diapositivas - u2.2-forja
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Material de catedra Tecnología 1 Productos Diseño Industrial FAUD UNMdPTRANSCRIPT
Tecnología I
Forja1.
Introducción
2.
Forja en frío
3.
Forja en caliente
4.
Operaciones de forja
5.
Condiciones de trabajo
Introducción
Forja → conformado mecánicoPara metales maleables, dúctiles, forjables
En frío → Temperatura ambienteMayores esfuerzos, limitación en deformación, mejora de las PM y alta terminación superficial
En caliente → Temperatura de forjaMenores esfuerzos, recristalizado continuo, posibilidad de formas variadas y mala terminación superficial
Ra respecto de la tecnologRa respecto de la tecnologíía de la fundicia de la fundicióónnIntroducción
Introducción
Piezas obtenidas por forja
Introducción
Deformaciones sucesivas para obtener una pieza forjada
Introducción
Sucesivas etapas, partiendo de forja, para obtener una pieza
Introducción
Líneas de flujo → Incremento de propiedades mecánicas
Introducción
Diferencias entre forja y otras técnicas
Acuñado
Material a acuñar
Superficie[cm2]
Presión[Tn/cm2]
Fuerza[Tn]
Oro-Au 9,07 (34mm Ø) 17,05 154,73,14 (20mm Ø) 14,57 45,76
Plata-Ar 9,07 (34mm Ø) 17,64 1601,13 (12mm Ø) 30,97 35
Ni 2,00 (16mm Ø) 90,00 180Cu 2,00 (16mm Ø) 46,50 93
Forja en frío
Forja en frío + Recristalizado
Forja en caliente
Forja en caliente
Dificultad de forja Material T forja [°C]
Baja
Aleaciones base Al 400 – 550Aleaciones base Mg 250 – 350Aleaciones base Cu 600 – 900Aceros al C y baja aleación 850 – 1150
MediaAceros Inox martensíticos 1100 – 1250Aceros Inox austeníticos 1100 – 1250Aleaciones base Ti 700 – 950
Alta
Superaleaciones base Fe 1050 – 1180Aleaciones base Mo 1150 – 1350Superaleaciones base Ni 1050 – 1200Aleaciones base W 1200 – 1300
Forja en caliente
Tijera SS martensítico → Tforja: 1.100ºC
Forja en caliente
Fraguas : Carbón + aire
Forja en caliente
Horno de calentamiento continuo: gas + aire
Operaciones de forja
Estirado
Recalcado
Operaciones de forja
Punzonado
Agujereado
Operaciones de forja
Tronzado
Degollado
Operaciones de forja
Doblado
Aplanado
Canteado
Retorcido
Operaciones de forja: manual
Yunque, Bigornia
Operaciones de forja: manual
Tenazas
Operaciones de forja: mecánica
- Acción dinámica (impacto) → martillos o martinetes
- Acción estática (compresión lenta) → prensas
-
Otras → recalcadoras, cilindros de forjar, rotativas
Forja mecánica: martillos de tabla
DesdeMazas de 200 kg y h 80 cm
hastaMazas 3.500 kg y h 200 cm
↓piezas 50 kg
Maza + estampa → tabla se eleva por dos cilindros
Ep = m . g . h
Forja mecánica: martillos de vapor
Para piezas entre 500 kg y 25 TVapor x debajo: ascenso mazaVapor x encima: descenso mazaVelocidades de choque hasta 10 m/sEnergía W = m.v²/2g
Martillos de aire comprimido↓→
Tabla + aire
Martillos de contragolpe↓→
Vapor + doble efecto
Forja mecánica: prensas mecánicas
De cigüeñal y de poleas
Forja mecánica: prensas hidráulicas
ConceptoSistemas hidráulicos
S émbolo grande 100 veces que embolo pequeño
⇓Fuerza será
100 veces mayor ⇓
10 kg ⇒
1.000 kg
Forja mecánica: prensas hidráulicas
Forja mecánica: prensas hidráulicas
Forja mecánica: forjadoras rotativas
Forja mecánica: matrices
Forja mecánica: matrices
Material a forjar Angulo [°] Aleaciones base Al 0 –
2
Aleaciones base Mg 0 –
2Bronces –
Latones 0 –
3
Aceros 5 –
7Aceros inoxidables 5 –
8
Aleaciones base Ti 5 –
6
Ángulos de salida
Matriz sobre base cilíndrica
Forja mecánica: matrices
Colas de milano y pernos guiadores
Forja mecánica: matrices
Forjas de acción vertical y horizontal
Forja mecánica: número de piezas
Piezas únicas y/o series muy cortasNo hay herramental ⇒ forja manual, artesanalHasta 15 kg
⇒ un hombre con martillos de aire
Hasta 40 kg
⇒ dos hombresGrandes piezas ⇒ cuatro hombres y prensas
ii.-
Producción en masaHerramental y forjado mecánico
Forja mecánica: sobre espesores y tolerancias
Sobre espesores para piezas sencillasforja manual o mecánica
•
Pequeñas, ~ 3 mm
de sobre espesor en superficies•
Medianas, ~ 5 a 10 mm
• Grandes, ~ 25 a 30
Tolerancias dimensionalesforja manual o mecánica
•
Pequeñas = -
5 % a + 20 %•
Medianas = -
3 % a + 5 %
•
Grandes = ±
2,5 %
Forja: deformación en compresión
Carga uniaxial para obtener flujo plástico ⇒ P = σ0
. Aσ0
: límite elástico metal; A: área sección transversal
Presión aplicada p ⇒ p = P / A
Por constancia de volumen ⇒ A0
. h0
= A . hA0
: área inicial = π
. d0
² / 4 ; h0
: altura inicialA : área final; h : altura final.
A = (A0
. h0
) / h y P = σ0
. A en (2)
p = (σ0
. A ) . h / (A0
. h0
) = (4 . σ0
. A . h ) / (π
. d0
² . h0
)
Forja: deformación en compresión
Fricción entre metal y herramental⇓
No hay deformación homogénea⇓
Abarrilamiento
Forja: piezas
Forja: piezas
Piquetas
Forja: piezas
Piquetas
Forja: piezas
Barandas