Embutido en lugar de torneado: eliminar una operación de mecanizado en una pieza de doble tolerancia

Si una pieza debe mantener una tolerancia en el diámetro interior y en el diámetro exterior, el plano normalmente termina con una operación de torno, o dos. El embutido es la alternativa: la pared se adelgaza entre un troquel y un punzón dimensionados a los dos diámetros, de modo que la pieza sale de la prensa con ambos formados.

Esta página compara el embutido con las cuatro rutas que normalmente requieren torneado: barra redonda, extrusión en frío desde barra, fundición y forja.

Las cuatro rutas de mecanizado, y lo que cambia el embutido

Ruta	Operaciones antes de que la pieza esté terminada	Lo que elimina el embutido
Barra redonda, torneada	Sierra, refrentado, torneado de DE, mandrinado de DI, tronzado, desbarbado	Toda la operación de torneado. El material entre la barra y la pared terminada se convierte en virutas; una pieza embutida comienza como fleje con un espesor cercano al terminado
Extrusión en frío + torneado	Extruir casi a forma final desde barra, luego tornear el mandrinado y normalmente el exterior	Una pasada completa de torneado: el mandrinado y el exterior quedan definidos por el punzón y el troquel de embutido
Fundición + torneado	Fundir, luego tornear cada superficie funcional, más riesgo de porosidad	La mayor parte del torneado, y la cuestión de la porosidad: el embutido trabaja material forjado
Forja + torneado	Forjar, luego tornear el mandrinado, el exterior y las caras, eliminando el sobreespesor de forja	El troquel de forja, el sobreespesor de material y la mayor parte del torneado

Dónde se mueve realmente el costo

Material. Una pieza torneada paga por la barra y luego convierte la mayor parte en virutas. Una pieza embutida se estira a partir de fleje, y el espesor del fleje es cercano a la pared terminada, por lo que la utilización del material es fundamentalmente diferente, no marginalmente mejor. En una carcasa de pared delgada, las virutas de la ruta de barra pueden pesar más que la pieza terminada.
Tiempo de máquina. Una pasada de prensa reemplaza un ciclo de torneado. En una carcasa que necesita ambos diámetros torneados, eso a menudo significa eliminar dos operaciones en lugar de una.
Montajes y sujeción. Cada remontaje es una oportunidad de introducir excentricidad entre el mandrinado y el diámetro exterior. El embutido forma ambos contra el mismo eje de herramienta, por lo que la concentricidad es una propiedad de la herramienta y no de qué tan bien se sujetó la pieza.
Superficie. Una superficie torneada lleva marcas de avance. Una superficie embutida es una copia de un troquel y punzón pulidos, por lo que la rugosidad exterior e interior mejoran sin una operación de acabado.
Flujo de grano. El torneado corta a través de la estructura de grano del material; el embutido la deforma a lo largo de la pared, por lo que las carcasas embutidas muestran mayor límite elástico y mejor comportamiento al desgaste en servicio.

Cuando el torneado sigue ganando

El volumen es bajo. El planchado requiere un anillo de planchado y un punzón hechos para la pieza; por debajo de unas pocas decenas de miles de piezas al año, tornear desde barra puede ser más económico en general.
La pieza no es cilíndrica. El planchado adelgaza una pared; no crea geometría externa compleja.
Hay características mecanizadas. Los puertos roscados, agujeros transversales, caras de sellado y barrenos de tolerancia ajustada todavía necesitan mecanizado. El planchado elimina el torneado de la pared, no todas las operaciones.
El material no aceptará la reducción. Los grados de baja ductilidad o muy alta resistencia pueden necesitar varias pasadas y recocido, lo que erosiona el ahorro.

Preguntas frecuentes

¿Puede el planchado realmente reemplazar el torneado?

Para piezas cuyas características críticas son el diámetro interior, el diámetro exterior y el espesor de pared, sí. Esos tres se forman con el punzón y la matriz de planchado, por lo que la pieza llega con ellos en tolerancia. El mecanizado todavía es necesario donde el plano exige una rosca, un agujero transversal, una cara de sellado o un barreno más ajustado de lo que el formado puede mantener.

¿Cuánto material se ahorra en comparación con el torneado desde barra?

Depende del espesor de pared y del diámetro de la barra, pero la comparación es estructural más que marginal: una pieza torneada parte de barra maciza y convierte la diferencia en virutas, mientras que una pieza estirada y planchada parte de fleje cuyo espesor es cercano a la pared terminada. En carcasas de pared delgada, el peso de la viruta puede superar el peso de la pieza terminada.

¿El planchado reemplaza la extrusión en frío?

Puede reemplazar el mecanizado que normalmente sigue a la extrusión en frío y, en algunos casos, la extrusión misma. La extrusión en frío desde barra produce una forma exterior casi neta pero generalmente deja el barreno y a menudo el exterior para tornear; una preforma estirada que luego se plancha fija ambas superficies en la prensa. Vea la comparación de extrusión en frío y embutición profunda para carcasas de válvulas solenoides.

¿Qué hay de la concentricidad entre el barreno y el diámetro exterior?

Es mejor por construcción. El punzón y el anillo de planchado se fabrican en el mismo eje de herramienta, por lo que la concentricidad está determinada por la herramienta y no por la precisión con que se volvió a sujetar una pieza torneada entre la operación exterior y la operación de mandrinado.

Páginas relacionadas

Discuta su proyecto

Envíe el plano, le diremos si el planchado elimina un paso de mecanizado

Envíe el plano con el material, ambos diámetros y las tolerancias que importan. Balford revisa la ruta de formado, las pasadas de planchado y la herramienta antes de cotizar.

Solicitar una cotización →

Lectura recomendada: El proceso de embutición profunda explicado — cómo fluye el material hacia el dado, los cuatro cálculos que deciden la fabricabilidad (relación de embutición, tamaño del blanco, fuerza de embutición, holgura), y las tablas de defectos y remedios.