Proceso de Forjado

C"#$"%& A'" 'E &A(E%)A*E S &E(+*)C"S Alejandro Soto

[Capte la atención del lector con un resumen atractivo. Este resumen es una breve descripción del documento. Cuando esté listo para agregar contenido, haga clic aquí  empiece a escribir escribir.! .!

*A $"%A

'-&

CONFORMADO DE MATERIALES METÁLICOS $"%A

)#(%"'CC)/#0000000000000000000000 0000000000..1 0000000000.. 1 -%"CES"S 'E C"#$"%&A'"0000000000000000000000 00..2 00.. 2 (%A3A" (%A 3A" E# $%)"00000000000000000000000000..0 4 (%A3A" (%A 3A" E# CA*)E#(E0000000000000000000000000 4 C*AS)$)CAC)"# 'E *"S -%"CES"S 'E C"#$"%&A'"00000005 C"#$"%&A'"0000000 5 -%"CES" 'E $"%A'"000000000000000000000000.. 000..6 000.. 6 CA%AC(E%)S()CAS 'E *"S -%"'C("S $"%A'"S0000000007 $"%A'"S000000000 7 89E &E(A*ES &E(A*ES SE -E'E# $"%A%: 00000000.. 0000000..7 0000000.. 7 ;E#(AAS E )#C";E#)E#(ES000000000000000000.0007 )#C";E#)E#(ES000000000000000000.000 7 C*AS)$)CAC)"# 'E *AS "-E%A "-E%AC)"#ES C)"#ES 'E $"%A'"000000..00000.< $"%A'"000000..00000. < $"%A'" E# 'A'" A3)E%("0000000000000000000.00< A3)E%("0000000000000000000.00 < $"%A'" E# 'A'" )&-%ES"% " CE%%A'"000000..000000=> CE%%A'"000000..000000 => $"%A'" S)# %E3A3A0000000000000000000000000== %E3A3A0000000000000000000000000 == A-*)CAC)"#ES00000000000000000000000 0000000000== 0000000000 ==

A*EA#'%" S"("

=

'-&


&A9)#AS E&-*EA'AS E# E* $"%A'"0000000000000000..0=1 &A%()#E(ES 'E $"%A00000000000000000000.0000=1 -%ESAS 'E $"%A'"000000000000000000000..0000 =2 -%E#SAS ?"%)@"#(A*ES0000000000000000000000 0= "(%AS "-E%AC)"#ES 'E $"%A'"000000000000000000000=4 %ECA*CA'" 0000000000000000000000000.. 00000=4 ES(A&-A'"000000000000000000000000 000.000=4 $"%A'" C"# %"')**"S000000000000000000.00000=5 $"%A'" "%3)(A*00000000000000000000000000 0=6 -#@"#A'"00000000000000000000000 0000000=7 $"%A'" )S"(E%&)C"00000000000000000000. 0000=< %EC"%(A'"000000000000000000000000 00.0000=< C"#C*S)"#00000000000000000000000 000000000000 A*EA#'%" S"("

1

'-&


BE3%A$)A 000000000000000000000000000000 00000

INTRODUCCIÓN Todas las piezas metálicas, excepto las fundidas, en algún momento de su fabricación han estado sometidas a una operación al menos de conformado de metales, y con frecuencia se necesitan varias operaciones diferentes. Una característica importante de los metales es ue se pueden conformar fácilmente para obtener piezas de distinta geometría. !i se somete a esfuerzos varía su red cristalina y se originan dos tipos de deformaciones" #Elástica" los átomos recuperan su posición original al cesar el esfuerzo. #Plástica" los átomos no recuperan su posición inicial al crear el esfuerzo. $l conformado más habitual se realiza por medio de la deformación plástica.

Objetivo del conformdo %a teoría del conformado de metales puede ayudar a determinar la forma de utilizar las máuinas de la manera más eficiente posible, así como a me&orar la productividad.

A*EA#'%" S"("

2

'-&


!ROCESOS DE CONFORMADO %os procesos de conformado de metales comprenden un amplio grupo de procesos de manufactura, en los cuales se usa la deformación plástica para cambiar las formas de las piezas metálicas. $n los procesos de conformado, las herramientas, usualmente dados de conformación, e&ercen esfuerzos sobre la pieza de traba&o ue las obligan a tomar la forma de la geometría del dado. Figura2. Anillos laminados forjados

C"rv de E#f"er$o v# Deformci%n 'ebido a ue los metales deben ser conformados en la zona de comportamiento plástico, es necesario superar el límite de fluencia para ue la deformación sea permanente. (or lo cual, el material es sometido a esfuerzos superiores a sus límites elásticos, estos límites se elevan consumiendo así la ductilidad.

A*EA#'%" S"("



'-&


Figura 2. Curva esfuerzo-deformación verdaderos

Tre# form# b&#ic# e#f"er$o'deformci%n

de

relci%n

Figura 3. Comportamientos comunes de esfuerzo-deformación

•

Perfectamente elástica

$ste comportamiento lo presentan materiales como cerámicos y algunos hierros y termoestables, el cual está definido por su alta rigidez, no presentan zona plástica, por lo tanto, se fracturan fácilmente. •

Elástica y perfectamente plástica

A*EA#'%" S"("

4

'-&


$ste material tiene una rigidez definida por $. Una vez ue alcanza el punto de fluencia el material se deforma plásticamente al mismo nivel de esfuerzo. $&emplo" los metales cuando son calentados para recristalizarlos •

Elástica y endurecible por deformación"

$ste es el comportamiento común en lo metales, caracterizado por una zona elástica definida por la ley de )oo*e +e  $e , seguido de una zona plástica definida por - y n.

Trabajo en frio )ace referencia a todos auellos procesos de conformado realizado a ba&a temperatura generalmente ambiente, como son" $mbutido, doblado, rolado, estirado /demás, posee un acabado brillante y bastante exacto. Tiene la particularidad de me&orar la resistencia, la mauinabilidad 0propiedad de los materiales ue permite comparar la facilidad con la ue pueden ser mecanizados por arranue de viruta1 $l endurecimiento por deformación plástica en frío es el fenómeno por medio del cual un metal dúctil se vuelve más duro y resistente a medida es deformado plástica mente.

Trabajo en caliente A*EA#'%" S"("

5

'-&


Una de las propiedades más importantes de los metales es su maleabilidad, este t2rmino, indica la propiedad de un metal para ser deformado mecánicamente por encima de su límite elástico, sin deformarse y sin incremento considerable en la resistencia a la deformación. 'ado ue el metal se encuentra a alta temperatura, los cristales reformados comienzan a crecer nuevamente, pero estos no son tan grandes e irregulares como antes. /3 avanzar el traba&o en caliente y enfriarse el metal, cada deformación genera cristales más peue4os, uniformes y hasta cierto grado aplanados, lo cual da al metal una condición a la ue se llama anisotropía u orientación de grano o fibra, es decir, el metal es más dúctil y deformable en la dirección de un e&e ue en la del otro.

Clasificación de los procesos de conformado

A*EA#'%" S"("

6

'-&


!ROCESOS DE FOR(ADO $l for&ado es un proceso de deformación en el cual el material se comprime entre los dados, usando una fuerza de impacto o una presión gradual para formar la pieza. $l proceso puede realizarse en frío o en caliente, la selección de temperatura es decidida por factores como la facilidad y costo ue involucre la deformación, la producción de piezas con ciertas características mecánicas o de acabado superficial. $ste proceso es la operación más antigua para formado de metales y se remonta uizá al a4o 5666 a.7. $n la actualidad el for&ado es un proceso industrial importante, mediante el cual se hacen una variedad de componentes de alta resistencia para automóviles, vehículos aeroespaciales y otras aplicaciones. %a industria del acero y de otros metales básicos usa el for&ado para fi&ar la forma básica de grandes componentes ue luego se mauinan para lograr su forma final y dimensiones definitivas.

A*EA#'%" S"("

7

'-&


CARACTERISTICAS DE LOS PRODUCTOS DE FORADO 'ado abierto !imples, baratos, útiles para peue4as cantidades, amplia variedad de tama4os, buena resistencia. 'ado cerrado 8e&or /provechamiento del material, me&ores propiedades ue los dados abiertos, buena precisión dimensional, alta velocidad de producción, y buen acabado. 'ado de impresión, ba&o costo, alta velocidad de producción.

!"#$ metales se p#eden forjar% 7ualuier metal puede ser for&ado. %os más comunes son" /ceros al carbono, aleados, inoxidables, de alta dureza, aluminio, titanio, cobre y latón, y aleaciones refractarias ue contienen cobalto, níuel o molibdeno. A*EA#'%" S"("

<

'-&


7ada aleación tiene diferentes propiedades, niveles de resistencia y peso, características específicas, determinadas por el usuario para un me&or uso.

&entajas e incon'enientes del forjado 9or&a en traba&o en caliente" :enta&as" %as fuerzas reueridas para deformarlo son menores. $l material tiene buena soldabilidad y mauinabilidad. !e elimina la porosidad del metal. 'esventa&as" :enta&as y desventa&as del for&ado. 9or&a en traba&o en caliente" :enta&as" %as fuerzas reueridas para deformarlo son menores. $l material tiene buena soldabilidad y mauinabilidad. !e elimina la porosidad del metal. 'esventa&as" $xiste una rápida oxidación o escamado de la superficie por lo ue no es posible mane&ar tolerancia estrecha. !e produce un alto consumo de energ2ticos te una rápida oxidación o escamado de la superficie por lo ue no es posible mane&ar tolerancia estrecha. !e produce un alto consumo de energ2tico.

CLASIFICACION DE LAS O!ERACIONES DE FOR(ADO Forja en dados abiertos !e llama dados abiertos por ue el material no está confinado lateralmente, se hace generalmente entre dados planos permitiendo un amplio rango de formas y tama4os. !i se desea una pieza con excelente integridad estructural y es de gran tama4o, lo más apropiado es for&a en dados abiertos. $l tama4o de la pieza sólo está limitado por el tama4o del lingote o tocho inicial.

A*EA#'%" S"("

= >

'-&


Pr(ctica del forjado en dado abierto %as formas generadas por operaciones en dado abierto son simples, como flechas, discos y anillos. $n algunas aplicaciones los dados tienen ligeros contornos en su superficie los ue ayudan a formar el material de traba&o. Un e&emplo de material for&ado en dado abierto en la industria del acero es el formado de grandes lingotes cuadrados para convertirlos en secciones redondas. $stas operaciones en dados abiertos producen formas rudimentarias las cuales reuieren ciertas operaciones posteriores para refinar las partes a sus dimensiones y forma final.

Forjado con dado impresor o cerrado !e realiza con dados cuya forma es la inversa a la pieza ue se reuiere for&ar en el material de traba&o. %a pieza de traba&o inicial se muestra como una parte cilíndrica similar a la de las operaciones previas en dados abiertos. /l cerrarse el dado y llegar a su posición final, el metal fluye más allá de la cavidad del dado y forma una rebaba en la peue4a apertura de las placas del dado, la rebaba tiene una importante función ya ue cuando empieza a formarse impide ue el metal siga fluyendo hacia la abertura, y A*EA#'%" S"("

= =

'-&


de esta manera obliga al material a permanecer en la cavidad. %o ue incrementa la resistencia a la deformación. %a restricción del flu&o de material produce una mayor compresión al interior del dado lo ue fuerza al material a llenar los espacios no ocupados anteriormente, produciendo así un producto de gran calidad.

Forjado sin rebaba $n la terminología industrial, el for&ado con dado impresor se llama algunas veces for&ado en dado cerrado. !in embargo, hay diferencia entre for&ado con dado impresor y for&ado con dado cerrado real. %a diferencia es ue, en el for&ado sin rebaba, la pieza de traba&o original ueda contenida totalmente dentro de la cavidad del dado durante la comprensión. $l for&ado sin rebaba tiene ciertos reuerimientos sobre el control del proceso, los cuales son más exigentes ue el for&ado con dado impresor. 8ás A*EA#'%" S"("

= 1

'-&


importante es ue el volumen del material de traba&o debe ser igual al volumen de la cavidad, si la pieza inicial es demasiado grande la presión excesiva puede causar da4os en el dado o en la prensa, y tambi2n si el material inicial es demasiado peue4o uedara espacio libre dentro de la cavidad, este proceso se encuentra su&eto a medidas muy estrechas en lo ue a tolerancia se refiere.

Aplicaciones %a for&a tiene multitud de aplicaciones en distintos campos, algunas de ellas son las siguientes" ;ielas, cig
MA)UINAS EM!LEADAS EN EL FOR(ADO $l euipo ue se usa en for&ado consiste en máuinas de for&a, ue se clasifican en martinetes, prensas, dados de for&ado y herramientas A*EA#'%" S"("

= 2

'-&


especiales ue se usan en estas máuinas= euipos auxiliares como hornos para calentar el material traba&o, dispositivos mecánicos para cargar y descargar el material de traba&o y estaciones de recorte para recortar las rebabas del for&ado con dado impresor.

FORA CO) *ARTI)ETE $ste es el euivalente moderno del for&ado del herrero en donde la fuerza limitada del herrero ha sido reemplazada por martillo mecánico o de vapor. %os martinetes se usan más frecuentemente para for&ado con dado impresor. %a parte superior del dado de for&ado se fi&a al pisón y la parte inferior se fi&a al yunue. 7uando la parte superior del dado golpea el material de traba&o, la energía del impacto ocasiona ue la parte tome la forma de la cavidad del dado. !e necesitan varios golpes de martillo para lograr el cambio deseado.

https://www.youtube.com/watch?v=-b8JKk_Q0Fo

PRE)SA DE FORADO

A*EA#'%" S"("

= 

'-&


%a for&a con prensa emplea una acción lenta de compresión para deformar el metal. $n la for&a con martinete, gran parte de la energía de impacto se disipa cerca de la superficie del metal y por lo tanto no es posible for&ar grandes secciones con martinetes= la lenta acción de la prensa de for&ar, por el contrario, penetra completamente a todo el metal. %as prensas de for&ar se fabrican en tama4os muy grandes. 'urante algún tiempo han sido comunes capacidades de hasta >?.666 toneladas, y estos últimos a4os han sido puestas en operación prensas de @5.666 y 56.666 toneladas. 8uchas piezas for&adas con prensas se completan en solo cierre de las matrices. %as for&as con prensas reuieren menos salida ue las piezas for&adas con martinete, y tienen por lo tanto mayor exactitud dimensional.

https://www.youtube.com/watch?v=kcKnJG!_u"

Prensa +ori,ontal A*EA#'%" S"("

= 4

'-&


$l for&ado horizontal implica una barra de sección uniforme en medio de los dados y se aplica una presión sobre el extremo caliente, provocando ue sea recalcada o formada según el dado. %a longitud de la barra a ser recalcada no puede ser muy grande, pues si no el material se doblaría en vez de expandirse para llenar la cavidad del dado. %os dados no se limitan solo al recalcado pueden usarse tambi2n para penetrado punzonado, recorte o extrusión. •

Ao hay choue o vibración en la mauina

•

3gual en ambos lados

•

!e reuiere menos energía ue en otros procesos

https://www.youtube.com/watch?v=#$%o_-8&'(8

A*EA#'%" S"("

= 5

'-&


OTRAS O!ERACIONES DE FOR(ADO /parte de las operaciones convencionales de for&a descritas en las secciones anteriores, hay otras operaciones de formado para metal ue están relacionadas, se asocian muy cerca con el for&ado.

RECALCADO $s un proceso en el cual se aumenta la sección de una pieza inicial reducción su longitud aplicando una fuerza de compresión, $ste proceso fue desarrollado originalmente para formar las cabezas de tornillos. /ctualmente el propósito de esta máuina ha sido ampliado para incluir una vasta variedad de for&as. $s esencialmente una prensa de doble acción con movimientos horizontales en lugar de verticales.

•

•

!e puede incrementar el diámetro hasta @ veces. Ao crea rebabas.

•

(uede hacerse en frio.

•

(uede usarse una secuencia de dados para dar forma .

Estampado $l estampado es un for&ado mecánico en el ue se emplea un molde o estampa para conformar la pieza. %a estampa se compone de dos partes 0estampa y contra estampa1 ue se acoplan entre sí. /l dise4ar las estampas A*EA#'%" S"("

= 6

'-&


hay ue aumentar sus dimensiones en previsión de la posterior contracción del material ue se produce. Tambi2n es preciso prever unas salidas de material para asegurar ue el llenado de la estampa es correcto. %a rebaba producida se eliminará en una operación posterior. %a estampación se puede realizar tanto en frío como en caliente. )asta hace poco la estampación en frío se reservaba únicamente para metales muy dúctiles 0plomo, esta4o, etc.1 y para aceros con ba&o contenido de carbono en piezas peue4as. /ctualmente es posible estampar en frío aceros aleados ba&o ciertas condiciones.

FORADO CO) RODILLOS $ste es un proceso de deformación ue se usa para reducir una sección transversal de una pieza de traba&o cilíndrica o rectangular, esta pasa a trav2s de una serie de rodillos opuestos con canales ue igualan la forma reuerida para la parte final. $l for&ado con rodillos se clasifica como proceso de for&a aún cuando use rodillos, ya ue los rodillos no giran continuamente, sino ue solo lo hacen sobre la sección ue se debe deformar.

A*EA#'%" S"("

= 7

'-&


FORADO OR-ITAL $n este proceso, la deformación ocurre por medio de un dado superior en forma de cono ue presiona y gira simultáneamente sobre la parte de traba&o. $l material de traba&o se comprime sobre un dado inferior ue tiene una cavidad. 'ebido a ue el e&e del cono esta inclinado, solamente una peue4a área de la superficie de traba&o se comprime en cualuier momento. /l revolver el dado superior, el área ba&o compresión tambi2n gira. $stas características del for&ado orbital producen una reducción sustancial en la carga reuerida de la prensa para alcanzar la deformación de traba&o.

A*EA#'%" S"("

= <

'-&


PU).O)ADO $l punzonado en for&a es un proceso de deformación en el cual se prensa una forma endurecida de acero sobre un bloue de acero suave 0u otro material suave1. $l proceso se usa frecuentemente para hacer cavidades de moldes para moldeo de plástico y fundiciones de dados. %a forma del acero endurecido se llama punzón o fresa, y esta mauinada con la geometría de la parte ue se va a moldear. (ara forzar la fresa dentro del bloue de acero suave se reuiere una fuerza sustancial, esto se otorga generalmente con una prensa hidráulica. %a formación completa de la cavidad del dado en el bloue reuiere frecuentemente varios pasos, como el fresado seguido del recocido para remover el endurecimiento por deformación.

A*EA#'%" S"("

1 >

'-&


%a venta&a del punzonado en esta aplicación es ue es más fácil mauinar la forma positiva ue erosionar la cavidad negativa.

https"BBCCC.youtube.comBCatchDvEF(rsGcHIF/

FORADO ISOTER*ICO $l for&ado isot2rmico es un t2rmino ue se aplica a operaciones de for&ado caliente, donde la parte de traba&o se mantiene a temperaturas elevadas durante todo el proceso. !i se evita ue la pieza de traba&o se enfríe al contacto con la superficie fría de los dados, como se hace en el for&ado convencional, el metal fluye más fácilmente y la fuerza reuerida para desempe4ar el proceso se reduce. $l for&ado isot2rmico es más costoso ue el for&ado convencional y se reserva para metales difíciles de for&ar, como el titanio y las súper aleaciones, y para partes comple&as. $l proceso se A*EA#'%" S"("

1 =

'-&


lleva a cabo algunas veces al vacío para evitar la oxidación rápida del material del dado.

Recortado $l recortado es una operación ue se usa para remover la rebaba de la parte de traba&o en el for&ado con dado impresor. $l recortado en la mayoría de los casos se realiza por cizallamiento en la cual un punzón fuerza el material de traba&o a trav2s de un dado de corte, cuyo contorno tiene el perfil de la parte deseada. $l recorte se hace usualmente mientras el material de traba&o está aún caliente, esto significa ue se debe incluir una prensa de recortado separado por cada martinete o prensa. $n los casos donde el traba&o podría da4arse por el proceso de corte, el recorte puede hacerse por medios alternativos, como esmerilado o aserrado.

CONCLUSION

A*EA#'%" S"("

1 1

'-&


*E+,RAFIA to)o-sob*e-+a-,o*!a.b+ospot.com http://to)o-sob*e-+a-,o*!a.b+ospot.com.es/0/0/y-+as-)esventa!as-venta!as)e-,o*!a*.htm+ http://www.ehowenespano+.com/venta!as-)e+-p*oceso-,o*!a-meta+es1n,o_2022%/ https://es.w1k1pe)1a.o*/w1k1/Fo*!a)o_con_)a)o_ab1e*to_y_con_)a)o_ce**a)o http://es.s+1)esha*e.net/"ateo(eon1)e3/,o*!a)o https://p*e31.com/8)%4b)ena*b/,o*!a)o-)e-meta+es/ http://www.ehu.eus/manu,actu*1n/)ocenc1a/56_ca.p), http://e)ucommons.anahuac.m7:8080/e)u#ommons/1nen1e*1a-mecan1ca-ye+ect*1ca/p*ocesos-)e-manu,actu*a/p*ocesos-)e-,o*!a-y-+am1nac1on http://www.,o*!asbo+1va*.com/pub+1cac1ones-tecn1cas/p*oceso-)e,o*!a//6/62/6/meta+,o*!a.com.a* http://s+1)ep+aye*.es/s+1)e/020%%/

http://www.mono*a,1as.com/t*aba!os8/con,o*ma)o-mate*1a+es/con,o*ma)omate*1a+es.shtm+ http://www.1nen1e*1a1n)ust*1a+on+1ne.com/he**am1entas-pa*a-e+-1nen1e*o1n)ust*1a+/p*ocesos-1n)ust*1a+es/p*ocesos-)e-con,o*ma)o/ http://b1b+1o6.u*+.e)u.t/(1b*os/06/p*o_ma/.p),

A*EA#'%" S"("

1 2

'-&


http://mecat*on1ca%b.b+ospot.com.es/0//)1a*ama-es,ue*3o-)e,o*mac1onun1ta*1a.htm+ http://es.s+1)esha*e.net/)av1)%6/,o*!a)o-)e-meta+es

http://www.mono*a,1as.com/t*aba!os8/con,o*ma)o-mate*1a+es/con,o*ma)omate*1a+es.shtm+ http://www.1nen1e*1a1n)ust*1a+on+1ne.com/he**am1entas-pa*a-e+-1nen1e*o1n)ust*1a+/p*ocesos-1n)ust*1a+es/p*ocesos-)e-con,o*ma)o/

http://b1b+1o6.u*+.e)u.t/(1b*os/06/p*o_ma/.p),

http://es.s+1)esha*e.net/ http://con,o*ma)omecan1co)ep1e3as.weeb+y.com/1n)e7.htm+ http://con,o*ma)omecan1co)ep1e3as)tc.weeb+y.com/,o*!a)o-en-ca+1ente.htm+ http://ta*easun1ve*s1ta*1as.com/,o*!a)o-po*-*eca+ca)o.htm+ http://htm+.*1ncon)e+vao.com/manu,actu*a-s1n-a**an4ue-)e-v1*uta.htm+ https://books.oo+e.es/books? 1)=tc90+65t*0#;p=<%;+p=<%;)4=,o*!a)o>con>*o)1++os;sou*ce=b+; ots=5<)@_#;s1=90-0w%p4'm%5*'m<)+aAc;h+=es;sa=B;ve)=0ahKw!J3832',(h9($CoKD9)mQ2EA& Jv=onepae;4;,=,a+se

A*EA#'%" S"("

1 

Proceso de Forjado

Recommend Documents