Una pieza de trabajo en ingeniería mecánica (producción) es un objeto de producción del cual se obtendrá una pieza o una unidad de ensamblaje de una pieza mediante un procesamiento posterior. Elegir la forma correcta de obtener la pieza de trabajo determina en gran medida la calidad (propiedades mecánicas, eléctricas, químicas), así como los costos de producción asociados con el procesamiento posterior del artículo. Por ello, se están introduciendo nuevas formas de obtención de piezas en bruto, que permiten reducir al mínimo los costes y mejorar las propiedades del producto. El método elegido para obtener la pieza de trabajo determina la lista de materiales aplicables y viceversa: un material estrictamente especificado limita las opciones para las piezas de trabajo [1] .
Una pieza de trabajo obtenida llenando un molde con material fundible. Fabricado con materiales fusibles como metales, termoplásticos, piedra. Como regla general, no permite obtener los indicadores de resistencia más altos, pero el método es económico, rápido y versátil (no todos los materiales están forjados). Dependiendo de la temperatura de fusión, la agresividad para los moldes, la precisión requerida de la pieza y la complejidad de su forma, se utilizan varias opciones de fundición:
Una pieza de trabajo hecha de un material (más comúnmente) deformable por calor, como el acero. El procesamiento se lleva a cabo en máquinas de forja horizontales (HCM), anteriormente se usaban máquinas de forja verticales; Los espacios en blanco forjados a mano todavía se utilizan en la artesanía. Permite obtener altas propiedades plásticas y de resistencia.
La pieza de trabajo se obtiene en un sello (matriz), que generalmente consta de dos partes. El material que sale de la matriz forma lo que se conoce como rebaba, que se corta durante el procesamiento posterior. Permite obtener alta resistencia y tenacidad, para evitar que las fibras metálicas se corten (fabricación de cigüeñales).
Variante de estampación sin calentamiento, con un importante grado de deformación del material (recalcado, brochado, calibrado, recalcado, chaseado, entre otros). Le permite fortalecer el material en el proceso de darle la forma deseada. Aplicación: sujetadores (pernos, tuercas), palancas, backstage. El material de la pieza de trabajo es acero dulce. La ventaja es una fuerte reducción en el volumen de procesamiento posterior y desperdicio durante el mecanizado, la desventaja son las grandes fuerzas de estampado, las dimensiones limitadas de la pieza de trabajo y la cantidad de deformación (el estampado en caliente permite grandes cantidades de deformación por transición).
Troquelado de elementos de carrocería de hasta 8 mm de espesor. Permite un importante refuerzo del material si se utiliza acero bifásico ferrítico-martensítico.
Troquelado de elementos de carrocería de más de 8 mm. Alternativa económica a la fundición (tubos soldados sin soldadura).
Obtención de una pieza de trabajo troquelando material laminar. Piezas de forma plana (piñones de bicicleta, carcasas, carenados). El material suele ser acero.
Dar la forma necesaria al material extruyéndolo a través de un troquel en un molde. Ocurre varias veces, lo que le permite cambiar significativamente la forma [3] . La pieza de trabajo de metal recibe una alta resistencia debido al endurecimiento por deformación (remaches, espárragos). Opción: prensado de polvo (pulvimetalurgia). Además: bajas pérdidas de fabricación, alta precisión; menos - elección limitada de materiales.
Con posterior sinterizadoAplicable a materiales en polvo como polvos metálicos. Se utiliza, por ejemplo, para obtener tungsteno monolítico . La sinterización aumenta la resistencia de las piezas prensadas, acercándose así a las monolíticas. Pero la plasticidad de los espacios en blanco sinterizados prensados es menor que la de los monolíticos.
Aplicable a plásticos termoestables u otros materiales que reaccionan a la temperatura de moldeo. La pieza de trabajo obtenida después del enfriamiento no puede deformarse más, su forma es lo más parecida posible al producto terminado (carcasas de enchufes eléctricos, enchufes, elementos de carcasa de plástico, juguetes, utensilios, impulsores de bombas, poleas, carenados de cohetes espaciales).
Los materiales se seleccionan según el tipo de pieza de trabajo. Por lo tanto, los plásticos termoplásticos, los grados de acero de fundición, el hierro fundido, las aleaciones no ferrosas y la piedra se seleccionan para la fundición; el estampado o la forja pueden procesar aceros (aleados) de bajo y medio carbono. Los materiales en polvo son adecuados para el prensado, etc. Los nuevos materiales que facilitan el procesamiento, aumentan la precisión y mejoran las propiedades son aplicables a tipos específicos de piezas (aceros de forja en frío, aceros bifásicos ferrítico-martensíticos, aceros de templabilidad controlada, etc.).