Practika No.1 ad (a.p.t)

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    11-Jul-2015

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<p>E ST AD</p> <p>O</p> <p>NIDOS ME XI SUCANO S</p> <p>SECRETARA DE EDUCACI PBLICA NSUBSECRETARA DE EDUCACIN SUPERIOR</p> <p>INSTITUTO TECNOLGICO DE TLALNEPANTLA SUBDIRECCIN ACADMICA DESARROLLO ACADMICO</p> <p>Prez Trejo Walter AdrinCARRERA PLAN DE ESTUDIOS NOMBRE DE LA ASIGNATURA</p> <p>09251142C L A VE D E L A ASIGNATURA</p> <p>Ingeniera Mecnica</p> <p>Siglo XXI</p> <p>Mecnica de Materiales I</p> <p>MCT0525</p> <p>PRCTICA No.</p> <p>LABORATORIO DE</p> <p>NOMBRE DE LA PRCTICA</p> <p>DURACIN</p> <p>1</p> <p>Ingeniera mecnica</p> <p>Ensayo de ductilidad</p> <p>2:00 h</p> <p>OBJETIVO DE LA PRCTICA</p> <p>Por medio del ensayo esttico de ductilidad, determinar la carga mxima aplicada y la altura de la copa de una hoja (lamina) metlica de dimensiones normalizadas, aplicando los mtodos de copa Olsen y Erichsen.</p> <p>3</p> <p>E ST AD</p> <p>O</p> <p>NIDOS ME XI SUCANO S</p> <p>SECRETARA DE EDUCACI PBLICA NSUBSECRETARA DE EDUCACIN SUPERIOR</p> <p>INSTITUTO TECNOLGICO DE TLALNEPANTLA SUBDIRECCIN ACADMICA DESARROLLO ACADMICO</p> <p>CONSIDERACIONES TERICAS Ductilidad. Es la propiedad que permite la deformacin permanente antes de la fractura de un material metlico, cuando se somete a un esfuerzo. La ductilidad es una propiedad que presentan algunos materiales, como las aleaciones metlicas o materiales asflticos, los cuales bajo la accin de una fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin romperse, permitiendo obtener alambres o hilos de dicho material. A los materiales que presentan esta propiedad se les denomina dctiles. Los materiales no dctiles se clasifican de frgiles. Aunque los materiales dctiles tambin pueden llegar a romperse bajo el esfuerzo adecuado, esta rotura slo se produce tras producirse grandes deformaciones. No debe confundirse dctil con blando, ya que la ductilidad es una propiedad que como tal se manifiesta una vez que el material est soportando una fuerza considerable; esto es, mientras la carga sea pequea, la deformacin tambin lo ser, pero alcanzado cierto punto el material cede, deformndose en mucha mayor medida de lo que lo haba hecho hasta entonces pero sin llegar a romperse. La ductilidad de un metal se valora de forma indirecta a travs de la resiliencia. QUE EL ENSAYO DE DUCTILIDAD? En este procedimiento se ha llevado o se debe llevar a cabo mediante normas que se han establecido para elaborar la prueba y llevarla a su ejecucin, Este proceso solamente consiste en estampar la bola o el punzn sobre una probeta sujetada por su parte inferior y superior, una vez que se encuentra sujetada la maquina nicamente se va encargar de deformar la probeta, con la fuerza necesaria para poder hacerla cambiar y lograr nuestro objetivo. Este objetivo lo llevaremos a cabo mediante un penetrador con forma esfrica, de acuerdo con la norma esta debe de ser de acero pulido, ya que esta va a penetrar al material y queremos que sea de la manera ms limpia posible, debemos destacar que existen dos tipos de medida de copa: </p> <p>Sistema Ingles, que a su vez se le denomina copa Olsten que es de 7/8 Del Sistema Internacional, llamada Erichsen que es de 22mm.</p> <p>Aqu se muestra la probeta sujeta a la matriz (1) y (2), estos elementos sirve para que la probeta no se mueva o se vaya a recorren durante el ensayo, ah tambin podemos ver como el punzn (3) va elevando la probeta hasta su lmite. Ver fig. 1</p> <p>4</p> <p>E ST AD</p> <p>O</p> <p>NIDOS ME XI SUCANO S</p> <p>SECRETARA DE EDUCACI PBLICA NSUBSECRETARA DE EDUCACIN SUPERIOR</p> <p>INSTITUTO TECNOLGICO DE TLALNEPANTLA SUBDIRECCIN ACADMICA DESARROLLO ACADMICO</p> <p>Figura.1 La probeta se tiene que sujetar de manera en que la bola penetre en un punto mnimo de 38 mm del borde de la probeta en cada extremo. HERRAMIENTAS DE EMBUTIDO Con ste tipo de herramientas de embuticin profunda se confeccionan partiendo de discos o piezas recortadas segn el material, piezas huecas, e incluso partiendo de piezas previamente embutidas, estirarlas a una seccin menor con mayor altura. No se pretende con sta operacin generalmente una variacin del espesor del material. PROCESO DE EMBUTICION. Las piezas recortadas o discos a emplear se disponen en el asiento o anillo de centrado, fijado a la matriz de embutir, con la finalidad de centrar el disco en el proceso de embuticin. Un dispositivo pisador aprieta el disco contra la matriz de embutir con la finalidad de que no se produzcan pliegues. El punzn de embutir al bajar estira el material sobre los bordes rebordeados de la matriz, de modo que se produzca una pieza hueca. El desplazamiento de todos los cristales en que est constituido el material a embutir es radical en toda su magnitud. Cada uno de los cristales del material se desplaza, en la medida de que este se desliza en la abertura entre el punzn y la matriz. Ver fig. 2</p> <p>Figura 2 El desplazamiento del material en ese instante es semejante al flujo de agua por el rebosadero de una presa. Cuando se pretende que el espesor del material no se altere durante el proceso de embutido, el rea de la pieza original (disco recortado) debe ser igual al rea de la superficie de pieza embutida. La friccin es un factor que debe tomarse en cuenta por cuanto el material se desliza en la abertura entre el punzn y la matriz. Por lo tanto esta rea debe estar pulida y lapeada. Esto 5</p> <p>E ST AD</p> <p>O</p> <p>NIDOS ME XI SUCANO S</p> <p>SECRETARA DE EDUCACI PBLICA NSUBSECRETARA DE EDUCACIN SUPERIOR</p> <p>INSTITUTO TECNOLGICO DE TLALNEPANTLA SUBDIRECCIN ACADMICA DESARROLLO ACADMICO</p> <p>reduce la carga necesaria para el desarrollo del embutido. El achaflanado de los bordes de la matriz ayuda a la chapa a resbalar por la pared del agujero, facilitando la operacin de embutir. Facilitan tambin el embutido la lubricacin adecuada, del disco recortado y de la herramienta en su conjunto. El juego que queda entre el punzn y la matriz de embutir tiene que ser mayor que el espesor de la chapa. Se han acreditado como conveniente para el caso de chapas de acero, holguras de 1,12 a 1,30 veces el espesor de la chapa, para chapas de latn, holguras de 1,08 a 1,20 veces el espesor, para chapas de aluminio la holgura es de 1,04 a 1,10 veces el espesor. TIPOS DE HERRAMIENTAS DE EMBUTIDO Herramienta de Embutido de Accin Simple. En este tipo de herramienta el disco recortado a embutir se fija en su asiento, al actuar la placa prensa disco, el punzn comienza a penetrar el material en la matriz en su totalidad. Seguido se expulsa la pieza embutida por accin de un expulsor, obtenindose una pieza de esta caracterstica. Ver fig. 3</p> <p>.</p> <p>Figura 3 Pieza Embutida mostrando la direccin del desplazamiento del material durante el proceso. Herramientas de Embutido de Doble Accin En este tipo de herramientas, el punzn se ubica en la parte superior de la corredera (prensa), el disco recortado se ubica tambin en su asiento en la matriz y el punzn y la 6</p> <p>E ST AD</p> <p>O</p> <p>NIDOS ME XI SUCANO S</p> <p>SECRETARA DE EDUCACI PBLICA NSUBSECRETARA DE EDUCACIN SUPERIOR</p> <p>INSTITUTO TECNOLGICO DE TLALNEPANTLA SUBDIRECCIN ACADMICA DESARROLLO ACADMICO</p> <p>placa prensa disco actan simultneamente y la matriz cuenta con el expulsor Herramienta de Embutido Telescpico. Se utiliza en piezas previamente embutidas con la finalidad de conseguir una mayor altura y por consiguiente una pieza de menor dimetro, para ello se debe contar con un juego de punzn y matriz adecuado, de tal manea de conseguir el objetivo, como quiera que con el embutido previo, el material deformado ha conseguido una acritud debe ser tratado trmicamente para recobrar su elasticidad, esto se debe aplicar en cada fase del proceso de embutido. Para conseguir la altura y el dimetro necesario requiere muchas veces de utilizar varias etapas de embutido, tal como ya se a explicado anteriormente, para lo cual es necesario, el uso de de este tipo de herramientas, con el consiguiente juego de punzn y matriz adecuadas a la circunstancias. El objetivo se consigue forzando el material a deslizarse adecuadamente entre dos punzones adaptados convenientemente a la nueva configuracin de la matriz. Herramientas de Embutido Inverso. Ver fig.4</p> <p>Figura 4 Con estas herramientas se consigue tambin una mayor altura, para ello se debe de contar con la herramienta, los materiales convenientemente dispuestos y acondicionados para tal fin. La embuticin invertida ofrece la posibilidad de ahorrar una o dos etapas de embuticin. Con ste tipo de embuticin la pieza previamente embutida se dispone con la abertura hacia abajo sobre una matriz negativa de embutir. El punzn de embutir que desciende sobre la pieza as dispuesta la vuelve de modo de modo que era hasta ahora superficie interior se convierte en superficie exterior de la misma. De ste modo se obtiene con una herramienta profundidades mayores que con la embuticin corriente. Por lo general no se necesita ningn dispositivo pisador. En la prctica se dispone de que en la herramienta, que con la carrera descendente de la corredera, una pieza hueca pre-embutida y al descender el punzn se determina la pieza al actuar negativamente la herramienta. La embuticin negativa se emplea casi exclusivamente para piezas cilndricas o piezas redondeadas no cilndricas por ejemplo carcasas de faro o proyectores. Para piezas irregulares resultara muy dificultosa la ejecucin de las aberturas en la matriz invertida.</p> <p>7</p> <p>E ST AD</p> <p>O</p> <p>NIDOS ME XI SUCANO S</p> <p>SECRETARA DE EDUCACI PBLICA NSUBSECRETARA DE EDUCACIN SUPERIOR</p> <p>INSTITUTO TECNOLGICO DE TLALNEPANTLA SUBDIRECCIN ACADMICA DESARROLLO ACADMICO</p> <p>Recalcado o Repujado en torno. Ver fig. 5</p> <p>Figura 5 Con este tipo de procedimiento, es posible conseguir piezas de gran altura y volumen, con ellas se construyen las ollas, los sartenes de cocina, faroles, trofeos, etc. Lmites del Embutido Dependiendo del tipo de material, del espesor del mismo, existe un lmite en el dimetro a embutir, entendiendo que es necesario en la mayora de los casos, realizar varias operaciones de estampacin, seguidas de una serie de tratamientos trmicos con la finalidad de conseguir el dimetro y altura adecuada. El dimetro de la primera matriz de embutido se puede determinar a partir una relacin entre los dimetros del disco recortado y el dimetro de la primera matriz, considerando un factor en funcin del material. Este factor es el siguiente:</p> <p>Para trabajos de mayor precisin se pueden hacer uso de tablas y grficos en las que se determinan los dimetros, las fases de embutidos que hay que realizar. MEDIDA PARA LA DUCTILIDAD El concepto de ductilidad es cualitativo, pues es una propiedad subjetiva del material. en general, las medidas de ductilidad son de inters en tres formas: Para indicar hasta cuanto material puede ser fracturado sin deformarse en operaciones de procesos de conformacin, tales como laminacin o extrusin. Para indicar al diseador, de modo general, la habilidad del metal para fluir plsticamente antes de fractura. Sirve como un indicador de cambio en los niveles de impureza o condiciones del proceso. ACONDICIONAMIENTO EMBUTIDO DE EQUIPO PARA PRUEBA ERICHSEN DE</p> <p>En este trabajo se describe el proceso utilizado para adaptar un equipo de ensayo de 8</p> <p>E ST AD</p> <p>O</p> <p>NIDOS ME XI SUCANO S</p> <p>SECRETARA DE EDUCACI PBLICA NSUBSECRETARA DE EDUCACIN SUPERIOR</p> <p>INSTITUTO TECNOLGICO DE TLALNEPANTLA SUBDIRECCIN ACADMICA DESARROLLO ACADMICO</p> <p>embutido profundo WPM-TZP para que pueda realizar la prueba Erichsen siguiendo como norma gua la ASTM E643. La metodologa se enfoca hacia la adaptacin del sistema electrohidrulico y del diseo de la herramienta de ensayo a partir de la identificacin y recuperacin del equipo. Por ltimo, se valida el adecuado funcionamiento y la confiabilidad del sistema de medicin. PRUEBA DE EMBUTIDO PROFUNDO Y PRENSADO El embutido profundo es una extensin del prensado en la que a un tejo de metal, se le da una tercera dimensin considerable despus de fluir a travs de un dado. El prensado simple se lleva a cabo presionando un trozo de metal entre un punzn y una matriz, as como al indentar un blanco y dar al producto una medida rgida. Latas para alimentos y botes para bebidas, son los ejemplos ms comunes. Ver (figura A)</p> <p>Embutido. Figura A Como se ver ms adelante, este proceso puede llevarse a cabo nicamente en fro. Cualquier intento de estirado en caliente, produce en el metal un cuello y la ruptura. El anillo de presin en la Fig., evita que el blanco se levante de la superficie del dado, dando arrugas radiales o pliegues que tienden a formarse en el metal fluyendo hacia el interior desde la periferia del orificio del dado. PRUEBA DE DUCTILIDAD COPA ERICHESEN Y OLSEN ESTANDAR El embutido es bsicamente una operacin de formado de lminas metlicas que se usa para hacer piezas de forma acopada o de otro tipo ms complejas. Se realiza colocando una lmina (sheet) sobre un dado (die) o solamente realizar un estiramiento de la regin entre el punzn y la zona restringida o comnmente llamada pared de forma que all se presente una solicitacin biaxial a traccin hasta que ocurra una reduccin drstica en el espesor de la lmina y su consecuente rotura. La diferencia entre el proceso Erichesen y Olsen es que las maquinas tiene u diferente sistema de medicin (sistema internacional y sistema ingles) La medicin de la ductilidad es comparativa. La medicin es cuantitativa de la altura de la copa y de la carga mxima. La medicin cualitativa de la textura superficial del formado. La localizacin y el anlisis de tipo de fractura determinaran los patrones d ensayo.</p> <p>Mquinas de ensayo de ductilidad. No existe una prueba nica que se pueda usar para la evaluacin de todos los fenmenos encontrados en todas las operaciones de estampado o de embutido profundo: por esta razn, se han desarrollado diferentes pruebas de las cuales las ms usadas son: 9</p> <p>E ST AD</p> <p>O</p> <p>NIDOS ME XI SUCANO S</p> <p>SECRETARA DE EDUCACI PBLICA NSUBSECRETARA DE EDUCACIN SUPERIOR</p> <p>INSTITUTO TECNOLGICO DE TLALNEPANTLA SUBDIRECCIN ACADMICA DESARROLLO ACADMICO</p> <p>Prueba de ductilidad copa Olsen y Erichsen. Prueba de embutido profundo. Prueba de copa nica Fukui. Prueba de copa nica de agujero K.W.I. Prueba de adhesin de recubrimiento. Todas las pruebas de copa se basan en normas o especificaciones que se desarrollan de acuerdo a los requerimientos del cliente. La medicin de la ductilidad es comparativa. La medicin es cuantitativa de la altura de copa y de la carga mxima. La medicin cualitativa de la textura superficial de formado. La localizacin y el anlisis de tipo de fractura, se determinaran los patrones de trabajo relacionados con el funcionamiento real. Prueba de ductilidad copa Olsen. Se desarrolla en una probeta de lamina fija, se deforma mediante un punzn de acero de extremo hemisfrico de dimetro estndar; la profundidad requerida del estampado o huella para fracturar el metal se mide en 0.001 plg. En esta prueba se ampla un identador de bola de 7/8 plg de dimetro; un dado de formado con un dimetro interior de 1 plg en la parte superior y de 1 3/8 plg en la parte inferior. Prueba de ductilidad copa Erichsen. El desarrollo de la prueba es el mismo que el de la copa Olsen, solo que se utilizan los siete elementos diferentes; el identador tiene un dimetro de 2...</p>