Implementación de un sistemade medida de fuerzas en una prensa de forja

Abstract

Este proyecto se basa en conseguir abordar y dar respuesta a un problema mediante diferentes vías, dicho problema es medir la fuerza que ejerce una prensa al realizar una estampa de una pieza de un material concreto. Para alcanzar dicho objetivo se hacen uso de multitud de herramientas diferentes, ya que intervienen una gran variedad de conocimientos aplicables para poder dar solución. Primera vía obtener la fuerza mediante el camino teórico, se hace el estudio de estampado de la prensa, y se obtiene una primera referencia teórica de la fuerza que produce la máquina al realizar una estampa. Segunda vía, obtener la fuerza por el camino de la mecánica de elementos finitos computacional. En este camino actuamos de la siguiente manera, se realiza un diseño de la prensa usando el programa CATIA, los elementos diseñados se exportarán al software deelementos finitos Deform-3D donde se realizarán los distintos análisis de fuerza, replicando el problema real. Tercera vía, obtener la fuerza mediante el camino experimental, en esta vía no realizaremos el experimento final, pero sí diseñaremos como ha de hacerse y los elementos que tendríamos que usar para conseguir la respuesta de la fuerza que ejerce la máquina. Con los estudios en el Deform-3D, vamos a conseguir la información necesaria para la elección tanto de la geometría como de los diferentes tipos de materiales a usar en el experimento real. En el experimento práctico se añadirán dos nuevos elementos a la prensa, uno al que llamaremos punzón será un material con alto límite elástico, ya que será el encargado de realizar la deformación plástica del otro nuevo elemento al que llamaremos placa blanda, con un límite elástico que dependerá de los estudios previamente realizados. Mediante el experimento práctico y midiendo la deformación plástica lograda en la placa blanda obtenemos la fuerza proporcionada por la máquina estampadora.

This project is based on managing to respond to a problem through different ways, this problem is measuring the force exerted by a press when making a stamp of a piece of a specific material. To achieve this objective, a multitude of different tools are used, since a great variety of applicable knowledge intervenes in order to provide a solution. First way to obtain the force is through the theoretical path, we have to study the press stamping, and then we will get a first theoretical reference of the force produced by the machine when make a stamp. Second way, obtain the force by the way of computational finite element mechanics. In this way we act as follows, apress design is made using the CATIA program, the designed elements will be exported to the Deform-3D finite element software where the different force analyzes will be carried out, replicating the real problem. Third way, obtain the force through the experimental way, in this way we will not carry out the final experiment, but we will design how it should be done and the elements that we would have to use to get the response of the force exerted by the machine. With the studies in the Deform-3D, we are going to obtain the necessary information for the choice of both the geometry and the different types of materials to be used in the real experiment. In the practical experiment, two new elements will be added to the press machine, one that we will call apunch will be a material with a high elastic limit, since it will be in charge of carrying out the plastic deformation of the other new element that we will call a soft plate, with an elastic limit, that will depend on the studies previously carried out. Through practical experiment and by measuring the plastic deformation achieved in the soft plate, we obtain the force provided by the stamping machine.