¿Qué es una Maquina de Forja?
Una maquinas de forja (en inglés: forging mashine) es una máquina utilizada para dar forma o forjar materiales metálicos aplicándoles presión.
A grandes rasgos, las máquinas de forja se dividen en martillos y prensas. Entre ellas se encuentran los martillos neumáticos y los martillos de vapor que utilizan aire comprimido o vapor, así como los martillos de caída, que dejan caer grandes martillos por gravedad. Las prensas, por su parte, se clasifican en hidráulicas y mecánicas, según el método de generación de carga.
Aunque los martillos pueden aplicar grandes cantidades de presión, es difícil controlar la carga, lo que dificulta la forja de alta precisión. Las prensas mecánicas se utilizan cuando se requiere una forja especialmente precisa.
Usos de las Máquinas de Forja
Las máquinas de forja se utilizan en la producción y procesamiento de herrajes como cuchillos y alicates, además de piezas de automoción y aeronáutica que requieren materiales metálicos de alta resistencia.
En concreto, las máquinas de forja se utilizan para piezas de automóviles como cigüeñales, engranajes, ruedas de neumáticos y pistas de rodamientos. También se utilizan con frecuencia en piezas de aviones, para componentes de motores a reacción y armazones de fuselajes.
Otros componentes industriales son pernos, acoplamientos y válvulas. Las máquinas de forja se utilizan cuando se requiere una gran resistencia y las piezas no se deforman fácilmente al calentarse.
Principio de las Máquinas de Forja
La forja ha sido utilizada durante mucho tiempo como método de procesamiento para golpear y dar forma a los materiales metálicos. El proceso mediante el cual la forja aumenta la resistencia del metal es ampliamente conocido.
Cuando el metal se somete a compresión y estiramiento a través de la forja, se forma una estructura cristalina llamada línea de flujo de metal o línea de flujo de forja. Esta línea de flujo de metal juega un papel crucial, ya que las piezas fundidas que no han sido sometidas a forja carecen de este flujo de metal y no son lo suficientemente resistentes para soportar esfuerzos de flexión.
En el metal que ha sido forjado, el flujo de metal sigue la forma del material, lo que resulta en un metal más resistente y duradero. Las máquinas de forja generan este flujo de metal golpeando el metal con un martillo o mediante una prensa.
En la forja con martillo, se utiliza el peso de una maza o el aire comprimido para golpear con fuerza el metal. Por otro lado, las prensas emplean presión hidráulica para aplicar una fuerza significativa en cilindros o convierten el movimiento de rotación de un motor en un movimiento lineal mediante una manivela.
Tipos de Máquinas de Forja
1. Máquinas de Forja de Martillos
Los martillos de forja son máquinas de forja que se utilizan principalmente en la forja en caliente. Existen martillos neumáticos, martillos neumáticos de contragolpe y martillos de muelle.
Martillos Neumáticos
Estas máquinas utilizan presión de aire para acelerar y dejar caer una unidad motriz llamada ariete, que golpea y da forma a la pieza. Se caracterizan por una gran energía de impacto.
Martillos Neumáticos de Contragolpe
La pieza es empujada hacia arriba por la plantilla y golpeada al mismo tiempo que desciende el cilindro. Se caracteriza por una mayor presión y una baja vibración.
Martillos de Muelle
Pequeños martillos de uso general que utilizan la fuerza de un muelle. En comparación con la forja manual, la productividad es mayor y la variación de la marca de martilleo es menor, pero requiere un operario cualificado.
2. Máquinas de Forja a Presión
Las máquinas de forja de prensa se clasifican según su potencia:
Prensas Mecánicas
Un tipo de prensa mecánica es aquella en la que el movimiento giratorio de un volante de inercia se convierte en el movimiento de deslizamiento de un cilindro para accionar la prensa, que aplica presión a la pieza. El carro no puede detenerse en una posición determinada, pero la velocidad de mecanizado es elevada y la productividad es excelente. Son posibles las líneas automatizadas. Se utiliza a menudo para la forja en frío en serie.
Además del tipo de volante, otros tipos de prensas mecánicas son las prensas de manivela, las prensas de nudillo y las prensas de tornillo.
Prensas Hidráulicas
Las prensas hidráulicas son máquinas que prensan piezas mediante presión hidráulica o de agua. Se utilizan mucho para pequeños lotes de productos de gran tamaño, así como para pequeños productos fabricados en serie.
Como el carro puede detenerse en cualquier posición, pueden realizarse prototipos y ensayos de deformación del material. La lenta velocidad de presurización las hace inadecuadas para la forja en caliente de piezas pequeñas propensas a la disipación de calor.
Las prensas de forja hidráulicas son la corriente dominante, pero las prensas de forja hidráulicas también se utilizan para la forja en caliente de productos de gran tamaño debido a su facilidad de mantenimiento, seguridad y precio. Se utilizan para la forja en caliente de productos de gran tamaño, como turbinas para la generación de energía térmica y rotores de generadores.
Servoprensas
Las servoprensas de forja utilizan un servomotor para deslizar directamente el cilindro. Al estar accionado por un servomotor, es posible controlar con precisión la presurización y la cantidad de presión.
Las servoprensas pueden mejorar la productividad controlando la velocidad de presurización y reducir el rendimiento controlando la cantidad de presión. También es posible forjar materiales difíciles de mecanizar, como el magnesio, y formas complejas.