Tolerancias de embutición y acabado superficial: qué puede soportar una pared adelgazada

Dos preguntas deciden si una pieza puede embutirse en lugar de torneada: qué tan ajustados deben ser los diámetros y la pared, y qué tan buenas deben verse las superficies. Esta página explica de dónde proviene realmente la tolerancia en una pieza embutida, y por qué una superficie embutida se comporta de manera diferente a una torneada.

De dónde proviene la tolerancia

En una pieza embutida hay tres características conformadas -diámetro exterior, diámetro interior y espesor de pared- y se producen con dos herramientas:

• El anillo de embutición (dado). Su diámetro interior es ligeramente menor que el de la copa entrante, por lo que el diámetro exterior de la pieza terminada es una copia del diámetro interior del dado, menos la recuperación elástica del material.
• El punzón. Su diámetro exterior define el diámetro interior de la pieza, también menos la recuperación elástica.
• La holgura entre ellos. La holgura radial entre el punzón y el diámetro interior del dado es el espesor de pared terminado, por lo que el espesor de pared en una pieza embutida es una dimensión de la herramienta y no un accidente del proceso.

Se derivan tres consecuencias. Primero, la tolerancia en los dos diámetros depende de la precisión del herramental y no solo del retroceso elástico. Segundo, las tolerancias de espesor de pared del blanco entrante importan menos, porque la embutición es lo que define la pared. Tercero, la concentricidad entre el diámetro interior y el diámetro exterior es una propiedad de la herramienta, no de qué tan bien se sujetó la pieza.

Cuando un plano requiere diámetros más ajustados de lo que la embutición por sí sola entrega, se agrega una pasada de calibrado -una segunda embutición ligera o una pasada de calibración- después de la reducción principal.

Valores típicos para una pieza embutida

Estas son cifras típicas, no una especificación. El plano decide: las tolerancias que no se indican en el plano siguen ISO 2768-m por defecto, y las características que realmente importan se señalan durante la revisión de DFM para que nada se descubra en la primera pieza.

En qué se diferencia una superficie embutida de una torneada

• Sin marcas de avance. El torneado deja una marca helicoidal de herramienta cuyo paso lo fija la velocidad de avance. El embutido deja el acabado del dado y del punzón, así que no hay patrón de avance que ver ni medir.
• Sin estrías del estirado. Una superficie estirada lleva las marcas del material fluyendo sobre el radio del dado. El embutido ocurre después de esa reducción, sobre una pared recta, entre dos superficies pulidas.
• Ambas caras mejoran. En una pieza torneada solo mejora la cara mecanizada; en una pieza embutida el exterior y el interior se bruñen en la misma pasada.
• El trabajo en frío es beneficioso, hasta cierto punto. El embutido aumenta el límite elástico y la resistencia al desgaste. Pasada cierta reducción el material necesita recocido, y en piezas magnéticas suaves el paso de recocido es lo que establece las propiedades magnéticas.

Las superficies se inspeccionan en el propio laboratorio de Balford con un medidor de rugosidad superficial portátil, junto con las verificaciones dimensionales: micrómetros de exteriores y de tres puntos para interiores para los diámetros y la pared, un calibrador de concentricidad para la excentricidad, y un proyector óptico 2.5D para el perfil y la forma.