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Universidad Mayor de “San Simón”Facultad de Ciencias y TecnologíaRESUMENCAPITULO 14Estudiante: Richard Carballo FuentesCarrera: Ing. ElectromecánicaFecha: 03/05/ 2021Cochabamba - BoliviaFORJADO DE METALESRESUMEN:Este tema trata sobre el proceso básico en que la pieza de trabajo se moldea mediante la...

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Universidad Mayor de “San Simón” Facultad de Ciencias y Tecnología

RESUMEN CAPITULO 14 Estudiante: Richard Carballo Fuentes Carrera: Ing. Electromecánica Fecha: 03/05/ 2021

Cochabamba - Bolivia

FORJADO DE METALES RESUMEN: Este tema trata sobre el proceso básico en que la pieza de trabajo se moldea mediante las fuerzas de compresión que se ejercen sobre dicho cuerpo. Las operaciones de forjado llegan a producir partes discretas, las partes forjadas llegan a tener buena resistencia y tenacidad y son muy confiables en aplicaciones que están sujetas a grandes esfuerzos. Las temperaturas en las que se trabaja pueden ser la de ambiente, elevadas y frías, la fuerza llega a ser más grande y por ende se tendrá mayor resistencia del material. Bajo la temperatura fría, tendremos un acabado superficial y una tolerancia dimensional correctamente dadas en cambio para la temperatura caliente tendremos lo contrario ya que no nos ofrecería los mismos resultados. Llegan a someterse a acabados adicionales, tratamientos térmicos para así obtener tolerancias dimensionales mas precisas y exactas.

Forjado de matriz abierta Es la operación mas simple que se puede llegar a dar, la mayoría de las partes forjadas llegan a tener un peso que oscila entre los 15 – 500 [ kg ] , también se realizan piezas grandes con un peso de hasta 300 [ Tn] , este proceso es más conocido por el nombre de recalcado esta dado para cavidades poco profundas.

El abarrilamiento, produce una deformación uniforme, existe la fricción y se la conoce como colapsado. Se oponen a la entarda del fluido externo que vienen de los materiales, esto también se da en las piezas calientes, tiene un enfriamiento rápido, la parte superior e inferior de la pieza tienen resistencia a la deformación y la parte central de la pieza se dilata y por ellos se usan barreras térmicas.

La forja de desbaste es más conocido como matriz abierto, se dan reducciones a intervalos específicos como ser el espesor, y esta técnica no requiere fuerzas grandes. La fuerza de forjado esta dado por:

(

F=Y f × π ×r 2 × 1+ 2× μ × r 3×h

)

Forjado por matriz de impresión y matriz cerrada Temperaturas elevadas para la mejora de la ductilidad de los metales y así producir la disminución de la fuerza, rebaba de forma, desempeña un papel importante en la matriz de impresión, gracias a la temperatura tenemos una alta resistencia a la fricción, se da la restricción al flujo externo, este proceso puede hacer varias piezas a la vez y no solo una, las matrices son más duras y resistente y la pieza se puede extrar con facilidad.

La fuerza de forjado es: F=k ×Y f × A

Forjado en matriz cerrada, es el proceso de forjado donde no tiene rebaba, la pieza de trabajo se lleva a la cavidad de matriz, la presión que se ejerce es alta, el diseño tiene que ser adecuado para la producción con las tolerancias dimensionales respectivas, existe una mayor precisión en los productos forjados, se producen engranes, bielas y álabes para turbinas.

Características de forjado y calidad de productos: 1. Preparar una pieza de metal, mediante procesos de cizalladura, limpiar las superficies por medios como la limpieza por chorro de granalla. 2. Para forjado en caliente, usar un horno apropiado, eliminar la cascarilla tras el calentamiento con un cepillo de alambre, la cascarilla se puede eliminar al principio del forjado. 3. Para forjado en caliente precalentar y lubricar las matrices y para en frio solo lubricar la matriz. 4. Limpiar la forja y verificar sus dimensiones.

Diversas operaciones de forjado Acuñado, más conocido como matriz cerrado, troquelado de monedas, medallas y joyería todo eso se acuña en la matriz, las presiones on elevadas como cinco o seis veces más que el material, no se llega a aplicar lubricantes. El tallado de letras y números se los realiza con facilidad y rapidez, y para el acuñado también se realiza con forjas.

Cabeceado, recalcado, llega sección acción se la temperaturas la relación de con las matrices

forjado de a aumentar la transversal, esta puede realizar en frías y calientes, aspecto es 3:1 apropiadas.

Penetrado, la deformación depende de cuanto se limita su flujo, con un punzón se puede producir una cavidad y se la puede confinar en un contenedor.

Punzonado de clavado Consiste un prensar un punzón endurecido con una geometría especial en la punta, la fuerza de clavado se la puede calcular mediante la ecuación: Fuerza de clavado=3 (UTS ) [ A ]

Defectos del forjado Es la capacidad de un material que tiene que someterse a deformaciones sin agrietamiento. No llega a existir suficiente volumen del material para así poder llenar la cavidad, el alma se puede torcer durante el proceso de forjado. Si el alma es demasiado grueso desarrollaría grietas internas, los defectos internos también se pueden desarrolla por deformación no uniforme del material, se dan cambios microestructurales a causa de las fases.

Diseño de matrices, materiales para matrices de materiales y lubricación La distorsión de la matriz bajo cargas elevadas se deben considerar en el diseño, la regla más importante en el diseño de matrices es que la parte fluye hacia la parte donde hay menor resistencia. Preformado, el material no debe fluir con facilidad, la selección de las preformas requiere de bastante experiencia y comprende cálculos de áreas de secciones transversales en cada lugar de la forja. Características de diseño de las matrices, las condiciones que nos ofrece son similares a la de fundicion, la línea de partición se ubica en la parte de la sección transversal mas grande de la pieza, es una línea recata por el centro de la forja y se da una restricción al flujo lateral lo suficiente para garantizar un llenado correcto de la matriz.

Los ángulos de salida son necesarias en casi todas las matrices de forjado para así facilitar la extracción de la pieza. Materiales para matrices:    

Resistencia y tenacidad a temperaturas elevadas. Templabilidad y endurecimiento uniforme. resistencia al impacto térmico. Resistencia al desgaste.

Lubricación, influye de gran medida en la fricción y en el desgaste, actúan como una barrera térmica entre la pieza de trabajo y las matrices.

Fallas en las matrices La calidad y la vida útil de las matrices son aspectos muy significativos de la operación de la manufactura, la mayoría de las partes discretas se producen en gran cantidad, se hacen matrices y moldes individuales. Estampado de matrices, se utiliza para matrices pequeñas con cavidades poco profundas. Todo depende de su tamaño y su forma y así como la operación especifica que se va llegar a usar como fundicion, forja, extrusión, metalurgia de polvo o moldeos de platico.

Costo de las matrices La fabricación se da en grandes cantidades de partes, un conjunto de matrices, el costo de la amtriz fabricada es una parte pequeña del costo de la manufactura, el tiempo de entrega se ve afectado significativamente.

Maquinas para forjado

Economía del forjado El costo del forjado implica diversos factores. Según la complejidad del forjado, los cos tos de herramentales y matrices van de moderados a elevados. Sin embargo, como en otras operaciones de manufactura, este costo se distribuye entre la cantidad de partes forjadas con el conjunto de matrices en particular.

(a) Automóvil Lotus Elise serie 2; (b) ilustración del diseño original para los soportes verticales de la suspensión, mediante una extrusión de aluminio; (c) diseño de reemplazo utilizando una forja de acero; (d) diseño optimizado de forja de acero para nuevos modelos de autos. Fuente: (a) Cortesía de Fox Valley Motorcars, (b) a (d) Cortesía de Lotus Engineering y American Iron and Steel Institute....