tema3 cinematica y estatica del proceso de forja

7/23/2019 tema3 cinematica y estatica del proceso de forja

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MÓDULO I: FORJAMÓDULO I: FORJA

: nem ca y es ca e: nem ca y es ca eproceso de forjaproceso de forja

DPTO. DE INGENIERÍA MECÁNICADPTO. DE INGENIERÍA MECÁNICA

Universidad del País VascoUniversidad del País Vasco – – Euskal Herriko UnibertsitateaEuskal Herriko Unibertsitatea

Tema3: Cinemática y estática del proceso de forja 1/11



ContenidosContenidos

1. Análisis de la deformación en forja libre a bajas velocidades

2. Relación entre velocidades de deformación

. p cac n a a or a con es ampas

4. Cálculo del cordón de rebaba




1.1. Análisis de la deformación en Análisis de la deformación en

forja libre a bajas velocidadesforja libre a bajas velocidades

Aplastamiento de palanquil la en dos direcciones

dx

ydy lL0: longitud inicial de la barraa: lado inicial de la barral: longitud de la zona donde se produce la retención

2x a Lol <

dy

ldy

xdx =

h

L0+2h

hl

b a

bh ⎟

⎠⎜⎝

= ln

Tema3: Cinemática y estática del proceso de forja 3/11entoensanchami



1.1. Análisis de la deformación en Análisis de la deformación en

forja libre a bajas velocidadesforja libre a bajas velocidades

Aplastamiento sin ensanchamiento (deformación plana) de una llanta

l

2/l

ba

lna

h ⎟ ⎠

⎜⎝

=

h λh

Aplastamiento de la parte central de un disco (diámetro d): lna

bh ⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ = h hd

Aplastamiento de un bloque cuadrado (lado c): lna

bh ⎟

⎠⎜⎝

=




2. Relación entre velocidades2. Relación entre velocidades

de deformaciónde deformación

La velocidad de aplastamiento Vv genera una velocidad horizontal Vh en el material, que aumenta con laanchura del troquel y es inversamente proporcional al espesor final de la pieza.

y l

Vvl x

=

lV V vh ⋅=

2xa

VhVh

x




3. Aplicación a la forja con estampas3. Aplicación a la forja con estampas




4. Cálculo del cordón de rebaba4. Cálculo del cordón de rebaba

Definiciones

Sobre el tro uel: Sobre la ieza:

Troquel superior rebaba

l Pieza forjada sinrebabar

e

Cordón de Cordón de

Tro uel inferior

m a r z

Alojamiento de

rebaba

Recomendaciones:

2

< e < 3


l > 8e




CÁLCULO DEL CORDÓN DE REBABA: Forja de un ci lindro de diámetro d y altura H

p

CONDICIÓN DEEQUILIBRIO

forja del cilindro. Se obtiene

de las curvas umbrales de

plasticidad entrando con:

d

r K

⋅= 2

α=0

p1

r pb

+ pc = p - ap1: presión necesaria para

la forja del cordón de

rebaba. Se obtiene de las

curvas umbrales de λ

ε

⋅=

2'K

Hpb+pc p - a

a: pérdida de carga correspondiente al umbral de

plasticidad en el plano de la rebaba. Se obtiene de las

curvas umbrales de plasticidad entrando con:

λ d

H

D

hε/2

D

D

HK =

D

hK

2=

DDK

ε

ε

=⋅

= 22

'

pb: res s enc a e ma er a a a e ormac n ra a

pc: rozamiento del material con las estampas en la rebaba

FUERZA TOTAL NECESARIA PARA LA FORJA:

Tema3: Cinemática y estática del proceso de forja 8/11( ) 4

1

d

pd pF

⋅

⋅++⋅⋅⋅=

π

λ π λ




Cálculo de pb: A

d

p t bλ

σ ⋅⋅=

2T

εO

dθθ

pb

(d/2)·dθλd/2

T B

Cálculo de pc: p1

Llevando estos dosvalores a la ecuación de

εFR1

ε

⋅⋅⋅= pc

equ r o e atransparencia 8, quedauna ecuación con dos

incógnitas: ypc

λ

FR2


p1




Consideraciones adicionales: RESISTENCIA MECÁNICA DEL CORDÓN DE REBABA

Valores mínimos

la ecuación de equil ibr io

En la forja en martil lo, alternativamente se pueden usar los valores de esta tabla:





RESOLUCIÓN DE LA ECUACÍÓN DE EQUILIBRIO

Para resolver la ecuación de equil ibrio sin iterar una buena aproximación es suponer que p1 (presiónsobre la rebaba) se encuentra en la parte hiperból ica de las curvas umbrales de plasticidad, pudiéndoseexpresar con la siguiente ecuación explícita:

K

Q p =⋅

⋅λ

ε

21 para el acero

Llevando esta expresión a la ecuación de equi libr io, se puede escribir de forma compacta:

pap b−−=

λ mm61: −ε


⋅⋅

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