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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
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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
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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
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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 ⎟
⎠⎜⎝
=
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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
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3. Aplicación a la forja con estampas3. Aplicación a la forja con estampas
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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
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l > 8e
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4. Cálculo del cordón de rebaba4. Cálculo del cordón de rebaba
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:
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1
d
pd pF
⋅
⋅++⋅⋅⋅=
π
λ π λ
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4. Cálculo del cordón de rebaba4. Cálculo del cordón de rebaba
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
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p1
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4. Cálculo del cordón de rebaba4. Cálculo del cordón de rebaba
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:
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4. Cálculo del cordón de rebaba4. Cálculo del cordón de rebaba
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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⋅⋅