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Nov 23, 2023

Die Science: Cómo realizar una reducción de dibujo

Cuando dirijo un curso de capacitación, generalmente llevo una variedad de sellos

Cuando realizo un curso de capacitación, generalmente llevo una variedad de piezas estampadas. Los que más examinan los asistentes son los realizados con un proceso de dibujo de varios pasos, comúnmente conocido como reducción de dibujo.

El estirado es el desplazamiento del metal a través del flujo plástico o alimentación hacia adentro. En la reducción por estirado, una serie de operaciones de estirado desplaza gradualmente el área de la superficie de una pieza en bruto hacia una geometría que tiene un diámetro más pequeño y es más alta que cada una de las estaciones anteriores.

Para que el metal fluya hacia adentro y se desplace a una geometría diferente, cada una de las estaciones de dibujo debe minimizar la cantidad de material que se desplaza.

La primera operación de embutición, conocida como estación de cata, transforma la pieza en bruto circular en una copa redonda. El concepto fundamental detrás de la primera operación de dibujo es obtener la cantidad de material necesaria para hacer la geometría final. Cada estación de dibujo está relacionada y debe seguir la teoría de la relación de dibujo.

La relación de estirado límite (LDR) es la relación entre el diámetro del punzón de estirado y el diámetro de la pieza en bruto; en otras palabras, es la relación del diámetro máximo de la pieza en blanco que se puede introducir de manera segura en una copa.

En una operación de estirado de copa simétrica axial, el cilindro comienza como una simple pieza en bruto redonda, con el diámetro de la pieza en bruto mayor que el diámetro de la copa. Para que el blanco redondo se transforme en una forma de cilindro más pequeño, el metal debe fluir hacia adentro, hacia la línea central de la copa, al mismo tiempo que se comprime. Esta compresión circunferencial crea una resistencia para que el metal fluya.

Si el espacio en blanco es demasiado grande, la compresión será demasiado alta, el flujo será limitado y podría producirse un estrangulamiento o una división. Si la compresión se controla proporcionando un espacio no mucho mayor que el espesor del metal entre la cara del troquel y la plataforma de dibujo, la pieza tendrá una pestaña plana. Si no se controla el metal, la brida se arrugará severamente (verFigura 1 ). La alta compresión circunferencial combinada con un alto flujo de metal hará que el metal sea más grueso en el extremo abierto de la copa o la brida. El elemento clave a recordar es que el metal comprimido tiene una gran resistencia al flujo.

Aunque algo conservador para algunos materiales y excesivo para otros, una buena regla general es usar una pieza en bruto que no sea más grande que dos veces el diámetro del punzón. Por ejemplo, si el punzón tiene 2 pulgadas de diámetro, use una pieza en blanco que no supere las 4 pulgadas. Si la pieza en blanco necesita ser más grande que 4 pulgadas, es posible que necesite usar más de una estación de dibujo para hacer la pieza. Cuando sea necesaria más de una operación, el porcentaje de LDR cambiará.

Para determinar el diámetro de la pieza en bruto, primero calcule el área de superficie total de la pieza terminada y la cantidad de material adicional que necesitará para el recorte de recortes. Es fundamental que determine el diámetro de la pieza en blanco utilizando cálculos de área de superficie, en lugar de medir la distancia lineal a través de la pieza. Aunque este método puede funcionar para piezas contorneadas más grandes que se fabrican principalmente mediante estiramiento, será desastroso cuando se realice una reducción de estirado para una pieza redonda. Esto es especialmente cierto si la pieza a fabricar es de diámetro pequeño y muy alta.

Utilice una tabla de reducción de dibujo para determinar el número y el diámetro de cada una de las estaciones de dibujo (verFigura 2 ). Este gráfico proporciona la relación crítica entre el diámetro de la pieza en bruto y el diámetro de la primera operación de estirado. También muestra la cantidad que se puede volver a estirar el metal para cada estación posterior. El porcentaje de reducción varía según el espesor del metal.

Figura 1 Si la compresión se controla proporcionando un espacio no mucho mayor que el espesor del metal entre la cara del troquel y la plataforma de dibujo, la pieza tendrá una pestaña plana. Si no se controla el metal, la brida se arrugará gravemente.

Por ejemplo, si está fabricando una pieza que requiere una pieza en bruto de 10 pulgadas de diámetro hecha de metal de 0,050 pulgadas de espesor, el gráfico muestra que el primer porcentaje de dibujo desde la pieza en bruto hasta el dibujo es del 53 por ciento. Esto significa que el primer punzón de estirado debe tener al menos el 53 por ciento del diámetro de la pieza en bruto, o un diámetro mínimo de 5,3 pulgadas. El uso de un punzón de estirado con un diámetro inferior a 5,3 pulgadas podría provocar una falla.

Si el diámetro del producto que intenta lograr es inferior a 5,3 pulgadas, necesitará una segunda operación de estirado para convertir la copa de 5,3 pulgadas a un diámetro más pequeño que sea más alto que la copa. El segundo porcentaje de reducción del estiramiento es del 71 por ciento para material de 0,050 pulgadas de espesor. Multiplicando el diámetro por 71 por ciento da 3,763 pulgadas como el diámetro mínimo del segundo punzón de estirado.

Si este diámetro es mayor que el diámetro del producto, necesita una tercera reducción de extracción. El gráfico muestra esta reducción como 74 por ciento y 74 por ciento de 3,763 pulgadas es 2,784 pulgadas.

Este proceso se repite hasta que haya alcanzado un número igual o menor que el diámetro final de la pieza. Tenga en cuenta que después de la cuarta estación de dibujo, es común mantener el mismo porcentaje de reducción de dibujo que la cuarta operación. Tenga en cuenta que una reducción de dibujo se basa en mantener el mismo área de superficie de la pieza para cada operación de dibujo.

Figura 2Utilice una tabla de reducción de dibujo para determinar el número y el diámetro de cada una de las estaciones de dibujo.