Estudio del efecto de la curvatura en la tasa de desgaste en el proceso de acuñación

Abstract

La presente tesis se desarrolla con la motivación de entender los parámetros que influyen en la eficiencia del proceso de acuñación de monedas. Se propone determinar la influencia de la curvatura del cuño en su desgaste a lo largo de su vida útil como herramienta. El proceso consiste en la aplicación de carga mecánica sobre el cuño para deformar plásticamente una lámina plana, llamada cospel, la cual se transforma en la moneda en el proceso. Para el análisis del desgaste que se produce en los cuños es necesario tener en cuenta la influencia tanto de las propiedades del material del cospel como de la fricción que se genera en la interfaz del cuño y el cospel. La metodología seguida en este trabajo contempla un desarrollo experimental y una etapa de modelamiento de dichos fenómenos. En primera instancia, se caracterizaron las propiedades mecánicas del material de los cospeles mediante ensayos de tracción uniaxial en distintas direcciones. También se realizaron los ensayos de compresión de anillo para la obtención del coeficiente de fricción. Por último, se realizó el ensayo pin on disc para cuantificar el desgaste entre los materiales obtenidos. Se modelaron los principales factores que afectan en el proceso, pudiendo cuantificar la anisotropía del material de los cospeles. Para implementar el aporte de la fricción se utilizó un modelo bilineal, el cual se calibra con simulaciones computacionales. El desgaste se analizó mediante el modelo de Archard. Mediante la simulación del proceso de compresión de anillo se pudo obtener el coeficiente de fricción presente en el mismo, empleando los parámetros del modelo caracterizado anteriormente. El mecanismo de desgaste fue verificado mediante el ensayo pin on disc resultando en adhesión como causa del daño. Además, se comprobó el efecto de la curvatura en la tasa de desgaste, sin establecer una tendencia monotónica clara.