Procesos de formado mecánico: Forjado, prensado y estirado

Procesos de fabricación

Ingeniería Industrial

Unidad III

Formado mecánico: forjado, prensado y estirado

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Índice

Introducción        3

Formado mecánico        4

Forjado        4

Clasificación de la forja:        5

Prensado        8

Prensado isostático        8

Ventajas del prensado isostático        8

Estirado        9

Decapado        10

Estirado        10

Acabado        10

Estirado en frio        11

Bibliografía        12

Introducción

Este trabajo fue elaborado para la materia de procesos de fabricación en el Instituto Tecnológico de Colima en la carrera de ingeniería industrial.

El trabajo incluye algunos temas de la tercera unidad, tales como; el formado mecánico, forjado, prensado y estirado de los metales, esta investigación sirve para facilitar la comprensión de estos temas ya que para su elaboración se consultaron diversas fuentes y el contenido esta lo mayormente explicado y claro para que sea fácilmente entendido, contiene la definición y explicación grafica además de los diversos tipos de forja y estirado que hay en la industria.

Formado mecánico

El formado de partes con la aplicación de fuerza mecánica, se considera uno de los procesos de formación más importantes, en términos del valor de la producción y del método de producción. El formado de partes se puede efectuar con el material frío (formado en frío) o con material caliente (formado en caliente). Las fuerzas utilizadas para formar las partes pueden ser de tipo de forjado, flexión, compresión o cizallado y tensión. Los procesos de formado se pueden clasificar sobre la base de la forma en que se aplica la fuerza.

Los procesos de formado se pueden clasificar sobre la base de la forma en que se aplica la fuerza. Diversos artículos mecánicos están formados por piezas unidas, las cuales obtienen su forma mediante diferentes procesos mecánicos como: estirado forjado, fundición, laminado y sobre todo mediante arranque de viruta.

Forjado

El  forjado es  un  proceso básico en   el   que  la  pieza  de  trabajo  se   moldea   mediante fuerzas de compresión aplicadas por medio de matrices y   herramentales. Es una de las operacio-nes más antiguas e  importantes  en el  trabajo de metales;se   remonta al año 4000  a.C.  y se  utilizó   por   primera   vez  para  realizar   joyería,  monedas  y diversos  implementos   marti-llando  el   metal con herramientas hechas  de  piedra.  En  la  actualidad,  las   partes  forjadas incluyen grandes rotores para turbinas, engranes,  tornillos  y  remaches,  cuchillería, herramientas  manuales, diversos  componentes  estructurales  para  maquinaria, aeronaves  y   vías   férreas,  así   como   otros   equipos   de   transporte.

En el caso más simple, el metal es comprimido entre martillo y un yunque y la forma final se obtiene girando y moviendo la pieza de trabajo entre golpe y golpe. Para producción en masa y el formado de secciones grandes, el martillo es sustituido por un martinete o dado deslizante en un bastidor e impulsado por una potencia mecánica, hidráulica o vapor.

Un dispositivo utiliza directamente el empuje hacia abajo que resulta de la explosión en la cabeza de un cilindro sobre un pistón móvil. Los dados que han sustituido al martillo y al yunque pueden variar desde un par de herramientas de cara plana, hasta ejemplares que tiene cavidades apareadas capaces de ser usadas para producir las formas más complejas.

El embutido es una extensión del prensado en la que un tejo de metal se le da una tercera dimensión. Este proceso puede llevarse a cabo únicamente en frio ya que en caliente produce en el metal un cuello y la ruptura.

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Laminado: proceso en el cual se reduce el espesor del material pasándolo entre un par de rodillos rotatorios.

Forjado con estampa: se coloca la pieza entre dos matrices que conforman una cavidad con la forma y dimensiones que se desean obtener para la pieza. Este proceso se debe realizar con un cordón de rebaba que sirve para aportar el precio necesario al llenar las zonas finales de la pieza.

Recalcado: se puede realizar en frio. Consiste en la acumulación de material en una zona determinada y limitada de una pieza (normalmente en forma de barra).

Forjado isométrico: es un tipo especial de forja en el cual la temperatura de los troqueles es significativamente superior a la utilizada en procesos de forja convencional.

Forja artesanal: se le da la forma a la pieza de metal por medio de fuego y un martillo.

Clasificación de la forja:

FORJA EN FRÍO

Fundamentalmente se efectúan operaciones de acabado o aquellas que se caracterizan por pequeños porcentajes de deformación.

FORJA EN CALIENTE

El 90% de piezas forjadas son hechas con este método. Con el calentamiento correcto de la pieza se mejora la capacidad de ésta para cambiar de forma y dimensiones, sin que se presenten fallas o agrietamiento.

FORJADO TROQUEL O DADO ABIERTO

Este es el proceso más sencillo se puede describir el proceso como una pieza solida colocadas entre dos dados o matrices planos cuya altura se reduce por compresión. Debido a que se mantiene el volumen constante toda reducción de altura aumenta el diámetro de la pieza forjada.

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FORJADO TROQUEL O DADO IMPRESOR

Llamado algunas veces "forjado en dado cerrado", se realiza con dado que tiene la forma inversa requerida para la pieza. Este proceso se ilustra en una secuencia de tres pasos en la siguiente imagen. El material sobrante que queda fuera del dado se denomina la rebaba. Aunque este material se recorta al final es muy importante para el proceso, ya que restringe el flujo de más material hacia fuera del dado. Debido a la rebaba y las formas más complejas que tiene se pueden realizar en este proceso, se producen fuerzas mayores que en el proceso de dado abierto.

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FORJADO SIN REBABA

El dado restringe completamente el material dentro de la cavidad y no se produce rebaba excedente.

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FORJADO CON RODILLOS

Es un proceso de deformación que se usa para reducir la sección transversal de una pieza de trabajo cilíndrica (o rectangular), ésta pasa a través de una serie de rodillos opuestos con canales que igualan la forma requerida por la parte final. El forjado con rodillos se clasifica generalmente como un proceso de forja, aun cuando utiliza rodillos. Los rodillos no giran continuamente, sino solamente a través de una porción de revolución que corresponde a la deformación que requiere la parte. La partes forjadas con rodillos son generalmente más fuertes y poseen una estructura granular favorable con respecto a otros procesos competidores como el maquinado que puede usarse para producir estas mismas partes. 

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