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

Dos preguntas determinan si una pieza puede conformarse por estirado en lugar de mecanizarse por torneado: cuán ajustados deben ser los diámetros y la pared, y qué tan buena debe ser la apariencia de las superficies. Esta página explica de dónde proviene realmente la tolerancia en una pieza estirada en frío, y por qué una superficie estirada se comporta de manera diferente a una torneada.

De dónde proviene la tolerancia

En una pieza embutida y planchada existen tres características conformadas —diámetro exterior, diámetro interior y espesor de pared— y se producen mediante dos herramientas:

• El anillo de planchado (matriz).Su diámetro interior es ligeramente menor que el de la copa de entrada, por lo que el diámetro exterior de la pieza terminada reproduce el diámetro interior del troquel, menos la recuperación elástica del material.
• El punzón.Su diámetro exterior define el diámetro interior de la pieza, de nuevo con menor recuperación elástica.
• La diferencia que marca la diferencia.La holgura radial entre el punzón y el diámetro interior de la matriz determina el espesor de pared final, por lo que en una pieza embutida con paredes calibradas el espesor de pared es una dimensión de la herramienta y no el resultado de una variación del proceso.

De ello se derivan tres consecuencias. En primer lugar, la tolerancia de los dos diámetros depende de la precisión del utillaje y no únicamente del retroceso elástico. En segundo lugar, las tolerancias de espesor de pared del disco en bruto de entrada importan menos, ya que es el planchado en frío lo que define la pared. En tercer lugar, la concentricidad entre el diámetro interior y el diámetro exterior es una propiedad de la herramienta, no de la eficacia con que se sujetó la pieza.

Cuando un plano exige diámetros más ajustados de los que el simple embutido en frío puede ofrecer, un brevepasada de calibrado- se añade un segundo planchado ligero o una pasada de calibración después de la reducción principal.

Valores típicos para una pieza embutida

Estos son valores típicos, no una especificación. El plano es el que decide: las tolerancias no indicadas en el plano siguen por defecto la norma ISO 2768-m, y las características realmente críticas se identifican durante la revisión de DFM para que nada se descubra en la inspección de primera pieza.

Cómo se diferencia una superficie embutida de una torneada

• Sin marcas de avance.El torneado deja una marca helicoidal cuya paso está determinado por la velocidad de avance. El planchado en frío deja el acabado del troquel y del punzón, por lo que no hay patrón de avance que ver ni medir.
• Sin estrías del embutido.Una superficie embutida conserva las marcas del flujo del material sobre el radio del troquel. El planchado se produce 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 en frío, tanto el exterior como el interior se bruñen en la misma pasada.
• El trabajo en frío es beneficioso, hasta cierto punto.El embutido por estirado incrementa el límite elástico y la resistencia al desgaste. Superada cierta reducción, el material requiere recocido y, en las piezas de material magnético blando, es precisamente la etapa de recocido la que define las propiedades magnéticas.

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