Embutición con planchado en el estirado profundo: cómo el adelgazamiento de pared controla tanto el diámetro interior como el exterior

El planchado - también llamado adelgazamiento de pared o planchado de pared - es la operación que convierte una copa de estirado profundo común en una carcasa de precisión. Una copa estirada generalmente tiene una pared que se engrosa hacia el borde y una superficie que lleva las marcas del estirado. El planchado empuja esa copa a través de un dado anular cuyo diámetro interior es ligeramente menor que el diámetro exterior de la copa, por lo que la pared se comprime y adelgaza entre un punzón pulido en el interior y un dado pulido en el exterior.

La consecuencia es la razón por la que los ingenieros lo especifican: el dado establece el diámetro exterior, el punzón establece el diámetro interior, y ambas superficies se bruñen en la misma pasada. Una pieza que de otro modo necesitaría una envolvente estirada más torneado en ambos diámetros sale de la prensa con ambos diámetros ya dentro de tolerancia.

Qué hace realmente el planchado a la pieza

Por qué esto reemplaza una operación de mecanizado

Cuando una pieza necesita tanto un diámetro interior como un diámetro exterior dentro de tolerancia, las rutas tradicionales terminan todas en un torno. El planchado es la ruta que termina en la prensa.

De dónde viene el ahorro. No es solo el tiempo de ciclo de torneado. Es la barra o el material de forja que nunca se convierte en virutas, la segunda máquina y el segundo montaje que nunca ocurren, el re-sujeción que ya no puede introducir excentricidad, y la manipulación entre la prensa y el torno que desaparece. En una pieza con pared de 0,8 mm que parte de barra, la pérdida por virutas suele ser mayor que la pieza terminada.

El embutido y estirado no es gratuito: requiere un dado de embutición, un punzón pulido, lubricante adecuado y, cuando la reducción total es grande, más de una pasada con recocido entre ellas. La comparación debe hacerse sobre el costo total por pieza incluyendo la amortización del herramental, que es exactamente lo que hace la revisión de DFM.

Dónde aplica Balford el embutido y estirado: carcasas de válvulas solenoides

La aplicación clásica es la carcasa de válvula solenoide. La armadura debe deslizarse dentro del diámetro interior, la carcasa debe ajustar con la bobina y el cuerpo de la válvula, y la pared es delgada para que el circuito magnético sea eficiente. Esa es una pieza donde el diámetro interior, el diámetro exterior, el espesor de pared y el acabado superficial importan a la vez, y donde el embutido y estirado elimina la operación de torneado que de otro modo sería necesaria.

Dos materiales dominan:

• DT4E hierro puro electrolítico - el grado soft-magnético utilizado para carcasas de solenoides y sensores, donde la coercitividad y la permeabilidad forman parte de la especificación. El embutido y estirado conforma la pared al espesor sin introducir el daño superficial que perjudicaría el camino magnético, y el recocido magnético sigue al conformado.
• DC04 - el acero de embutición profunda utilizado donde la pieza es estructural en lugar de magnética, y donde la secuencia de embutición y estirado se define por la reducción de pared y no por las propiedades magnéticas.

Ambos se conforman en prensas de hasta 350 t con herramental diseñado y fabricado en el propio taller de matrices de Balford, por lo que el anillo de embutición, el punzón y las etapas de embutición previas se fabrican y prueban juntos en lugar de por separado.

El mismo argumento aplica más allá de los solenoides, a cualquier pieza donde ambos diámetros tengan tolerancia: piezas de cilindros hidráulicos y neumáticos, casquillos de sensores, cascos de bujes, carcasas de actuadores y tubos estirados.

Parámetros de proceso que determinan el éxito

• Reducción por pasada. La reducción de pared por pasada de embutición y estirado suele estar en el rango del 20-35% del espesor de pared para acero; el límite exacto depende del grado, la lubricación y la geometría del dado. Las reducciones totales mayores se realizan en varias pasadas.
• Recocido entre pasos. Debido a que el embutido de pared es trabajo en frío, el material se endurece por deformación. Cuando la reducción total o las propiedades finales lo requieren, la pieza se recuece entre pasos para restaurar la ductilidad. En piezas magnéticamente suaves, el paso de recocido también es lo que establece las propiedades magnéticas.
• Lubricación. El embutido de pared es una operación de alta presión y alto contacto superficial. La película de lubricante es lo que separa una superficie bruñida de una rayada, y se elige según el grado y la reducción, no por conveniencia.
• Acabado del dado y del punzón. La superficie de la pieza terminada es una copia de la superficie del herramental. Los anillos de carburo pulido o acero endurecido son lo que producen el acabado y la ausencia de marcas de estirado.
• Espesor de pared como característica. El espesor de pared se mide y se registra, no se asume. Si el plano requiere un espesor específico, se especifica como pared embutida; de lo contrario, el espesor permanece en el grosor del disco y la pieza resulta más pesada de lo previsto.

Límites honestos

• Volumen. El embutido de pared requiere un dado y un punzón fabricados para la pieza. Por debajo de unas pocas decenas de miles de piezas por año, el maquinado desde barra todavía puede ser más económico en general.
• Geometría. El embutido de pared es adecuado para paredes cilíndricas o casi cilíndricas. Las características externas complicadas es mejor formarlas antes del embutido de pared o agregarlas después.
• La reducción de pared no es ilimitada. Las reducciones muy grandes requieren varios pasos y recocido, que es donde la ventaja de costo se reduce.
• Material. La ductilidad establece el límite. Los grados de muy alta resistencia o baja ductilidad pueden no aceptar la reducción que implica el plano.

Los cuatro se verifican durante la revisión de DFM, antes de cortar el herramental.