. Deben ser completamente perpendiculares a la placa matriz ya que de lo contrario existe riesgo de rotura por el trabajo irregular de las aristas de corte.

Placa guía de los punzones. Sirve para guiar los punzones sobre la placa matriz, en algunos casos, puede actuar como extractor del retal del material que queda fuertemente adherido a los punzones después de cortar la pieza.

Banda de material. Es la tira de chapa de forma alargada de donde se recortan las piezas que hay que fabricar. Normalmente se introduce por un lateral del troquel, y la posición de corte para cada pieza queda fijada por un tope o por el balance automático de los elementos complementarios de la prensa.

Guías laterales. Son unas pletinas que tienen la misión de conducir la chapa. En algunos tipos de troqueles se aprovecha uno de sus laterales para efectuar el tope de la chapa en el corte de cada pieza.

Tope para la retención y retirada del material. Sirve para posicionar la chapa en cada corte.

Placa matriz. La plaza matriz, junto con los punzones, es el elementos principal del troquel. En la placa matriz se encuentra tallada con exactitud la figura total o parcial de la pieza que se desea obtener. Es el elementos que más esfuerzo soporta de toda la estructura del útil.

Base o placa portamatriz. Sirve de apoyo para la placa matriz y tiene unas ranuras para soportarla a la mesa de la prensa.

Columnas de guía. Tienen como finalidad hacer que coincidan perfectamente los punzones con los orificios correspondientes a la matriz. Se emplean especialmente en troqueles de grandes dimensiones o de precisión elevada.

Muelles. Son elementos elásticos destinados a la extracción y expulsión del retal y la pieza, respectivamente. En este caso su objeto es hacer que trabaje la placa extractora.

Tornillos y pasadores. Son elementos mecánicos normalizados cuya finalidad es la de unir las placas y el troquel entre sí, tanto las de la parte móvil como la de las fijas.

Casquillos de guía. Son cojinetes lisos fijos en la placa superior, que tienen la misión de conducir, con ajuste deslizante, la parte móvil del troquel sobre las columnas.
- Utiliza Skype para mandar MSN de texto o voz a otros usuarios
- Utiliza las Redes Sociales para una mayor interconexión entre todos.
Enlaces ocultos para usuarios no registrados. Enlaces ocultos para usuarios no registrados.
Enlaces ocultos para usuarios no registrados.
Avatar de Usuario
Mecaman
Administrador del Sitio
Administrador del Sitio
 
Mensajes: 654
Registrado: Noviembre 25th, 2008, 12:16 am
Ubicación: barcelona

Volver a FUNDICION




¿Quién está conectado?

Usuarios navegando por este Foro: No hay usuarios registrados visitando el Foro y 2 invitados