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1.2.4.- Salidas y redondeos.

Las inclinaciones, o salidas de estampa, son necesarias para poder sacar fácilmente la pieza estampada del troquel. Hay dos tipos de salidas: exteriores e interiores .
Esquema de los ángulos en  un Troquel


Salidas de estampas

En los núcleos o partes en relieve de las estampas, el material tiende a agarrarse al contraerse por enfriamiento, lo que obliga a proyectar sus paredes con mayores salidas, se trata de las salidas interiores (ángulo α). En las zonas de las matrices con cavidades, el material al enfriarse tiende a separarse de los troqueles, y por eso estas salidas, las salidas exteriores (ángulo β) pueden ser menos acentuadas.

En algunos libros o textos, encontrarás que el término "salidas negativas" o "salidas en menos" hacen referencia a las "salidas interiores", así como los términos "salidas positivas"” o "salidas en más" pueden hacer referencia a "salidas exteriores".

Ejemplo:

 Esquema de un  ejemplo salida de estampa de pieza

En el diseño de esta pieza se han previsto salidas de estampas. Se han identificado tres ángulos: A, B, y C. Las líneas discontinuas representan el diseño de la pieza acabada en máquina herramienta. Los ángulos A y B representan una salida exterior, esas paredes corresponde a una cavidad de la matriz, de las que el material va tender a separarse al enfriarse. El ángulo C es una salida interior, ya que al contraerse el anillo exterior tenderá a atrapar la matriz.

Tabla para obtención de las Inclinaciones en laminación

Existen factores que afectan a la inclinación en las paredes de las estampas:

  • Cuanto más profundo sea la profundidad del grabado, mayor inclinación.
  • Si la estampa posee elementos que ayudan a expulsar la pieza, las salidas de las paredes pueden ser menores.
  • El material de la estampa no suele influir en la determinación de los valores de inclinación.

A la derecha tienes una tabla con valores recomendados para las salidas de estampas.

Redondeamientos de aristas

Imagen de influencia de los radios.

No es recomendable que en los diseños de piezas estampadas aparezcan cantos vivos, sino que éstos deben son sustituidos por redondeamientos. La necesidad de redondear los cantos se debe al fenómeno de contracción del material durante el enfriamiento. Ésto provoca tensiones en las zonas de los cantos, que provocan una fractura a 45º, que comienza en la misma arista y que puede alargarse hasta una profundidad de entre 2 y 5 mm.

Hay que tener en cuenta también que el material fluye durante el proceso de forjado, y unos ángulos vivos supondrán un obstáculo a ese flujo, en cambio unos radios de redondeo grandes facilitarán un flujo correcto (puedes ver un ejemplo de ésto en la imagen de la derecha, extraida del trabajo "Diseño de Herramental 2008" de Felipe Diáz Del Castillo Rodriguez).

Radios de redondeo de aristas

Con los redondeamientos, se trata además de evitar el desgaste y el efecto de entalla en la estampa. La animación te muestra un ejemplo de cómo se producen estas fracturas.

Pueden ser entrantes o salientes. Las aristas entrantes (radio r2) corresponden a los cantos de la pieza conformados por "núcleos" o partes en relieve de las matrices. Las salientes (radio r1) han quedado conformadas en las cavidades de las matrices.

Los valores óptimos de estos radios pueden determinarse en función de varios parámetros:

  • Cuanto mejores características presenta un material para la deformabilidad, menores radios se requieren. Por ejemplo las piezas de aceros altamente aleados que requieren grandes esfuerzos, se deben diseñar con mayores radios que las piezas de aceros de baja aleación.

En el documento que se te adjunta a continuación tienes unos gráficos que te permitirán obtener de forma estimada unos valores de radios de redondeo mínimos para las piezas de forja, por un lado puedes encontrar los radios, tanto para aristas salientes como para entrantes.

Ten en cuenta que unos radios de redondeo de las aristas salientes demasiado pequeños reducen la vida de la matriz por producirse mayor desgaste y además se necesitan unas presiones de prensado mayores para llegar a llenar esos radios. Unos radios demasiado pequeños en las aristas entrantes pueden provocar defectos en el flujo del material.

Radios de redondeo