Análisis de esfuerzos de los martillos de forja en frío, de una máquina rotativa

Abstract

RESUMEN: En este trabajo se presenta un estudio de análisis de esfuerzos a los martillos de forja en frio de una maquina rotativa, mismos que son usados para la fabricación de cañones de armamento. el objetivo principal es el de conocer el estado de esfuerzos de estas herramientas en el estado actual de producción de los componentes de seguridad antes mencionados para determinar las condiciones que provocan fallas como deformación plástica, desgaste y erosión, en particular en el perfil angulado de la herramienta. Posteriormente se realiza un estudio de optimización geométrica de dichos perfiles que permita una redistribución de esfuerzos en la zona de trabajo de las herramientas. Que deberá reducir los esfuerzos y lograr mayor vida útil de las herramientas de forjado. Para lograr los objetivos antes mencionados se comienza en una primera etapa con una revisión de los procesos de forjado desde la antigüedad y su evolución hasta la época actual. Se presentan las ventajas y desventajas de estos procesos y las diferentes máquinas que se usan en los procesos de forja en frio y en caliente, para después explicar de manera general el material y el proceso en específico con que son fabricados los martillos de forjado. Ya que son herramientas especiales, se menciona además el proceso de rectificado con muela de diamante, proceso mediante el cual se generan los perfiles angulados de la herramienta. En una segunda etapa se hace uso de diferentes softwares de elemento finito como auxiliares para realizar el análisis numérico y determinar los esfuerzos, desplazamientos y deformaciones unitarias a los que se encuentran sometidos los martillos de forjado, datos que se usan como base para la optimización que se realiza usando diferentes métodos de optimización. entre los que se encuentran la optimización topológica y paramétrica. Obtenidos los perfiles óptimos, la última etapa consiste en la fase de experimentación, la cual consiste en la fabricación de los nuevos perfiles para realizar las pruebas de funcionamiento fabricando lotes de cañones de armamento lo que permitirá verificar el funcionamiento, así como comprobar el incremento de vida útil en el proceso de fabricación finalizando con la publicación de resultados. ABSTRACT: In this work, a stress analysis study is presented to the cold forged hammers of a rotating machine, which are used for the manufacture of weapons cannons. The main objective is to know the state of efforts of these tools in the current state of production of the aforementioned safety components to determine the conditions that cause failures such as plastic deformation, wear and erosion, in particular in the angled profile of the tool. Subsequently, a geometric optimization study of said profiles is carried out, which allows a redistribution of efforts in the work zone of the tools. That should reduce the efforts and achieve greater life of the tools of slab. In order to achieve the aforementioned objectives, a first stage is started with a review of the forging processes since antiquity and their evolution up to the present time. The advantages and disadvantages of these processes and the different machines used in cold and hot forging processes are presented, in order to then explain in a general way the material and the specific process with which the forged hammers are manufactured. Since they are special tools, the process of grinding with a diamond wheel is also mentioned, a process by means of which the angled profiles of the tool are generated. In a second stage, different finite element software’s are used as auxiliary to carry out the numerical analysis and determine the forces, displacements and unitary deformations to which the slab hammers are subjected, data that are used as a basis for the optimization that It is done using different optimization methods. among which are the topological and parametric optimization. Obtained the optimal profiles, the last stage consists of the experimentation phase, which consists of the manufacture of the new profiles to perform the operation tests manufacturing batches of weapons cannon which will verify the operation, as well as check the increase of useful life in the manufacturing process ending with the publication of results.