Fundición, forja, estampado, composites: ¿qué significa todo esto? Forja y estampación Tipos de ruedas de coche

Tener ganas de cambiar apariencia coche, o simplemente ante la necesidad de sustituir ruedas, el propietario del vehículo se enfrenta al dilema sobre a qué tipo de disco dar preferencia. Y dado que el mercado moderno está literalmente repleto de una variedad de modelos de fabricantes famosos y completamente desconocidos, intentaremos ayudar a resolver este problema. Entonces, ¿qué unidades son mejores y cuál es la diferencia entre ellas?

Tipos de ruedas de coche

Empecemos por ver los diferentes tipos. llantas de auto, cuya fiabilidad y resistencia depende directamente del material utilizado en su fabricación, así como del método de producción.

Discos estampados

Los automóviles económicos en configuraciones iniciales suelen estar equipados con llantas estampadas de acero. Estos modelos están hechos de láminas de metal laminadas de cierto espesor. En este caso, las piezas en bruto para el cubo y la llanta se procesan individualmente en caliente mediante una prensa, después de lo cual se forma el producto terminado mediante soldadura.
EN en este caso el uso de acero laminado garantiza a los discos una alta resistencia y ductilidad, que son las principales ventajas de estos modelos. Con un fuerte impacto, no se agrietan, sino que se doblan, lo que permite su restauración o reparación, incluso sin el uso de herramientas y equipos especializados.
Sin embargo, no se puede afirmar de manera inequívoca que las ruedas estampadas no sean ciertamente mejores que sus costosas contrapartes, ya que su bajo costo y facilidad de mantenimiento se ven contrarrestados por un peso significativo, lo que aumenta el desgaste de la suspensión y reduce la eficiencia y el confort de marcha. Es por ello que casi todos los modelos estampados tienen orificios especiales para reducir su peso. Pero incluso en este caso, las llantas de acero son 2 o 3 veces más pesadas que las de aleación.

También hay que recordar que el acero es susceptible a la corrosión, lo que puede inutilizar el disco en tan solo un par de años de uso. Para evitar esto, las ruedas de acero se recubren con un barniz o imprimación especial que, sin embargo, no es capaz de crear una capa protectora ideal.
Bueno, otro inconveniente es el diseño anticuado, que rara vez armoniza con el exterior de un vehículo moderno.

llantas de aleación

Al comprar un coche nuevo, debes decidir a qué ruedas dar preferencia. Al mismo tiempo, la mayoría de los expertos recomiendan elegir, por supuesto, si hay financiación.
Los modelos de aleación ligera se fabrican mediante fundición clásica, cuando la aleación se vierte en un molde preparado previamente. Cuando se fabrica con este método, el límite entre el disco y la llanta queda completamente nivelado, lo que aumenta la durabilidad y confiabilidad de toda la estructura.

El material de las llantas de aleación ligera en la mayoría de los casos es una aleación de aluminio, que puede contener titanio o magnesio. Los modelos fundidos tienen una resistencia significativamente superior a sus homólogos estampados, ya que su límite de deformación es significativamente mayor. En otras palabras, para dañar una rueda de este tipo, la energía de impacto requerida debe aumentarse de 3 a 5 veces.
Por otro lado, la ductilidad de una aleación de metales no ferrosos es menor que la del acero. Y este aspecto provoca grandes dificultades, si es necesario. En este caso, los medios improvisados ​​no son suficientes. Se requerirá toda una gama de trabajos profesionales, incluido el laminado en caliente, la soldadura con argón, el estiramiento, etc. El equipo necesario es caro y, por tanto, las reparaciones no serán baratas. Además, cuando se calienta, la aleación llantas de aleación cambia la estructura molecular. Como resultado, la rueda pierde fuerza y, a menudo, queda completamente inutilizable.

Las llantas de aleación, debido a su bajo peso, brindan un alto nivel de confiabilidad, seguridad, comodidad y eficiencia, sin mencionar el hecho de que tienen un aspecto excelente. Además, no temen la corrosión, a excepción de los modelos hechos de aleaciones con magnesio, que se destruyen gradualmente bajo la influencia de la humedad si el revestimiento multicapa falta o está dañado.
Las ventajas de los modelos considerados también incluyen la precisión geométrica de fabricación, que mejora el manejo del vehículo.

ruedas forjadas

Observemos de inmediato que la forja mecánica, mediante la cual se fabrican estos productos, no tiene nada que ver con la forja manual. De hecho, se trata del mismo estampado, en el que se utilizan piezas en bruto de aleación ligera en lugar de chapa de hierro. La principal diferencia con la creación de ruedas de acero es el uso. temperatura alta y el uso de otras formas.

Las ruedas forjadas se fabrican a partir de aleaciones de metales no ferrosos que, en comparación con los modelos de fundición, contienen una proporción significativamente mayor de componentes de alta resistencia (titanio o magnesio). Mientras que la fundición implica una violación de la estructura molecular del metal debido a su completa fusión, esto no sucede cuando se forja una pieza de trabajo calentada. Como resultado, los discos se vuelven más resistentes, duraderos y fiables. La práctica ha demostrado que un impacto fuerte recibido durante la conducción tiene más probabilidades de dañar la suspensión del automóvil que la integridad de la rueda forjada.

Puedes notar la diferencia entre productos forjados y fundidos en su peso. Los primeros serán entre un 10 y un 25% más ligeros, lo que les permitirá demostrar una mayor eficiencia de combustible y comodidad, además de proporcionar un menor desgaste del chasis.
Los expertos creen que las ruedas forjadas tienen un solo inconveniente: el elevado coste del producto, que viene determinado por las peculiaridades del proceso de fabricación.

¿Qué elegir?

En el caso de que vivas en una ciudad y viajes exclusivamente por buenas carreteras, pero no quieras gastar dinero extra, la mejor opción sería llantas de aleación. Además, el mercado del automóvil ofrece hoy en día muchos modelos de alta calidad según precio asequible, los mejores de los cuales son productos fabricados en producción europea, rusa y surcoreana, y los peores, respectivamente, chinos y turcos.

Aquellos que aman la velocidad y no saben conducir de otra manera deberían fijarse más en las ruedas forjadas, que son más resistentes y pesan menos. Además, estos productos son adorados por los conocedores del tuning y las personas con altos ingresos.

En cuanto a las llantas de acero estampado, suelen elegirse para circular por carreteras con mal firme y se utilizan como sustitutos de los modelos de fundición en horario de invierno años, y también se utilizan para equipar coches a la “caballo de batalla”. Estos discos son económicos y permiten realizar reparaciones sin ayuda externa, incluso en el campo.

¿Cómo comprar productos?

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4. Antes de realizar el pedido, debes determinar el tamaño de los productos. Antes de realizar el pedido, debe calcular usted mismo las dimensiones y los huecos necesarios o pedir consejo a la oficina sobre las dimensiones de apertura.

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Los diseños más variados los encontramos en los de fundición. Los más duraderos son los "forjados" y los más caros son los discos compuestos. Y ahora un poco más sobre cada tipo.

- Estampado. La opción de rueda más sencilla, que hoy en día sólo está disponible en el segmento de presupuesto. Fabricado en acero mediante estampación. Las ventajas son precio bajo, alta mantenibilidad y resistencia aceptable. Desventajas: peso elevado (mayor consumo de combustible y desgaste de la suspensión, menor dinámica y comodidad) y diseño tacaño. Hay algunas excepciones a la última regla, por ejemplo, las llantas de fábrica de 5 radios del Opel Astra. También hay tapas de plástico que, con distintos grados de éxito, compensan la apariencia anodina de los "sellos" o incluso imitan hábilmente la "fundición"; un ejemplo de esto último son las tapas de fábrica.

- Elenco. Denotado por la palabra elenco. La opción más común: desde una rueda barata y sin nombre por el precio de un buen estampado hasta ruedas para coches premium y ruedas tuning de élite. Como regla general, se fabrican a partir de aleaciones de aluminio (y mucho menos a menudo, titanio y magnesio) vertiéndolas en un molde especial, luego enfriándolas y mecanizándolas. Las ventajas de las llantas de aleación: bajo peso de las llantas de alta calidad (menor consumo de combustible y desgaste de la suspensión, mayor comodidad y dinámica), una amplia gama de dimensiones, asequibilidad, diseños variados y resistencia aceptable. Desventajas: no reparabilidad (por lo general, no se arrugan, sino que se rompen) y algunas características promedio generales.

Existen tecnologías mejoradas para la fabricación de ruedas fundidas. Uno de los más comunes es el moldeo por inyección. El aluminio fundido vertido en un molde se somete a una presión adicional, lo que reduce la porosidad del material y lo hace de grano más fino y, por tanto, más duradero. Otra forma de fortalecer el aluminio es la tecnología de enrollar mecánicamente una llanta del ancho requerido a partir de una pieza en bruto calentada (formación por flujo). El rodamiento proporciona la mayor resistencia con un peso reducido, ya que es similar en muchos aspectos a la tecnología de fabricación de las ruedas forjadas. Este tipo de "fundición" es mucho más caro de lo habitual.

- Forjado. Las ruedas más duraderas y ligeras. Se utiliza para tuning deportivo y en el equipamiento original de coches deportivos caros. Se designan con la palabra falsificados. La tecnología consiste en estampar una pieza en bruto de aluminio calentada (con menos frecuencia, otra aleación) y su posterior mecanizado. Debido a la mayor complejidad de la fabricación, los diseños forjados no son tan variados como los de fundición, pero las mejores marcas han aprendido a fabricar ruedas forjadas de apariencia atractiva. Las ventajas son la máxima resistencia con un peso mínimo y las desventajas son el alto precio. Mantenibilidad relativa: ruedas forjadas Pueden agrietarse como los de fundición o doblarse, dependiendo de la suerte. Pero en cualquier caso, pueden soportar cargas mucho mayores que las de fundición.

Existe una forma alternativa de producir ruedas forjadas: cortar un disco a partir de una pieza en bruto en una máquina. Estos discos son menos duraderos que los forjados tradicionales, pero aún más resistentes que los de fundición convencional. Esta tecnología la utilizan principalmente los fabricantes de llantas forjadas de "diseño", mientras que las llantas deportivas serias se fabrican estampando bajo una enorme presión. La ventaja de esta tecnología tradicional es que bajo la presión de una fuerza monstruosa, la aleación de aluminio adquiere la máxima resistencia.

- Compuesto. Designado como de 2 o 3 piezas. También se les llama prefabricados o combinados: son discos que constan de dos o tres partes. Se utiliza principalmente para afinar. La parte central (radios y buje) suele fabricarse mediante fundición (aunque también es posible la forja), por lo que prácticamente no existen restricciones de diseño para ellas. Y la llanta suele estar forjada y, por tanto, lo más duradera posible. La parte central está fijada a la llanta con tornillos de titanio, y toda la estructura es ligera, calada y muy duradera. Y en caso de avería, reparar un disco plegable es más económico que comprar uno nuevo.

Es cierto que hay que pagar por las características de alta gama y la ausencia de deficiencias (las ruedas prefabricadas baratas son falsas). Los discos prefabricados vienen en tipos de dos y tres piezas. En esta última versión, la llanta consta de una parte interior y una parte exterior, lo que permite a los fabricantes variar ampliamente los parámetros (desplazamiento, ancho de la llanta, profundidad del ala). Y los entusiastas de la personalización reemplazan algunos componentes por otros para ensamblar ruedas únicas que se adapten a sus necesidades.

Las opciones de diseño del disco no terminan ahí. También existen, por ejemplo, ruedas de radios para vehículos retro y ruedas compuestas de carbono o plástico para superdeportivos. Pero ambos no son productos producidos en masa, por lo que hablaremos de ellos (así como del montaje de ruedas personalizadas y otras perversiones de ruedas) en un artículo aparte.

Los métodos para procesar metales por presión según los fines de producción se dividen en dos tipos.

1. Metalúrgico, destinado a la producción de piezas en bruto de sección constante (varillas, alambres, láminas, etc.), utilizadas para la fabricación de piezas mediante conformado y corte preliminar de plástico. Los principales métodos metalúrgicos de conformado son enrollar, dibujar y presionar.

2. Ingeniería Mecánica, destinado a obtener piezas o piezas en bruto que tengan una forma y dimensiones cercanas a la forma y dimensiones de las piezas; En ingeniería mecánica, los principales métodos para producir piezas de trabajo mediante tratamiento a presión son forja y estampación.

Laminación(Figura 3.10, A) consiste en engarzar la pieza de trabajo 2 entre rodillos giratorios 1 .

Prensado(Figura 3.10, 6) consiste en empujar con un empujador 4 espacios en blanco 2, ubicado en la manga 3, a través del agujero de la matriz 1.

Dibujo(Figura 3.10, cd) consiste en tirar de la pieza de trabajo 2 a través de la cavidad ahusada de la matriz 1; en este caso, la sección transversal de la pieza de trabajo adopta la forma de la sección transversal del orificio de la matriz.

Estampado(Figura 3.10, d) cambie la forma y las dimensiones de la pieza de trabajo utilizando una herramienta especial: un sello.

Estampado de hojas obtienen piezas planas y espaciales a partir de piezas en bruto cuyo espesor es significativamente menor que sus dimensiones en planta (lámina, cinta, tira). Al estampar hojas (Fig. 3.10, d) pieza de trabajo 3 deformado usando un punzón 1 y matrices 2.

Forja(Figura 3.10, mi) cambiar la forma y el tamaño de la pieza de trabajo 2 a través de una exposición constante a herramientas universales 1 a secciones individuales de la pieza de trabajo.

En morir forja(Figura 3.10, mi) la pieza de trabajo, que es un trozo de varilla 2, se golpea con un sello 1, Además, el metal de la pieza de trabajo llena la cavidad del troquel, adquiriendo su forma y dimensiones.

Arroz. 3.10. Los principales tipos de conformado de metales: a - laminado; b - presionando; c, d - dibujo; d - estampado de hojas (uno de los procesos); e - forja; P es la fuerza de presión de los rodillos rodantes; R tr - fuerza de fricción; P p - fuerza de presión;

P pr - fuerza de tracción; P k - fuerza de forjado; P w - fuerza de estampado.

Forja — un método de conformado de metales, realizado utilizando una herramienta de forja o matrices, en el que la herramienta ejerce efectos repetidos e intermitentes sobre una pieza de trabajo calentada, como resultado de lo cual se deforma y adquiere gradualmente una forma y tamaño determinados. La forja es la única forma de producir piezas forjadas de gran tamaño (que pesen hasta 250 toneladas): ejes de generadores hidráulicos, cigüeñales motores de barco, rodillos de laminadores, etc. La forja se utiliza generalmente en la producción individual o a pequeña escala, así como para la producción de piezas forjadas de gran tamaño.

La forja puede ser libre o en matrices, manual o mecánica, efectuada sobre martillos de vapor-aire o prensas de forja hidráulicas. En forjado a mano utilizan yunques, martillos grandes y pequeños (mazos y martillos de freno de mano), alicates para agarrar y mantener la pieza de trabajo, brocas, cinceles, martillos, engarzadores (Fig. 3.11, a-h), en forja a máquina - percutores, engarzar, enrollar, engarzar, cartuchos (Fig. 3.11, ip).

Arroz. 3.11. Herramientas para forja manual y mecánica: a - yunque; b - mazo;

c - freno de mano; g - pinzas; d - barba; e - cincel; g - socavado; h - engarzado;

y - cerraderos planos; k - huelguistas recortados; l - delanteros redondeados; m - engarzado;

norte - rodando; o - abrazaderas; norte - cartuchos.

Las principales operaciones de forja son recalcar, recalcar, embutir, perforar, cortar y doblar. Borrador es una operación tecnológica de tratamiento a presión en la que se reduce la altura de la pieza de trabajo original mientras se aumenta su área de sección transversal (Fig. 3.12).

En este caso, se puede considerar el asentamiento de una muestra cilíndrica sin tener en cuenta la fricción en los extremos (Fig. 3.12, A)(opción ideal) o si hay fricción en los extremos (Fig. 3.12, b)(opción real). Para la estabilidad durante el recalcado de piezas de trabajo cilíndricas, la altura de la pieza de trabajo h 0 ya no debería existir 2,5 diámetros:

Arroz. 3.12. Esquemas perturbadores para una muestra cilíndrica sin fricción en los extremos (a - opción ideal) y con fricción en los extremos (b - opción real):

hola Y h 1- dimensiones iniciales y finales del producto elaborado; d- diámetro de la pieza de trabajo; re 1- diámetro de la pieza; Δh- cantidad de giro; PAG- fuerza molesta.

Desembarco es un tipo de precipitación. En este caso, el metal se deposita solo en una parte de la longitud de la pieza de trabajo (Fig. 3.13, A). Firmware- la operación de obtención de cavidades desplazando el metal (Fig. 3.13, b) usando una herramienta - firmware. Para obtener la forma requerida de la pieza, se utilizan troqueles de respaldo (Fig. 3.14).

Arroz. 3.13. Esquemas de aterrizaje (a) y firmware de doble cara (b).

Arroz. 3.14. Esquema de estampación en matrices de respaldo.

estampado en caliente es un tipo de conformado de metales en el que la formación de una forja a partir de una palanquilla calentada se lleva a cabo utilizando una herramienta especial llamada estampilla. Al estampar, el flujo de metal está limitado por las superficies de las cavidades o protuberancias en partes individuales del sello. En el momento final del estampado, el metal ocupa toda la cavidad cerrada del troquel (corriente) de acuerdo con la configuración de la forja. Gracias a esto, la forja en caliente puede producir piezas forjadas de configuraciones complejas con superposiciones mínimas (o sin ellas) y con tolerancias menores que con la forja (Fig. 3.15).

Arroz. 3.15. Patrones de estampado en matrices abiertas (a) y cerradas (b): h detrás- brecha.

Según la presencia o ausencia de rebabas, se distinguen los sellos abiertos (Fig. 3.15, A) y cerrado (Fig. 3.15, b).

El estampado se divide en frío y en caliente (dependiendo de la temperatura de calentamiento de las piezas), conformado, encabezamiento, cosido, etc. (por tipo de operaciones), martillo y prensa (por tipo de equipo utilizado).

Las partes principales del troquel son el punzón y la matriz. Los troqueles destinados a prensas de estampación en caliente de martillo y de manivela constan de partes superior e inferior, en cuyas superficies de contacto hay corrientes para dar forma secuencial al producto. Las matrices están hechas de aceros al carbono y aleados (principalmente al cromo).

Estampación en troqueles abiertos caracterizado por un espacio variable entre las partes móviles y estacionarias de la matriz. Una rebaba (rebaba) se filtra por el hueco. A medida que la brecha disminuye, el metal que contiene se enfría intensamente, aumenta el límite elástico del metal y aumenta la resistencia al movimiento de las rebabas. Gracias a esto, se llena toda la cavidad de la matriz y solo el exceso de metal sale hacia las rebabas. A continuación se eliminan las rebabas mediante matrices de corte especiales.

Al estampar en matrices cerradas, el espacio entre las partes móviles y estacionarias del sello es suficiente para el movimiento relativo de las partes del sello, pero no para la formación de rebabas. Por lo tanto, para evitar no llenar las esquinas de la cavidad del troquel o aumentar la altura de la forja, es necesario observar estrictamente la igualdad de los volúmenes de la pieza de metal y la forja.

La estampación en troqueles cerrados incluye la estampación por extrusión. La forja en caliente se utiliza en la producción a gran escala o en masa y permite obtener piezas forjadas de configuraciones complejas con superposiciones mínimas y más pequeñas (en comparación con las anteriores); métodos estándar) tolerancias.

La productividad del estampado es significativamente mayor que la de la forja. Al mismo tiempo, una matriz es una herramienta costosa diseñada para la producción de una sola pieza forjada específica. Las fuerzas durante el estampado son mayores que cuando se forjan piezas forjadas idénticas. Por lo tanto, el peso de las piezas forjadas producidas mediante estampado volumétrico rara vez supera los 20 kg.

Los principales equipos para forja y estampación son los martillos y prensas de forja y estampación. Martillo de forja Se utiliza para procesar piezas de metal por impactos de piezas que caen. Según el tipo de accionamiento, los martillos son de vapor-aire (Fig. 3.16, A), neumático (Fig. 3.16, b), Mecánico, hidráulico.

Arroz. 3.16. Diagramas esquemáticos de martillos: a - vapor-aire: 1 - mujer; 2 - guías; 3 - pistón; 4 - cilindro para suministro de vapor; 5 - delantero inferior; b - neumático: 1 - cilindro de trabajo; 2 - cilindro compresor; 3 - pistón del cilindro del compresor; 4 - biela; 5 - eje; 6.7 - carrete superior e inferior, respectivamente;

8 - pistón del cilindro de trabajo; 9 - mujer martillo; 10 - delantero superior; 11 - delantero inferior.

Martillos de vapor-aire(ver figura 3.16, A) Son impulsados ​​por vapor o aire comprimido bajo una presión de 0,7... 0,9 MPa. moviendo a una mujer 1 en relación con las guías 2 ocurre cuando el pistón se mueve 3 bajo la influencia de vapor o aire comprimido. Cuando se suministra vapor (o aire) a la cavidad superior del cilindro, las piezas que fluyen se mueven hacia abajo y golpean la pieza de trabajo colocada en el percutor inferior. 5. Cuando se suministra vapor (o aire comprimido) a la cavidad inferior del cilindro, las partes que caen se elevan a la posición superior.

Martillos neumáticos(ver figura 3.16, b) contienen dos cilindros: trabajando 1 y compresor 2. Pistón 3 El cilindro del compresor se mueve mediante una biela. 4 desde el cigüeñal 5. En este caso, el aire se comprime alternativamente. (pag = 0,3 MPa) en las cavidades superiores o inferiores del cilindro y al pisar el pedal o manija que abre los carretes 6 y 7, ingresa al cilindro de trabajo. 1. El cilindro de trabajo actúa sobre el pistón. 8. Pistón junto con una varilla masiva. 9 al mismo tiempo es la cabeza del martillo, en la que se fija el martillo superior 10, Cuando las piezas que caen se mueven hacia abajo, el percutor superior golpea la pieza de trabajo colocada sobre el percutor inferior estacionario. 11.

La base del martillo de forja (chabot) tiene una masa de 8 a 15 veces mayor que la masa de las piezas que caen. Los robots de los martillos estampadores son aún más masivos: entre 20 y 30 veces la masa de las piezas que caen. Esto garantiza una alta eficiencia de impacto (η = 0,8... 0,9) y una alta precisión de impacto de las piezas del troquel. Además, para el mismo fin, los martillos cuentan con guías reforzadas regulables para el movimiento del cabezal.

Según el método de trabajo distinguen. martillos simples Y doble acción. En los martillos de acción simple, la parte que cae (baba) cae libremente bajo la acción. propia fuerza gravedad, y en los martillos de doble acción se acelera aún más. La velocidad de la cabeza de los martillos rápidos puede alcanzar los 25 m/s, y la de los martillos convencionales, de 3...6 m/s.

Martillos de forja vapor-aire tener una masa de piezas que caen de 500... 5.000 kg, y piezas estampadas - 500... 30.000 kg. Las piezas forjadas que pesan entre 20 y 2000 kg se producen con martillos de forja, generalmente a partir de palanquillas o lingotes laminados. El peso máximo de las piezas forjadas estampadas es de 1.000 kg.

En los martillos de vapor al aire libre, el martillo se reemplaza por un cabezal móvil inferior, conectado al cabezal superior mediante una conexión mecánica o hidráulica.

El martillo requerido se selecciona según cálculos o tablas de referencia.

Prensas de estampación con manivela tener una carrera constante igual al doble del radio de la manivela (Fig. 3.17). El estampado en prensas de manivela se caracteriza por una alta productividad y precisión de altura de las piezas de trabajo. La pieza de trabajo se retira de la matriz durante el recorrido inverso de su parte superior mediante eyectores. Esto hace que sea conveniente estampar matrices cerradas mediante extrusión y perforación.

Arroz. 3.17. Diagrama de una prensa de estampado de manivela: 1 - punzón; 2 - énfasis; 3 - conducir;

4 - motor eléctrico; 5 - matriz móvil; 6 - eje de transmisión; 7 - control deslizante principal;

8 - tapa; 9 - cigüeñal; 10 - cordón; 11,12 - delanteros superiores e inferiores.

Las prensas de estampado de manivela con una fuerza de 6,3... 100 MN reemplazan con éxito a los martillos de estampado con una masa de piezas que caen de 630... 10000 kg. Sin embargo, el coste de una prensa de estampación en caliente de manivela es entre 3 y 4 veces mayor que el coste de un martillo con capacidades tecnológicas equivalentes.

Máquinas de forja horizontales(GKM) (Fig. 3.18) tienen sellos que constan de tres partes: una matriz fija 3, matriz móvil 5 y punzón 1, abriéndose en dos planos mutuamente perpendiculares.

Arroz. 3.18. esquema GCM

Bar 4 con una sección calentada frente al punzón, colocada en una matriz estacionaria 3. La posición de la varilla se fija con un tope. 2. Cuando se enciende el GCM, la matriz móvil 5 presiona la varilla contra la matriz estacionaria, el tope 2 se mueve hacia un lado y el puñetazo 1 golpea la parte que sobresale de la varilla, deformándola. El funcionamiento del GCM se ilustra mediante el diagrama cinemático que se muestra en la Fig. 3.19.

Arroz. 3.19. Diagrama cinemático de una máquina de forja horizontal: 1 - móvil

mejilla; 2 - sistema de palanca; 3 - control deslizante; 4 - levas móviles; 5 - biela;

6 - cigüeñal; 7 - control deslizante principal.

El cursor principal 7, que lleva el punzón, es accionado por el cigüeñal. 6 mediante biela 5. Mejilla móvil 1 impulsado por control deslizante lateral 3 sistema de palanca 2. El deslizador lateral es accionado por levas. 4, Montado en el extremo del cigüeñal. 6. Las máquinas de forja horizontales suelen construirse con una fuerza de hasta 30 MN. Las principales operaciones que se realizan sobre los materiales condensados ​​de gas son el recalcado, la perforación y el punzonado.

El estampado en GCM se puede realizar en varias pasadas en corrientes separadas, cuyos ejes están ubicados horizontalmente uno encima del otro. Cada transición se realiza en una carrera de trabajo de la máquina.

Acción prensa hidráulica basado en la ley de presión hidrostática de Pascal, que en 1698 indicaba que “un recipiente lleno de agua es una nueva máquina para aumentar las fuerzas en la medida deseada” (figura 3.20). La fuerza de las prensas hidráulicas modernas (Fig. 3.21) alcanza los 750 MN.

Arroz. 3.20. Esquema para explicar la ley de Pascal.

Arroz. 3.21. Diagrama esquemático prensa hidráulica.

Estampado de hojas diseñado para producir una variedad de productos planos y espaciales, como revestimientos piezas de auto, piezas de aviones, cohetes y otros productos de forma compleja. El estampado de láminas se utiliza en la industria automotriz, aeronáutica, eléctrica, fabricación de tractores, fabricación de instrumentos, etc.

El estampado de láminas reduce el volumen de procesamiento de corte, proporciona alta precisión dimensional y productividad (hasta 40 mil piezas por turno desde una máquina). Como espacios en blanco se utiliza una hoja, tira o cinta. El espesor de las piezas de trabajo no suele exceder S≤ 10 mm.

Como regla general, durante el estampado de láminas, la deformación plástica proporciona formulario requerido y dimensiones, sólo se recibe una parte de la pieza. El espesor de la pared de las piezas estampadas difiere ligeramente del espesor de las piezas en bruto. Se denominan operaciones en las que sólo se cambia la forma y dimensiones de la pieza de trabajo sin destruirla durante la deformación. cambio de forma. ACERCA DE Las operaciones que causan la destrucción del material de la pieza de trabajo se llaman. divisor.

Las operaciones de cambio de forma del estampado de láminas incluyen doblar, estirar, rebordear, engarzar, extender, etc. (figura 3.22).

Arroz. 3.22. Operaciones de estampado de láminas: a - plegado; b - capucha; c - reborde;

g - engarzado; d - distribución.

Doblar(Figura 3.22, A) Se utiliza para cambiar la curvatura de la pieza de trabajo prácticamente sin cambios en sus dimensiones lineales. EN Como resultado de tal deformación, parte de la pieza de trabajo gira con respecto a la otra en un cierto ángulo. La deformación plástica durante el doblado se concentra en una zona estrecha en contacto con el punzón.

Al doblar, no se permite la destrucción del material, la formación de grietas y pliegues. Mayoría punto débil Es una zona de deformación por tracción en la capa exterior de la pieza en la zona donde se redondea el punzón. Al disminuir la relación del radio de curvatura. R al espesor de la pieza de trabajo S la deformación aumenta. Por tanto, para evitar la aparición de grietas, pliegues o destrucción de la pieza, se limitan las dimensiones mínimas del radio de curvatura del punzón: R mín =(0,1 ...2) S.

Capucha(ver figura 3.22, b) Consiste en pasar la pieza de trabajo a través del orificio de la matriz, y la pieza de trabajo plana se convierte en un producto hueco, y las dimensiones transversales de la pieza espacial se reducen (Fig. 3.23). El embutición se puede realizar sin adelgazamiento o con adelgazamiento de la pared de la pieza.

Arroz. 3.23. Diagrama de campana: 1 - matriz con diámetro de trabajo rem y radio de curvatura r m; 2 - producto semiacabado; 3 - abrazadera; 4 - punzón con diámetro de trabajo rep y radio de curvatura Rp; 5 espacios en blanco para el diámetro de la campana D z y espesor S.

El cambio de forma durante el dibujo (Fig. 3.23) se evalúa mediante la relación del diámetro re 3 pieza de trabajo (como disco, brida) al diámetro d de la pieza tipo cilindro resultante, que se llama relación de estiramiento:

kp = re 3 / re

Al dibujar sin medir el espesor de la pared, el espacio z Debe haber más espesor entre el punzón y el troquel. s espacios en blanco: z= (1,1 ... 1,3)S. Al dibujar con un cambio en el espesor de la pared, este último se puede reducir entre 1,5 y 2 veces en una transición, mientras que el espacio entre el punzón y la matriz debe ser menor que el espesor de la pared y las fuerzas específicas serán grandes. El embutición adelgazante se utiliza para eliminar el riesgo de plegado, así como para producir piezas con paredes cuyo espesor sea menor que el espesor del fondo.

La fuerza de tracción en el momento en que la pieza de trabajo cubre completamente el borde redondeado del troquel se puede determinar mediante la fórmula:

Р salida = 2πR m SQ р máx,

Dónde Q ð máx— la verdadera resistencia del material de la pieza cuando está completamente endurecido.

En brida la parte de la pieza de trabajo que limita con el orificio preperforado se presiona contra la matriz, mientras que las dimensiones del orificio aumentan y esta sección de la pieza de trabajo adquiere una forma cilíndrica (ver Fig. 3.22, V). El aumento permitido en el diámetro del agujero durante el bridado sin destrucción depende de las propiedades mecánicas del material de la pieza de trabajo y de su espesor relativo. s/dQ y asciende a d/dQ= 1,2.,. 1.8, donde reQ— diámetro original de la pieza de trabajo.

En prensado(ver figura 3.22, GRAMO) Se introduce una pieza cilíndrica hueca de paredes delgadas en el orificio de la matriz, lo que da como resultado una reducción de las dimensiones transversales.

Cuando se distribuye(ver figura 3.22, d) el punzón se introduce en una pieza cilíndrica hueca de paredes delgadas y aumentan sus dimensiones transversales en la zona de deformación. Al considerar los estados tensionados y deformados en la zona de deformación al analizar las operaciones de estampado de láminas, generalmente se usa un sistema de coordenadas polares con un polo que coincide con el centro de curvatura de la superficie media de la pieza de trabajo en un momento dado de deformación (Fig. 3.24 ).

Arroz. 3.24. Diagrama de tensiones durante el estampado de láminas: R n - radio exterior de la pieza de trabajo antes de la deformación; R n - radio variable en el sistema de coordenadas polares; r int - diámetro interno de la pieza; σ - estrés; ε - deformaciones; índices ρ, θ Y z incluir

a parámetros radiales, tangenciales y axiales, respectivamente.

Durante las operaciones de cambio de forma del estampado de láminas, las tensiones tangenciales son relativamente pequeñas y, por lo tanto, se supone que las direcciones estrés normal σr Y σ θ coinciden con las direcciones principales del tensor de tensiones, es decir, son las tensiones principales. En r BH /s > 5 aceptar ρ p ≈ r BH + s/2.

Las deformaciones en las operaciones de estampado de láminas ocurren cuando las tensiones σr Y σ θ corresponden al estado límite (condición de plasticidad). Dependiendo de las condiciones de carga de la pieza de trabajo en diversas operaciones de estampado de láminas, los diagramas de estado de tensión y los signos de las tensiones σ р y σ θ en la zona de deformación pueden ser diferentes. En las operaciones de embutición y bridado, las tensiones son de tracción, y en las operaciones de engarzado y ensanchado son de compresión. Las tensiones σ θ son de tracción en las operaciones de expansión y bridado, y de compresión en las operaciones de estirado y engarzado (figura 3.25).

Arroz. 3.25. Condiciones de estado límite para piso

estado tenso

En la figura. 3.25 presenta gráficamente las condiciones del estado límite en un estado de tensión plano (en forma de elipse y hexágono en coordenadas σ s - σ θ) y muestra diagramas de operaciones en las que la pieza se deforma con signos de tensión correspondientes a ciertos cuadrantes .

Antes de comenzar a fabricar una pieza, el material del que se va a fabricar se transforma en espacios en blanco. Intentan obtener espacios en blanco de modo que su forma y dimensiones se acerquen lo más posible a las formas y dimensiones de la pieza terminada. Esto le permite reducir el consumo de materiales y electricidad y aumentar la productividad laboral.

Dependiendo de la naturaleza del material, el propósito de la pieza, la precisión requerida de su fabricación, etc., las piezas en bruto se producen mediante fundición, forja, estampado, recalcado, laminado, embutición y otros métodos.

Fundición. El metal líquido fundido se vierte en moldes especiales; después de que el metal se enfría y los moldes se separan (o destruyen), se obtiene una pieza de trabajo (fundición) de una configuración y tamaño determinados.

Las piezas en bruto se funden a partir de hierro fundido, acero, metales no ferrosos y aleaciones de diversas formas: en moldes de arena, metal y cáscara, bajo presión, fundición a la cera perdida, centrífuga.

Fundición en arena bastante común, ya que el costo de tales moldes es mucho menor que con otros métodos de fundición. Los moldes de arena están hechos de una mezcla de moldeo que incluye arena, arcilla y aditivos especiales.

Metal Un molde de este tipo sólo se puede verter una vez, ya que después de recibir la pieza fundida el molde se destruye. Por lo tanto, este método de fundición es poco productivo y, además, proporciona menos precisión en comparación con otros métodos de fundición de piezas en bruto.

fundición de metales (moldes fríos) es más productivo, ya que permite el vertido múltiple de metal en un molde. Esto garantiza un parámetro de rugosidad superficial más alto y dimensiones más precisas de las piezas de trabajo.

Fundición de conchas- comparativamente nueva manera Fundición de piezas en bruto y piezas de metales ferrosos y no ferrosos, en la que el molde se fabrica a partir de mezclas que contienen resinas termoendurecibles. La mezcla de moldeo se aplica a la superficie de un modelo de metal calentado, como resultado de lo cual la resina termoendurecible se funde y se forma una forma preendurecida (corteza) de 5 a 7 mm de espesor en el modelo. Luego se coloca el modelo con la carcasa ligeramente endurecida en un horno eléctrico, donde se produce el endurecimiento final del molde. Después de eso, se retira el molde del modelo y se envía para verterlo con metal.

La facilidad de fabricación de moldes de carcasa, una reducción significativa de los márgenes de mecanizado y la alta precisión dimensional de piezas fundidas de configuraciones complejas (±0,2 mm por 100 mm de longitud) son las principales ventajas de este método.

fundición a presión especialmente común en la producción de equipos eléctricos y de radio y otros productos similares. La esencia de este método es que el metal líquido se introduce en un molde de metal bajo presión en máquinas de moldeo por inyección especiales, por lo que llena bien todas sus cavidades. La fundición a presión se utiliza para producir piezas fundidas de formas complejas con varias proyecciones, protuberancias y orificios a partir de aleaciones no ferrosas.

Fundición a la cera perdida se basa en el uso de modelos que se fabrican en moldes metálicos y se rellenan con una mezcla de parafinoestearina. Los modelos así obtenidos se recubren con una fina capa de una masa líquida especial y arena fina de cuarzo, se secan y se calcinan en un horno eléctrico. En este proceso, la mezcla de parafinoestearina sale del molde, que luego se utiliza para producir piezas metálicas de precisión.

Este método produce piezas fundidas muy precisas y limpias. La peculiaridad de este método de fundición es que permite obtener no solo piezas en bruto, sino también piezas terminadas de formas complejas sin mecanizado adicional.

Para fundición centrífuga El metal líquido se vierte en un molde que gira rápidamente alrededor de un eje vertical u horizontal. Este método es más eficaz para producir piezas de trabajo, tuberías, engranajes, etc. en forma de anillo.

Forja y estampación en caliente. En estos procesos, el metal calentado se procesa mediante impacto o presión utilizando martillos y máquinas de forjar. Si el metal calentado se procesa sin formas especiales (troqueles), entonces el proceso se llama forja libre, si en sellos - estampado en caliente.

Con la estampación en caliente se dedica mucho menos tiempo a la producción de piezas que con la forja abierta. En este caso, las piezas de trabajo tienen una forma y un tamaño más precisos, con márgenes más pequeños para un mecanizado posterior.

Estampación en frío. Este es el proceso de producir espacios en blanco y piezas a partir de láminas, cintas y tiras cortando, doblando, estirando y bridando matrices en prensas.

El método de estampado en frío es muy productivo y se utiliza ampliamente en varios tipos producción. En de varias maneras Al recibir las piezas de trabajo, el margen para su procesamiento será diferente.