Deformación Plástica Volumétrica
Fundamentos Teóricos y Ejercicios Resueltos
Abellán Nebot, José Vicente / Vila Pastor, Carlos
¿Busca adentrarse en el análisis de las técnicas de conformado de piezas por deformación plástica volumétrica? Los procesos de deformación plástica volumétrica como el laminado, la forja, la extrusión, el estirado y el trefilado son procesos clave en la industria, ya que la mayoría de las piezas metálicas para productos de todo tipo han sido conformadas en sus primeras etapas p...
Sinopsis
¿Busca adentrarse en el análisis de las técnicas de conformado de piezas por deformación plástica volumétrica? Los procesos de deformación plástica volumétrica como el laminado, la forja, la extrusión, el estirado y el trefilado son procesos clave en la industria, ya que la mayoría de las piezas metálicas para productos de todo tipo han sido conformadas en sus primeras etapas por alguno de estos procesos primarios. Conocer los fundamentos de estos procesos y analizar sus aspectos técnicos es fundamental para una gran cantidad de actividades en ingeniería, como el correcto diseño de la maquinaria industrial empleada en estos procesos y el diseño de sus respectivas líneas de producción, el diseño de producto fabricado por procesos de deformación plástica, el cálculo de costes de estos procesos y muchas otras. Poseer unos conocimientos técnicos sólidos del conformado por deformación plástica permite importantes ahorros en este tipo de actividades, evita fallos en el diseño tanto de productos como de maquinaria y reduce su sobredimensionamiento. Deformación plástica volumétrica le facilitará el análisis de este grupo de técnicas industriales de fabricación. Gracias a su lectura aprenderá a: ' Comprender los fundamentos de los procesos de conformado por deformación plástica y su aplicación a nivel industrial ' Analizar el estado de tensiones del material sometido a deformación plástica tanto en frío como en caliente mediante en el empleo de tensiones y deformaciones equivalentes. ' Validar el diseño de instalaciones de conformado por deformación plástica volumétrica y proponer posibles mejoras o soluciones. ' Calcular los requerimientos de maquinaria industrial en términos de fuerza, par y potencia consumida para este tipo de procesos. ' Calcular costes energéticos en maquinaria industrial de deformación plástica volumétrica. Además, este libro está recomendado por la Sociedad de Ingeniería de Fabricación (SIF) como material básico de aprendizaje y consulta. Se dirige especialmente a profesionales y estudiantes de ingeniería del ámbito industrial (Tecnologías Industriales, Mecánica, Diseño y Desarrollo de Producto) que quieran adquirir una visión aplicada en el campo de los procesos de deformación plástica volumétrica. Sin duda, este libro será su gran aliado si desea simplificar el análisis y estudio de las tecnologías de conformado con esfuerzos complejos tridimensionales. Los autores del libro, el Dr. José V Abellán Nebot y el Dr. Carlos Vila Pastor, son profesores del área de conocimiento de Ingeniería de los Procesos de Fabricación de la Universidad Jaume I de Castellón y la Universidad Politécnica de Valencia, respectivamente. Ambos tienen una amplia experiencia docente en asignaturas como Tecnologías de Fabricación, Tecnología Mecánica y Técnicas Avanzadas de Fabricación.
Índice
CAPÍTULO 1 FUNDAMENTOS DE LA DEFORMACIÓN PLÁSTICA
1.1. Curvas tensión-deformación ............................................................... 1
1.1.1. Curva tensión-deformación nominal o ingenieril ....................... 1
1.1.2. Curva tensión-deformación real .................................................. 4
1.1.3. Constancia del volumen .............................................................. 6
1.2. Modelos analíticos de tensión-deformación ...................................... 6
1.3. Criterio de fluencia de Von Mises y tensión-deformación
equivalente ........................................................................................... 9
1.4. Tensión promedio ............................................................................. 11
Referencias .................................................................................................... 14
CAPÍTULO 2 FUNDAMENTOS DEL LAMINADO PLANO
2.1. Esquema del proceso ....................................................................... 15
2.2. Análisis del proceso .......................................................................... 16
2.2.1. Tensión-deformación equivalentes .......................................... 16
2.2.2. Características del proceso ...................................................... 18
2.2.3. Fuerzas, trabajo de deformación y potencia ........................... 22
Referencias .................................................................................................... 25
CAPÍTULO 3 EJERCICIOS RESUELTOS DE LAMINADO PLANO
3.1. Problema 1. Tren de laminado ......................................................... 27
3.2. Problema 2. Tren de laminado ......................................................... 33
3.3. Problema 3. Tren de laminado ......................................................... 39
3.4. Problema 4. Tren de laminado ......................................................... 43
3.5. Problema 5. Tren de laminado ......................................................... 46
3.6. Problema 6. Tren de laminado ......................................................... 50
3.7. Problema 7. Tren de laminado ......................................................... 54
3.8. Problema 8. Laminado de 3 rodillos ................................................ 57
3.9. Problema 9. Laminado de 2 rodillos ................................................ 60
3.10. Problema 10. Laminado de 2 rodillos ............................................. 65
3.11. Problema 11. Molino Sendzimir ....................................................... 69
CAPÍTULO 4 FUNDAMENTOS DEL PROCESO DE FORJA
4.1. Esquema del proceso........................................................................ 73
4.1.1. Forja libre ................................................................................... 73
4.1.2. Forja con estampa..................................................................... 74
4.2. Análisis del proceso .......................................................................... 75
4.2.1. Tensión-deformación equivalentes .......................................... 75
4.2.2. Características del proceso ...................................................... 76
4.2.3. Fuerzas, trabajo de deformación y potencia ........................... 77
Referencias .................................................................................................... 80
CAPÍTULO 5 EJERCICIOS RESUELTOS DE FORJA
5.1. Problema 1. Encabezado en frío ...................................................... 81
5.2. Problema 2. Encabezado en frío ...................................................... 84
5.3. Problema 3. Forja libre...................................................................... 87
5.4. Problema 4. Forja con estampa ....................................................... 90
5.5. Problema 5. Forja con estampa ....................................................... 95
5.6. Problema 6. Forja con estampa ....................................................... 99
5.7. Problema 7. Forja con estampa ..................................................... 102
CAPÍTULO 6 FUNDAMENTOS DE LA EXTRUSIÓN
6.1. Esquema del proceso...................................................................... 105
6.1.1. Extrusión directa ...................................................................... 105
6.1.2. Extrusión invertida .................................................................. 106
6.1.3. Extrusión por impacto ............................................................. 107
6.2. Análisis del proceso ........................................................................ 108
6.2.1. Tensión-deformación equivalentes ........................................ 108
6.2.2. Características del proceso .................................................... 110
6.2.3. Fuerzas, trabajo de deformación y potencia ......................... 110
6.2.4. Extrusión de geometrías no cilíndricas .................................. 115
6.2.5. Constante de extrusión ........................................................... 116
Referencias .................................................................................................. 117
CAPÍTULO 7 EJERCICIOS RESUELTOS DE EXTRUSIÓN
7.1. Problema 1. Extrusión directa ........................................................ 119
7.2. Problema 2. Extrusión directa ........................................................ 124
7.3. Problema 3. Extrusión directa ........................................................ 128
7.4. Problema 4. Extrusión directa ........................................................ 131
7.5. Problema 5. Extrusión invertida ..................................................... 134
7.6. Problema 6. Extrusión directa e invertida ..................................... 137
7.7. Problema 7. Extrusión directa e invertida ..................................... 141
7.8. Problema 8. Extrusión por impacto ............................................... 145
7.9. Problema 9. Extrusión por impacto ............................................... 149
CAPÍTULO 8 FUNDAMENTOS DEL ESTIRADO Y TREFILADO
8.1. Esquema del proceso ..................................................................... 153
8.1.1. Estirado de barras ................................................................... 153
8.1.2. Estirado de tubos .................................................................... 154
8.1.3. Estirado de alambre. Trefilado ............................................... 154
8.2. Análisis del proceso ........................................................................ 155
8.2.1. Tensión-deformación equivalentes ........................................ 155
8.2.2. Características del proceso .................................................... 156
8.2.3. Fuerzas, trabajo de deformación y potencia ......................... 156
8.2.4. Máxima deformación por etapa y acumulada ....................... 159
Referencias .................................................................................................. 161
CAPÍTULO 9 EJERCICIOS RESUELTOS DE ESTIRADO Y TREFILADO
9.1. Problema 1. Estirado de barras ..................................................... 163
9.2. Problema 2. Estirado de barras ..................................................... 168
9.3. Problema 3. Estirado de tubos ....................................................... 170
9.4. Problema 4. Trefilado ...................................................................... 173
9.5. Problema 5. Trefilado ...................................................................... 177
9.6. Problema 6. Trefilado ...................................................................... 181
CAPÍTULO 10 FORMULARIOS Y TABLAS
10.1. Formularios de deformación plástica ............................................ 187
Formulario de deformación plástica ...................................................... 187
Formulario de laminado plano ............................................................... 188
Formulario de forja .................................................................................. 188
Formulario de extrusión .......................................................................... 189
Formulario de estirado y trefilado .......................................................... 189
10.2. Tablas de propiedades de materiales ........................................... 190
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