Problemas Resueltos Procesos de Fabricacion Forja Metales

Ejercicio 1
Un material de trabajo cilíndrico con D= 2.5 pulg y h= 2.5 pulg es recalcado en forja abierta a una altura de 1.5 pulg. El coeficiente de fricción en la interfase matriz-material detrabajo es µ=0.10. El material de trabajo tiene una curva de fluencia definida por K= 40000 lb/pulg2 y n=0.15. Determinar la fuerza instantánea en esta operación. a) En el momento que se alcanza elpunto de fluencia (fluencia a deformación de =0.002). b) Si h1=2.3 pulg. c) Si h2=1.9 pulg. d) Si h3=1.5 pulg. Expresar todos los resultados en el Sistema Internacional de Unidades. Realizar unagráfica que represente la fuerza del pistón frente a su carrera en este proceso de forja abierta.
Para empezar sabemos que la fórmula para calcular la Fuerza del Forjado es:

Donde sabemos que Yf =40000 lb/In2 , pasándolo al sistema internacional [ 1 lb = 0.4535 Kg y
1 In = 0.0254 m ] nos queda que Yf = 28122783,2 Kg/m2
Kf lo sacamos gracias a los datos proporcionados por el problema y con lasiguiente afirmación:

Sabiendo que µ = 0,1 D= 2,5 In y h = 2,5 In nos quedaría un Kf = 1,04
El área de la sección trasversal de la parte, es un cilindro usaremos la siguiente fórmula paracalcularla.
Atotal = 2 Π r h + 2 Π r2
Teniendo en cuenta que el Radio del Cilindro son: 1.25 In, calculamos el área quedando un total de:
A = 0.1899 m2
Una vez calculados todos los datos necesarios yapodemos hallar la fuerza del forjado, quedando el resultado así:
Fforja= 436329.419 N

Para los apartados b, c y d seguiremos el mismo proceso teniendo en cuenta:
b) h1= 2.3 In
R = 0.05842 m
A =0.017979 m2
Kf = 1.04347826
Fforja = 414439.984 N
c) h1= 1.9 In
R = 0.04826 m
A = 0.01595319 m2
Kf = 1.05263158
Fforja = 370968.332 N

d) h1= 1.5 In
R = 0.03175 m
A = 0.01392739 m2
Kf =1.0666667
Fforja = 328179.392 N

Ejercicio 2
Una operación de recalcado en caliente se realiza por forja libre. El tamaño inicial de la pieza cilíndrica tiene la siguiente geometría D0= 25.5...