UNIVERSIDAD MAYOR MAYOR DE SAN SIMON FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA INGENIERIA INDUSTRIAL
DISEÑO Y FABRICACION DE UNA PIEZA POR EL PROCESO ESTUDIANTES: Álvarez Zenteno Zenteno Norha Cáceres Zuna Miguel Flores Ayala Esther Dina Llusco Rojas Rudy Cristhian Zelaya Moscoso ulio DOCENTE: !ng" Francisco Monta#o Anaya MATERIA: $ecnolog%a Mecánica !! GRUPO: 35 FECHA: &'(&&()*&+ SEMESTRE: !!()*&+
C,C-A.AM.A / .,L!0!A
DISEÑO Y FABRICACION DE UNA PIEZA POR FORJADO MARTILLO
OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Dise#ar un un 1MAR$!LL,2 1MAR$!LL,2 3or el 3roceso 3roceso de de4or5aci6n de4or5aci6n volu57trica volu57trica 1F,RAD,2 1F,RAD,2 cu53liendo las e8igencias del 3lano de 4a9ricaci6n" OBJETIVOS ESPECIFICOS De4inir el dise#o de la 3ieza" De4inir el 5aterial de dise#o de la 3ieza" De4inir los 3ará5etros del 3roceso"
• • •
1. DOCUME DOCUMENT NTAC ACION ION DEL PRODUCT PRODUCTO O a. In! In!"#a "#a$%& $%&n n '!( '!(!) !)&* &*%$a %$a CARAC$ER!:$!CA: DEL ;R,D
-erra5ienta duradera :irve 3ara clavar y e8traer clavos"
•
Martillo
-erra5ienta 5antiene 5antiene su integridad estructural a 3esar del uso constante"
PESO: &**="&> gra5os L!n*%'+, ,- )a $a-/a: &'' 55 An$0!: ?* 55 A)'+"a '!'a): ?'*55
. D-'-"#%na$%&n 2+'%%$a$%&n ,-) #a'-"%a) ;ara la selecci6n del ti3o de 5aterial @ue usare5os se considerara ? 4uentes de in4or5aci6n 14 V%,-! a"%$a$%&n ,-) #a"'%))! ;ara deter5inar el ti3o 5aterial 3ara la 4a9ricaci6n de un hacha to5are5os los datos 5ás relevantes del video" 9arra gruesa de acero 3recalenta5iento del 5aterial Bhorno de inducci6n a 5ás de &*** C" 3roceso de 3re4or5a •
con4or5aci6n 5ecánica
•
3unzonado Bcorte de los 9ordes de acero 4orjado
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Con4or5ado 4inal de la 3ieza"
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en4ria5iento de la 3ieza caliente el 3roceso consta de un 9astidor giratorio 3ara en4riar el 5artillo" li53ieza de la su3er4icie dejando los 5artillos Contorneado de la ca9eza del 5artillo con cintas a9rasivas 3roceso de te53lado 3ulido del 5artillo con cintas a9rasivas
64 B%)%!*"a7a Las 3ro3iedades @ue 4avorecen la selecci6n de ti3o de acero son la resistencia y dureza" Los aceros al car9ono y aceros aleados son los 5ateriales 4orjados 5ás co5unes y se 4orjan 4ácil5ente en una a53lia variedad de 4or5as utilizando calenta5iento o en 4r%o 4orjar 3rocesos y e@ui3os estándar" A 3esar del gran n5ero de co53osiciones dis3oni9les todos los 5ateriales de esta categor%a 3resentan caracter%sticas 4orja esencial5ente si5ilar" E8ce3ciones a esto son aceros @ue contienen aditivos de 5a@uinado li9re tales co5o sul4urosG estos 5ateriales son 5ás di4%ciles de 4alsi4icar @ue son los grados de 5ecanizado no li9res" En general la 4orja9ilidad caliente de aceros al car9ono y aleada 5ejora a 5edida @ue au5enta la tasa de de4or5aci6n" La 5ejora en la tra9aja9ilidad se ha atri9uido 3rinci3al5ente al au5ento de calor de la de4or5aci6n generada a altas velocidades de de4or5aci6n" :elecci6n al 4orjar las te53eraturas 3ara aceros al car9ono y de aleaci6n se 9asa en el contenido de car9ono co53osici6n de la aleaci6n el rango de te53eratura 63ti5a 3ara la 3lasticidad y la cantidad de reducci6n re@uerida 3ara 4orjar la 3ieza de tra9ajo" De estos 4actores el contenido de car9ono tiene la 5ayor in4luencia so9re las te53eraturas de 4orja"
La $a9la & 5uestra las te53eraturas de 4orjado en caliente t%3icos 3ara una variedad de aceros al car9ono y de aleaci6nG se 3uede o9servar @ue en general @ue la te53eratura de 4orja dis5inuyen con el au5ento de contenido de car9ono y aleaci6n"
Ta)a 1 '-#(-"a'+"a ,- !"2a '7(%$! (a"a ,%8-"! a$-"! a) $a"!n! a)-a,!.
F!"2a -n $a)%-n'La 4orja en caliente de aceros al car9ono y de aleaci6n en 4or5as intrincadas rara vez li5itada 3or as3ectos de 4orja9ilidad con la e8ce3ci6n de los grados de 5a@uinado
li9re 5encionados anterior5ente" Es3esor de la secci6n la 4or5a de la co53lejidad y el ta5a#o de 4orja están li5itadas 3rinci3al5ente 3or el en4ria5iento @ue se 3roduce cuando la 3ieza de tra9ajo calentada entra en contacto con los tro@ueles 4r%os" ;or esta raz6n el e@ui3o @ue tiene tie53os de contacto de 5atriz relativa5ente cortos tales co5o 5artillos se 3re4iere a 5enudo 3ara 4orjar 4or5as intrincadas en acero" F!"2a%)%,a, Ca)%-n'- *%"! P"+-a.
F%*. 1 Forja9ilidad de diversos aceros al car9ono deter5inada 5ediante 3rue9as en caliente" ,tras 3rue9as 4orja9ilidad" Nu5erosas otras 3rue9as se utilizan 3ara evaluar la 4orja9ilidad de aceros incluyendo H La 3rue9a de cu#a 4orja en el @ue se 4orja un es37ci5en en 4or5a de cu#a entre 5atrices 3lanas y la vertical @ue causa la de4or5aci6n de cra@ueo es esta9lecido H La 3rue9a de 3resi6n de lado @ue consiste en la co53resi6n de una 5uestra de cil%ndricas 9ar entre tro@ueles 3lanas y 3aralelas con el eje del cilindro 3aralelo a los
tro@ueles" Los e8tre5os del cilindro son sin restricciones y 4orja9ilidad se 5ide 3or la cantidad de de4or5aci6n o9tenida antes de agrietarse E-$'! -n )a !"2a La con4or5aci6n de una con4iguraci6n co53leja a 3artir de una 9arra de acero al car9ono o aleado o tocho re@uiere 3ri5ero @ue el acero este Idis3uestoI en una 4or5a de 3artida adecuado B3re4or5ado y luego @ue se la hace 4luir dentro de la con4iguraci6n de la 3ieza 4inal" Este reordena5iento del 5etal tiene 3oco e4ecto so9re la dureza y la resistencia del acero 3ero ciertas 3ro3iedades 5ecánicas tales co5o la ductilidad la resistencia al i53acto y resistencia a la 4atiga se han 5ejorado" Esta 5ejora en las 3ro3iedades se cree @ue tener lugar 3or@ue la 4orja J Ro53e la segregaci6n sana 3orosidad y ayudas ho5ogeneizaci6n" J ;roduce una estructura de grano 4i9roso @ue 5ejora las 3ro3iedades 5ecánicas 3aralelas al 4lujo de grano" J Reduce co5o 4undido a ta5a#o de grano"
Mejoras t%3icas en la ductilidad y la resistencia al i53acto de los aceros tratados t7r5ica5ente co5o una 4unci6n de reducci6n de la 4orja se 5uestran en la 4igura" Estos datos ilustran @ue una 5ejora 5á8i5a en cada caso se 3roduce en la direcci6n de 5á8i5a elongaci6n" Dureza y ductilidad alcance 5á8i5os des3u7s de una cierta cantidad de reducci6n des3u7s de lo cual una 5ayor reducci6n es de 3oco valor"
%*. E4ecto de la relaci6n de 4orja en la reducci6n de la su3er4icie de los aceros tratados t7r5ica5ente" Ba +?+* de acero en dos niveles de azu4re" B9 de acero de 5anganeso" Bc 0ac%o derriti6 +?+* con rotura 3or tracci6n de )*** M;a B)=* Ksi" Forja relaci6n es la relaci6n de área de secci6n transversal 4inal a área de secci6n transversal inicial" Las 3ro3iedades 5ecánicas longitudinales t%3icos de 3iezas 4orjadas de acero de 9ajo y 5edio car9ono en las condiciones y te53lados y revenidos nor5alizados recocidos se enu5eran en la $a9la" Co5o era de es3erar la 4uerza au5enta con el au5ento contenido de car9ono 5ientras @ue dis5inuye la ductilidad"
Ta)a 6 3ro3iedades longitudinales de 3iezas 4orjadas de acero al car9ono en cuatro contenidos de car9ono"
T"a'a#%-n'! '9"#%$! ,- a$-"! a) $a"!n! a)-a$%!n- ,- a$-"! Nor5al5ente 3iezas 4orjadas de acero son es3eci4icados 3or el co53rador en una de las cuatro condiciones 3rinci3ales co5o 4orjado sin trata5iento t7r5ico ulteriorG con trata5iento t7r5ico 3ara inactivarloG tratado con calor 3ara las 3ro3iedades 5ecánicas ( 4%sicas 4inalesG o un trata5iento es3ecial de calor 3ara 5ejorar la esta9ilidad di5ensional es3ecial5ente en con4iguraciones de 3iezas 5ás co53lejas" Aun@ue la gran 5ayor%a de 3iezas 4orjadas de acero son tratados con calor antes de su uso un gran tonelaje de acero de 9ajo car9ono ;<1; a) ;<65= C4 se utiliza en la condici6n de 4orjado/" En tales 3iezas 4orjadas 5a@uina9ilidad es 9uena y 3oco se gana en t7r5inos de 4uerza 3or trata5iento t7r5ico" De hecho un n5ero de A:$M a53lia5ente utilizado y las es3eci4icaciones 4ederales 3er5iten esta o3ci6n econ65ica" $a59i7n es interesante o9servar @ue en co53araci6n con las 3ro3iedades 3roducidas 3or la nor5alizaci6n la 4uerza y la 5a@uina9ilidad están ligera5ente 5ejor @ue es 5ás 3ro9a9le5ente atri9ui9le al hecho de @ue el ta5a#o de grano es algo 5ás 9asta @ue en el estado nor5alizado" C!n '"a'a#%-n'! '9"#%$! (a"a #a>+%na%)%,a," Cuando un co53onente 5ecanizado aca9ado de9e ser 3roducido a 3artir de una 3ieza 4orjada o 5enos di5ensionado 5a@uina9ilidad se convierte en una consideraci6n vital 3ara o3ti5izar la vida de la herra5ienta au5entar la 3roductividad o a59os" La es3eci4icaci6n de la ad@uisici6n o el di9ujo de 4orja 3ueden es3eci4icar el trata5iento t7r5ico" :in e59argo cuando las
es3eci4icaciones s6lo dan 5á8i5a dureza o es3eci4icaciones 5icro estructural se de9e seleccionar el ciclo t7r5ico 5ás econ65ico y e4icaz" $rata5ientos t7r5icos dis3oni9les incluyen recocido co53leto recocido su cr%tico nor5alizar o nor5alizan y te53era5ento" El trata5iento t7r5ico elegido de3ende de la co53osici6n del acero y de las o3eraciones de la 5á@uina @ue se realizará" Algunos ti3os de acero son inherente5ente suave otros se convierten en 9astante di4%cil en el en4ria5iento de la te53eratura de aca9ado des3u7s de 4orja en caliente" Algn ti3o de recocido se re@uiere general5ente o es3eci4icados 3ara 5ejorar la 5a@uina9ilidad" Acero de 5ediano contenido de car9ono utilizado a53lia5ente en ele5entos estructurales @ue re@uieran 5ediana resistencia 5ecánica y tenacidad a 9ajo costo" ;osee 9aja solda9ilidad 9uena 5a@uina9ilidad y e8celente 4orja9ilidad estos aceros son utilizados 3ara todo ti3o de ele5entos @ue re@uieren dureza y tenacidad co5o 5artillos 3icas ejes 5anivelas chavetas 3ernos tuercas cadenas engranajes de 9aja velocidad es3árragos aco3la5ientos 9ielas 3asadores cige#ales y 3iezas esta53adas y ade5ás 3ueden ser so5etidos a te53le y revenido"
34 O'"! a"%$an'- ,- #a"'%))! El 5aterial @ue utilizan otros 4a9ricantes 3ara la 4a9ricaci6n de 5artillos son de aceros al car9ono estos aceros de 5edio contenido de car9ono son de *"+* a *"'' " CONCLUSI?N
$. In!"#a$%&n '9$n%$a ,-) #a'-"%a) ACERO SAE 1;@5 DESCRIPCION Es un acero utilizado cuando la resistencia y dureza son necesarios en condici6n de su5inistro" Este acero 5edio car9ono 3uede ser 4orjado con 5artillo" Res3onde al trata5iento t7r5ico y al endureci5iento 3or lla5a o inducci6n" ;or su dureza y tenacidad es adecuado 3ara la 4a9ricaci6n de co53onentes de 5a@uinaria" Es a53lia5ente utilizado en 3roductos 4orjados y esta53ados se usa en 3artes de 5á@uinas @ue re@uieren dureza y tenacidad 4a9ricaci6n de herra5ientas agr%colas 5ecánicas y de 5ano 4orjadas co5o hachas azadones rastrillos 3icas 5artillos 3alas 9arretones llaves etc" N!"#a ->+%8a)-n'- SAEAISI
DIN
UNI
ASTM
AFNOR
1;@5
CP /+'
C +'
&*+'
QC +'
C!#(!%$%&n >+7#%$a = -n (-!4
P"!(%-,a,- #-$n%$a:
P"!(%-,a,- 7%$a
TRATAMIENTOS: '-#(-"a'+"a -n C #-,%! ,- -n"%a#%-n'!.
C!n!"#a%)%,a, El acero :AE &*+' 3uede con4or5ado 4ácil5ente en caliente a te53eratura entre =>* y &)?* C" Este 5aterial no de9e ser de4or5ado en 4rio e8tensiva5ente sin realizar recocidos inter5edios" Ma>+%na%)%,a, ;uede ser 5ecanizado 4ácil5ente en estado recocido nor5alizado o te53lado to5ando co5o re4erencia al &)L&+ B&** de 5a@uina9ilidad" El acero &*+' 3resenta la siguiente 5a@uina9ilidad En estado cali9rado '' En estado recocido S>/ O*
Este acero 3resenta un 9uen aca9ado su3er4icial y su 5ecanizado se caracteriza 3or 3resentar una larga vida til de la herra5ienta de corte"
D!ATRAMA DE RE0EN!D,
,. P)an! ,- a"%$a$%&n 0er ane8os ;LAN,:
-. F%$0a '9$n%$a ,-) ("!,+$'! FICHA TECNICA PRODUCTO: MARTILLO DESCRIPCION Ma"'%))! ,- Ra*a,!< $!n E#(+a,+"a ,- V%n%)! La $a-/a -) #an*! !n '!'a)#-n'- (+)%,! !"2a,a -n +na !)a (%-/a. G!)(- ,- #a!" +-"/a $!n #-n!" -+-"/!< *"a$%a a + #an*! )a"*!. E)a!"a,! $!n a$-"! ,- a)'a "-%'-n$%a $a)%,a,. P"!'-*%,! $!n'"a )a !%,a$%&n.
CARACTERISTICAS TECNICAS MATERIAL Ma"'%))!: a$-"! SAE 1;@5 Man*!: 8%n%)! • •
PESO: •
Ma"'%))!: 1;;;*
METODO DE FABRICACION: F!"2a,! •
EMBALAJE: Ca2a ,- +na +n%,a, •
6. INFORMACION DEL MATERIAL DE PARTIDA a. F!"#a'! ,%(!n%)- C"%'-"%! ,- $!#("a ,-) #a'-"%a) ,- (a"'%,a ;ara la co53ra del 5aterial de 3artida se to56 en cuenta lo siguiente
La 4or5a del 5aterial B9arra redonda
El ta5a#o de la 9arra
El estado de su5inistro Bla5inado en caliente
Estado de 3rovisi6n
a @ue la 5ateria 3ri5a su4re trans4or5aci6n en el 3roceso de 4orjado el 4or5ato adecuado 3ara el 3roducto a 4a9ricar serán 3roductos secundario en el caso nuestro son 9arras de acero :AE &*S* ya @ue este ti3o de 9arras la5inadas en caliente son a3tas 3ara 4orja lo cual 4acilita la 4a9ricaci6n de nuestra 3ieza" Esto to5ando en cuenta la garant%a @ue nos o4recen las e53resas al 3roveernos en cuanto a la co53osici6n del 5aterial y el costo de este 5is5o"
Material a$-"! SAE 1;@5 a$-"! SAE 1;@5 a$-"! SAE 1;@5
For5ato .arras redondas 9arras redondas .arras redondas
Estado de su5inistro Estirado en 4rio
Di5ensiones B55 Diá5etro B5il%5etro + &(>I A )>I
La5inado en caliente La5inado en 4rio La5inado en caliente
Diá5etro &> 55/ &)*55 Largo estándar '*** a O*** 55 Diá5etro &'"= 55/ &OO"> 55
EMPRESA 1
PRODUCTO
PAIS
!!R:ACER, :"A de C"0" Ba""a ,- a$-"! SAE 1;@5
M78ico
CONTACTO Monterrey Direcci6n Av" Los Angeles S** ,te" Col" Del Norte $el74onos >?'&/)'**
6
Aceros Coyote :"A de C"0" Ba""a ,- a$-"! SAE 1;@5
M78ico
Contacto co5ercial $el74onos B?? ?SSS/)O?) B?? ?SSS/)OS)
Ba""a ,- a$-"! SAE 1;@5
M78ico
$el74onoU') ?? ?SSS ?*OS
M78ico
$el74ono B>& >&?* &'&' Fa8 *&/>** >?'/S***
3
A.!N:A @
LE0!N:,N Ba""a ,- a$-"! SAE 1;@5
P"!8--,!"- 0er ane8o 3roveedores 0''(:.a$-"!)-8%n!n.$!#a$-"! 0''(:%%"a$-"!.$!#.#%n,-.(0( !('%!n$!#$!n'-n''aK8%-%,6I'-#%,@6 0''(:.a%na.$!#0!#-.0'# C!n$)+%!n- ;ara la 3roducci6n 3or F,RAD, de nuestra 3ieza los 4or5atos adecuados son 3roductos :EC
En este 3roceso se cortan las 9arras de acero en 3e@ue#os ele5entos lla5ados 1$ochos2 5ediante la acci6n de ) cuchillas accionadas 3or un 5ecanis5o 5ecánico" Esta 5á@uina se lla5a cizalla" Es 5u 5uyy i5 i53o 3ort rtan ante te co cons nsid ider erar ar @u @ue e el 4o 4orj rjad ado o es un 3r 3roc oces eso o de 4o 4or5 r5ac aci6 i6n n si sin n des3rendi5iento des3rendi5i ento de 5aterial 3or lo @ue el 3eso del $ocho $ocho es una caracter%stica cr%tica" S-)-$$%&n ,- )a #a>+%na"%a ,- $!"':e seleccion6 una cizalla el cual nos 9rinda un 57todo 5ás satis4actorio" MAUINARIA CIZALLA CIZALLA FICEP MOD. CGS1654 CGS1654 P"!8--,!"TAFOR4
CARACTERSTICAS Cizalla 5ecánica 3ara el corte en caliente de 9arras 5etálicas $ales cizallas se utilizan en las o3eraciones de corte 3ara el 4orjado y el 5atrizado en caliente de 9ar 9arras ras 5etál 5etálic icas as de secci6 secci6n n redonda redonda o cuadrada"
6. L%#(%-/a Des3u7s del corte se de9e li53iar los 9ordes a4ilados del 5aterial @ue 3roducen de4ec de4ectos tos cuando cuando se 4orja 4orja en 5atrices 5atrices cerradas cerradas"" ;ara ;ara lo cual cual e8iste e8isten n di4er di4eren entes tes herra5ientas de li53ieza co5o ser ce3illos circulares constituidos 3or 4i9ras 4le8i9les y elásticos"
3. P"-$a P"-$a)-n )-n'a# 'a#%%-n' n'! ! ,-) #a'-" #a'-"%a) %a)
El
calenta5iento 3or inducci6n es el ideal 3ara 5uchas a3licaciones de 4orja" Las ine4iciencias de 3roceso y econ65icas de los hornos de gas o las lla5as se evitan con esta tecnolog%a e8clusiva @ue a3lica el calor re@uerido nica5ente a la 3ieza de tra9ajo de 4or5a rá3ida y e8acta" A ello se le su5an otras ventajas dado @ue el calenta5iento calenta5iento 3uede integrarse en el 3roceso de 4orja a 5enor distancia de la 5atriz" Las estaciones de calor re5otas se sitan directa5ente en las l%neas de 3roducci6n 3ara crear 3rocesos de 4orja rá3ida de alto volu5en" S-)-$$%&n ,- 0!"n! ,- ("-$a)-n'a#%-n'! ;ara el 3recalenta5iento del 5aterial de tra9ajo 3ieza 3revio al 4orjado se o3t6 3or usar un 0!"n! ,- %n,+$$%&n. ;ara la 9s@ueda de se to56 en cuenta la te53eratura a la cual se de9e 3recalentara P"!8--,!"- H!"n! ,- $a)H!"n! $a)-n'a n'a#%#%-n'! n'! (!" %n, %n,+$$% +$$%&n &n GRASSI ,- 5;; VA
DESCRIPCION • •
•
0er ane8os hornos" ;roveedores
. In!"# In!"#a$%& a$%&n n ,- )a #a>+%n #a>+%na"%a a"%a M>+%na ,- !"2a,!
Modelo TRA::! $e53eratura 5á8i5a &)?* C ;otencia '**PV
:e usa una diversidad de 5á@uinas de 4orjado con distintas ca3acidades velocidades velocidades y caracter%sticas de carrera" Esas 5á@uinas se clasi4ican en general 3rensas y en 5artillos" $a59i7n 3ueden clasi4icarse segn la energ%a @ue 3ueden 3ro3orcionar co5o 3or eje53lo la 3rensa de tornillo es de 9ajo valor energ7tico" 14 MARTILL ILLOS • •
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-an sido el ti3o 5ás utilizado de e@ui3o 3ara 4orja" :on los 5enos costosos y ti3o 5ás 4le8i9le de E@ui3a5iento de 4orj 4orja a y en la vari varied edad ad de o3er o3erac acio ione ness @ue @ue 3ued 3ueden en realizar la 4orja" son ca3aces de desarrollar 4uerzas grandes y tienen 3oco tie53o de contacto" En 4unciona5iento la 3ieza de tra9ajo se coloca en la 5atriz in4erior el 3ist6n se 5ueve hacia a9ajo ejerciendo una 4uerza so9re el yun@ue y haciendo @ue la 3ieza de tra9ajo se de4or5e" :u 4uente de energ%a se lo o9tiene de la energ%a 3otencial del ariete @ue se convierte en energ%a cin7tica 3or lo consiguiente son li5itadas 3or la energ%a"
$i3os de 5artillo MARTILLOS DE GRAVEDAD
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MARTILLOS POR ACCIONAMIENT O POR ENERGA MART MA RTIL ILLO LOS S DE CONTRAGOLPE
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MUINAS NAS GRAN POTENCIA
DE
64 PRENSAS
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Caracter%sticas Cons Consis iste ten n en un yun@ yun@ue ue o 9ase 9ase colu colu5n 5nas as de so3orte @ue contienen las gu%as del ariete y un dis3ositivo @ue devuelve el 3ist6n a su 3osici6n de 3artida" La energ%a 3ara de4or5ar la 3ieza de tra9ajo se deriva de la ca%da hacia a9ajo del ariete la altura de la ca%da y el 3eso deter5inar la 4uerza del gol3e" En estas 5á@uinas la ca%da del ariete se acelera con va3or aire o 3resi6n hidráulica" Este e@ui3o tiene dos arietes @ue se acercan entre s% en 4or5a si5ultánea en direcci6n horizontal o vertical 3ara 4orjar la 3ieza" $ra9ajan a grandes velocidades y trans5iten 5enos vi9rac vi9raci6n i6n a sus ci5ien ci5ientos tos y a3ro8 a3ro8i5a i5ada5 da5ent ente e la energ%a li9re de cada gol3e se entrega a la 3ieza de tra9ajo" Co5o resultado el desgaste de las 3iezas 56viles del 5artillo se reduce al 5%ni5o lo @ue contri9uye a la vida de 4unciona5iento 4unciona5iento 5ás largo" En una una 5á@u 5á@uin ina a de gran gran 3ote 3otenc ncia ia el arie ariete te se acelera 5ediante un gas inerte a alta 3resi6n y la 3ieza se 4orja en un gol3e a 5uy alta velocidad"
•
Las 5ás co5unes son hidráulicas"
Las otras son 5ecánicas y de tornillo" :e caracterizan 3or su ca3acidad de 3rensado" Las 5ás lentas se usan 3ara 3iezas co53lejas" ;REN:A: a3licaci6n de ;RE:!WN so9re el 5aterial" ;ro3orcionan una de4or5aci6n ho5og7nea del 5aterial y 5ejores tolerancias @ue los 5artillos" :u ca3acidad viene de4inida 3or la F
•
$i3o de 3rensa PRENSA HIDRULICA
0entajas /:e 3ueden trans5itir grandes cantidades de energ%a a una 3ieza de tra9ajo 3or 5edio de una carga constante a trav7s de un recorrido" /:e 3uede variar la velocidad del ariete durante el recorrido"
Desventajas /Es 5ás tardado @ue en otros ti3os de 5á@uinas de 4orjado" /La 3ieza de tra9ajo se 3uede en4riar con ra3idez a 5enos @ue se calienten las 5atrices" /$ienen costos iniciales 5ás altos"
/Re@uieren 5enor 5anteni5iento" / La 5á8i5a 4uerza de 3rensa 3uede ser li5itada 3ara 3roteger los dados" PRENSA MECNICA
/ La 4uerza dis3oni9le de3ende de la 3osici6n del recorrido y se vuelve e8tre5ada5ente alta en la 3arte in4erior del centro 15uerto2" ;or lo tanto una instalaci6n adecuada es 4unda5ental 3ara evitar @ue se ro53an las 5atrices o los co53onentes del e@ui3o" / $ienen altas velocidades de 3roducci6n" /:on 5ás 4áciles de auto5atizar" /Re@uieren 5enos ha9ilidades del o3erador @ue otros ti3os de 5á@uinas" /:on 3re4eri9les 3ara 3iezas @ue re@uieren 5ás 3recisi6n"
/;uede llegar a da#ar los dados si no se hace correcto 5ontaje" / Alto costo inicial" / De9ido a @ue la 4uerza de la carrera no 3uede ser variada las 3rensas 5ecánicas no son ta59i7n ca3aces de realizar tantas o3eraciones 3reli5inares co5o los 5artillos" / En general las 3rensas 5ecánicas 4orjan la 3re4or5a y 4or5a 4inal en una dos o tres gol3es 3ero los 5artillos son ca3aces de o4recer hasta diez o 5ás gol3es en di4erentes intensidades"
PRENSA DE TORNILLO
/ Las 3rensas de tornillo se utilizan 3ara varias o3eraciones de 5atriz a9ierta y 5atriz cerrada"
/,9tienen su energ%a de un volant%n 3or lo @ue son de energ%a li5itada"
/ :on adecuadas 3ara 3e@ue#as cantidades de 3roducci6n"
/ Cuando la energ%a se ha disi3ado el ariete se detiene a 3esar de @ue las 5atrices 3ueden no ha9er cerrado co53leta5ente"
/ :on tiles so9re todo 3artes delgadas con alta 3recisi6n" / Al detener el ariete nos 3er5ite 5lti3les gol3es @ue de9en hacerse a la 3ieza de tra9ajo en la 5is5a i53resi6n de 5atriz"
/ ;er5iten la o3eraci6n con toda su 4uerza s6lo cerca del centro de la ca5a y ca9ezal del ariete"
/$ensi6n en las 5atrices y los e4ectos de la te53eratura y la altura de la 3ieza de tra9ajo se reducen al 5%ni5o lo @ue resulta en una 9uena vida de la 5atriz" Ca(a$%,a,- ,- ,%'%n'a #>+%na ,- !"2a,! T%(! ,- ("-na P"-na M-$n%$a P"-na H%,"+)%$a P"-na ,- '!"n%))! Ma"'%))! ,- *"a8-,a,
F+-"/a MN )")/&+)"? )")/S)? &+/?'S
V-)!$%,a, #4 '!n )'*/&S*** )'*/O**** &S*/+*** &>*/+'** Kg
*"*S/&"' *"*?/*"> )/>
P"!8--,!"- ,- ("-na 0%,"+)%$a DE:CR!;C!,N EMPRESA FABRICANTE F!0an C0an$0-n* Y!n*0-n* H,"a+)%$ Ma$0%n-" L',. Nan0a% B"an$0
•
•
•
•
•
•
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Z0an*/0!+ Ta%'%an H,"a+)%$ Ma$0%n-" Man+a$'+"- C!.< L',. O"%*-n: C0%na
DE:CR!;C!,N •
•
•
•
•
No" de Modelo $$/ LM'**$(D Ca3acidad 3rinci3al '***PNB'** ton Estructura de la 5á@uina Marco de A9ajo velocidad ?'*55(seg" CNC si
$. In!"#a$%&n ,- 0-""a#%-n'a Ma'-"%a) ,- )a 0-""a#%-n'a ,- !"2a,! Los 5ateriales 3ara 5atriz utilizada 3ara la 4orja en caliente incluyen aceros en caliente de tra9ajo de la herra5ienta BA!:! serie - algunos aceros de aleaci6n tales co5o el A!:! +?** o +&** series y un 3e@ue#o n5ero de 5ateriales de 3ro3iedad 5enores de aleaci6n" Aceros 3ara herra5ientas de tra9ajo en caliente 3ueden agru3arse li9re5ente de acuerdo con la co53osici6n" Materiales de dados 3ara la 4orja en caliente de9en tener una 9uena ca3acidad de endureci5iento as% co5o la resistencia al desgaste de4or5aci6n 3lástica la 4atiga t7r5ica y 4atiga t7r5ica y 4atiga 5ecánica" Dise#o de dados ta59i7n es i53ortante 3ara asegurar una adecuada vida de la 5atrizG un 5al dise#o 3uede 3rovocar un desgaste 3re5aturo o rotura" La Ta)a 1 Co53osiciones de herra5ienta y 5ateriales de 5atrices 3ara la 4orja en caliente
Los aceros 3ara tra9ajo en caliente se utilizan co5n5ente 3ara 5atrices de 4orja se so5ete a te53eraturas @ue van desde ?&' hasta S'* C" Estos 5ateriales contienen cro5o tungsteno y en algunos casos vanadio o 5oli9deno o a59os" Estos ele5entos de aleaci6n inducen caracter%sticas de endureci5iento 3ro4undo y la resistencia a la a9rasi6n y de re9landeci5iento" Estos aceros general5ente están endurecidos 3or te53le en 9a#os de aire o de sal 4undida" Los aceros de cro5o/9ase contienen de a3ro8i5ada5ente ' de Cr B$a9la &" Alto contenido de 5oli9deno da a estos 5ateriales de resistencia al a9landa5ientoG vanadio au5enta la resistencia a la a9rasi6n y de re9landeci5iento" $ungsteno 5ejora la tenacidad y dureza en calienteG aceros @ue contienen vol4ra5io sin e59argo no son resistentes al cho@ue t7r5ico y no se 3ueden en4riar de 4or5a inter5itente con agua" El tungsteno/9ase de tra9ajo en caliente 5ueren aceros contienen de = a &> X ) a &) de Cr y algunas veces 3e@ue#as cantidades de vanadio" El alto contenido de tungsteno 3ro3orciona resistencia al a9landa5iento a altas te53eraturas 5anteniendo al 5is5o tie53o la resistencia necesaria 3ero ta59i7n hace @ue la re4rigeraci6n 3or agua de estos aceros sea i53osi9le" ;ro3iedades de los Aceros de 9aja aleaci6n ta59i7n se utilizan con 4recuencia co5o 5ateriales de 5atrices 3or 4orja en caliente" Aceros con designaciones A:M ST SF) SF? y tienen 9uena dureza y resistencia a los gol3es con 9uena resistencia a la a9rasi6n y la 4atiga t7r5ica" Estos aceros se te53laron a te53eraturas 5ás 9ajas B3or lo general +'* a '** CG 3or lo tanto son 5ás adecuados 3ara a3licaciones @ue no conducen a una alta te53eratura de la su3er4icie del tro@uel 3or eje53lo" Fa$'!"- -n )a -)-$$%&n ,- #a'-"%a)- (a"a #a'"%$-
;ro3iedades de los 5ateriales @ue deter5inan su selecci6n co5o 5ateriales de 5atriz de 4orja en caliente son •
•
•
Ca3acidad 3ara endurecer de 5anera uni4or5e" Resistencia al desgaste Bca3acidad de resistir la acci6n a9rasiva de 5etal caliente durante la 4orja" Resistencia a la de4or5aci6n 3lástica Bca3acidad 3ara so3ortar la 3resi6n y resistir la de4or5aci6n 9ajo carga"
•
Dureza
•
Resistencia a la 4atiga t7r5ica"
•
Resistencia a la 4atiga 5ecánica"
En la grá4ica siguiente se ilustra las durezas en caliente de distintos ti3os de 5ateriales 3ara herra5ientas" D+"-/a -n $a)%-n'- ,- a$-"! (a"a 0-""a#%-n'a ,- '"aa2! -n $a)%-n'- AISI.
Resistencia a la de4or5aci6n 3lástica de los 5ateriales 3ara 5atrices
Ductilidad de los 5ateriales 3ara 5atrices Ductilidad/te53eraturas elevadas de diversos tra9ajos en caliente dados aceros" Los valores entre 3ar7ntesis indican la te53eratura a59iente RocKVell C dureza" :i las cantidades 3ara ser 4orjados son lo su4iciente5ente grandes co5o 3ara justi4icar el costo adicional o si el 3roceso de la 4orja y la 3arte son 3articular5ente e8igentes
se e53lean aceros 3ara herra5ientas de tra9ajo en caliente tales co5o -&& -&) -&? o sus variantes de 3ro3iedad" P"!8--,!"- ,- #a'-"%a) (a"a ,a,! a$-"! (a"a 0-""a#%-n'a 0134
D%(!n%%)%,a, -n A$-"! G"a,! H-""a#%-n'a Calida d
H13
;er4il
Aca9ado
RED,ND ,
;REMAY
&()I A &SI
LAM!NAD, EN CAL!EN$E
&()I A &SI
LAM!NAD, EN CAL!EN$E
&()I A &+I
;LACA
Medidas Diá5etr o
,. CONCLUSION Con toda la in4or5aci6n o9tenida se consider6 seguir los siguientes 3asos" ;ara el cual se consideraron ciertos 3rocesos ti3o de herra5ientas y e@ui3os antes 5encionados to5ando en cuenta las caracter%sticas necesarias 3ara la 4a9ricaci6n de un 5artillo"
Los 3rocesos de 3re3araci6n 3ara el 4orjado del 5artillo son El corte del 5aterial B9arra de acero Btocho Li53ieza del 5aterial de 3artida 3recalenta5iento del 5aterial
• • •
Las herra5ientas y 5a@uinaria @ue se usa 3ara estos 3rocesos son 3ara el corte una cizalla 3ara el 3recalenta5iento un horno de inducci6n y tenazas 3ara 5ani3ular la 3ieza 3recalentada" • •
El ti3o de tra9ajo seleccionado 3ara nuestro caso es el 4orjado en caliente este es el 3roceso en el @ue se e53lea 5enos cantidad de energ%a"
;ara la selecci6n de los ti3os de dados @ue se utilizará en el 3roceso de 4orjado se to5aron los siguientes criterios
•
•
De9en 3ro3orcionar la geo5etr%a correcta y estrecha en las 3iezas @ue se 4orjaran" El co53orta5iento de de4or5aci6n de las aleaciones de alu5inio se di4erencia de la de otros 5aterialesG ;or lo tanto el dise#o de9e o3ti5izar el 4lujo de 5etal 9ajo condiciones de 3roceso de 4orja dado y 3ro3orcionar 3ara la 4a9ricaci6n de 3artes 4inales li9res de de4ecto"
.ajo estas condiciones @ue nos interesan 3ara las herra5ientas @ue se utilizará en la 4a9ricaci6n de los 3istones se vio 3or conveniente utilizar el ti3o de ,a,! $-""a,! 3or las caracter%sticas @ue se re@uiere des3u7s de ver los de5ás ti3os de dados"
El 5aterial de los dados de9e cu53lir las siguientes caracter%sticas • •
• •
•
De9en ser ca3ases de so3ortar te53eraturas altas sin de4or5arse" De9en tener la dureza necesaria 3ara @ue no se desgasten 3ero ta53oco 3ierdan tenacidad" Resistencia a la 4atiga t7r5ica" De9en tener resistencia Bca3acidad de resistir la acci6n a9rasiva de 5etal caliente durante la 4orja" De9en ser a3ro3iados 3ara la taza de 3roducci6n"
.ajo estas condiciones de selecci6n se vio 3or conveniente utilizar una a$-"! ,0-""a#%-n'a #a'-"%a) ,-) + *"+(! H13 3or todas sus 3ro3iedades y ventajas @ue 3resenta en la 4orja en caliente" 0eri4icando la grá4ica de Dureza en caliente se tiene a +)SC Bte53eratura de tra9ajo de nuestra 3ieza una dureza de ?=-R:" :u resistencia a la de4or5aci6n B3ara una de4or5aci6n de *") de elongaci6n a +)SC se necesita 5ás 3resi6n a co53araci6n de los 5ateriales SF? o -&&" La selecci6n de esta aleaci6n ta59i7n se de9e a la 3roducci6n de 3iezas @ue se llegara a tener lo @ue la 9i9liogra4%a dice @ue se 3uede justi4icar su selecci6n B5aterial -&? si los vol5enes de 3roducci6n son altos"
Los 4actores @ue se to5aron en cuenta 3ara la selecci6n de 5a@uinaria de 4orjado son los siguientes •
Necesidades de 4uerza y energ%a adecuadas 3ara nuestro 3roceso de 4orjado"
•
For5a y co53lejidad de la 3ieza a ser 4orjada"
•
:ensi9ilidad a la de4or5aci6n del 5aterial"
•
;recisi6n di5ensional"
.ajo estas condiciones se decidi6 o3tar 3or el uso de una ("-na 0%,"+)%$a" ;or tener las caracter%sticas siguientes
•
•
•
•
•
La tasa de de4or5aci6n 3uede ser controlado o 5odi4icado durante la carrera si es necesario" Esto es es3ecial5ente i53ortante cuando 4orja de 5etales @ue son susce3ti9les a la ru3tura a altas velocidades de de4or5aci6n" La 3ieza a ser 4orjada re@uiere un a3ro8i5ado de energ%a de )** tn lo cual esta 3rensa hidráulica es seleccionada 3or 3ro3orcionar )'*/ O**** tn" Este ti3o de 3rensa nos ayuda a o9tener 5ejores di5ensiones en la 3ieza 4orjada a co53araci6n de los 5artillos" Al ser una 3rensa @ue tra9aja 5ás lento a co53araci6n de las otras 5á@uinas reduce la resistencia a la de4or5aci6n del alu5inio" La velocidad con la @ue 3uede tra9ajar va en el rango de *"*?/*"> 5(s"
@. FORJADO a. In!"#a$%&n ,- )a $!n,%$%!n- ,- !"2a,! ,-) #a'-"%a) a '"aa2a" C!#(!"'a#%-n'! ,- !"2a -n $a)%-n'La 4orja en caliente de aceros al car9ono y de aleaci6n en 4or5as intrincadas rara vez li5itada 3or as3ectos de 4orja9ilidad con la e8ce3ci6n de los grados de 5a@uinado li9re 5encionados anterior5ente" Es3esor de la secci6n la 4or5a de la co53lejidad y el ta5a#o de 4orja están li5itadas 3rinci3al5ente 3or el en4ria5iento @ue se 3roduce cuando la 3ieza de tra9ajo calentada entra en contacto con los tro@ueles 4r%os" ;or esta raz6n el e@ui3o @ue tiene tie53os de contacto de 5atriz relativa5ente cortos tales co5o 5artillos se 3re4iere a 5enudo 3ara 4orjar 4or5as intrincadas en acero" ;ara la 4a9ricaci6n del 5artillo las consideraciones @ue de9e tener nuestro 5aterial a tra9ajar son F!"2a%)%,a, La 4orja9ilidad se de4ine co5o la ca3acidad de un 5aterial de so9rellevar una de4or5aci6n sin ro53erse" ;ara cuanti4icarla se han desarrollado varias 3rue9as aun@ue ninguna se ace3ta en 4or5a universal"
F%*. 1 Forja9ilidad de diversos aceros al car9ono deter5inada 5ediante 3rue9as en caliente"
T-#(-"a'+"a ,- !"2a A$-"! ,- #-,%! $a"!n! B:AE &*+'
T-#(-"a'+"a ,- !"2a QC &*** / &)**
QF &>?) / )&=)
En la ta9la
[email protected] se ven las 4orja9ilidad en orden decreciente de varios 5ateriales y aleaciones" Estas cantidades s6lo se de9en considerar co5o linea5ientos generales" :e 9asan en consideraciones de ductilidad y resistencia de la te53eratura de 4orjado re@uerida de co53orta5iento en la 4ricci6n y de calidad de las 4orjas 3roducidas" De9ido a las di4erencias de ductilidad a distintas te53eraturas es 5ás di4%cil 4orjar aleaciones 9i4ásicas Bcorno las de titanio @ue las de una 4ase y re@uieren una selecci6n y control cuidadosos de la te53eratura de 4orjado"
Los intervalos de te53eraturas caracter%sticas de la 4orja en caliente 3ara distintos 5etales y aleaciones se incluyen en la ta9la &+"?" ,9s7rvese @ue una te53eratura 5ayor de 4orjado no necesaria5ente indica una 5ayor di4icultad 3ara 4orjar el 5aterial" ;ara el 4orjado a te53eratura inter5edia BIVar5 4or5ingI las te53eraturas van de ''* aO'AIC B&*** a &+**\F 3ara los aceros" De4ectos en los 5ateriales 4orjados" Ade5ás del agrieta5iento su3er4icial durante el 4orjado 3ueden desarrollarse otros de4ectos co5o resultado del 4lujo del 5aterial en la 5atriz" :i hay volu5en insu4iciente del 5aterial y no se llena la cavidad del dado el al5a 3uede torcerse durante el 4orjado y 3roducir 3liegues" ;or otra 3arte si el al5a es gruesa el e8ceso de 5aterial 4luye 3or las 3iezas ya 4or5adas de la 4orja y 3roduce grietas internas" Los diversos radios en la cavidad del dado de 4orja 3ueden in4luenciar signi4icativa5ente la 4or5aci6n de dichos de4ectos" Los de4ectos internos 3ueden desarrollarse ta59i7n a 3artir de la de4or5aci6n no uni4or5e del 5aterial en la cavidad 3or gradientes de te53eratura a trav7s de la 3ieza durante el 4orjado y 3or los ca59ios 5icro estructural causado 3or trans4or5aciones de 4ase" Los de4ectos en 4orja 3ueden causar 4allas 3or 4atiga originar otros 3ro9le5as co5o la corrosi6n y el desgaste durante la vida del co53onente" Resulta o9via la i53ortancia de ins3eccionar las 3iezas 4orjadas antes de su 3uesta en servicio en es3ecial en a3licaciones cr%ticas" E-$'! ,- )a 8-)!$%,a, ,- ,-!"#a$%&n -n !"2a%)%,a,. Co5o se ha indicado anterior5ente la 4orja9ilidad de los aceros general5ente au5enta con el au5ento de la velocidad de de4or5aci6n" Este e4ecto ha sido de5ostrado 3ara el acero 9ajo en car9ono en las 3rue9as en caliente giro BFig" ) donde el n5ero de vueltas au5enta a au5entar la tasa de 4racaso con torsi6n" :e cree @ue esta 5ejora en la 4orja9ilidad a altas velocidades de de4or5aci6n se de9e al au5ento de calor de la de4or5aci6n 3roducida en altas velocidades de de4or5aci6n" Au5entos e8cesivos de te53eratura de calor de la de4or5aci6n sin e59argo 3uede dar lugar a la 4usi6n inci3iente lo @ue 3uede reducir 4orja9ilidad y 3ro3iedades 5ecánicas"
La %*+"a 6 !n4luencia de la velocidad de de4or5aci6n en las caracter%sticas de torsi6n en caliente de aceros al car9ono en &*=' C B)*** F"
T-n%&n ("-%&n ,- )+2! ,- !"2a $ensiones de 4lujo y 3resiones de 4orja se 3ueden o9tener a 3artir de curvas de 3ar generadas en caliente / 3rue9as de torsi6n o de co53resi6n en caliente o la 3rue9a de tensi6n" La Figura ? 5uestra las curvas de 3ar 5otor 4rente a te53eratura 3ara varios aceros al car9ono y de aleaci6n o9tenidos a 3artir de ensayos en caliente torsi6n"
F%*. 6 resistencia de4or5aci6n 4rente a la te53eratura 3ara di4erentes aceros al car9ono y aleados"
. D%-! ,- ,a,! 2+-*! ! %#()-4< $!n )&*%$a CIM A continuaci6n se 5uestra los dise#os en solidVorKs de la 3ieza y los dados necesarios 3ara la si5ulaci6n en DEF,RM ?D"
La 3ieza a 4a9ricar del 5artillo se detalla en el ane8o ;lano de 4a9ricaci6n del 3ist6n" A continuaci6n se 5uestra una vista en 3ers3ectiva
0ista iso57trica ] 5artillo
CALCULOS NECESARIOS PARA EL DISEÑO DE DADOS Da'!:
P%-/a a !'-n-" #a"'%))!4 • • • •
Largo del ca9ezal ^ &'* 55 Longitud ^ ?'* 55 0olu5en 3ieza 4inal ^ &++*+>"*O 55 ? 0olu5en 3ieza U de re9a9a ^ )&S*O)*O 55 ? BU)*
P%-/a ,- '"aa2! $%)%n,"!4 9arra redonda de acero :AE &*+' Diá5etro ^ >= 55 h^ _ • • •
πh ϕ V = 4
0olu5en de un cilindro Relaci6n de volu5en Re53lazando Vpieza
2
Vpieza Vcilindro =
=
πh ϕ 4
2
&" Calculo del volu5en de la 3ieza de tra9ajo inicial `^ >= 55 Vpieza
h=
h=
=
πh ϕ 4
2
4(216072,07 mm3) 2
π∅
4(216072,07 mm3) π(89)
2
h =34.7 mm ^ ?' 55
)" Calculo volu5en 3ara la 3ieza a e8truida PREFORMA
0olu5en 3ieza total B3re4or5a ^ )&S*O)*O 55 ?
;ara la calcular el volu5en de la 3re4or5a ase5eja5os la geo5etr%a de la 3ieza con geo5etr%as si53les @ nos 3er5itan o9tener un correcto volu5en ya @ue en esa o3eraci6n el dise#o dados @ue tra9ajare5os con dados cerrados donde no se 4or5an re9a9a y se llena 3or co53leta la cavidad @ue nos 3er5iten hacer la correcta utilizaci6n del 5aterial" •
Calculo del volu5en 3ara el ca9ezal del 5artillo
0olu5en ca9eza^ &>?O=S">&55 ? πh ϕ Vpieza= 4
2
h=
h=
2
π∅
4(183796.81 mm3) π(90mm) h
•
4(183796.81 mm3)
=
2
28.89 mm
Calculo del volu5en 3ara el 5ango del 5artillo
Parte superior Cabeza
0olu5en su3erior ^ &>?O=S">&55 ? 0olu5en in4erior ^ S)''O"=? 55 ? ` su3erior^ =* 55
Parte inferior
2
π∅ h V = 4
h
.
=
4(183796.81mm 3 ) π(90mm)
2
^
)>">=55 h inf .=
4(62557,93) 2
π(13)
^ ?&* 55
&" Dise#ar en :olid XorKs la 3ieza y los dados" El 5aterial de 3artida en este caso es el $,C-, 3ara tener un 9uen 4or5ado en la si5ulaci6n en el 3rogra5a"
Co5o la 3ieza re@uiere de di4erentes dados 3ara llegar a la 3ieza 4inal se dise#6 dados di4erentes 3ara cada OPERACI?N. ;ara el caso nuestro se to5aron en cuenta + o3eraciones 3ara llegar a nuestra 3ieza 4inal" OPERACI?N 1: E'"+%&n 3ara llegar a una 3re4or5a4
Dado in4erior B4ijo
Dado su3erior B56vil
Ensa59le 3ara la e8trusion
OPERACI?N 6: $!n!"#a,! Base5ejarse a la 3ieza
Dado in4erior B4ijo
Ensa59le de la o3eraci6n de 3re4or5ado OPERACI?N 3: C!"'- D- La R-aa
Dado su3erior B56vil
OPERACI?N @: R-$'%%$a,!
Dado in4erior y dado su3erior
C. V-"%%$a$%&n ,- ,%-! ,- ,a,! $!n %'-#a CAM.CAE 3,-!"#4 USO DEL DEFORM 3D El 4or5ato en el @ue de9e5os e83ortar nuestros dados es el :$L 4or5ato @ue reconoce el so4tVare DEF,RM ?D En el DEF,RM ?D 3ode5os de4inir 3ará5etros @ue necesita5os 3ara realizar y to5ar en cuenta en nuestro 3roceso de 4orjado" A C,N$!N
+" As% ta59i7n se de9erá considerar la te53eratura el ti3o de 5aterial de 3artida el coe4iciente de 4ricci6n" PASOS PARA REALIZAR UNA SIMULACI?N EN DEFORM 3D Esta 3ri5era tarea se la realiza 3ara resolver un 3ro9le5a de si5ulaci6n con el 3rogra5a DEF,RM/?D" ;ara lo cual dare5os soluci6n a un 3ro9le5a de si5ulaci6n 3ara un MAR$!LL," &" Tuardar todos los ensa59les en un 4or5ato :$L[B"stl )" A9ri5os el 3rogra5a DEF,RM/?D":eguida5ente se realiza las siguientes o3eraciones A9rir un nuevo 3ro9le5a" Elegir la o3eraci6n en la cual se va a tra9ajar en nuestro caso 1 Forming 2" • •
•
:e de9e tra9ajar en el siste5a internacional
•
:e elige el ti3o de 3roceso al cual va5os a tra9ajar 14orjado en caliente2"
• •
•
La co53lejidad de la 3ieza se la to5a co5o 5oderada Es3eci4icar a la te53eratura @ue se va a tra9ajar
Es3eci4icar la cantidad de dados con la @ue se tra9ajara en nuestro caso 3ara este 3ro9le5a 5aterial de 3artida y ) dados y seguida5ente i53ortar la geo5etr%a de :olid XorKs B5aterial de 3artida 1tocho2"
• •
•
•
Luego 3resionar la o3ci6n siguiente 1Ne8t2" Elegir el ti3o de 5aterial con la cual se va a tra9ajar Bacero AN:! &*+'"
!53ortar el dado su3erior Bel dado @ue ad@uirirá 5ovi5iento en nuestro casoG darle la direcci6n y velocidad de 5ovi5iento 1Ne8t2"
!53ortar el dado in4erior Bdado 4ijo 1Ne8t2"
•
•
•
•
Asignar el coe4iciente de 4ricci6n BVar5 4or5ing^*)' 1Ne8t2"
Darle distancia al dado @ue ad@uiere 5ovi5iento 1Ne8t2"
;resionar la o3ci6n 1ChecK Data2 y luego 1Tenerate Data9ase2G 1Close o3er2"
Luego generar la si5ulaci6n"
3.1.
SIMULACION DEL MARTILLO EN DEFORM 3D OPERACI?N 1: E'"+%&n ;osici6n inicial •
•
:i5ulaci6n
$er5inada la o3eraci6n & se a#ade la siguiente o3eraci6n y si sucesiva5ente hasta llegar a la 3ieza 4inal"
OPERACI?N 6: C!n!"#a,!
OPERACI?N 3: $!"'- ,- )a "-aa
OPERACI?N @: C!n!"#a,! %na)
PIEZA FINAL
CONCLUCION :e 3udo o9servar @ue el 3rogra5a DEF,RM/?D es i53ortante 3ara la industria 5etal 5ecánica ya @ue se 3uede realizar una si5ulaci6n 3revia antes de 3oner en 3roceso de 3roducci6n de una 3ieza 3ara @ue cuando se 3roceda a la 4a9ricaci6n en la realidad no ocurra 4allas con la 5a@uina con la cual se va tra9ajar ade5ás @ue nos 3er5ite o3ti5izar los recursos de 4a9ricaci6n es 5uy i53ortante to5ar en cuenta ta59i7n las varia9les @ue se 5encionaron anterior5ente 3ara la si5ulaci6n"
$. P)an! ,- a"%$a$%&n
Dado in4erior Bcon4or5ado 4inal
Dado su3erior Bcon4or5ado 4inal
5. OPERACIONES DE ACABADO a. In!"#a$%&n !"- )! (!%)- !(-"a$%!n- ,- a$aa,! PROCESOS ABRASIVOS El 5a@uinado a9rasivo es uno de los 3asos 4inales en la 3roducci6n de 3artes" Consta de una serie i53ortante de 3rocesos de9ido a su ca3acidad 3ara 3ro3orcionar alta 3recisi6n di5ensional y aca9ado su3er4icial" Ca"a$'-"7'%$a ,- )! ("!$-! a"a%8!:
Cada grano a9rasivo es encargado de arrancar una 3e@ue#a cantidad de 5aterial de 3ieza de 4or5a análoga a co5o lo har%a un 4ilo de corte en una 4resa" 0elocidades de las 9andas van de O** a &>** 5(5in B)'** a S*** 3ies(5in" Las 5á@uinas 3ara o3eraciones 3or 9anda a9rasiva re@uieren un so3orte de 9anda a3ro3iado y tienen una construcci6n r%gida a 4in de 5ini5izar vi9raciones" A$aa,! 8%"a'!"%! -n 'a#!". Estos 3rocesos se utilizan 3ara retirar re9a9as de grandes cantidades de 3iezas relativa5ente 3e@ue#as" En esta o3eraci6n ti3o lote se colocan 3art%culas a9rasivas 5oldeadas de 5anera 3articular 4a9ricadas con 5edios 5etálicos y no 5etálicos B9olas o 3iedras en un contenedor junto con las 3artes a re9a9ear" :e hace vi9rar o se sacude el contenedor 5ediante diversos 5edios 5ecánicos" El i53acto de los a9rasivos individuales y de las 3art%culas 5etálicas retira las re9a9as y las aristas agudas de las 3artes" De3endiendo de la a3licaci6n este 3uede ser un 3roceso seco o h5edo" :e 3ueden agregar co53uestos l%@uidos con o9jeto de dis5inuir o au5entar la Resistencia a la corrosi6n de la 3arte @ue se re9a9ea" Cuando se usan 4luidos y a9rasivos Yu%5ica5ente activos se convierte en una 4or5a de 3ulido @u%5ico/ 5ecánico" T"a'a#%-n'! '9"#%$! •
T-#()a,!
,9tener alta dureza en un acero 3or 5edio del te53le" ,9servaci6n de la variaci6n de la 5icroestructura y dureza
El 3roceso de te53le consta esencial5ente de dos 4ases Fa- ,- $a)-n'a#%-n'! El calenta5iento y en4ria5iento del acero &*+' desde los >'* grados Celsius B&"'S* grados Fahrenheit es algo relativa5ente si53le sie53re y cuando se tengan las herra5ientas a3ro3iadas y el área de tra9ajo est7 e@ui3ada 3ara 3oder 5ani3ular el acero 5ientras an está caliente" Fa- ,- -n"%a#%-n'!: Llena el tan@ue con agua ti9ia entre O* y &+* grados Fahrenheit B)& a S* grados Celsius antes de te53lar el acero" Mide la te53eratura con ter565etro 3ara cocci6n" $rans4iere el acero de la caldera al tan@ue de te53lado"
de te53le" ;or lo anterior la o9tenci6n de 3iezas cuyas 3ro3iedades satis4agan los re@ueri5ientos de dise#o de3ende directa5ente de un adecuado control y conoci5iento de ) los 3ará5etros del trata5iento t7r5ico al @ue son so5etidas una vez son 4a9ricadas" PROCESO DE CONTROL DE CALIDAD Cada 3roducto antes de llegar al cliente 4inal de9e estar e83uesto a ciertas 3rue9as 3ara veri4icar su calidad 3or eje53lo •
N,RMA: A;L!CADA: A MAZ,: MARR,: MAR$!LL,:
;or cuestiones de recursos tra9ajare5os nica5ente las A:ME y AN:!" ;rue9as de 4le8i6n 3ara 5arros 5azos y 5artillos N,RMA A:ME .&*O"'?M .&*O"'S .&*O"'+ •
;R
El 5artillo de9e resistir esta 3rue9a sin @ue9rarse o astillarse" •
;R"
:e utiliza un 3ro9ador de dureza RocKVell con 3unta de dia5ante en donde se a3lica una carga 3er3endicular a la su3er4icie de 3rue9a el resultado de la 3rue9a de3ende directa5ente de la 3enetraci6n de la 3unta de dia5ante en ele5ento 3ro9ado B:egn A:$M &>"
. In!"#a$%&n ,- #a>+%na R-$'%%$a,!"a La recti4icadora es una 5á@uina herra5ienta utilizada 3ara conseguir 5ecanizados de 3recisi6n tanto en di5ensiones co5o en aca9ado su3er4icial a veces a una o3eraci6n de recti4icado la siguen otras de 3ulido" Las 3iezas @ue se recti4ican son 3rinci3al5ente el acero endurecido 5ediante trata5iento t7r5ico utilizando 3ara ello discos a9rasivos ro9ustos lla5ados 5uelas las 3artes de las 3iezas @ue se so5eten a recti4icado han sido 5ecanizadas 3revia5ente en otras 5á@uinas herra5ientas antes de ser endurecidas 3or trata5iento t7r5ico y se ha dejado sola5ente un 3e@ue#o e8cedente de 5aterial 3ara @ue la recti4icadora 3ueda eli5inar con 4acilidad y 3recisi6n "Rotaci6n de la 3ieza y de la herra5ienta" S-)-$$%&n ,-) #a'-"%a): :e seleccion6 esta 5á@uina con el siguiente criterio de selecci6n la 3ieza necesita un 3roceso de recti4icaci6n el cual le dará el aca9ado de a9rillanta5iento" P"!8--,!"- Ma>+%na "-$'%%$a,!"a $%)7n,"%$a K-))-n-"*-" 1;;; +4 INTEREMPRESAS4
Caracter%sticas Modelo Recti4icadora cil%ndrica N e8istencia F&&O): Marca PELLEN.ERTER Las velocidades de las 9andas O** a &>** 5(5in B)'** a S*** 3ies(5in" 0elocidades de la 5uela de &'** t(5in hasta ))** t(5in Muela recti4icadora Dia5etro +** 55 Ancho '* 55 G Escariado &)O"* 55 • • • •
•
•
P+)%,!"a
Ma@uinas neu5áticas 5anuales de tra9ajo 3esado 3ara 3rocesos de des9aste 3ulido corte y aca9ado en 5etal5ecánica con a9rasivos recu9iertos y a9rasivos" C"%'-"%! ,- -)-$$%&n: :e eligi6 una 5a@uina 3ulidora 5anual 3ara dar a4inidad a las 3artes @ue se usan co5o herra5ienta" P"!8--,!" DISC SANDERS MAUINASDE CABEZAL ANGULAR4
Caracter%sticas • • • • • • •
Modelo )*)?* ;otencia ? -; ;eso*"+= $i3o Ma@uinas neu5áticas angulares discos a9rasivos ti3o Roloc de )2 o3eraciones des9aste y aca9ado velocidad &*55(5in
M>+%na ,- A$aa,! 8%"a'!"%! -n 'a#!". Má@uina centr%4uga del 9arril / alta energ%a acuerdo econ65ico Las 5á@uinas centr%4ugas del 9arril se utilizan en una a53lia ga5a de usos industriales de @uitar las re9a9as agresivo y de la 5ejora su3er4icial al aca9a5iento 5uy intrincado de 3iezas e8tre5ada5ente delicadas" El dise#o da un 3lazo de duraciones de ciclo grande5ente reducidas cuando está co53arado a las 5á@uinas vi9ratorias convencionales y se 3uede utilizar en un 3roceso 5ojado o seco" S-)-$$%&n ,- )a #a>+%na: :e seleccion6 este ti3o de 5a@uina 3or la ca3acidad de 3iezas @ue 3uede li53iar y el tie53o en @ue e4ecta este 3roceso" P"!8--,!" M>+%na ,- A$aa,! 8%"a'!"%! -n 'a#!" ABINSA4
M>+%na ,- "+-,a ,-n'a,a
Caracter%sticas
•
$i3o de ta59or giratorio
•
$ie53o de li53ieza &' 5in ( tn
•
Ca3acidad ) ton
•
Control auto5atizado
Esta 5á@uina tiene una rueda dentada 4or5a surcos en la ca9eza del 5artillo en dos direcciones o3uestas 4or5ando una su3er4icie cuadricula 3ara evitar @ue el 5artillo se deslice al gol3ear" S-)-$$%&n ,- )a #a>+%na: se seleccion6 esta 5á@uina 3or la ca3acidad @ue tiene de tallar 3e@ue#as y grandes 3iezas" P"!8--,!"-: HMá@uina de rueda dentada BEQA;R,
Caracter%sticas
•
Diá5etro 5a8" &O* 55 BS"O in
rueda
55
•
M6dulo M6dulo 5á8" a tallar &) 55
•
0elocidad 5á8 del husillo &'* r35
•
$ie53o de tallado &* s(5
$. In!"#a$%&n ,- 0-""a#%-n'a Las herra5ientas utilizadas en o3eraciones de Recti4icado se deno5inan M
$i3o de 5aterial a9rasivo $a5a#o de grano a9rasivo Dureza de la 5uela Estructura $i3o de aglo5erante
P"!(%-,a,- >+- ,--n (!--" )! #a'-"%a)- (a"a 0-""a#%-n'a: " $enacidad Bresistencia al cho@ue" " Resistencia al desgaste" " Dureza en caliente" • • •
•
" Yu%5ica5ente inerte con la 3ieza" " Yu%5ica5ente inerte esta9le ante la o8idaci6n y disoluci6n
P"!8--,!" M+-)a "-$'%%$a,!"a:
Caracter%sticas
•
•
•
Diá5etro Ancho Escariado
,. P)an%%$a$%&n ,- !(-"a$%!n- ,- a$aa,!
+** 55 '* 55 &)O"* 55
DIAGRAMA PIEZA FORJADA
PROCESO DE LIMPIEZA ABSOLUTA BMá@uina de Aca9ado vi9ratorio y en ta59or"
PROCESO ESMERILADO BMa@uinas 3ulidoras
PROCESO DE TALLADO BMá@uina de rueda dentada
PROCESO TRATAMIENTO TERMICO B;R,CE:, DE $EM;LAD,
PROCESO
PULIDO
BREC$!F!CAD,
CONTROL DE CALIDAD (PRUEBA DE FLEXIÓN)
P)an%%$a$%&n ,- !(-"a$%!n- ,- a$aa,! Luego de concluir con el 3roceso de 4orja continan los 3rocesos de 5ecanizado o aca9ado su3er4icial Mediante a9rasivos" Las 5á@uinas y herra5ientas @ue elegi5os 3ara e4ectuar el 5ecanizado se 9asan en los siguientes 3rocedi5ientos P"%#-" ("!$-! LIMPIEZA ABSOLUTA4 :e dejan los 5artillos en un ta59or vi9ratorio junto a trozos de acero 5uy 3e@ue#os" Con el 5ovi5iento los trozos 4rotan las esca5as y deshechos 3ara un li53ieza a9soluta usa5os una Ma@uina de Aca9ado vi9ratorio y en ta59or de ti3o giratorio este 3roceso se realiza en tie53o a3ro8i5ado de &* 5in 3or carga y luego continua5os con el siguiente 3roceso S-*+n,! ("!$-! PROCESO ESMERILADO4 En este 3roceso el o3erario sujetara el 5artillo en un dis3ositivo @ue gira con cintas a9rasivas se contornea la ca9eza estas cintas 9iselan la ca9eza del 5artillo co5o 5edida de seguridad y sea 5enos 3ro9a9le @ue se ro53an los clavos al gol3earse" ;ara este 3roceso usa5os unas 5á@uinas neu5áticas 5anuales de tra9ajo 3esado 3ara 3rocesos de des9aste este tra9ajo tiene un tie53o de o3eraci6n de &' segundos 3or 3ieza T-"$-" ("!$-! PROCESO DE TALLADO4 Esta 5á@uina tiene una rueda dentada 4or5a surcos en la ca9eza del 5artillo en dos direcciones o3uestas 4or5ando una su3er4icie cuadricula 3ara evitar @ue el 5artillo se deslice al gol3ear" Este 3roceso tiene un tie53o de tallado 3or 3ieza de ) 5in 3or 3ieza C+a"'! ("!$-! $RA$AM!EN$, $ERM!C, B;R,CE:, DE $EM;LAD, Luego e53eza5os con el 3roceso de te53lado donde se su5ergen los 5artillos en un l%@uido a alta te53eratura y en un aceite @ue rá3ida5ente en4r%a el 5etal endureci7ndolo" El 3roceso de te53le consta esencial5ente de dos 4ases una 4ase de calenta5iento Yue la realizare5os en un crisol @ue está a una te53eratura de >'* y otra 4ase de en4ria5iento @ue la realiza5os en un 9a#o de aceite" +%n'! ("!$-! B;R,CE:, ;
S-'! ("!$-! BC,N$R,L DE CAL!DAD Cada 3roducto antes de llegar al cliente 4inal de9e estar e83uesto a ciertas 3rue9as 3ara veri4icar su calidad 3or eje53lo ;or cuestiones de recursos tra9ajare5os nica5ente las A:ME y AN:! N,RMA: A;L!CADA: A MAZ,: MARR,: MAR$!LL,: nica5ente se 3uede veri4icar @ue el 3roducto tenga las caracter%sticas adecuadas a trav7s de un control riguroso de calidad co5o el arri9a 5encionando cuidando @ue este o9jeto cu53la con todas las 3rue9as"
. CONCLUSIONES FINALES ;ara la 5anu4actura de 3iezas en este caso 3or tecnolog%a de con4or5aci6n volu57trica se analiz6 las varia9les de 3roceso as% co5o ta59i7n las de o3eraci6n De las cuales se de9e 3artir 3or o9tener un dise#o adecuado y 3osi9le de ser 4a9ricado lo cual nos 3er5ite o9tener un 3lano de 4a9ricaci6n "el cual nos 3er5ite seleccionar las tecnolog%as adecuada de 4a9ricaci6n en este caso se realiza 3or el 3roceso de 4orjado" Reconociendo las varia9les se i53lican el 3roceso co5o • • •
El 5aterial de 3artida Ma@uinaria -erra5ientas
Dentro se deter5in6 distintas varia9les de o3eraci6n 5encionando algunas velocidad de tra9ajo te53eratura etc" As% ta59i7n se to56 en cuenta los 3rocesos aca9ados los cuales son i53ortantes 3ara llegar a o9tener una 3ieza de con la calidad re@uerida" ;ara el caso del 3roceso de 4orja se realiz6 con l6gica C!M donde los siste5as @ue integra5os son el :,L!DX,RP: ?/DEF,RME CAMX,RP:
