Proceso de Forja | | UPV

00:06:07
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Resumen

TLDRThe screencast covers the fundamentals of forging, a process that involves compressing materials, usually at high temperatures, to create finished or pre-formed parts. Forging enhances mechanical properties by refining grain structure and reducing internal defects. Various metals and alloys, such as aluminum, copper, iron, and steel, can undergo forging. The process is conducted using different types of presses, like hydraulic or crankshaft presses, and falls into two main types: open-die and closed-die forging. Open-die forging uses flat dies and may generate a flash, which is extra material that is trimmed off during closed-die forging. Calculating the forging force involves an equation based on yield stress and the equipment used, while careful die sizing ensures accurate material deformation. Forging products range from gears to crankshafts, showing the versatility of this manufacturing method.

Para llevar

  • 🔧 Forging improves mechanical properties by refining grain structure and reducing defects.
  • 🔥 Processes like forging typically occur at high temperatures using high pressure.
  • ⚙️ Products from forging include gears, crankshafts, and turbine components.
  • 🔩 Various metals, including aluminum, copper, iron, and alloys, can be forged.
  • 🛠️ There are multiple types of forging presses such as hydraulic and crankshaft.
  • 🔨 Open-die forging involves compressing material without fixed mold shapes.
  • ⚙️ Closed-die forging shapes materials with molds to produce near-final forms.
  • ✂️ Excess material, or flash, commonly occurs in forging and is trimmed off.
  • 📏 Accurate die sizing is crucial for precise material deformation in forging.
  • 📐 Calculating the forging force involves equations based on material properties and shapes.

Cronología

  • 00:00:00 - 00:06:07

    The screencast explains forging, a key volumetric deformation process used to shape materials. It highlights the main processes, such as forging, rolling, extrusion, and drawing, noting that forging typically involves compressing materials, often heated, using significant pressure via hammer strikes or pressing. Various types of presses, such as hammers or mechanical and hydraulic presses, are discussed. Forging improves mechanical properties by refining grain structure, aligning fibers, and reducing internal defects, making it useful for manufacturing a range of items like transmission shafts and turbine parts. Typically used for primary shaping, forged pieces usually undergo secondary machining.

Mapa mental

Vídeo de preguntas y respuestas

  • What is forging?

    Forging is a compression process often conducted at high temperatures to improve mechanical properties by refining grain and reducing internal defects.

  • What are some examples of forged products?

    Forged products include hardware, transmission shafts, gears, screws, levers, crankshafts, and turbine components.

  • What materials can be forged?

    Materials such as pure metals like aluminum, copper, iron, and various alloys including steel, aluminum, and magnesium alloys can be forged.

  • What are the types of forging presses?

    Types of forging presses include screw presses, crankshaft presses, wedge presses, and hydraulic presses.

  • What is open-die forging?

    Open-die forging involves compressing material without mold guides using flat dies, often resulting in excess material or flash.

  • What is closed-die forging?

    Closed-die forging uses a mold to shape the material, often resulting in a flash that is later trimmed off.

  • What is the purpose of flash in forging?

    The flash helps material flow, ensuring optimal filling of molds despite cooling and friction.

  • How is force calculated in forging?

    Force is calculated using the expression involving yield stress and the projected area, adjusting for friction and geometry.

  • What is upsetting in forging?

    Upsetting increases the dimensions of a part in two directions by compressing it along a third.

  • What is the precision of die sizing important in forging?

    Precision in die sizing is crucial in forging without a flash to ensure material flows correctly.

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Subtítulos
es
Desplazamiento automático:
  • 00:00:01
    en este screencast vamos a explicar la
  • 00:00:04
    definición y elementos de la forja
  • 00:00:06
    algunas operaciones de forjado Y cómo
  • 00:00:09
    estimar las fuerzas involucradas en el
  • 00:00:13
    proceso los procesos de deformación
  • 00:00:15
    volumétrica son aquellos que producen
  • 00:00:17
    deformaciones y cambios significativos
  • 00:00:19
    en la forma del material se pueden
  • 00:00:22
    destacar la forja la laminación la
  • 00:00:24
    extrusión y el
  • 00:00:26
    trefilado la forja es un proceso de
  • 00:00:29
    compresión del material que se realiza
  • 00:00:31
    usualmente en caliente aplicando grandes
  • 00:00:34
    presiones sobre el material para
  • 00:00:36
    realizar piezas acabadas o
  • 00:00:38
    preformas esta presión se puede aplicar
  • 00:00:41
    por impacto o choque con martillos o por
  • 00:00:44
    presión de forma gradual o continua
  • 00:00:46
    mediante prensas hay distintos tipos de
  • 00:00:49
    prensas de hillo viela cigüeñal de cuña
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    hidráulicas la forja permite mejorar
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    considerablemente las propiedades
  • 00:00:58
    mecánicas del material como consecuencia
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    del afinado de grano la orientación de
  • 00:01:04
    la fibra y la eliminación o disminución
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    de defectos internos como sopladas o
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    grietas la forja se utiliza para la
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    obtención de múltiples tipos de piezas
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    con diversidad de formas como errajes
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    árboles de transmisión engranajes
  • 00:01:20
    tornillos vielas cigüeñales elementos de
  • 00:01:23
    turbinas etcétera se puede considerar
  • 00:01:26
    como una fase de conformado primario y
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    estas piezas suelen tener un segundo
  • 00:01:31
    conformado que podría ser un
  • 00:01:34
    mecanizado los materiales forjaes pueden
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    ser tanto materiales puros como el
  • 00:01:39
    aluminio el cobre el hierro o aleaciones
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    de acero de aluminio de Magnesio la
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    tolerancia dimensional que se obtiene en
  • 00:01:48
    un proceso de forjado es grosera el
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    grado de calidad varía desde it13 hasta
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    it16 la forja libre o forjada a mano no
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    tiene interés industrial su utilización
  • 00:02:00
    se limita a la obtención de piezas
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    únicas normalmente artísticas y
  • 00:02:05
    ornamentales la forja con estampa para
  • 00:02:09
    este tipo de forjado se necesita un
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    utillaje formado por dos partes que
  • 00:02:13
    reproducen la forma de la pieza que se
  • 00:02:15
    quiere obtener se pueden llamar matrices
  • 00:02:18
    o estampas una normalmente es fija y
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    otra es móvil que se desplaza con el
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    movimiento de la prensa y aplica la
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    fuerza de deformación con matriz abierta
  • 00:02:30
    se trata de un aplastamiento con
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    matrices planas sin ningún tipo de
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    variación de forma o
  • 00:02:36
    entrante con matriz cerrada diseñada con
  • 00:02:39
    la forma que se quiere aplicar al forjar
  • 00:02:41
    sobre el
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    material Es normal que en el forjado con
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    estampa cerrada se forme una rebaba de
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    material Sobrante que posteriormente se
  • 00:02:50
    elimina con un recorte o troquelado la
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    función de la rebaba es facilitar la
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    afluencia del material y además ayudar
  • 00:02:57
    al llenado óptimo de las matrices que es
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    complicado por el enfriamiento del
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    material y el rozamiento del
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    proceso el recalcado se produce con una
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    fuerza que es capaz de reducir la
  • 00:03:10
    dimensión respecto a cuya dirección se
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    aplica aumentando las dimensiones de la
  • 00:03:15
    pieza según las otras dos
  • 00:03:18
    direcciones por ejemplo para la
  • 00:03:20
    fabricación de la cabeza de un tornillo
  • 00:03:22
    se produce una acumulación de material
  • 00:03:24
    en una zona concreta de la pieza por
  • 00:03:26
    compresión axial en este caso como se
  • 00:03:29
    trata de un forjado sin rebaba el
  • 00:03:31
    dimensionado de la matriz debe ser muy
  • 00:03:34
    preciso en esta transparencia también
  • 00:03:37
    podemos ver el ejemplo de cómo se
  • 00:03:38
    fabrica una biela forjada con estampa
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    cerrada en varias etapas de
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    deformación otras operaciones de forjado
  • 00:03:47
    pueden ser el estirado de barras que
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    consiste en aumentar una dimensión de la
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    pieza a base de reducir las otras dos
  • 00:03:55
    aplicando esfuerzos sobre las
  • 00:03:57
    dimensiones que se reducen se una fuerza
  • 00:04:00
    capaz de conseguir la fluencia del
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    material en una dirección concreta o un
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    proceso de forja en un cigüeñal que
  • 00:04:08
    consiste en hacer pasar una barra de
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    material a través de un par de rodillos
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    con forma y resaltes adecuados a la
  • 00:04:15
    geometría de la pieza a obtener como se
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    trata de una pieza de geometría compleja
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    se hace en varias pasadas aproximándonos
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    poco a poco a la geometría final de la
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    pieza pasamos al cálculo de las fuerzas
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    de forjado
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    la fórmula de la fuerza de forjado con
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    estampa abierta aparece en la
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    transparencia aplicada a una pieza de
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    partida con forma cilíndrica la fuerza
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    se calcula como la tensión de fluencia K
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    por la sección de la pieza a la salida
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    multiplicada por un término que depende
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    del rozamiento entre la pieza y las
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    matrices y las dimensiones finales de la
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    pieza forjada recordad que todos estos
  • 00:04:55
    parámetros se sustituyen en esta
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    ecuación corresponden a valores a las
  • 00:04:59
    salida del proceso para la pieza ya
  • 00:05:02
    forjada para el cálculo de la fuerza de
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    forjado con estampa cerrada se utiliza
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    la expresión de la presión igual a
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    fuerza partido por la superficie donde
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    la presión es la tensión de fluencia en
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    este caso Sigma F del material y la
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    superficie s mayúscula que es la
  • 00:05:21
    superficie proyectada de la zona forjada
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    incluida la rebaba añadiendo un factor K
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    obtenido de forma experimental
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    la fórmula de cálculo queda como fuerza
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    igual a K * Sigma F por
  • 00:05:36
    s el valor de K depende de la
  • 00:05:39
    complejidad de la pieza que se vaya a
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    forjar y se aplica según las
  • 00:05:43
    indicaciones de la tabla por ejemplo
  • 00:05:46
    para piezas sencillas sin rebaba varía
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    entre tres y cinco y para piezas de
  • 00:05:50
    geometría compleja entre 8 y
  • 00:05:54
    12 y con esto finalizamos la explicación
  • 00:05:57
    del proceso de forja donde hemos visto
  • 00:06:00
    los fundamentos y aplicaciones básicas
  • 00:06:02
    de este proceso de fabricación
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