Ejercicos forja,laminado..

Procesos de Fabricación II
3º Grado en Ingeniería en Diseño Industrial
y Desarrollo de Producto

Práctica 1. Esta práctica consiste en la resolución de problemas de los distintos procesos de conformado
volumétrico de metales que se han visto en clases.

Forjado.
Problema 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 1.5pulg. El coeficiente de fricción en la interfase matriz-material de trabajo 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
el punto 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 losresultados en el Sistema Internacional de Unidades. Realizar
una gráfica que represente la fuerza del pistón frente a su carrera en este proceso de forja
abierta.

Problema 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 mm h0= 51 mm. La pieza es recalcada a un
diámetro final Df= 51 mm. Aesta temperatura el metal de trabajo fluye a K=8.27 MPa (n=0). El
coeficiente de fricción en la interfase pieza-matriz es µ=0.40. a) Determinar la altura final de la
pieza. b) La fuerza máxima de la operación.

Problema 3
Una prensa hidráulica de forja es capaz de ejercer una fuerza máxima de 1 MN. Una pieza
cilíndrica se recalca en frio, teniendo al inicio de la operación la siguientegeometría D0= 30mm
y h0= 30 mm. Su curva de fluencia viene definida por K=400 MPa y n=0.2. Determinar la
máxima reducción en altura a la que puede ser comprimida la pieza con la prensa si el
coeficiente de fricción es µ=0.10.
Nota: Para la resolución analítica es necesario emplear un programa de cálculo matemático,
por ello se pide obtener un valor aproximado mediante un método de tanteo einterpolación
lineal para refinar el resultado. Ajustar el valor de la altura a la centésima de milímetro.

Problema 4
Se diseña una pieza para forjarse en caliente mediante una matriz de estampación. El área
proyectada de la pieza incluyendo la rebaba es 9675 mm2. La parte recortada tendrá un área
proyectada se 6450 mm2. La geometría de la pieza es relativamente simple. El material fluye a
62 MPa alcalentarse y no tiende a endurecerse por deformación. Determine la fuerza máxima
requerida para ejecutar la operación de forjado.

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Laminado.
Problema 1
En un proceso de laminación, determinar cuál es el ángulo de contacto máximo para que los
cilindros hagan pasar a la chapa por el espacio ala lámina por el espacio que los separa. El
coeficiente de rozamiento es µ=0.20.

Figura 2.1. Determinación del ángulo de contacto en un proceso de laminación

Problema 2
Determinar la máxima reducción posible en un proceso de laminación donde cada cilíndro
tiene un diámetro de 600 mm y el coeficiente de rozamiento es de µ=0.15.

Figura 2.2. Aproximación del arco de contactocilindro-lamina por su longitud proyectada L.

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Problema 3
Determinar la fuerza y la potencia necesarias para laminar una lámina de acero de 200 mm de
anchura desde el espesor de 21 mm hasta un espesor de de 15 mm bajo condiciones de
deformación plana. Los cilindros tienen un diámetro de 500 mm y unavelocidad angular de 50
rpm. Se considera que el coeficiente de resistencia a fluencia del acero es K=1100 MPa y el
exponente de endurecimiento por deformación es n= 0.14. El coeficiente de rozamiento es
µ=0.16.

Figura 2.3. Par debido a la fuerza separadora

Problema 4
Una placa de 40 mm de grosor se reduce a 30 mm en un paso de laminado. La velocidad de
entrada es ve 16 m/min. El radio del...