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2.5.1.- Parámetros de laminación (I).

A la hora de estudiar la laminación es importante que controles perfectamente cómo se producen las deformaciones en este proceso. Conocer el funcionamiento básico del laminado te permitirá entender perfectamente el origen de muchas de las piezas utilizadas en mecanizado.

Deformaciones producidas en laminación

Son varios las variables que caracterizan las deformaciones producidas en la laminación con cilindros lisos.

  • Presión, o tiro, es la diferencia entre el espesor o altura del material antes de pasar por los cilindros y la que tiene después de la laminación. P = (e1 - e2).
  • Coeficiente de reducción es la relación entre la sección de salida, o sección del material ya laminado, y la sección de entrada o sección del material antes de ser laminado. R = (S2 / S1).
  • Coeficiente de alargamiento es la relación entre la longitud a la salida, o longitud del tocho laminado, y la longitud a la entrada, o longitud del tocho antes de la laminación. L = (L2 / L1) = (e1 / e2).
  • Coeficiente de forja aplicado en cada pasada, o en la transformación total desde el lingote hasta el perfil terminado, se calcula dividiendo la sección inicial entre la sección final. Cf = (S1 / S2).

Donde:

  • e1: Espesor inicial (antes de la laminación).
  • e2: Espesor final (después de la laminación).
  • S1: Sección inicial (antes de la laminación).
  • S2: Sección final (después de la laminación).
  • L1: Longitud inicial (antes de la laminación).
  • L2: Longitud final (después de la laminación).
  • a1 = a2: Ancho del material, se puede considerar constante para la laminación de productos de gran anchura, como chapas. Sin embargo, para el laminado de elementos de poca anchura como los redondos hay que tener en cuenta su variación.
  • V1 = V2: Volumen de material, se mantiene constante.

Análisis del laminado

Este esquema corresponde a un laminado plano. Los parámetros que puedes ver en la imagen son los siguientes:

Esquema descriptivo del proceso de Laminado
  • L: Longitud de contacto entre los cilindros y el material.
  • e1: Espesor inicial del material antes de ser laminado.
  • e2: Espesor final del producto una vez laminado.
  • v1: Velocidad de entrada del material en la zona de entrada.
  • v2: Velocidad de salida del material a la salida.
  • vr: Velocidad de trabajo, de giro de los rodillos.
  • N: Fuerza normal, de reacción normal a la superficie.
  • Fr: Fuerza de rozamiento.
  • α: Ángulo de ataque de las fuerzas.
  • θ: Ángulo de contacto entre material y cilindro, también denominado ángulo de mordedura.
  • R: Radio de los cilindros.

El esfuerzo que permite la deformación del material se aplica de modo continuo al paso entre los rodillos que giran en sentidos opuestos, lo que reduce el espesor.

Esquema donde se detalla el proceso de reducción del tocho de material

Una de las condiciones que se cumple en todas las laminaciones, sean de elementos planos o no, es la igualdad de flujos volumétricos de entrada y de salida del material en cada pasada. Así la sección a la entrada multiplicada por la velocidad a la entrada será igual a la de salida multiplicada por la velocidad de salida:

Expresion matematica

En el laminado de productos planos (chapa) se puede considerar que el ancho del material a la entrada es igual ancho de salida (a1=a2), por lo que en ese caso se puede sustituir la ecuación anterior por:

Expresion matematica

Para materiales no planos, como pueden ser los redondos, sí se produce una variación del ancho que no es despreciable. Una fórmula aproximada que nos puede dar esa variación es:

Expresion matematica.

Autoevaluación

Determina si es o no cierta la siguiente afirmación:

Pregunta 1

La presión , o tiro, es la diferencia entre el espesor o altura del material antes de pasar por los cilindros y la que tiene después de la laminación.