informe extrusion escalonada

8/2/2019 Informe Extrusion Escalonada

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ESCUELA POLITECNICA DEL EJRCITO

NOMBRES: EDGAR CASTILLO R.

ALVARO OATE C.

NIVEL PARALELO: 7mo B. MECANICA

INFORME DE PROCESOS DE MANUFACTURA II

TEMA:Extrusin Escalonada

OBJETIVO GENERAL:

Aplicar las tcnicas indicadas en clase de la extrusin escalonada.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Extruir escalonadamente la pieza de plomo con las dimensiones deseadas. Observar como es la deformacin en fro, y el ahorro de desperdicio del material a trab

MARCO TEORICO

EXTRUSION

En este proceso un cilindro o trozo de metal es forzado a travs de un orificio por mediombolo, por tal efecto, el metal estirado y extrudo tiene una seccin transversal, igual a la dedel dado.Hay dos tipos de extrusin, extrusin directa y extrusin indirecta o invertida. En el primermbolo y el dado estn en los extremos opuestos del cilindro y el material es empujado contravs del dado. En la extrusin indirecta el dado es sujetado en el extremo de un mbolo hueforzado contra el cilindro, de manera que el metal es extrudo hacia atrs, a travs del dado:


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La extrusin puede llevarse a cabo, ya sea en caliente o en fro, pero es predominantemenproceso de trabajo en caliente. La nica excepcin a esto es la extrusin por impacto, en la aluminio o trozos de plomo son extruidos por un rpido golpe para obtener productos como lde pasta de dientes. En todos los procesos de extrusin hay una relacin crtica entre

dimensiones del cilindro y las de la cavidad del contenedor, especialmente en la seccin transUn ejemplo del proceso de extrusin por impacto, se da en la Fig. 5.

Este proceso de compresin indirecta es esencialmente de trabajo en caliente, donde un lifundido de forma cilndrica, se coloca dentro de un fuerte contenedor de metal y comprimmedio de un mbolo, de manera que sea expulsado a travs del orificio de un dado.El metal expulsado o extrudo toma la forma del orificio del dado. El proceso puede llevarsepor dos mtodos llamados: extrusin directa, donde el mbolo est sobre el lingote en eopuesto al dado y el metal es empujado hacia el dado por el movimiento del mbolo Fig. 22extrusin indirecta, en la cual el dado y el mbolo estn del mismo lado del lingote y el dforzado dentro del lingote, por el movimiento del mbolo:


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La extrusin es un mtodo relativamente nuevo en la fabricacin de piezas metlicas.Originalmente fue desarrollado para la fabricacin de tubo de plomo por los sistemas victoriagua y gas.Los problemas del material adecuado para el dado, que soporte las temperaturas altas y presrequeridas para extruir los metales ms duros y fuertes, no fueron resueltos sino hasta bien eel siglo XX.En nuestros das, es posible extruir con xito los siguientes metales y sus aleaciones: AluCobre, Plomo y Acero, aunque para este ltimo se requiere una tcnica especial.

PRENSA DE EXTRUSIN DIRECTA

Una prensa tpica para la extrusin de aleaciones de cobre, sera de alrededor de 5000 tocapacidad de carga en el mbolo, y consistira de una pesada placa de acero recubierta conaleacin de acero resistente al calor. Este podra acomodar un lingote de 560 mm de dimetro1 m de longitud. Ajustado dentro del contenedor mencionado estara un mbolo que ten

dimetro menor que el barreno interior del contenedor. El propsito de este claro es doble, mla friccin entre el mbolo y el contenedor y tambin permitir una calavera de metal para serdespus que el lingote ha sido extruido. La razn para esta calavera de metal ser explicadaadelante. Un cojincillo de presin precalentado se coloca entre el mbolo y el lingote a prevenir el enfriamiento de la cola del lingote caliente desde el mbolo. El dado de extrusi


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hecho de acero para herramienta resistente al calor y la forma del orificio junto con el orifsoporte o paralelo son cuidadosamente preparados por el herramentero de la caseta de dados:

El lingote fundido de dimensiones apropiadas a la prensa de extrusin y el producto se calientemperatura de trabajo en caliente. Como una regla aproximada sta es de dos terceras partestemperatura de fusin en grados K, por ejemplo, aluminio 600 K, cobre 800 K.

El lingote calentado se coloca en el contenedor, seguido por el cojincillo de presin, caliembolo se coloca en el contenedor y se aplica la presin. Cuando se opera, el lingote es recalcomprimido haciendo contacto por todos lados con el contenedor. Entonces incrementanpresin, el lingote es extruido a travs del orificio del dado. El metal sale del dado y corre socanal. Colocando celdas de carga sobre el mbolo de extrusin, es posible seguir los cambiocarga durante el ciclo de extrusin como se muestra en la Fig.23.19

La carga se eleva bruscamente, mientras el lingote est siendo recalcado, pero una vez comienzala extrusin la carga desciende. La rapidez de descenso es constante hasta que se ha extruaproximadamente el 85% del lingote, cuando ocurre un paro sbito, seguido de una elevacin

rpida hasta alcanzar la capaci-dad de carga de la prensa.En este punto la extrusin debe detenerse. Esto ocurre mientras an hay alrededor del 5 al 10sobrante del lingote y ste debe descartarse. La razn para esta elevacin final de la carga ede explicar, es la misma razn por la que es imposible extruir la ltima pizca de pasta de dien


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tubo. Durante las primeras etapas de la extrusin, Fig. 24 (a), la fuerza aplicada debe provocel metal fluya hacia el dado, a lo largo de una trayectoria diagonal. Al final del ciclode extrusin, la direccin del flujo del metal, llega a ser ms y ms perpendicular a la lnea dde la fuerza aplicada, Fig. 24 (b). Las razones para las otras caractersticas del diagrcarga/movimiento del mbolo, se explicarn ms adelante:

Puesto que siempre hay una pequea cantidad de metal remanente, despus que se compleextrusin, significa que debe prevenirse la remocin del dado y expulsar el descarte.La extrusin de cable forrado es un interesante ejemplo del proceso de extrusin directa. Lamuestra una prensa vertical. El metal lquido se vaca en el contenedor, el cual es enfriado poque pasa a travs de unos agujeros cuadrados. Se impulsa el mbolo hacia abajo hasta que h

contacto con el plomo fundido, el cual se deja solidificar antes de aplicar una mayor presimovimiento del mbolo. Esto est sincronizado con el movimiento de izquierda a derecha deel plomo es extruido como un tubo a travs del orificio anular entre el cable y el dado. Puestoextrusin se detiene mientras todava hay plomo en el contenedor, la siguiente adicin delquido causar una fusin parcial, dejando a los xidos flotar en la superficie y entonresolidificacin da un lingote continuo, listo para el siguiente elemento de extrusin. De esta una longitud continua de forro sin uniones puede ser producido, el cual puede ser de una longfin:


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PRENSA DE EXTRUSIN INVERTIDA

El contenedor es similar a aquel del proceso de extrusin directa, excepto, que en lugar de uny un mbolo, en los lados opuestos del lingote hay un dado y un soporte del dado hueco en udel lingote. El soporte hueco del dado toma el lugar del mbolo. Esto debilita toda la prensael tamao de la seccin que puede ser producida por este proceso.El diagrama carga/movimiento del mbolo, para esta clase de prensa se muestra en la Fig. 26:

Comparando la Fig. 26 con la Fig. 29, se observa que son muy similares al principio y al finamismas razones, la diferencia en la seccin media puede considerarse por el hecho de que extrusin directa el lingote se mueve hacia el dado, es decir, se desliza a lo largo de la parecontenedor con lo cual se produce una fuerza de friccin o carga. Esta carga de friccin depe


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rea de contacto entre el lingote y el contenedor y puesto que sta es decreciente cuando el se mueve, de esta manera se hace que la carga de friccin disminuya con el movimiento del En el caso de la extrusin invertida no hay movimiento relativo entre el lingote y el contenedtanto, no puede haber fuerza de friccin. Se requiere una carga mxima ms baja cuando seextrusin invertida, pero la ventaja de esta carga ms baja no puede ser capitalizada, debihecho, de que como se explic al principio, con extrusin inversa, la mxima reduccin posiproceso es limitada.

DADOS DE EXTRUSION

Los dados de extrusin estn hechos de acero de alta velocidad para herramienta y

componentes muy importantes en el proceso de extrusin. Como el material del dado es demcaro, a menudo es hecho en forma de un disco delgado de dimetro mucho ms pequeo qlingote soportado por un dado de refuerzo. El orificio del dado controla la forma del metal exSi la abertura del dado consta de un barreno circular y paralelo, es decir, la longitud del sopigual al espesor del dado, la extrusin ser una varilla circular que requiere una fuerza considpara estirarla y tiene una pobre superficie de acabado. La superficie de acabado puede mejordisminuir la carga, aumentando el dimetro del barreno en el extremo de descarga:


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En caso de formas complejas, tales como la que se muestra en la Fig. 30 (a), se encontrar qubarreno completamente paralelo, resultar en la produccin de una forma como la Fig. 30 (b).Esto es porque la resistencia a fluir a travs del rea sombreada del dado, es mucho mayor travs del residuo.

Esta resistencia puede reducirse "puliendo" o recortando el dado, de manera que la longitcontacto con la extrusin sea reducida alrededor de las superficies externas del rea sombreala Fig. 31 (b). Qu longitud de soporte se requiere?, es una cuestin de experiencia, y se neun buen diseador de herramienta, para asegurar que el pandeo y torsin de la seccin extruocurra y que el metal no tenga desgarres o filos speros. La Fig. 32 muestra por qu se requieabertura adicional para asegurar el balance del flujo, cuando se extruye una forma asimtrica:

Un dado mltiple de extrusin puede usarse cuando la carga de extrusin es excesiva para unrea pequea de extrusin. Un nmero dado de secciones que pueden ser idnticas o de diferformas, pueden extruirse al mismo tiempo, cortando varios orificios como en la Fig. 33.


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Se acostumbra disponer de orificios idnticos, ya que de otra manera puede surgir el problembalanceo del flujo:

PRODUCCION DE TUBOS EXTRUIDOS

La extrusin es un mtodo ideal de producir tubos sin costura, y el principio del mtodo y

utilizado en la extrusin de cable forrado. El cable en el centro del orificio circular del dado, espacio anular a travs del cual el metal extrudo fluye para formar el forro.Para la produccin de tubos, el cable se reemplaza por un mandril. Hay tres tipos de arregmandril que pueden usarse:

(a) fijo(b) flotante(c) perforante

Los tipos (a) y (b) estn fijos al mbolo como se muestra en la Fig. 34 y el lingote debe perfomanera que el mandril pueda sobresalir a travs del lingote y tomar su posicin en el orifdado. La tendencia moderna es la de usar el mandril flotante, ms que uno fijo, puesto que l se centra y, por tanto, produce tubos con concentricidad dentro del 1 %:


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Por otro lado, los mandriles fijos producen tubos excntricos a menos que se tenga cuidadoperforar con precisin el lingote. Cuando se usa mandril perforador, el lingote es slido y else retrae dentro del mbolo. Despus que el lingote caliente se coloca dentro del contenedmandril es empujado dentro del lingote y pasa a travs de l para colocarse en el orificio deLas principales ventajas de este proceso son velocidad y economa, porque elimina la operac

perforado por separado y el equipo especial requerido.

Las desventajas son que las prensas requeridas, son mucho ms grandes y mucho ms caraslas del tipo sin perforador. La operacin severa de perforado, algunas veces da abundantes grdesgarres en el agujero del lingote produciendo defectos en el tubo. Por estas razones, el perfno se lleva a cabo en tubos de aluminio y sus aleaciones, y se usa principalmente en aleacioncobre donde no son necesarios buenos acabados superficiales, requeridos en usos hidrulicoalta presin. Un desarrollo reciente ha sido la introduccin de dados puente, donde el mandrilse ha reemplazado por uno ms pequeo, sostenido en posicin en el orificio del dado, pobrazos delgados de araa, como se muestra en la Fig. 35:


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El metal es rebanado por los tres brazos de araa cuando es extrudo, para dar tres segmeseparados, pero stos son inmediatamente comprimidos por el soporte cnico del dadexponerse al aire, por lo que las superficies limpias se sueldan por presin, para formar uncompleto. Cuando este proceso fue propuesto inicialmente, los clientes tendan a ser renue

aceptar el producto, que era considerado inferior a los tubos sin costura normales. Sin emahora se acepta que los tubos hechos con dados puente son tan buenos, si no es que superiorlos tubos extrudos normalmente. Esto en particular, es cierto con los productos recin desarrdados puente de tres y cuatro aberturas se muestran en las Figuras. 35 y 36:


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EQUIPOS Y MATERIALES:

Prensa hidrulica. Tocho de plomo. Matriz para la extrusin escalonada.

PROCEDIMIENTO:

Preparamos la prensa, es decir, la altura adecuada para el aplastamiento del tocho plomo.

Introducimos el material a extruir en la matriz.


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Se debe observar que el punzn de la matriz este recto para dar una buena direccimaterial a extruir.

Al ejercer la presin en la prensa de debe observar desde que valor comienza a cedematerial.

Una vez que comienza a ceder el material debemos tener cuidado de no aplastar todtocho completamente, sino aplastarle solo hasta la mitad aproximadamente, para pobservar la diferencia de dimetros.

Luego se procede a sacar el tocho extruido de la matriz, con mucho cuidado para edaar la pieza extruida.

CONCLUSIONES

El mbolo y el dado estn en los extremos opuestos del cilindro y el material es empcontra y a travs del dado.

En todos los procesos de extrusin hay una relacin crtica entre las dimensiones del cy las de la cavidad del contenedor, especialmente en la seccin transversal

El metal expulsado o extrudo toma la forma del orificio del dado. El proceso puede la cabo por dos mtodos llamados: extrusin directa, extrusin indirecta.

Los dados de extrusin estn hechos de acero de alta velocidad para herramienta y componentes muy importantes en el proceso de extrusin.


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ESCUELA POLITECNICA DEL EJRCITO

NOMBRE:EDGAR CASTILLO RIVERA.

NIVEL PARALELO: 7mo B. MECANICA

INFORME INDIVIDUAL DE PROCESOS DE MANUFACTURA II

TEMA:Extrusin Escalonada

OBJETIVO GENERAL:

Aplicar las tcnicas indicadas en clase de la extrusin escalonada.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Extruir escalonadamente la pieza de plomo con las dimensiones deseadas. Observar como es la deformacin en fro, y el ahorro de desperdicio del material a trab

EQUIPOS Y MATERIALES:

Prensa hidrulica. Tocho de plomo. Matriz para la extrusin escalonada.

PROCEDIMIENTO:

Preparamos la prensa, es decir, la altura adecuada para el aplastamiento del tocho plomo.

Introducimos el material a extruir en la matriz. Se debe observar que el punzn de la matriz este recto para dar una buena direcci

material a extruir. Al ejercer la presin en la prensa de debe observar desde que valor comienza a cede

material. Una vez que comienza a ceder el material debemos tener cuidado de no aplastar tod

tocho completamente, sino aplastarle solo hasta la mitad aproximadamente, para pobservar la diferencia de dimetros.


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Luego se procede a sacar el tocho extruido de la matriz, con mucho cuidado para edaar la pieza extruida.

CONCLUSIONES

Antes de realizar la extrusin se debe tener cuidado que el punzn no est chueco, yaeste puede influir bastante en la forma que va a salir el material extruido.

Al realizar la primera extrusin, nos dimos cuenta que el material comenz a cedefacilidad.

Se debe tener cuidado de no realizar el aplastamiento total de la pieza, ya que solosaldra un eje extruido sin escalonar, como se pudo comprobar.

Se pudo observar que esta tcnica de deformacin en fro de la extrusin, no t

desperdicio de material, a comparacin de las tcnicas de maquinado por arranqueviruta.

Se debe tener los materiales adecuados para poder sacar el material extruido sin daarl Al realizar la segunda extrusin escalonada nos dimos cuenta que estaba mal elabora

matriz, ya que se hiso difcil sacar al material extruido sin daarlo. Para mayor facilidad se recomienda utilizar dos dados en la matriz, esto ayudara

desmonte del tocho sin daarlo.

Al realizar la matriz con un solo dado se hiso difcil sacar al material extruido.

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