FORJADO

FRANK DIAZ

República Bolivariana de VenezuelaUniversidad Nacional Experimental

Politécnica“Antonio José de Sucre”

Vice –Rectorado Puerto OrdazCátedra: Procesos de Fabricación I

DEFINICION • Proceso de conformado de deformación plástica en los

cuales el volumen y la masa del metal se conservan solo se desplazan a través de una matriz o martillo que da la forma de esta. este proceso es de compresión directa, ya que se aplica una fuerza directa sobre la pieza y el metal fluye perpendicularmente a la dirección de la compresión.

El ensayo de compresión.

(a)

(b)

Procesos de compresión directa. (a) Forja; (b) Laminación.

CLASIFICACION DE LOS PROCESOS DE FORJADO

la forja se puede definir como el procedimiento de trabajar los metales para darles formas útiles, mediante el martillo o prensado.

la mayoría de las operaciones de forja se realizan en caliente, aunque algunos metales pueden forjarse en frío. existen dos clases de equipos fundamentales para forja. los martillos, que atacan la superficie con golpes rápidos y las prensas de forja, que someten al metal a una fuerza de compresión de poca velocidad.  

los procesos de forja pueden ser agrupados en dos amplias categorías: forja a matriz abierta y forja a matriz cerrada.

la forja a matriz abierta se efectúa entre dos matrices planas o matrices de forma muy simple.

en la forja a matriz cerrada la pieza de trabajo se deforma entre dos medias matrices las cuales poseen las impresiones de la forma final deseada.

Canal deRebaba

RebabaMatriz Inferior

Matriz Superior

Pieza Forjada

CARACTERISTICAS

(c) (d)

(a)(b)

Operaciones de la, forja (a) Estirado; (b) “Swanging”, (c) Punzonado y (d) Troquelado.

Vista de una sección de forja a matriz cerrada.

EQUIPOS DE FORJA

• SE CLASIFICAN DE ACUERDO A LA OPERACIÓN Las prensas mecánicas de forja son máquinas de choque restringido debido a que la longitud de choque de la prensa y la carga disponible a varias posiciones de choque representan su capacidad.

Las prensas hidráulicas son máquinas de carga restringida debido a que su capacidad para efectuar la operación esta limitada mayormente por la de carga máxima. Cada uno de esos equipos de forja necesita ser examinado con respecto a su carga y las características de energía, las características que dependen del tiempo y su capacidad de producir partes a dimensión con bastante exactitud.

Piston

Sube

Baja

Tabla

Cilindro

Porta Matriz

Yunque

PiezaMatriz Inferior

Matriz Superior

(a) Martillo mecánico; (b) Martillo de vapor.

EQUIPOS PRINCIPALES PARA EL PROCESO DE FORJADO.

Máquina de Forja Rango de Velocidad

Martillo de Caída por Gravedad. 3,6 - 4,8

Martillo de Caída por Potencia. 3,0 - 9,0

Maquinas HERF 6,0 - 24,0

Prensas Mecánicas 0,06 - 1,5

Prensas Hidráulicas 0,06 - 0,30

Valores típicos de velocidad para los diferentes equipos de forja

(b)(a)

Pto. MuertoSuperior

Pto. MuertoInferior

Acumulador

(a) Prensa de cigüeñal (b) Prensa hidráulica.

DEFORMACION POR COMPRESION

h A h A0 0 1 1

eh h

h

h AA

h

A A

A

A

Ac

0 1

0

0 0

1

0

1 0

1 1

1

COMO EL VOLUMEN DE UNA PIEZA LO DESCRIBIRIAMOS ASI PARA UN PROCESO DE CONFORMADO INICIAL Y EL FINAL

AHOR LA DEFORMACION POR COMPRESION PUEDE DEFINIRSE COMO :

PARA OBTENER LOS MISMOS VALORES DE LA DEFORMACION POR COMPRESION EL CAMBIO DE ALTURA ∆H DEBE DIVIDIRSE POR LA ALTURA ORIGINAL ho, MIENTRAS QUE EL CAMBIO EN SECCIÓN TRANSVERSAL ∆Α DEBE DIVIDIRSE POR EL ÁREA FINAL.

SIN EMBARGO, LAS DEFORMACIONES PUEDEN SER DEFINIDAS COMO UN

PEQUEÑO CAMBIO INFINITESIMAL DIVIDIDO POR EL VALOR INSTANTÁNEO DE LA

DIMENSIÓN (EN CUALQUIER ESTADO INTERMEDIO DE DEFORMACIÓN) .

INTEGRANDO SOBRE EL RANGO TOTAL LA DEFORMACIÓN REAL O NATURAL

ESTA DADA POR:

dh

h

dh

h

h

hh

hln 1

00

1

DE LAS ECUACIONES ANTERIORES SE TIENE QUE:

h

hec

1

0

1 ln ln 1- ch

he1

0

y

DEFECTOS DE FORJA

• EL PRINCIPAL DEFECTO ES LA PENETRACION INCOMPLETA, ES LA QUE GENERA ; SEGREGACION, ESTRUCTURA DENDRITICA, Y GRIETAS

(c)

(a) (b)

Rebaba

Plieguefrío

Defectos típicos de forja (a) grietas en la rebaba; (b) pliegue frío; (c) grietas internas debidas a esfuerzos de tracción secundarios.