Matricería

1. E M B U T I D O
 Proceso de conformado para lograr formas huecas de espesor constante partiendo de
chapa plana.
 Deformación plástica bajo un estado de tensiones complejo
 Vasto campo de aplicaciones: Carcasas, envases, recipientes, utensilios, autopartes,
coberturas de dispositivos, parte de artefactos electrodomésticos, etc.
Brazo suspensión
Cárter aceite
Carcasa halógeno
Protector
Tapa-guía
Tapa protección
Guardapolvos disco freno
Carcasa
secamanos

2. Configuración del herramental básico
Caso más simple
Embutido de copa cilíndrica
Sectores del disco de partida (D)
 Brida (corona circular)
 Círculo central (d)
EXTRACTOR
PUNZON
CHAPA
MATRIZ
PRENSA
CHAPA

3. Flujo en la brida
Estado de tensiones simplificado: pseudo-plano
Tendencia al pandeo
Arrugas radiales
Interacción entre los triángulos y rectángulos característicos
Prensachapas: hidráulicos,
neumáticos, resortes,
elastómeros, guiado sin
presión.
Presión insuficiente
del prensachapa

4. Tensiones simultáneas Brida-Pared-Fondo
PARED
FONDO
BRIDA

5. Zonas de la chapa
PRENSA
MATRIZ
Chapa
CHAPA
PUNZON
Extensión de c/zona: f ( diámetros disco, punzón y matriz, y radios borde punzón y entrada matriz
Efectos sobre los puntos de cada zona durante el recorrido
 Embutido radial progresivo hacia la boca de la matriz
 Adelgazamiento súbito por doblado plástico en la boca
 Resbalamiento por el todo el arco del borde
 Desdoblado en el final del arco (enderezado)
 Estirado entre el punzón y la matriz
 Doblado y resbalamiento sobre la cabeza del punzón
ZONAS X
Y
Z
INTERMEDIO

6. Fuerza P necesaria para el Embutido
 Varios factores de índole geométrica inciden sobre la fuerza P, sobre la
resistencia de la copa, y sobre el área de la sección transversal
 La fuerza P solicita con tensiones de tracción a la pared de la copa, siendo su
zona mas débil la de los Necks N1 y N2
 Huelgo entre punzón y matriz
 Radio del borde del punzón
 Radio de embocadura de la matriz
 Relación de embutido
Factores
Geométricos

7. Huelgo entre punzón y matriz
dm

Dp
t+j/2 
j/2
Resulta de los diámetros Dp y dm de punzón y
matriz, y del espesor t de la chapa
Cuando Dp= dm – 2t huelgo j = 0 Embutido “brillante” (planchado)
En general: Dp = dm – 2 siendo  = t + j/2
 Embutido Profundo: el huelgo no afecta a P
 Planchado y/o c/estiramiento: <   > P
Influencia del
huelgo sobre P

8. Radio del borde del punzón
 No afecta a P, sin embargo puede decidir la factibilidad de embutido de la copa
 << rp  doblado más severo  Neck N2 más delgado  > riesgo de rotura
 >> rp  posibles arrugas (mayor región sin apoyo, zona Y)
Regla práctica de diseño
 Cuando la copa final requiere
varias etapas:
rpi = (Dpi - Dpi+1 ) / 2

9. Radio de embocadura de la matriz
(también llamado “radio de embutido” re)
Para chapa de acero:
Para metales livianos: re 10% mayor
Para Zinc: re 25% menor
> re menor efecto sobre P pero mayor zona Y (arrugas)
< re doblado más severo (neck N1)
 < Sección resistente
 > P
 < Embutibilidad

10. Relación de embutido
m = d / D
Es el menor diámetro de copa obtenible con un disco D, en 1 sola
etapa de embutido profundo
d
d: diám. medio copa
D: diám. disco
Materia
l

rp
re
m (0,5  0,7)
“m” menor Rotura
h

11. Reembutido
Altura “h” no obtenible en una sola etapa reembutidos sucesivos
m1 = dx+1 / dx
Datos: d, h, m, m1 Incógnitas: D, cantidad de operaciones necesarias, di, hi

12. Métodos de reembutido
m1 > m (menor reducción)
m1 = 0,75  0,90
DIRECTOS
INVERSOS
Anillos
prensachapa
DIRECTO
 Mantiene lado
 = deformación total
 Sentido de las def. distintos
 Huellas rayado externas
 P similares
 > re posible p/peq. reducción
INVERSO
 Alterna el lado
 = deformación total
 = <%red. últ. etapa
 Sentido de las def. repetido
 Huellas rayado int. últ. etapa
 = P similares
Endurecimiento progresivo recristalización por recocido

13. Forma y medida de la chapa inicial
Tipos de piezas: de simetría axial, de simetría plana, asimétricas
Disco de chapa para copa cilíndrica (simetría axial)
Se supone espesor invariable
 A partir de prototipo
 A partir del plano
Disco de chapa para copa perfilada (con simetría axial)
 Igualando superficies de pieza y disco (fórmulas)

14. Lubricación: generalidades
Lubricación disco lado matriz Reducción efectos perjudiciales de la fricción
Zonas de
FRICCIÓN
 Fuerza de embutido
 Desgaste de la matriz
 Huellas sobre las piezas
 Adelgazamiento chapa
 Necks (lado punzón)
afectan
Lubricación lado punzón Facilita el deslizamiento de la chapa
Mayor riesgo de rotura en Necks Reduce el espesor
Disminuye la embutibilidad
Factores de
influencia en la
lubricación
 Velocidad del embutido y Reducción
 Rugosidad superficial
 Viscosidad
 Resistencia de la película
 Propiedades mecánicas
 Composición química
 Disco-matriz
 Disco-prensachapa
 Disco-punzón

15. Lubricación – Economía – Preparación - Recetas
Mayor velocidad de embutido Lubricante mas resistente (+grafito en polvo)
Recubrimiento de la chapa
(cobreado, fosfatado)
Absorción de lubricante por porosidad (lubricantes
exentos de grasa: emulsiones, lechada de cal)
Piezas con terminación
superficial exigente
Aditivos
con Mo
Residuos sólidos (eliminables
con ácidos o mordientes)
Reducción del consumo
de lubricante
 Embocaduras de Cromo duro
Metal duro
 Superficies pulidas
Preparación de la chapa Remoción de óxidos (cepillado)
Piezas a pintar o soldar Desengrasado final
Álcalis
Tricloroetileno
Percloroetileno
Piezas a recubrir con metales
nobles o superficies exentas
de rayas
 Recubrimiento con película plástica a pistola (1020m)
 Películas termoplásticas (fluoruro de polivinilo (0,1 0,3mm)
 Reducciones hasta 15% mayores

16. Tipos de lubricantes
LUBRICANTES
Aceites
Minerales
Vegetales
Animales
Grasas
Sintéticos
Barnices
Láminas
Aceites de ésteres
Aceites siliconados
Propiedad lubricante: El mejor producto es el que produce menor reducción del espesor
Requisitos
adicionales
 No atacar químicamente a la matriz ni a la chapa
 No ser corrosivo
 No ser tóxico
Para mayor reducción en una etapa Lubricantes viscosos