Universidad tecnolgica de Mxico

Procesos de manufactura I

Conformado metlico

Profesora:Anglica Lojero

Alumno:Manuel Alejandro Barrios Magaa

Forja Se denomina forja o forjado aquella operacin plstica en la que se da forma al metal mediante martilleo, compresin o estiramiento. Se califican como forjables, los metales que se pueden deformar, en fro o en caliente, sin que se produzcan grietas ni roturas. En general, son forjables en caliente los materiales que antes de fundir presentan un amplio periodo de ablandamiento, es decir, los que suelen ser soldables. En relacin a las piezas moldeadas, las forjadas o estampadas presentan las siguientes ventajas: a) Mejores caractersticas mecnicas, a igualdad de dimensiones, por la estructura de grano que conferimos al material. b) Menor peso, en consecuencia menor coste, a igualdad de resistencia. c) Mayor resistencia a fatiga. d) Menor sobredimensionado para mecanizar, y consecuentemente menos material para eliminar con los tiles para llegar a la forma definitiva de la pieza. LaminacinPor medio de la laminacin se transforman los lingotes procedentes de las aceras o fundiciones, en formas comerciales aptas para su empleo directo (carriles) o para posteriores elaboraciones. La mayora de los laminados primarios se hacen ya sea en un laminador reversible de dos rodillos (Tren de laminacin) o en un laminador de rolado continuo de tres rodillos. En el laminador reversible de dos rodillos, la pela pasa a travs de los rodillos, los cuales son detenidos y regresados en reversa una y otra vez. A intervalos frecuentes el metal se hace girar 90 sobre su costado para conservar la accin uniforme y refinar el metal completamente, se requieren alrededor de 30 pasadas para reducir un lingote grande a una lupia. Los rodillos superior e inferior estn provistos de ranuras para alojar las diferentes reducciones de la seccin transversal de la superficie. El laminador de dos rodillos es bastante verstil, dado que posee un amplio rango de ajustes segn el tamao de las pelas yrelacin de reduccin, pero est limitado por la longitud que puede laminarse y por las fuerzas de inercia las cuales deben ser superadas cada vez que se hace una inversin. Esto se elimina en el laminador de tres rodillos, pero se requiere un mecanismo elevador. Aunque existe alguna dificultad debido a la carencia de velocidad correcta para todas las pasadas, el laminador de tres rodillos es menos costoso para hacerse y tiene un mayor rendimiento que el laminador reversible.

Extrusin La extrusin en caliente es un proceso que utiliza la gran maleabilidad de los materiales previamente calentados para formarlo. Consiste en forzar al metal (contenido en una cmara de presin) mediante un embolo a salir a travs de una matriz formadora especial, que determina la seccin transversal del producto. Este emerge como una barra continua que se corte a la longitud deseada. La mayora de los metales utiliza extrusin en caliente, para reducir las fuerzas requeridas, eliminar los efectos del trabajo en fro y reducir las propiedades direccionales. El proceso tambin se puede utilizar para materiales de baja resistencia que no se pueden formar por estirado.

Los metales que ms comnmente se someten a extrusin son: El plomo, cobre, latn, bronce, aleaciones de aluminio y magnesio. La obtencin de las piezas metlicas por el proceso de extrusin se puede realizar para los siguientes materiales con las temperaturas adecuadas.Existen algunas variaciones del proceso de extrusin.Extrusin directaConsiste en colocar dentro de la cmara un tocho caliente y redondo que se comprime mediante un embolo. El metal extruido a travs del dado, se abre: hasta que solo queda un pequeo residuo para cortarlo cerca del dado y eliminar el extremo.Extrusin indirectaDifiere de la extrusin directa, en el que la parte extrada se forza a travs del embolo. Se requiere menor esfuerzo en este mtodo, pues no hay friccin entre el trozo de metal y las paredes del recipiente que lo contiene.Sin embargo, tiene limitaciones tales como, la debilidad del ariete por ser hueco y la imposibilidad de proporcionar un soporte adecuado a la parte extrada.Extrusin por impactoEn la extrusin por impacto un punzn es dirigido al pedazo de metal por una fuerza tal que este es elevado a su alrededor la mayora de las operaciones de extrusin por impacto, tales como la manufactura de tubos plegables, son trabajos en fro. Sin embargo hay algunos metales y productos, particularmente aquellos en los cuales se requieren paredes delgadas, en los que los pedazos de metal son calentados a elevadas temperaturas.

Forja Molde: 5%Pieza acotada en milmetros

Acero 4130. Sabiendo las medidas dela pieza final podemos proponer un dimetro y as calcular la altura de nuestra pieza que se someter a forjado.

Si el dimetro del tocho es de 4 cm, entonces su rea seria El volumen de la pieza obtenido de Auto CAD es de Vf =27.724x10-6 m3

Con esta altura podemos proponer nuestro tocho para la forja con las siguientes medidas en milmetros.

El coeficiente de Resistencia que asegura que el material se deforme, por tablas, el mximo es de K=830MPa.El esfuerzo mnimo es Y por grafica el esfuerzo de fluencia requerido es de 800 MPa.

El rea de la pieza definida por Auto CAD es A=8652.5 mm2

Extrusin

Aluminio 1100En la extrusin el factor R necesita un valor mnimo de 4 por eso tomaremos 20 para que el dimetro inicial de nuestro tocho sea concntrico a nuestra pieza a extrudir. EL material se calienta a 400 C.

Cotas en milmetros.Af = 176.74 mm2 (Obtenido de Auto CAD).

La longitud de final de nuestro perfil de aluminio es de 6 m, segn las especificaciones. Para encontrar la longitud inicial del tocho se tiene:

Cuyo volumen final es de Vf =1059840 mm3 o 1.05984x10-3 m3

0.2519 m

Cotas en milmetrosPara poder calcular el esfuerzo de fluencia se necesita primero encontrar su coeficiente deformacin:

El material se calienta a 400C y se obtiene por grfica, un esfuerzo de 75 MPa.

Matriz acotado en milmetros

Laminado

Se requiere una lmina con las siguientes medidas, a partir de una placa de latn recocido7030 de 0.61 m de ancho, 0.0125 m de espesor y 1.2 m de largo.

Para saber el largo de la palca de acero hacemos uso de la siguiente formula:

Acotado en metros

Para que la fuerza se distribuya mejor se propone que se pase el rodillo 14 veces.

Altura (mm)

100.1

9.0480.1

8.1870.1

7.4080.1

6.7030.1

6.0650.1

5.4880.15

4.7240.15

4.0660.15

3.4990.15

3.0120.2

2.4660.2

2.0190.2

1.6530.279

1.250

Se propone un rodillo de r= 6 in (15.24 cm) y se tendrn diferentes L

Altura (mm)L (m)

100.01204

9.0480.01146

8.1870.01090

7.4080.01037

6.7030.00986

6.0650.00938

5.4880.01079

4.7240.01001

4.0660.00929

3.4990.00862

3.0120.00912

2.4660.00825

2.0190.00747

1.6530.00784

1.250

El valor del esfuerzo de fluencia, que se obtiene de la grfica para cada coeficiente de deformacin, se muestra en la siguiente tabla: Altura (mm)Yf (Pa)

100.1240.0E+6

9.0480.1240.0E+6

8.1870.1240.0E+6

7.4080.1240.0E+6

6.7030.1240.0E+6

6.0650.1240.0E+6

5.4880.15280.0E+6

4.7240.15280.0E+6

4.0660.15280.0E+6

3.4990.15280.0E+6

3.0120.2320.0E+6

2.4660.2320.0E+6

2.0190.2320.0E+6

1.6530.279340.0E+6

1.250

Con el esfuerzo de fluencia podemos calcular la fuerza con la que se har el laminado

Altura (mm)Yf (Pa)L (m)Fuerza (N)

10240.0E+60.012041.7631E+6

9.048240.0E+60.011461.6771E+6

8.187240.0E+60.010901.5953E+6

7.408240.0E+60.010371.5175E+6

6.703240.0E+60.009861.4435E+6

6.065240.0E+60.009381.3731E+6

5.488280.0E+60.010791.8436E+6

4.724280.0E+60.010011.7103E+6

4.066280.0E+60.009291.5868E+6

3.499280.0E+60.008621.4721E+6

3.012320.0E+60.009121.7806E+6

2.466320.0E+60.008251.6111E+6

2.019320.0E+60.007471.4578E+6

1.653340.0E+60.007841.6254E+6

1.250

Suponiendo que los rodillos giren a 50 rpm, calculamos la presin en kW y hp.

Altura (mm)L (m)Fuerza (N)Presin (kW)Presin (hps)

100.012041.7631E+6111.17149.08

9.0480.011461.6771E+6100.59134.90

8.1870.010901.5953E+691.02122.06

7.4080.010371.5175E+682.36110.44

6.7030.009861.4435E+674.5299.93

6.0650.009381.3731E+667.4390.42

5.4880.010791.8436E+6104.19139.72

4.7240.010011.7103E+689.68120.26

4.0660.009291.5868E+677.18103.51

3.4990.008621.4721E+666.4389.09

3.0120.009121.7806E+685.04114.04

2.4660.008251.6111E+669.6393.37

2.0190.007471.4578E+657.0176.45

1.6530.007841.6254E+666.6989.44

1.250