El planchado en el embutido profundo: cómo el adelgazamiento de pared mantiene tanto el diámetro interior como el exterior

El planchado —también denominado adelgazamiento de pared o estirado en frío de pared— es la operación que convierte una simple copa embutida en una carcasa de precisión. Por lo general, una copa embutida presenta una pared que se engrosa hacia el borde y una superficie que conserva las marcas del embutido. El planchado hace pasar esa copa a través de una matriz anular cuyo diámetro interior es ligeramente menor que el diámetro exterior de la copa, de modo que la pared se comprime y adelgaza entre un punzón pulido en el interior y una matriz pulida en el exterior.

La consecuencia es la razón por la que los ingenieros lo especifican:El troquel define el diámetro exterior, el punzón define el diámetro interior y ambas superficies se bruñen en la misma pasada.Una pieza que de otro modo requeriría un casquillo embutido y un torneado en ambos diámetros sale de la prensa con ambos diámetros ya dentro de tolerancia.

Qué hace realmente el embutido profundo por estirado en la pieza

Por qué esto sustituye a una operación de mecanizado

Cuando una pieza requiereambosun diámetro interior y 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 proviene el ahorro.No se trata solo del tiempo de ciclo de torneado. Es el material en barra o forja que nunca se convierte en viruta, la segunda máquina y el segundo montaje que nunca se realizan, la refijación 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 viruta suele ser mayor que la pieza terminada.

El planchado no es gratuito: requiere una matriz de planchado, un punzón pulido, el lubricante adecuado y, cuando la reducción total es elevada, más de una pasada con recocido entre ellas. La comparación debe realizarse sobre el coste total por pieza, incluyendo la amortización del utillaje, que es exactamente lo que hace la revisión DFM.

Donde Balford realiza el embutido de planchado: carcasas para válvulas solenoides

La aplicación clásica es elcarcasa de válvula solenoideLa armadura debe deslizarse dentro del taladro, la carcasa debe encajar con la bobina y el cuerpo de la válvula, y la pared es delgada para que el circuito magnético sea eficiente. Es una pieza en la que el diámetro interior, el diámetro exterior, el espesor de pared y el acabado superficial importan todos a la vez, y en la que el planchado elimina la operación de torneado que, de otro modo, sería necesaria.

Dos materiales predominan:

• Hierro puro electrolítico DT4E- la aleación magnética blanda empleada para carcasas de electroválvulas y sensores, donde la coercitividad y la permeabilidad forman parte de la especificación. El embutido por estirado conforma la pared hasta el espesor requerido sin introducir el daño superficial que perjudicaría el circuito magnético, y tras el conformado se realiza el recocido magnético.
• DC04- el acero de embutición profunda se utiliza cuando la pieza es estructural en lugar de magnética, y cuando la secuencia de embutición y estirado viene determinada por la reducción de pared y no por las propiedades magnéticas.

Ambos se conforman en prensas de hasta 350 t con utillajes diseñados y fabricados en el propio taller de utillaje de Balford, de modo que el anillo de planchado, el punzón y las etapas de embutición previas se fabrican y se prueban conjuntamente en lugar de por separado.

El mismo razonamiento se aplica más allá de las válvulas solenoides, a cualquier pieza en la que ambos diámetros tengan tolerancia:piezas para cilindros hidráulicos y neumáticos, camisas para sensores, casquillos, carcasas para actuadores y tubos embutidos.

Parámetros de proceso que determinan el éxito

• Reducción por pasada.La reducción de pared por pasada de embutición en frío suele situarse en el rango del 20-35% del espesor de pared para el acero; el límite exacto depende del grado, la lubricación y la geometría del troquel. Las reducciones totales mayores se realizan en varias pasadas.
• Recocido entre pasadas.Dado que el embutido por estirado en frío se realiza en frío, el material experimenta acritud. Cuando la reducción total o las propiedades finales lo requieren, la pieza se recuece entre pasadas para recuperar la ductilidad. En las piezas de material magnético blando, la etapa de recocido es también la que define las propiedades magnéticas.
• Lubricación.El planchado es una operación de alta presión y elevado contacto superficial. La película de lubricante es lo que marca la diferencia entre una superficie bruñida y una rayada, y se selecciona en función del grado y la reducción, no por conveniencia.
• Acabado de matriz y punzón.La superficie de la pieza acabada es una réplica de la superficie del utillaje. Son los anillos de carburo pulido o de acero endurecido los que proporcionan el acabado y la ausencia de marcas de embutición.
• El espesor de pared como característica distintiva.El espesor de pared se mide y se registra; no se asume. Si el plano requiere un espesor de pared específico, se especifica como pared estirada en frío; de lo contrario, el espesor de pared se mantiene al del blank y la pieza resulta más pesada de lo previsto.

Límites honestos

• Volumen.El embutido profundo por estirado requiere una matriz y un punzón fabricados específicamente para la pieza. Por debajo de unas pocas decenas de miles de piezas al año, el mecanizado a partir de barra puede seguir siendo más económico en términos globales.
• Geometría.El planchado es adecuado para paredes cilíndricas o casi cilíndricas. Las características externas complicadas se conforman mejor antes del planchado o se añaden después.
• La reducción de pared no es ilimitada.Las reducciones muy grandes requieren varias pasadas y recocido, que es donde la ventaja de costes se reduce.
• Material.La ductilidad marca el límite. Los grados de muy alta resistencia o baja ductilidad pueden no admitir la reducción que implica el embutido.

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