RESUMEN TOOLING DE FORJA DEL SME

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MATERIA: DISEÑO HERRAMENTAL

PROFESOR: ING. EMILIO FILEMÓN MUNGUÍA PONCE

ALUMNO: LUIS DANIEL ROSENDO LARA

TAREA: RESUMEN DE TOOLING DE FORJA DEL SME

FECHA: 23 DE DICIEMBRE 2020

TOOLING

Las herramientas utilizadas en el proceso de forja consisten principalmente en las matrices en las que se forjan las piezas de trabajo. El forjado se puede lograr con

• Troqueles abiertos
• Matrices planas

Troqueles abiertos

Cada juego de matrices se compone de una mitad superior e inferior. La mitad superior está unida al ariete y la mitad inferior está unida al martillo o al banco de prensa. También se emplean herramientas auxiliares para cortar barras forjadas, controlar el tamaño final de la forja e iniciar ajustes o cambios en las secciones de las piezas forjadas. Los tipos de matrices que se emplean normalmente son

• Matrices planas
• Matrices de estampación
• Matrices en V

Matrices planas

Se utilizan para la mayoría de las piezas forjadas en matriz abierta. Las superficies planas son paralelas para evitar que la pieza de trabajo se estreche.

Tienen un ancho de 12-20 "(300-500 mm), pero normalmente tienen un ancho de 16-18" (400-450 mm). Los bordes están redondeados para evitar que la pieza de trabajo se pellizque o se rompan.

Las matrices planas se utilizan para forjar barras, ya sean redondas o con forma. Se emplean troqueles anchos cuando se desea un flujo transversal (movimiento lateral) o cuando la pieza de trabajo se extrae mediante golpes repetidos. Se emplean matrices estrechas para cortar o estrechar varias secciones transversales.

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Troqueles de estampación

Son troqueles planos con un corte en forma de V en el centro, tiene un ángulo de 120 °, y el centro de la V contiene un radio correspondiente al diámetro mínimo del eje que se puede producir.

Las ventajas de los troqueles de estampación sobre los troqueles planos para forjar barras redondas incluyen un abombamiento lateral mínimo y una mayor deformación en el centro de la barra.

La desventaja es que las matrices de estampación normalmente están diseñadas para forjar una barra de un solo tamaño. Otra desventaja es que las piezas no se pueden marcar o cortar cuando las matrices de estampación deben quitarse y reemplazarse por matrices planas primero.

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Troqueles V

En los troqueles en V, el troquel inferior contiene una forma de V y el troquel superior siempre es plano. El ángulo óptimo para producir piezas redondas, pero generalmente se emplea para forjar cilindros huecos a partir de una palanquilla hueca. Se utiliza un mandril hueco o sólido junto con las matrices en V para formar el interior del cilindro. 

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Material de matriz

El material de la matriz debe ser capaz de resistir el calor, la abrasión y el uso rudo, además de tener un costo económico. Los aceros aleados de las series AISI 4100 o 4300 y algunos patentados que contienen 0,44-0,55% de carbono se utilizan normalmente para estas matrices. La dureza de estas matrices es menor (aproximadamente 270-320 Bhn) que las matrices cerradas. Las matrices de impresión generalmente se fabrican con aceros pre endurecidos de baja aleación que contienen 0,35-0,50% de carbono, 1,50-5,00% de cromo y adiciones de níquel, molibdeno, tungsteno y vanadio.

Es difícil tratar con calor los bloques de matriz de forma segura después del mecanizado porque la distorsión térmica podría destruir o reducir la precisión dimensional de las impresiones. Por lo tanto, los bloques de matriz se mecanizan después de que se hayan logrado los endurecimientos deseados mediante tratamiento térmico.

Matrícula de impresión

La forja de estampación (a veces llamada forja de matriz cerrada) se realiza en martillos y prensas con matrices unidas al ariete y al bloque de siembra. Las piezas forjadas a martillo se realizan normalmente con varios golpes en sucesivas impresiones de matriz.

La impresión de flexión dobla la pieza de trabajo de modo que primero adopte la forma de la impresión de bloqueo. La impresión de bloqueo se utiliza como paso intermedio para impartir la forma general a la pieza. El exceso de material o flash se elimina en una operación posterior.

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Directrices de diseño de matrices

Algunas de las características importantes de las piezas forjadas con estampación impartidas por herramientas son las siguientes.

1. Línea y plano divisorios: La línea divisoria es la línea a lo largo de la cual los troqueles se encuentran y se separan; no necesita ubicarse a lo largo de un plano recto. Cuando las superficies de separación de los dos bloques de matrices están en más de un plano, se dice que las matrices son matrices. Se usa para impartir las propiedades de flujo de grano deseadas a la pieza forjada

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La ubicación de la línea de partición afecta la extracción de piezas, el costo y la vida útil de la matriz, el flujo de grano, las tasas de producción, la facilidad de eliminación de rebabas y la cantidad de material a eliminar mediante el mecanizado de acabado. Si es posible, la línea de partición debe ubicarse en un plano.

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1. Desmoldeo: el ángulo de desmoldeo normalmente se agrega a todas las superficies perpendiculares al plano de partición para permitir que la pieza forjada se retire fácilmente del troquel.

Los ángulos de desmoldeo estándar son 7, 5, 3, 1º y 0º. Deben emplearse pasadores ciegos para quitar las piezas de las mitades del dado que han sido diseñadas con ángulos de tiro pequeños o nulos.

Los ángulos de desmoldeo externos pueden ser normalmente más pequeños que los ángulos de desmoldeo internos, ya que la parte enfriada se contrae alejándose de la cavidad del troquel. Dado que el ángulo de desmoldeo impartido a la pieza forjada debe mecanizarse según las especificaciones finales, se ha puesto énfasis en el diseño de forjado de precisión y forma casi neta para mejorar el ahorro de costos de material y reducir los gastos generales.

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