Procesos Que Realizan Cambio de Forma

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Procesos que realizan cambio de forma Operaciones de trabajo en caliente El trabajo en caliente es atractivo, porque a temperaturas elevadas, los metales pierden resistencia y hacen más dúctiles sin agotar la plasticidad del material. En el caso de los aceros, la conformación en caliente supone deformar una estructura austenítica, menos resistente en contraposición a la mucho más fuerte estructura de ferrita existente a la temperatura ambiente. 1. Rolado o laminado Es el proceso de reducir el espesor (o modificar la sección transversal) de una pieza larga mediante fuerzas de compresión aplicadas a través de un juego de rodillos. La laminación suele ser la primera etapa del proceso de transformación de materiales fundidos en productos acabados. Los productos obtenidos de los procesos de laminación, tales como: chapa, plancha, barra y fleje, sirven como materia prima para otras operaciones de fabricación. Las fuerzas de laminación pueden causar deflexión y aplastamiento de los rodillos; por lo tanto. es importante reducir dichas fuerzas. Las fuerzas de laminado pueden reducirse mediante cualquiera de los siguientes procedimientos: a) Reduciendo la fricción b) Utilizando rodillos de diámetro menor, a fin de reducir el área de contacto c) Efectuando reducciones más pequeñas por pasada, a fin de reducir la resistencia del material Ver video: http://www.youtube.com/watch?v=1Ewo-Pf9h54&NR=1 2. Forja Es un proceso en el que la pieza se conforma mediante fuerzas sucesivas de compresión, aplicadas a través de diversos dados o matrices y herramientas. La mayor parte de las forjas requieren un conjunto de matrices y equipo como prensas o martinetes. Algunos de los productos que se obtienen mediante el proceso de forja son tornillos, remaches, bielas, ejes de turbinas, engranajes, herramientas de mano y piezas estructurales para maquinaria, aviones, ferrocarriles.

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Procesos que realizan cambio de forma Operaciones de trabajo en caliente El trabajo en caliente es atractivo, porque a temperaturas elevadas, los metales pierden resistencia y hacen más dúctiles sin agotar la plasticidad del material. En el caso de los aceros, la conformación en caliente supone deformar una estructura austenítica, menos resistente en contraposición a la mucho más fuerte estructura de ferrita existente a la temperatura ambiente. 1. Rolado o laminado Es el proceso de reducir el es

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Procesos que realizan cambio de forma

Operaciones de trabajo en calienteEl trabajo en caliente es atractivo, porque a temperaturas elevadas, los metales pierden resistencia y hacen más dúctiles sin agotar la plasticidad del material. En el caso de los aceros, la conformación en caliente supone deformar una estructura austenítica, menos resistente en contraposición a la mucho más fuerte estructura de ferrita existente a la temperatura ambiente.

1. Rolado o laminadoEs el proceso de reducir el espesor (o modificar la sección transversal) de una pieza larga mediante fuerzas de compresión aplicadas a través de un juego de rodillos.

La laminación suele ser la primera etapa del proceso de transformación de materiales fundidos en productos acabados. Los productos obtenidos de los procesos de laminación, tales como: chapa, plancha, barra y fleje, sirven como materia prima para otras operaciones de fabricación.

Las fuerzas de laminación pueden causar deflexión y aplastamiento de los rodillos; por lo tanto. es importante reducir dichas fuerzas. Las fuerzas de laminado pueden reducirse mediante cualquiera de los siguientes procedimientos:

a) Reduciendo la fricciónb) Utilizando rodillos de diámetro menor, a fin de reducir el área de contactoc) Efectuando reducciones más pequeñas por pasada, a fin de reducir la resistencia del material

Ver video: http://www.youtube.com/watch?v=1Ewo-Pf9h54&NR=1

2. ForjaEs un proceso en el que la pieza se conforma mediante fuerzas sucesivas de compresión, aplicadas a través de diversos dados o matrices y herramientas. La mayor parte de las forjas requieren un conjunto de matrices y equipo como prensas o martinetes. Algunos de los productos que se obtienen mediante el proceso de forja son tornillos, remaches, bielas, ejes de turbinas, engranajes, herramientas de mano y piezas estructurales para maquinaria, aviones, ferrocarriles.

En el proceso de forja el material puede ser:1) Estirado, aumentando de longitud y disminuyendo de sección.2) Recalcado, aumentando de longitud y disminuyendo de sección.3) Comprimido en matriz de impresión.

Las piezas forjadas requieren de operaciones adicionales de acabado, como por ejemplo, tratamientos térmicos, para modificar sus propiedades, maquinado para obtener las dimensiones adecuadas.

Forja libreEl metal a conformar se calienta en toda su masa, hasta la temperatura correcta, antes de colocarse en el yunque, los impactos son asestados seguidamente un martillo mecánico. En la matriz abierta no se confina el flujo del metal, y el martillo y el yunque son muchas veces totalmente planos. La forma deseada la obtiene el operador cambiando entre golpes la posición de la pieza.

Forja en matriz de impresiónEste tipo de forja utiliza una matriz dividida en dos partes, una de ellas se une al martillo y la otra al yunque. El metal caliente se coloca en la cavidad inferior y recibe uno o varios golpes con la matriz superior, provocando el corrimiento del metal, llenando la cavidad.

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Etapas en la forja por matriz de impresión1) Repartición, 2) Desbaste3) Impresión final

Las limitaciones que encuentra el metal para correr en determinadas direcciones a causa de la forma de la cavidad, hace que dicho corrimiento tenga lugar en las direcciones deseadas, lo que permite conseguir estructuras de fibra favorable.

Forja en prensaEste tipo de forja se debe utilizar para secciones de gran tamaño. Aquí se ejerce una acción compresiva lenta que afecta a toda la masa metálica y provoca un corrimiento más uniforme de la misma. Sin embargo, como el contacto entre la matriz y la pieza, es de larga duración; la superficie de la pieza se enfría, se hace más rígida y menos dúctil y puede agrietarse durante la conformación.

Forja por recalcadoSe aumenta el diámetro del extremo o de l parte central de una barra comprimiendo esta longitudinalmente. En este tipo de forjas se utilizan matrices dotadas de varias posiciones o cavidades. Estas matrices se abren levemente para que la barra caliente penetre en su interior y quede en la posición correcta. Luego se aprietan una contra la otra y un punzón o émbolo se desplaza longitudinalmente comprimiendo la barra, recalcándola contra la cavidad de la matriz. Mediante este proceso se fabrican cabezas de pernos, tornillos, etc.

Al diseñar piezas por recalcado deben seguirse tres reglas:1) La longitud máxima del metal libre que puede acumularse o recalcarse de un solo golpe, sin

producir un pandeo perjudicial, es el triple del diámetro del redondo.2) Es posible recalcar sin dificultad trozos de materia prima tres veces más largos que el

diámetro, con tal que el diámetro de la cavidad de la matriz no sea mayor que 1.5 veces el de la barra.

3) En un recalcado que requiera la longitud de materia prima superior al triple del diámetro del redondo, y cuando el diámetro del recalcado sea inferior a 1.5 veces el diámetro del mismo, la longitud del metal libre que quede por delante de la matriz no debe exceder de dicho diámetro.

Forja por laminaciónEs una operación mediante la cual una barra redonda o cuadrada se reduce de espesor y se incrementa de longitud (ejes, palancas cónicas). Se utilizan maquinas equipadas con dos semicilindros con acanaladuras conformadas y ligeramente descentradas respecto al eje de rotación.

ConificadoEs una reducción de sección que se efectúa en un tubo o barra, forzándolo contra una matriz que hace las veces de martillo de forja. Con golpes sucesivos se obliga al metal a correrse hacia dentro y adquirir la forma interna de la matriz.

Ver video: http://es.youtube.com/watch?v=7A2VrtPx5HY

3. ExtrusiónEn la extrusión se obliga al metal a fluir por compresión a través de una matriz de la forma conveniente, para obtener un producto de sección transversal reducida. Los metales más utilizados para este proceso son: plomo, cobre, aluminio, magnesio y sus aleaciones. La extrusión en aceros es más difícil, debido a que presentan límites elásticos muy altos y tienden a soldarse a las paredes de la matriz.

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La extrusión resulta interesante, debido a que se pueden obtener piezas que no podrían ser fabricadas por laminación, especialmente si presentan zonas cóncavas o huecas; las limitaciones respecto a medidas son escasas, debido a que se existen prensas capaces de extrudir cualquier forma que pueda encerrarse en un circuito de 75 cm; aunque para los aceros y las aleaciones de alta resistencia, las formas y medidas están más limitadas.

También se pueden fabricar piezas con formas huecas utilizando mandriles fijos y móviles para extrudir productos tubulares. En el caso de cavidades interiores más complicadas se recurre a los mandriles radiales o de araña. El coste de los extruidos en hueco es considerablemente mayor que el de los macizos, pero este procedimiento permite obtener una amplia gama de productos que no pueden obtenerse de otro modo.

4. EmbuticiónEs una operación de conformación plástica mediante la cual una chapa o planca plana (laminas de cierto espesor) recibe una forma ahuecada tridimensional de una profundidad varias veces el espesor del metal original. Cuando el macho desciende sobre la matriz (o bien, cuando la matriz se desplaza contra el macho), el metal adquiere la forma que le confiere el juego de macho y matriz. La embutición en caliente se utiliza para fabricar componentes cilíndricos de pared gruesa, como son depósitos de oxígeno o munición de artillería.

5. Repujado en calienteEl repujado o repulsado, es la conformación plástica de piezas metálicas a partir de un disco plano en rotación, mediante la aplicación localizada de presión en una de las caras del mismo, con lo cual se obliga al metal a deformarse y a aplicarse contra un molde o forma giratorio fijo contra la cara del disco. El repujado en caliente se utiliza para conseguir formas de revolución con planchas de acero gruesas, como las tapas abombadas de recipientes a presión; para planchas gruesas de conformación difícil, como el titanio.

Trabajos en frío

1. Laminación en fríoEste proceso es similar al proceso de laminación en caliente, pero se requiere de máquinas más potentes, ya que se requiere de mayor fuerza para deformar la materia prima. Además se requiere de más pasadas del material por el juego de rodillos, ya que solo se permiten pequeñas deformaciones por pasada compara con la laminación en caliente, y así evitar la aparición de grietas o la presencia de esfuerzos residuales de importancia. Se debe tener cuidado con la limpieza de la materia prima, ya que las impurezas pueden dañar y reducir de manera importante la vida útil de las herramientas utilizadas en la laminación.

2. Forja en fríoEste proceso se realiza de manera similar a la forja en matriz de impresión en caliente, requiere de máquinas más potentes y de más etapas, debido a que no se permiten grandes deformaciones por etapa, ya que se podrían presentar grietas o esfuerzos residuales de consideración.

3. TrefiladoEn éste, el diámetro de una pieza de metal cilíndrica es reducida jalándola a través de un agujero cónico que es el perfil interno de un dado de estirado. El metal cilíndrico alimentado es inicialmente ahusado de manera que salga a través del orificio del dado y pueda ser sujetado para el estirado. El equipo necesario puede encontrarse desde un simple banco de estirado para trabajo intermitente, hasta bloques múltiples para operación continua.

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El bloque de estirado consiste de tres partes un sujetador o cabrestante para sujetar el arrollamiento de varilla lista para estirarse, el dado que es el que ejecuta realmente la reducción y el bloque de estirado que suministra la carga y energía para la reducción; éste también acumula, enrollado, el alambre ya estirado.

Ver video: http://www.youtube.com/watch?v=Kb1E0xcOSRU&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=C8rQ3NoML9w&feature=related

4. EstampadoLos elementos claves de la estampación lo constituyen una prensa (prensa mecánica, neumática o hidráulica), que puede tener tamaño, forma y potencia muy variada, y una matriz o un molde, donde se da la forma del estampado requerido. El estampado de los metales se realiza por presión, donde la chapa se adapta a la forma del molde. El estampado es uno de los procesos de fabricación más fáciles que existen, y permite un gran nivel de automatismo del proceso cuando se trata de realizar grandes cantidades de un producto.

El estampado en frío que se realiza en chapas de acero, aluminio, plata, latón y oro que son las más adecuadas para este proceso.

Ver video: http://www.youtube.com/watch?v=rXQHC0W-RLQ&feature=related

5. CizalladoAntes de fabricar una pieza metálica, se saca una pieza bruta de dimensiones adecuadas a partir de una lámina grande mediante cizallado, corte o troquelado.

Los parámetros principales de procesamiento en el corte son la forma y los materiales del punzón y el dado, la velocidad del punzonado, la lubricación y la holgura entre el punzón y el dado, La holgura es uno de los factores principales en la determinación de la forma y la calidad de la orilla o borde cortado. Al aumentarla holgura, el borde cortado se vuelve más burdo y se agranda la zona de deformación.

7. Doblado de láminas y placasEl doblado es una de las operaciones más comunes de formado; el doblado sirve en ocasiones para impartir rigidez a la pieza, aumentando su momento de inercia. En el doblado las fibras externas del material están en tensión, mientras que las interiores están a compresión

La facilidad de doblado depende de la condición del borde de la lámina. Como los bordes rugosos son puntos concentradores de esfuerzos, disminuye la facilidad de doblado a medida que aumente la rugosidad del borde. Otro factor importante en el agrietamiento de los bordes es la cantidad y forma de las inclusiones en la lámina metálica.