Cruz_Hernandez Fabricacion Del Destapador

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Título de la Tesis “DISEÑO Y FABRICACIÓN DE UN TROQUEL PARA DESTAPADORES PLANOS DE BOTELLAS PARA AGUAS GASEOSAS”

Tesis Que para obtener el Título de Ingeniero Mecánico

Presenta Cruz Reyes Joasim Jonabad Torres Hernández Juan Emilio

México, D.F.

Octubre, 2008

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO ÍNDICE.

Pág. Objetivo Justificación Introducción

1 2 3

CAPITULO 1. Generalidades. 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8

Definición de un troquel. Partes principales de un troquel. Tipos de troquel. Operaciones de corte en un troquel. Materiales para herramientas de corte. Desgaste de la matriz. Definición del problema para el diseño de un troquel. Recomendaciones para el diseño de un troquel.

5 6 10 11 16 18 19 19

CAPITULO 2. Prensas. 2.1 Generalidades. 2.2 Definición de prensa. 2.3 Tipos de prensa.

24 26 27

CAPITULO 3. Descripción del producto. 3.1 3.2 3.3 3.4

Generalidades. Principales usos del producto. Especificación de diseño del producto a fabricar. Materia prima utilizada para la fabricación del troquel.

34 35 39 40

CAPITULO 4. Diseño y fabricación de un troquel para destapadores planos. 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7

Pasos para el diseño del troquel. Mecanización. Montaje. Cálculos. Tratamientos térmicos. Costos. Esquema del proceso de fabricación de destapador.

43 44 45 49 55 61 64

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Conclusiones.

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Bibliografía.

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Anexos: catálogos y planos.

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Objetivo.

Instaurar un dispositivo herramental para la fabricación de piezas troqueladas (destapadores) a un costo menor de piezas de similar producción existentes en el mercado, pretendiendo mejorar la calidad y el precio de dichos productos. Basando todo el diseño en cálculos, normas, procedimientos aplicando la eficiencia y medidas de seguridad necesarias.

establecidos,

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Justificación.

En el país existen estos productos extranjeros de bajo costo pero de mala calidad comparados con los nacionales que tienen un costo mayor. Por lo cual se pretende producir este producto con buena calidad y a un precio accesible, por medio de la eficiencia, reducción de costos y tiempos en la manufactura de dichos productos.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Introducción. Tomando en consideración la utilización del destapador en la vida cotidiana y dado a que en el mercado existen una gran variedad de productos extranjeros, pero en algunos casos de mala calidad o con un precio elevado, es necesario la corrección de estos problemas con la creación e innovación de los productos. Para la fabricación de este dispositivo es necesario establecer el material con el que se va fabricar que será un acero NOM1018. Así como, el análisis de la estructura molecular del material para que no sufra deformaciones cuando se este troquelando, además de que no afecte el producto final. El proceso de fabricación a utilizar va a ser mediante el troquelado, en el cual se estima un volumen de producción de 10,000 piezas. En la actualidad el trabajo de chapa metálica tiene importancia en los procesos de fabricación, consiste en una serie de operaciones a las que se somete una chapa metálica.

El gran desarrollo de este sistema se fundamenta en los siguientes factores: • • • •

Gran capacidad de producción. Precio unitario poco elevado. Intercambiabilidad de piezas. Piezas ligeras y sólidas.

Otros factores que han incrementado su importancia son:

Mejoramiento de las características. • •

Del material a troquelar. Del material de las herramientas.

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CAPITULO 1 Generalidades.

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1.1 Definición de un troquel. Herramienta empleada para dar forma a materiales sólidos, y en especial para el estampado de metales en frío.

Al montar el troquel en una prensa permite realizar operaciones diversas tales como se ilustran en la Fig.1. • • • • • • •

Perforados Embutidos Dobleces Estampados Extruidos Rasurados Picados, etc.

Fig. 1. Algunas operaciones que se realizan con un troquel.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO 1.2 Partes principales de un troquel. El troquel consta de varias partes o elementos entre ellos podemos listar, Fig.2: • • • • • • • • • • • • • • • •

Porta troquel Punzón Piloto Porta punzones Sufridera Planchador, expulsor y puente (mascarilla) Botadores Guías Matriz Boquillas Postes Tazas Elevadores Barras limitadoras o de ajuste Placas paralelas Bujes embalados, etc.

Taza

Fig.2 Esquema simple de los elementos de un troquel.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Forman parte fundamental del troquel tres placas, sobre las que se montan todos los elementos que lo configuran, de los que se van a reseñar de cada uno de ellos, su función y características más significativas: La placa inferior, que se fija mediante pernos que se introducen por las guías de la mesa de la prensa y por los agujeros realizados al efecto en la placa. En ella, se fija la matriz y las columnas guía. Otro aspecto a considerar al diseñar esta placa es que los recortes sobrantes, en este caso las rebabas del punzonado han de pasar a través de ella hacia el foso de la prensa. La placa superior, que ha de anclarse en la parte superior de la prensa o carro mediante pernos que se introducen por las guías de la prensa y las diseñadas al efecto en la placa. Sobre ella se sitúan las herramientas que actuarán sobre la pieza y los pistones. Se ha de tener en cuenta que las columnas guía han de pasar a través de la placa y deben librar la prensa en su posición más desfavorable. La placa pisadora, va entre las anteriores y su función es fijar la pieza a la matriz antes de que baje totalmente la prensa y actúen las herramientas de corte, doblado u otras, que pasan a través de ella y lo hagan de forma precisa. En el proceso de ascenso de la prensa, tiene la importante función de evitar que la pieza sea arrastrada por las herramientas que han actuado sobre ella. Para ello se colocan unos pistones que mantienen la placa pisadora sobre la pieza durante un tramo del ascenso, Fig. 3.

Fig. 3. Placas superior, pisadora e inferior y guías. Se aprecia la matriz y un pistón.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Pisador superior. Para preservar la placa, se coloca bajo ella lo que se denomina “pisador superior” y que tiene la forma negativa de la pieza. Columnas guía. El guiado de las placas es una faceta importante ya que para que realicen las placas superior y pisadora su desplazamiento con precisión, se disponen columnas o placas de guiado, que se fijan en la placa inferior. Por consiguiente el ajuste es con apriete y se suelen introducir incrementando la temperatura en la placa inferior. En las otras ha de haber juego y para evitar su deterioro y facilitar el deslizamiento, se colocan casquillos. Casquillos, son piezas de forma cilíndrica, que se fijan a la placa con un ajuste con apriete suave y con unas bridas para que no se salgan con el uso. El ajuste con la columna es con juego. Para facilitar el desplazamiento pueden tener nódulos de grafito, o bolas. Punzón, es un elemento de gran dureza que realiza un agujero en la pieza, tienen la forma del orificio que se pretende, usualmente circular. Son elementos normalizados, si bien hay medidas que es preciso realizar específicamente. En este caso, son cilíndricos y en la parte superior tienen una “cabeza” de mayor diámetro. El punzón es la pieza que más desgaste va a tener, por ello, se van a desmontar con facilidad para poderlos rectificar o cambiar cuando ya no sean recuperables. Además de los ocho punzones cilíndricos que lleva este troquel, hay otro más para separar las dos piezas finales, que tiene forma cuadrada, Fig.4 .

Fig. 4. Punzones, portapunzones y sufridera.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Portapunzones, es la pieza en la que se ubica el punzón, determinando su correcta posición y aportando rigidez, de modo que no sufran pandeo, ya que al ser relativamente largos y los esfuerzos tan grandes podrían verse afectados. Sufridera, entre el portapunzones y la placa se coloca una placa más fina, de gran dureza, que es la que transmite el esfuerzo a la cabeza del punzón y evita el deterioro de la placa. Pisadores, como se indicó, son formas negativas de la pieza que se fijan a la placa pisadora por su parte inferior. Matriz, es un elemento básico del troquel, en la que se coloca la pieza para el punzonado. Tiene la forma negativa de la pieza y se apoya sobre la placa inferior, intercalándose una sufridera. Se disponen huecos interiores, que permiten la evacuación de las pepitas y residuos de corte. Es importante el diseño de estas aberturas pues se ha de evitar que los residuos se atasquen y obstruyan la salida hacia la fosa de la prensa, lo que podría provocar daños considerables en el troquel. Pistones, son resortes neumáticos consistentes en un vástago telescópico que se mueve por el interior de un cilindro que contiene nitrógeno a presión. El resorte neumático es un muelle de bajo coeficiente, que ofrece autonomía de funcionamiento al no requerir una instalación neumática ni canalizaciones con fluidos a presión. Se instalan entre la placa superior y la pisadora y su función es, cuando desciende la prensa, comprimir la placa pisadora fijando la pieza antes de que actúen los punzones (o herramientas) y cuando asciende, mantener fija la pieza mientras salen los punzones. La fuerza de extracción es del orden del 5 al 10% de la de punzonado. Setas, son piezas que se colocan en los lugares susceptibles de rotura, como son los de contacto del vástago del pistón con la placa pisadora. Se realizan con aleaciones que soporten bien los golpes y se colocan de modo que se puedan sustituir con sencillez. Cáncamos, son elementos para el transporte de las placas del troquel. Se han colocado en la inferior y en la superior ya que son las más pesadas. En la pisadora se han practicado agujeros roscados en los que se enroscan tornillos que hacen la función de los cáncamos, a los que se amarran las eslingas.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Punzonado lateral, los orificios laterales se podrían realizar en el troquel inicial de corte, pero no se aseguraría suficientemente su posición tras el doblado, por lo que se ha acordado realizar el punzonado lateralmente en éste troquel. Para ello es preciso transformar el desplazamiento vertical en otro horizontal, mediante cuñas que formen ángulos complementarios, en este caso de 45º, de modo que el punzonado se realice horizontalmente. En esta operación realizan unos esfuerzos considerables que es preciso tener en cuenta, por lo que se van añadir elementos que refuercen la acción de las cuñas, Fig.5.

Fig. 5. Conjunto para el punzonado lateral: cuñas, reacciones, punzones, pisador lateral, placa deslizante, grapas, resorte, etc.

1.3 Tipos de troquel. Existen diferentes tipos de troqueles, simples, compuestos y progresivos Simples: estos troqueles permiten realizar solamente una operación en cada golpe del ariete o carnero, son de baja productividad y normalmente es necesario el uso de otros troqueles para poder concluir una pieza y considerarla terminada. Compuestos: en estas herramientas permiten aprovechar la fuerza ejercida por el ariete realizando dos o más operaciones en cada golpe agilizando el proceso. 10

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Progresivos: estos troqueles constan de diferentes etapas o pasos, cada uno de ellos modifica el material con una secuencia establecida por el diseñador (secuencia de corte), de tal manera que al final se obtiene una pieza o piezas terminadas. Son altamente productivos aunque su mantenimiento y operación es mas compleja que en los otros casos y requiere de mayor capacitación del personal involucrado aunque por supuesto vale la pena todo ello. Para asegurar la repetitividad en el proceso es muy común el uso de alimentadores automáticos para lograr el avance requerido, aunque no es raro ver troqueles progresivos alimentados manualmente en cuyo caso requieren de una “cuchilla de paso” que garantiza el adecuado posicionamiento del material dentro de la herramienta, esto por supuesto genera perdidas debido a que este sobrante se agrega a la merma, incrementando el peso bruto de cada unidad y por consiguiente el costo de producción.

1.4 Operaciones de corte en un troquel. En general cualquier operación realizada en un troquel se le llama troquelado. Troquelado En términos sencillos, el troquelado es un método para trabajar láminas metálicas en frío, en forma y tamaño predeterminados, por medio de un troquel y una prensa. El troquel determina el tamaño y forma de la pieza terminada y la prensa suministra la fuerza necesaria para efectuar el cambio. Cada troquel está especialmente construido para la operación que va a efectuar y no es adecuado para otras operaciones. El troquel tiene dos mitades, entre las cuales se coloca la lámina metálica. Cuando las dos mitades del troquel se juntan se lleva a cabo la operación. Normalmente, la mitad superior del troquel es el punzón (la parte más pequeña) y la mitad inferior es la matriz (la parte más grande). Cuando las dos mitades del troquel se juntan, el punzón entra en la matriz. En la matriz se realizan unas aberturas, por medio de varios métodos. La forma del punzón corresponde a la abertura de la matriz pero es ligeramente más pequeño, en una cantidad igual a la determinada por el “Juego entre matriz y punzón” requerida. El tipo y espesor del material y la operación que se va a llevar a cabo establecen dicho juego. 11

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Las dos partes se encuentran montadas en un porta troquel: la matriz montada sobre la base y el punzón en una zapata superior. El uso de un porta troquel asegura una alineación adecuada del punzón y la matriz, sin importar el estado de la prensa. Los troqueles más simples son los que se emplean para hacer agujeros en una lámina. La prensa usada para llevar a cabo estos cambios de forma tiene una mesa estacionaria o platina, sobre la cual se sujeta la matriz. Una corredera guiada o carro, que sujeta el punzón, se mueve hacia arriba y abajo perpendicularmente a la platina. El movimiento y la fuerza del carro son suministrados por un cigüeñal, un excéntrico o cualquier otro medio mecánico. También se emplean prensas accionadas hidráulicamente.

Cizallado Es un proceso de corte para láminas y placas, produce cortes sin que haya virutas, calor ni reacciones químicas. El proceso es limpio rápido y exacto, pero esta limitado al espesor que puede cortar la maquina y por la dureza y densidad del material. El cizallado es él termino empleado cuando se trata de cortes en línea recta; el corte con formas regulares redondas u ovaladas e irregulares se efectúan con punzocortado y perforación. El cizallado suele ser en frió en especial con material delgado de muchas clases tales como guillotinado de papeles de fibras, telas, cerámica, plásticos, caucho, productos de madera y la mayoría de los metales. El cizallado llamado también guillotinado en ciertas actividades se hacen en frió en la mayoría de los materiales. En general es para cortes rectos a lo ancho o a lo largo del material, perpendicular o en ángulo. La acción básica del corte incluye bajar la cuchilla hasta la mesa de la maquina, para producir la fractura o rotura controladas durante el corte. La mayoría de las cuchillas tienen un pequeño ángulo de salida. Para ciertas operaciones especificas como punzonado o perforado, no hay esos ángulos de alivio. El cizallado o guillotinado puede emplearse con una gran variedad de materiales para cortar papel o refinar libros y en la cizalla escuadradora para lamina. El corte de lámina se realiza por una acción de cizalla entre dos bordes afilados. La acción de cizalla se describe en los cuatro pasos esquematizados en la Fig. 6, donde el borde superior de corte (el punzón) se 12

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO mueve hacia abajo sobrepasando el borde estacionario inferior de corte (el dado). Cuando el punzón empieza a empujar el material de trabajo, ocurre una deformación plástica en las superficies de la lámina, conforme éste se mueve hacia abajo ocurre la penetración, en la cual comprime la lámina y corta el metal. Esta zona de penetración es generalmente una tercera parte del espesor de la lámina. A medida que el punzón continúa su viaje dentro del trabajo, se inicia la fractura del material de trabajo entre los dos bordes de corte. Si el claro entre el punzón y el dado es correcto, las dos líneas de fractura se encuentran y el resultado es una separación limpia del material de trabajo en dos piezas.

Fig.6 Cizallado o corte de una lámina metálica entre dos bordes cortantes: (1) inmediatamente antes de que el punzón entre en contacto con el material, (2) el punzón comienza a comprimir el material de trabajo causando deformación plástica, (3) el punzón comprime y penetra en el material de trabajo formando una superficie lisa de corte y (4) se inicia la fractura entre los dos bordes de corte opuestos que separan la lámina. Los símbolos v y F indican velocidad y fuerza aplicada, respectivamente.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Perforado El perforado es muy similar al punzonado, excepto que la pieza que se corta se desecha y se llama pedacería. El material remanente es la parte deseada. La distinción se ilustra en la fig. 7 (b).

Fig. 7 a) Punzonado y (b) perforado.

Mortajado El mortajado es un proceso de corte fino para la lamina y plancha y difiere del cizallado en que la cuchilla esta a cierto ángulo. La cuchilla puede ser de cualquier configuración si se trata de partes pequeñas.

Niblado El corte de laminas (niblado) incluye hacer recortes sucesivos hasta que se produce una forma más grande o recortada. Las formas internas se pueden empezar con facilidad a partir de agujeros taladrados y se emplean para producir secciones perforadas grandes. El recorte se utiliza en lugar de punzonar o perforar, para la producción de poco volumen o a baja velocidad las maquinas recortadoras o tijeras para lamina son muy adaptables, poco costosas, sencillas para manejarlas y mantenerlas, aunque la producción es lenta.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Perforación El perforado es un proceso para recortar un agujero conformado en una lámina o placas metálicas. Se suele hacer en frió y se obtienen casi de cualquier forma. Las aplicaciones incluyen perforar las arandelas hacer agujeros para remaches mediante elementos estructurales de acero, aberturas en paneles que se van a terminar con otros procesos a fin de poder montar instrumentos o equipos y en operaciones similares, fig. 8.

Fig. 8. Perforado

Punzonado El punzonado es una operación de corte de chapas o láminas, generalmente en frío, mediante un dispositivo mecánico formado por dos herramientas: el punzón y la matriz. La aplicación de una fuerza de compresión sobre el punzón obliga a éste a penetrar en la chapa, creando una deformación inicial en régimen elastoplástico seguida de un cizallamiento y rotura del material por propagación rápida de fisuras entre las aristas de corte del punzón y matriz. El proceso termina con la expulsión de la pieza cortada, Fig. 9.

Fig. 9. Punzonado. 15

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO 1.5 Materiales para herramientas de corte. Los materiales para las herramientas de corte incluyen aceros al carbono, aceros de mediana aleación, aceros de alta velocidad, aleaciones fundidas, carburos cementados, cerámicas u óxidos y diamantes. El carbono forma un carburo con el hierro, lo que hace que responda al temple y, de esta manera aumentar la dureza, la resistencia mecánica y la resistencia al desgaste. El contenido de carbono de los aceros para herramientas está entre 0.6% y 1.4%. El cromo si agrega para aumentar la resistencia al desgaste y la tenacidad; el contenido es entre 0.25% y 4.5%. El cobalto se suele emplear en aceros de alta velocidad para aumentar la dureza en caliente, a fin de poder emplear las herramientas con velocidades de corte y temperaturas más altas y aún así mantener la dureza y los filos. El contenido es entre 5% y 12%. El molibdeno es un elemento fuerte para formar carburos y aumentar la resistencia mecánica, la resistencia al desgaste y la dureza en caliente. Siempre se utiliza junto con otros elementos de aleación. El contenido es hasta de 10%. El tungsteno mejora la dureza en caliente y la resistencia mecánica; el contenido es entre 1.25% y 20%. El vanadio aumenta la dureza en caliente y la resistencia a la abrasión, el contenido en los aceros al carbono para herramientas es de 0.20% a 0.50%, en los aceros de altas velocidades es entre 1% y 5%. Aceros al carbono: Son el tipo más antiguo de acero empleado en herramientas de corte. Este acero es poco costoso, tiene resistencia a los choques, se puede someter a tratamiento térmico para obtener un amplio rango de durezas, se forma y rectifica con facilidad y mantiene su borde filoso cuando no está sometido a abrasión excesiva y utilizado para brocas que trabajan a velocidades más o menos bajas, para machuelos, brochas y escariadores, aunque y a los han sustituido otros materiales para herramientas

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Aceros de alta velocidad: Mantiene su elevada dureza a altas temperaturas y tienen buena resistencia al desgaste. Las herramientas de este tipo de aleaciones que se funden y se rectifican a la forma deseada, se componen de cobalto 38% a 53%, cromo 30% a 33% y tungsteno 10% a 20%. Estas aleaciones se recomiendan para operaciones de desbaste profundo con velocidades y avances más o menos altos. Sólo se emplean para obtener un buen acabado superficial especial. Carburos cementados: Tienen carburos metálicos como ingredientes básicos y se fabrican con técnicas de metalurgia de polvos. Las puntas afiladas con sujetadores mecánicas se llaman insertos ajustables, se encuentran en diferentes formas, como cuadrados, triángulos, circulares y diversas formas especiales. Carburos revestidos: Con insertos normales de carburo revestidos con una capa delgada de carburo de titanio, nitruro de titanio u óxido de aluminio. Con el revestimiento se obtiene resistencia adicional al desgaste a la vez que se mantienen la resistencia mecánica y la tenacidad de la herramienta de carburo. Cerámicas o de óxido: Contienen principalmente granos finos de óxido de aluminio ligados entre sí. Con pequeñas adiciones de otros elementos se ayuda a obtener propiedades óptimas. Las herramientas de cerámica tienen una resistencia muy alta a la abrasión, con más dureza que los carburos cementados y tienen menor tendencia a soldarse con los metales durante el corte. Sin embargo, carecen de resistencia al impacto y puede ocurrir su falla prematura por desportilladura o rotura. Se ha encontrado que las herramientas de cerámica son eficaces para operaciones de torneado ininterrumpido a alta velocidad. Diamantes: Policristalino se emplea cuando se desean buen acabado superficial y exactitud dimensional, en particular en materiales no ferrosos, blandos, que son difíciles de maquinar. Las propiedades generales de los diamantes son dureza extrema, baja expansión térmica, alta conductividad térmica y un coeficiente de fricción muy bajo. 17

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO 1.6 Desgaste de la matriz. El esfuerzo de corte afecta los filos luego de producir una gran cantidad de piezas, como consecuencia tenemos piezas con rebabas y contorno indefinido y por ende se necesita rehabilitar la matriz, perdiendo en el proceso hasta 1 mm, siendo la cota de afilado máx. de 6 mm, a razón promedio de 0,15 mm por cada rectificado, resultando posible rectificar unas 40 veces, produciendo por lo tanto 1.000.000 en total. Juego entre punzón y matriz El juego entre punzón y matriz depende del grueso de la chapa. El juego es aplicable para una chapa de gran espesor y será mayor para acero duro que para acero dulce o aluminio, etc. El valor del juego es entre el 5 a 13% dependiendo del espesor de la chapa. Determinado el juego correcto se aumenta la duración de la herramienta. Disposición de la figura La mejor disposición de la figura a cortar asegura una pérdida de material mínima. La separación mínima de figuras a cortar nunca debe ser menor al espesor de la chapa. Corte con punzón de goma El punzón de goma es apto para aleaciones ligeras. Se corta en una sola operación sobre una plancha de acero de unos 6 mm y una almohadilla de goma, no experimentando desgaste apreciable luego de una gran cantidad de piezas. El uso de este procedimiento es limitado a finas chapas, hasta 0,25 mm. Esfuerzo de corte En el contacto con la chapa, el punzón comprime y luego corta. La dilatación del material produce contra las paredes de la matriz un rozamiento durante el corte, y por ende necesitando un mayor esfuerzo. Un buen centrado garantiza un menor desgaste de guías laterales y evita resquebrajamientos de aristas del punzón y la matriz. 18

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO 1.7 Definición del problema para el diseño de un troquel. 1. Tomando en consideración. 1.1.- Se requiere que el troquel a desarrollar contenga las dimensiones necesarias para una buena operación del troquel. 1-2.- La disposición del troquel debe ser la optima, para que a la hora de meter la lamina de acero exista un menor desperdicio de material. 1.3.- Así mismo el troquel debe tener todos los elementos necesarios para que la fabricación del producto sea eficiente. 1.4.- El troquel deberá contar con la geometría adecuada para su manipulación. 1.5.- El troquel deberá tener una vida útil de 10000 (horas, troquelados, piezas).

2. Establecer y/o determinar las limitaciones. 2.1.- El material a utilizar en el troquel debe ser resistente al desgaste. 2.2.- El troquel deberá ser maquinado de una forma rápida y a un costo medio. 2.3.- El mantenimiento del troquel debe de ser mínimo o que tenga reparaciones fáciles de realizar.

1.8 Recomendaciones para el diseño de un troquel. Para evitar falsos principios y cambios costosos en el diseño es recomendable tomar algunas decisiones para detallar el diseño en forma ordenada, y con una secuencia lógica. Las recomendaciones a seguir las podemos dividir en cinco partes que serán las siguientes: 1. Recopilación de datos y objetivo del diseño. Comprende: a) Revisar dibujos de ingeniería. b) Revisar Hoja de Proceso. c) Descripción de operaciones. 19

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO d) e) f) g) h) i) j)

Requerimientos de la autorización a corto y largo plazo. Prensa a utilizar (características). Establecer el grueso de paredes del acero para cada elemento. Agregar una lista de materiales para ordenar la construcción del troquel. Indicar vistas y secciones. Numerar todas las partes. Agregar limitadores de altura si es necesario.

El troquel debe partir de algunos principios tomado en cuenta las condiciones que deben cumplir un buen diseño. a) Debe troquelar la pieza a la forma requerida y con las tolerancias especificadas. b) Debe permitir la expulsión del artículo sin dificultades para construir un troquel de acuerdo al (diseño de la pieza y las posibles modificaciones). c) La prensa de prueba debe tener la capacidad de producción requerida, como lote o pedido. 2. Idea Preliminar del proceso u operaciones de troquelado. Se debe establecer el tipo de troquel requerido que en nuestro caso en un Troquel progresivo. Idear operaciones de funcionamiento seguro así como también detectar y eliminar causas probables de inseguridad o falta de operaciones. En los dibujos tanto del la pieza como del conjunto del troquel se debe contar con las vistas necesarias, cortes y secciones que muestren con total claridad las partes del troquel de las que se hace mención. Se debe mostrar con detalles las operaciones críticas y establecer altura mínima del troquel. Esto se mostrara en las vistas de la plata de punzón y matriz para determinar el tamaño de las zapatas y el tamaño de la mesa de la prensa. También se debe planear el diseño de los botadores, extractores y topes. Se debe contar con un buen sistema de lubricación para un desempeño óptimo. Algo muy importante también es el localizar las salidas de la rebaba, localización de los pernos de argolla o agujeros machuelados para el manejo del troquel.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO 3. Aprobación de la idea preliminar del diseño. Esto se puede realizar por dos formas. a) Por manufactura o Ingeniería. b) Diseño completo incluyendo detalles, conjunto y despiece. 4. Diseño completo incluyendo detalles, conjunto y despiece. En esta etapa se debe verificar: • • • • • •

Dibujar vistas auxiliares y secciones. Analizar si la pieza se puede manufacturar en lámina y la calidad que exige. Cantidad a producir. Maquina a utilizar. Establecer el número de piezas por golpe. Establecer la holgura de corte, embutido o dobles.

También debe consultar catálogos, debido a que las piezas que conforman el troquel son comerciales. Para la fabricación de la matriz y el punzón se debe analizar si la puede hacer de una pieza o con insertos Se especificara la clase de acero a utilizar, los posibles tratamientos que en material pueda llevar, así como sus acabados y tolerancias. Se debe tomar en cuenta el revisar todas las dimensiones para detectar posibles errores. Y verificar la información preliminar de ingeniería. Tomando en cuenta lo anterior puede seguir con la inspección de los dibujos para determinar si todas las piezas dibujadas pueden ser ensambladas. No olvide conservar la memoria de cálculos para posibles aclaraciones o modificaciones. 5. Verificación final de todos los elementos. • • •

Verificar la lista de los materiales y tramitar la orden de compra. Elaborar un manual de procedimientos del montaje y operaciones del troquel. En la construcción del troquel debe verificar las acciones realizadas, de acuerdo a lo ya establecido. 21

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO También en el diseño de un troquel con respecto a los dibujos lo usual y recomendable es mostrar tres vistas. • • •

Planta de matrices. Planta de punzones. Elevación frontal en corte.

Todos los dibujos deben tener cuadro de referencia, generalmente esta localizado en la parte inferior del lado derecho y debe contener los siguientes datos: • Los renglones dependen del número de partes que contengan el troquel. • Procedimiento para enlistar las partes. • La lista de parte llevara el siguiente orden: • Juego de zapatas, si son de compra especificar. • No. de catálogos largo de postes. • Si son de fabricación especial, numerar primero cada uno de sus componentes empezando por las placas inferior y superior indicando sus medidas, enseguida postes y mamelón. • Anotar las partes de fabricación en acero al carbono (hierro comercial). • Anotar las partes de fabricación en acero aleado (acero para herramientas).

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CAPITULO 2 Prensas.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO 2.1 Generalidades. Hasta el siglo XVII, el acuñado de monedas, se realizaba colocando el cospel sobre un cuño o matriz, enclavado en un yunque. Poniendo encima el otro cuño; se aplicaba un golpe violento de maza o martillo, lográndose grabar las monedas, simultáneamente por las dos caras. El empleo de este procedimiento figura en una moneda de Paestum y en algunos denarios de Tito Carisio, (49-43 a.C.) donde se ven representados el yunque, las tenazas, el troquel y la maza. Hacia 1500, Leonardo da Vinci, diseña un laminador y una prensa de balancín, Fig. 10, que sirvió para la realización de un experimento en 1530, por el italiano Benbenuto Cellini, aunque la puesta en práctica de forma generalizada se atribuye al francés Nicolás Briot a partir de 1626.

Fig. 10. Prensa de balancín, diseñada por Da Vinci.

Hacia 1770, el inglés Joseph Bramah, basado en el privilegio de Pascal enunciado en su "Tratado del equilibrio de los líquidos", patenta su invención de una prensa hidráulica. Unos años más tarde, en 1797 los Hermanos Perier, solicitan una patente en la que citan la invención de Bramah, Fig. 11. En 1812, construyen una prensa con una presión de 70 kg. /cm2.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO A partir de 1840, ante la insuficiencia de capacidad de las prensas de balancín, se inicia la fabricación de prensas hidráulicas de elevadas potencias, generalizándose su aplicación en las fábricas de material ferroviario para el calado de ejes.

Fig. 11. Prensa diseñada por los hermanos Perier.

Hacia 1817, se inicia un avance importante en el acuñado de monedas, al desarrollar el mecánico alemán Dietrich Uhlhorn, una prensa mecánica que ejerce una fuerte presión, a través de un juego de biela-palanca-articulada. La empresa Ludwig Löewe perfecciona la prensa de Uhlhorn y el francés Thonnelier, introduce la "virola partida", con el objeto de grabar los cantos de las monedas. A partir de 1863, "La Maquinista Marítima y Terrestre" de Barcelona inicia la fabricación de prensas tipo Thonnelier para la Casa de la Moneda de Madrid.

Fig.12 Prensa tipo Thonnelier. 25

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO En 1867, en la exposición de París, el francés Chéret, presentó un prototipo de una prensa mecánica de fricción, que supuso un gran avance para la realización de diversas perforaciones de estampado en piezas previamente punzonadas. A partir de este momento, en algunas fábricas de moneda se llegaron a usar simultáneamente, prensas de balancín, de palanca articulada, e incluso de fricción Por lo menos desde 1798, se utilizó una versión de prensa de balancín para punzonar fabricar clavos a partir de fleje. Pero este procedimiento era insuficiente a mediados del siglo XIX, para fabricar en grandes series diversos productos a partir de chapa. Por esta razón, hacia 1870, la empresa americana "Bliss y Williams", que tenía varios años de experiencia en prensas de excéntrica, desarrolló un modelo que podía punzonar agujeros de 3/4" de diámetro con un espesor de 1/2". Pesaba 600 libras y trabajaba a 100 revoluciones por minuto. A partir de este momento se generalizó la fabricación de diversos tipos de prensas mecánicas aumentando progresivamente su capacidad y versatilidad. A principios del siglo XX, las prensas alcanzan un fuerte desarrollo. Se utilizan prensas hidráulicas de gran potencia para embutir las carrocerías de automóvil, prensas de fricción para estampar cubertería, medallas etc. prensas de palanca articulada para acuñación de monedas y prensas mecánicas de excéntrica muy evolucionadas para punzonar.

2.2 Definición de prensa. La maquina utilizada para la mayoría de las operaciones de trabajo en frio y algunos en caliente, se conoce como prensa. Consiste de un bastidor que sostiene una bancada y un ariete, una fuente de potencia, y un mecanismo para mover el ariete linealmente y en ángulos rectos con relación a la bancada. Una prensa debe estar equipada con matrices y punzones diseñados para ciertas operaciones específicas. La mayoría de operaciones de formado, punzonado y cizallad, se pueden efectuar en cualquier prensa normal si se usan matrices y punzones adecuados. Las prensas tienen capacidad para la producción rápida, puesto que el tiempo de operación es solamente el que necesita para una carrera del ariete, mas el tiempo 26

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO necesario para alimentar el material. Por consiguiente se pueden conservar bajos costos de producción. Tiene una adaptabilidad especial para los métodos de producción en masa, como lo evidencia su amplia aplicación en la manufactura de piezas para automóviles y aviones, artículos de ferretería, juguetes y utensilios de cocina.

2.3 Tipos de Prensas. No es muy correcto llamar a una prensa, prensa dobladora, prensa de repujado, o prensa cortadora, entre otras, pues los tres tipos de operaciones se pueden hacer en una maquina. A algunas prensas diseñadas especialmente para un tipo de operación, se le puede conocer por el nombre de la operación, prensa punzonadora o prensa acuñadora. La clasificación esta en relación a la fuente de energía, ya sea operada manualmente o con potencia. Las maquinas operadas manualmente se usan para trabajos en lamina delgada de metal, pero la mayor parte de maquinaria para producción se opera con potencia. Otra forma de agrupar a las prensas, esta en función del número de arietes o los métodos para accionarlos. Los tipos más generales de prensas son los siguientes: Prensa mecánica Es una máquina que acumula energía mediante un volante de inercia y la transmite bien mecánicamente (prensa de revolución total) o neumáticamente (prensa de revolución parcial) a un troquel o matriz mediante un sistema de bielamanivela, Fig. 13. La fuerza generada por la prensa varia a lo largo de su recorrido en función del ángulo de aplicación de la fuerza. Cuanto más próximo este el punto de aplicación al PMI (Punto Muerto Inferior) mayor será la fuerza, siento en este punto (PMI) teóricamente infinita. Como estándar más aceptado los fabricantes proporcionan como punto de fuerza en la prensa de reducción por engranajes 30º y en las prensas de volante directo 20º del PMI. Por su sistema de transmisión pueden clasificarse en prensas a volante directo, prensas de reducción, prensas de doble reducción, prensas de reducción paralela y prensas de cinemática especial. Por su estructura se pueden clasificar en prensas de cuello de cisne y prensas de doble montante (dentro de estas existen las monobloc y las de piezas armadas por 27

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO tirantes). Por su velocidad se clasifican en prensas convencionales (de 12 a 200 golpes minuto en función de su tamaño), prensas rápidas (de 300 a 700 golpes por minuto) y prensas de alta velocidad (de 800 hasta 1600 golpes por minuto en las más rápidas de fabricación japonesa y suiza). Estas prensas se emplean en operaciones de corte, estampación, doblado y embuticiones pequeñas. No son adecuadas para embuticiones profundas al aplicar la fuerza de forma rápida y no constante. No obstante el desarrollo de prensas con cinemática compleja (prensas de palanca articulada o prensas link drive) ha hecho posible que puedan usarse para embuticiones más profundas y con aceros de alta resistencia elástica, ya que este tipo de prensas mecánicas reducen su velocidad cerca del PMI pudiendo deformar la chapa sin romperla.

Fig.13. Prensa mecánica. 28

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Prensa hidráulica Es un mecanismo conformado por vasos comunicantes impulsados por pistones de diferente área que, mediante pequeñas presiones, permite obtener otras mayores. En el siglo XVII, en Francia, el matemático y filósofo Blaise Pascal comenzó una investigación referente al comportamiento de los fluidos. Observó que en un líquido, la presión que se ejercía se transmitía, con igual intensidad, en todas direcciones. Gracias a este principio se pueden obtener fuerzas muy grandes utilizando otras relativamente pequeñas. Uno de los aparatos más comunes para alcanzar lo anteriormente mencionado es la prensa hidráulica, la cual está basada en el principio de Pascal, Fig. 14. El rendimiento de la prensa hidráulica guarda similitudes con el de la palanca, pues se obtienen presiones mayores que las ejercidas pero se aminora la velocidad y la longitud de desplazamiento, en similar proporción.

Fig. 14. Antigua prensa hidráulica.

Prensa de volante Su nombre procede del efecto de “volante” que se logra con las pesadas bolas de hierro sujetas a los extremos de los brazos de operación, mediante las cuales se logra el momento requerido para cerrar las herramientas venciendo la resistencia del metal que está siendo cortado o conformado. El giro que el operador da a la palanca hace que baje el embolo bajo la acción de una rosca múltiple. Este tipo de rosca múltiple se utiliza con objeto de que pueda lograrse el movimiento suficiente del embolo con solo un giro parcial de la palanca. 29

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Al embolo de la prensa de mano en algunas partes se le llama “perno”. El movimiento de la rosca y el embolo puede reducirse al llegar a un limite mediante un collarín que puede quedar ajustado en la parte alta de la rosca de operación. Una vez ajustado se le conserva en posición mediante un tornillo con tuerca.

Prensa acotada La prensa acotada se utiliza para trabajos delicados, lográndose la ampliación de la fuerza aplicada mediante un sistema de palancas, en lugar de que en ellas se utilice un sistema de tornillo y tuerca como ocurre en la prensa con volante. Cuando el trabajo es ligero, resulta menos cansado su empleo, ya que el movimiento de la palanca acotada es mucho menor del que se requiere en la palanca volante.

Prensa de pie Este tipo de prensa se opera mediante un pedal, y también en este caso la amplificación de la fuerza se realiza mediante un sistema de palancas, Se observa que en la utilización de este tipo de prensas el operador tiene ambas manos libres, para controlar y detener en su lugar la pieza de trabajo. Por esta razón la prensa de pie se utiliza ampliamente para la ejecución de trabajos ligeros de ensamblaje, Fig. 15.

Fig. 15. Prensa de pie. 30

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Prensa de acción simple con armadura en C Este tipo de prensa es ajustado mediante un motor eléctrico. El momento se transmite al pistón mediante una manivela y una barra de conexión. En algunas prensas para trabajo pesado se utiliza una excéntrica en lugar de la manivela. La armadura de la prensa está hecha en fundición de hierro, y además de su masa cuenta con barras de sujeción en acero que brindan un apoyo adicional cuyo objeto es evitar desviaciones e incluso grietas en caso de que la prensa resulte accidentalmente sobrecargada. Mediante un embrague se hace que el volante quede acoplado al cigüeñal cuando se requiere que la prensa entre en operación; este embrague puede disponerse de manera de que quede suelto cuando el cigüeñal ha llevado a cabo una revolución y el pistón ha alcanzado la parte mas elevada de su carrera, contándose también con un corte que impide que dicha carrera sea excedida. El perforado y formado como segunda operación generalmente debe ser situado a mano en el dado, y en tal caso es necesario operar el embrague cada vez que se requiere que el embolo realice una carrera, Fig. 16.

Fig. 16. Prensa de acción simple con armadura en C

Prensa de acción simple y de dos lados Es mucho más rígida que la prensa con armadura en “C”, Fig. 17, pero no es tan accesible. Se le utiliza en la operación de corte y conformados pesados. En las prensas modernas se cuenta con un cigüeñal de carrera ajustable, de manera que puede aplicarse una carrera para el corte y otra carrera mas larga para las

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO operaciones de formado. La capacidad de una prensa de potencia se especifica generalmente como sigue: 1. Área de la bancada (Tamaño máximo de cabezal que puede quedar sujeto en aquella). 2. Luz (Distancia máxima ente la bancada y el pistón cuando la manivela se encuentra justamente al centro de la parte baja de su recorrido. La luz es ajustable dentro de ciertos límites). 3. Largo de la carrera (O amplitud). 4. Fuerza disponible en las herramientas.

Fig. 17. Prensa de acción simple y de dos lados

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CAPITULO 3 Descripción del producto.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO 3.1 Generalidades. El destapador es un utensilio metálico utilizado para abrir botellas retirando la chapa. El principio del abrebotellas consiste en un resalte que se inserta en la base de la chapa a modo de cuña y un mango con el que se ejerce una acción de palanca para retirarla. Por su gran utilidad, constituye un objeto habitual de regalo y de mercadotecnia, por ejemplo, para envasadores de bebidas que insertan su logotipo o imagen en el mango, Fig. 18.

Fig. 18. Algunos usos de los destapadores.

Entre los diferentes tipos de abrebotellas, se pueden destacar: •

• •

El abrebotellas de mango corto muy propio de hostelería pues se puede transportar en el bolsillo. Su movimiento es de atrás adelante exigiendo mayor esfuerzo y habilidad que los de mango largo. También puede ser plegable combinado con un sacacorchos o integrado en una navaja suiza. El abrebotellas con cabeza redondeada cuyo movimiento de apertura es de adelante atrás. A veces, se combina con un sacacorchos de alas. El adosado a una pared o integrado en un recipiente que se utiliza para recoger las chapas.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO 3.2 Principales usos del producto. Los productos que desarrollaremos serán usados como artículos promocionales en diferentes empresas. El porqué de mandar los artículos a empresas promocionales, es el siguiente: •

Se adaptan al presupuesto, la imagen, y tipo de mercado de cada cliente.

•

Son útiles, esto hace que la gente los conserve logrando que en la mente de quien los recibe permanezca la marca que se está promocionando. Según encuestas el 50% de las personas a quien se les obsequia un artículo promocional recuerdan la imagen durante un periodo largo.

•

Tienen proyección; logran dar la imagen que se quiere expresar al cliente.

•

Generan ventas.

•

Incentivan al personal logrando que el empleado se sienta parte importante de la empresa.

•

El artículo promocional no solo se queda en manos de quien lo recibe, ya que muchas veces va de mano en mano por lo que se puede decir que este no tiene fronteras.

•

Generan identidad pues se logra una diferenciación de la competencia logrando un sello distintivo a la empresa.

•

Son deducibles de impuestos, por lo que se puede decir que con una solo inversión se logra publicidad a un costo bajo y a la vez se obtiene una ventaja fiscal.

Los usos de estos artículos son: •

Posicionamiento de una marca o empresa

•

Promoción de un producto o proyecto

•

Motivación al personal

•

Presencia con los clientes

•

Regalos corporativos por las fiestas de fin de año

•

Eventos tales como aniversarios e inauguraciones 35

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO •

Congresos y Convenciones

•

Exposiciones

•

Patrocinios

En el mercado existe gran variedad de estos artículos aquí unos ejemplos con precio de mayoreo. Cant

Tintas

Precio

T. Extra

350

1

$8.70

$0.80

500

1

$7.70

$0.70

1000

1

$6.70

$0.60

2500

1

$6.20

$0.55

Cant

Tintas

Precio

T. Extra

300

2

$10.00

$0.80

500

2

$9.20

$0.70

1000

2

$8.60

$0.60

2500

2

$8.00

$0.50

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Cant

Tintas

Precio

T. Extra

250

1

$13.90

$0.20

500

1

$12.70

$0.20

1000

1

$11.70

$0.20

2500

1

$10.60

$0.20

Cant

Tintas

Precio

T. Extra

250

1

$9.90

$0.20

500

1

$8.70

$0.20

1000

1

$7.70

$0.20

2500

1

$7.60

$0.20

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Las empresas con las que contamos son:

Carretera Base Aérea No. 3640-1 Fracc. Base Aérea II 45019 Zapopan, Jal. México

Eucario López No. 52 Col. Granjas Valle de Guadalupe. 52270 Ecatepec, Edo. De México. México

Copal No. 142, Col. Pedregal de Santo Domingo 04369 Delegación. Coyoacán, D.F. México.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO 3.3 Especificación de diseño del producto a fabricar. Tomando en consideración la utilización del destapador en la vida cotidiana y dado a que en el mercado existe una gran variedad de productos similares, pero en algunos casos de mala calidad o con un precio elevado es necesario la corrección de estos problemas con la creación e innovación de los productos. Para la fabricación de este dispositivo es necesario establecer el material con el que se va fabricar que será un acero NOM1018.

Dimensiones y especificaciones del producto.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO 3.4 Materia prima utilizada para la fabricación del troquel.

Acero NOM1018. Entre los aceros de bajo carbono, el NOM1018 es el más versátil por sus características; análisis controlado, mejores propiedades mecánicas que otros aceros, buena soldabilidad, buena maquinabilidad. Cuando se requiere una superficie muy dura pero un centro tenaz, este acero cumple perfectamente. Estirado en frío mejora sus valores de resistencia mecánica, teniendo un sin número de usos. Es ampliamente disponible en secciones circulares, cuadradas, barras planas y hexagonales.

Aplicaciones Se utiliza en la fabricación de partes para maquinaria; automotriz, línea blanca, equipo de proceso, etc.; que no estén sujetas a grandes esfuerzos. Por su ductilidad es ideal para procesos de transformación en frío como doblar, estampar, recalcar, etc. Sus usos típicos son flechas, tornillos, pernos, sujetadores, etc., ya cementado en engranes, piñones, etc. Propiedades mecánicas y físicas. Maquinabilidad El acero NOM1018 es valorado al 62% de la maquinabilidad en relación con el acero al carbono 1112. Esta aleación puede ser fácilmente llevada a un acabado fino, sus granos son continuos y duros. Puede ser mecanizado en todas las condiciones. Conformado El acero NOM1018 puede ser fácilmente conformado en estado recocido. Soldadura. El acero NOM1018 ha sido sueldado con éxito usando la mayoría de las prácticas comunes incluyendo gas, resistencia eléctrica, oxiacetilénico y soldadura por fusión sumergida.

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Tratamiento térmico El acero NOM1018 puede, en secciones delgadas ser endurecido a Rc 42. En secciones más gruesas, sobre 4", se puede obtener una dureza entre Rc 28 a 30. Forja Esta aleación se forja en el rango de 1825 a 2300 ºF (996.11 a 1260 ºC). Trabajo en caliente. El acero NOM1018 puede ser fácilmente trabajado en caliente. Trabajo en frío. El acero al carbono NOM1018 al trabajarlo en frío tendrá un efecto significativo sobre la dureza y las propiedades mecánicas. Se requiere un recocido intermedio para vencer su tendencia al endurecimiento por trabajo. Recocido. El recocido completo puede ser logrado por inmersión en un baño a 1650 ºF (898.88 ºC) seguido por un enfriamiento en el horno. El proceso de recocido puede ser hecho a 1200 ºF (648.88 ºC). Dureza 126 HB (71 HRb) Esfuerzo de fluencia 370 MPa (53700 PSI) Esfuerzo máximo 440 MPa (63800 PSI) Elongación máxima 15% (en 50 mm) Reducción de área 40% Modulo de elasticidad 205 GPa (29700 KSI) Densidad 7860 Kg/m3

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CAPITULO 4 Diseño y fabricación de un troquel para destapadores planos.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO 4.1 Pasos para el diseño del troquel. Diseño 1. El diseño de cualquier tipo de troquel es complejo, aunque contemos con herramientas informáticas como Autocad y Catia para dibujar en dos y tres dimensiones, pudiendo comprobar hasta el más mínimo detalle del diseño. En primer lugar partiremos del plano pieza que nos proporciona el cliente para poder realizar un estudio del fleje. Este estudio del fleje puede tener limitaciones especificadas por el cliente como son el número de pasos, el ancho del fleje, etc. 2. En el estudio del fleje dibujaremos los diferentes pasos que necesitará el fleje de chapa hasta transformarse, en el último paso, en la pieza del plano pieza. Generalmente se dividen en zona de corte de desarrollo, zona de doblez y embutición, zona de calibrado y zona de corte pieza final. Cada paso debe de ir posicionado dentro del troquel con agujeros centradores de fleje, que pueden formar parte de la pieza final o bien pueden estar incluidos en el fleje sobrante. En este último caso se incorporaran los punzonados para los centradores en los pasos iníciales del troquel. 3. Una vez definido el estudio del fleje procedemos a definir los elementos activos internos del troquel denominados matrices en la base inferior y machos en la base superior, su función es la de cortar, doblar y embutir o deformar el fleje para obtener la pieza final. 4. El troquel progresivo generalmente esta compuesto de dos bases (inferior y superior). En la base inferior dibujaremos las matrices, los compensadores de pisador, los detectores de paso, las bandejas de acumulación de sobrantes, los casquillos guía, los resortes de elevación y los elevadores del fleje, sobre los que están las guías del fleje. En la base superior se hallan los machos, el pisador, los resortes de pisador, los postizos de pisador, los centradores, los despegadores y las columnas guía.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Matrices dibujadas según estudio del fleje. 5. Para empezar a dibujar las bases del troquel hay que tener en cuenta el las especificaciones técnicas que nos proporciona el cliente. En esta documentación nos indicaran las dimensiones máximas totales del troquel, tipo de amarres a prensa, ranuras y agujeros de centrado en prensa, tipo de detectores del troquel y todas las especificaciones que el cliente crea oportunas y que tendremos que incorporar en el proyecto.

Base inferior y complementos desarrollados sobre matrices. 6. Una vez diseñado el troquel progresivo se numeran todas las piezas componentes del mismo para realizar posteriormente la lista de materiales, pieza fundamental para poder hacer seguimiento de todos los elementos del troquel, desde su recepción hasta su tratamiento térmico. Sección de troquel progresivo cerrado. 7. Todas las piezas tienen que estar dibujadas individualmente, un trabajo laborioso pero muy necesario para su construcción y seguimiento por los diferentes departamentos de la empresa. En el plano se debe mostrar el número de pieza, el material, el número de orden de fabricación del troquel y el tratamiento térmico cuando la pieza vaya a ser tratada.

4.2 Mecanización. 1. Es recomendable empezar por mecanizar las piezas que tendremos que mandar posteriormente al tratamiento térmico, ya que así adelantamos tiempo para su realización. Las demás piezas de conjunto también debemos de mecanizarlas primero ya que nos proporcionaran abundante trabajo para otras secciones de la empresa (taladro, rectificadora, ajuste) y cuando estén acabadas procederemos a posicionarlas en sus alojamientos sobre las bases, pisadores y elevadores comprobando que no hay ningún error.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO 2. Actualmente y con los medios a nuestra disposición nos será conveniente hacer perfilados y copiados de piezas en conjunto montadas sobre las bases, organizando las piezas a mecanizar según nuestras necesidades, por lo que es aconsejable seguir los siguientes pasos: a. En la base inferior montaremos la matriz de doblez, embutición y calibrado para hacer un mecanizado de semiacabado en conjunto de todas las formas, dejando de 3 a 5 décimas más de material para su posterior copia. La copia de acabado la realizaremos una vez templadas (tratamiento térmico) las piezas, reajustadas y montadas sobre la base.

b. En la base superior seguiremos el mismo criterio para los machos de doblez, embutición y calibrado.

c. El pisador va alojado generalmente en la base superior y su función es la de sujetar el fleje y separarlo de los machos al abrirse el troquel. Tiene una serie de piezas denominadas pastillas de pisador que pueden también estar perfiladas, en cuyo caso se habrá previsto su mecanización y montaje para que una vez mecanizados los machos montemos el pisador en la base superior para mecanizar las pastillas. Si optamos por no templar las pastillas de pisador, la mecanización tendrá un acabado, después de realizado el tratamiento térmico y reajuste de las pastillas de pisador. Para mecanizar el pisador, este tiene que estar con sus columnas de centrado en base y montado sobre los topes a su altura de mecanización correspondiente.

4.3 Montaje. 1. Como ya hemos comentado anteriormente y aunque existan programas para la búsqueda de desarrollos de corte para los flejes transformados por el troquel, es aconsejable realizar piezas prototipo para asegurar que con las piezas que fabricaremos, machos y matrices de corte, obtendremos un corte dentro de las tolerancias marcadas por el plano pieza que nos proporciona el cliente.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO 2. Estas piezas prototipo podemos hacerlas con el mismo troquel progresivo solamente fabricando los puestos del troquel que nos sean necesarios y montándolos sobre el mismo troquel, así como los elevadores, pisadores, columnas, casquillos, muelles, etc. Una vez montado todo lo necesario para el correcto funcionamiento de las zonas con las que queremos trabajar, fijaremos el troquel en la prensa y con un desarrollo del fleje teórico, cortado por ejemplo a láser, procederemos a su transformación hasta obtener una pieza teórica. Dicha pieza será controlada tridimensionalmente tanto en volumen como en corte de desarrollo identificando las correcciones que debemos de realizar hasta obtener una pieza con todas sus medidas dentro de las tolerancias del plano pieza. Sólo entonces procederemos a realizar los machos y matrices de corte definitivos. 3. Para evitar probables incidencias con el troquel montado dentro de la prensa deberemos de realizar las comprobaciones que a continuación se describen: a. Comprobación de machos y matrices. b. Cerrando el troquel en gravedad comprobaremos que los machos entran en las matrices con su holgura correspondiente. La holgura de doblez entre macho y matriz es la del espesor del fleje y la de corte dependerá de dos variables, espesor del fleje y calidad del material del fleje. Para espesores de hasta 2mm generalmente aplicaremos un 7% y para superiores un 10%. Para cerrar el troquel paso a paso colocaremos unas calas en los topes de cierre del troquel, disminuyendo su espesor hasta llegar a cerrar el troquel totalmente a topes de cierre. Comprobación de elevadores de base inferior. Con la matriceria montada en la base meteremos los elevadores con su guiado comprobando que en su recorrido inferior estén a la altura de las matrices o bajo las mismas. Generalmente los elevadores y las matrices forman la línea de trabajo del troquel.

Línea del fleje y de trabajo de troquel. c. Comprobación del pisador en base superior. d. Con los machos montados en su base colocaremos el pisador en su alojamiento comprobando que baja hasta su posición de trabajo y que las pastillas del pisador tienen la holgura correspondiente con los machos (0.5mm) para que no se 46

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO produzca ningún roce innecesario. Procederemos a bloquear el pisador en esa posición, bien con tornillos, con bulones o como proceda para poder realizar posteriores comprobaciones con total seguridad. Comprobación del conjunto troquel. Una vez comprobados todos los elementos de ambas bases procedemos a su cierre en conjunto hasta los topes de cierre de troquel. Todas estas operaciones nos aseguran que no vamos a ha tener ningún choque entre elementos del troquel, ya que en prensa y con el troquel montado completo seguramente produciría la rotura de los elementos que se interfieran.

Puesta a punto 1. Una vez montado el troquel progresivo completo y realizadas las comprobaciones oportunas, lo introduciremos en la prensa y procederemos a su cierre total por gravedad como ultima comprobación de seguridad. Si la presión de los muelles no permite cerrar totalmente procederemos a bajar con la presión de la prensa poco a poco hasta que cierre totalmente a topes de cierre. 2. Visualmente comprobaremos que los pisadores de la base superior superan en fuerza a todos los elementos de la base inferior hasta llegar a los topes de compensación. La función de estos es la de compensar el esfuerzo y equilibrar a los pisadores, siendo los apoyos de los mismos en la base inferior. Seguidamente los machos se introducirán en las matrices hasta que el troquel llegue a los topes de cierre. 3. Ahora podemos proceder a introducir el fleje paso a paso hasta el último puesto. Tendremos que fijarnos en cada paso que el fleje sufre las deformaciones correctas. De no ser así procederemos a reparar el incidente y no pasaremos a otro paso como medida de seguridad. 4. Pasado el fleje hasta el último paso obtendremos la pieza final que deberá ser comprobada tridimensionalmente.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO 5. Para la puesta a punto de troqueles progresivos con puestos de embutición es conveniente la realización de varios flejes completos para poder entintar posteriormente el troquel en prensa. Este paso es necesario para obtener los espesores correctos entre macho y matriz en los puestos de embutición y calibrado. Tendremos que desmontar todos los muelles con el fin de dejar las partes móviles a bloque. Introduciremos un fleje pintado de azul dentro del troquel en la prensa, poco a poco y sin presión para no deformar el fleje cerraremos el troquel detectando los puntos fuertes de apriete y procediendo a entintar los mismos hasta obtener una adhesión uniforme de azul en todos los machos y matrices de embutición y calibrado. 6. Ensamblamos el troquel completo otra vez y procedemos para la obtención de una nueva pieza que será controlada de nuevo tridimensionalmente. 7. Se hará la última comprobación de seguridad que consiste en asegurarnos que todos los retales caen correctamente por sus salidas de retal a las rampas de evacuación. De no ser así se producirá una acumulación de retales con la consiguiente rotura de la matriz.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO 4.4 Cálculos. Para calcular el paso es necesario encontrar las variables B2 C’’’.

Utilizando la formula

C=

e Bn + +1 2 100

Sustituyendo datos: 2 71 e Bn + +1 = + + 1 = 2.71 mm 2 100 2 100 2 41 e B C '= + n +1 = + + 1 = 2.41 mm 2 100 2 100 2 41 e B C ''= + n +1 = + + 1 = 2.41 mm 2 100 2 100 2 71 e B C '''= + n +1 = + + 1 = 2.71 mm 2 100 2 100 2 43.71 e B C1 = + n + 1 = + + 1 = 2.43 mm 2 100 2 100

C=

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Calculando el paso se tiene.

P = B2 + C ' ' ' P = 41 + 2.71 P = 43.71 mm Calculando el ancho del fleje.

B = B1 + C '+C ' '+C1 B = 71 + 2.41 + 2.41 + 2.43 B = 78.25 mm Para los metros necesarios del fleje M = Paso + N º de piezas. M = 43.71(10,000) = 437.1 m M = 437.1 m

Calculando el juego de matriz y punzón.

H =ke Tomando el valor de (k ) de tablas ( Acero Semiduro) H = (0.06)(2) = 0.12 mm H = 0.06 mm 2 Calculando la capacidad de la prensa troqueladora. K = P e Kc Kg   K = (218.84 mm)(2 mm) 33 2   mm  K = 14443.44 Kg K = 14.44 ≈ 15ton.

Esfuerzo de recortado Ed = P e Kc Kg   Ed = (218.84 mm)(2 mm) 33 2   mm  Ed = 14443.44 Kg Ed = 14.44 ≈ 15ton. 50

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Trabajo de recortado. Td = Ed e. Td = (14443.44)(2) = 28886.88 Td = 28886.88 kgmm

Si tenemos material sobrante normal. Eex = 2%( Ed ) Eex = 0.02(14443.44) Eex = 288.88kg.

Para 2 resortes 288.88 = 144.44kg 2

Esfuerzo de expulsión. Eef = 1.5%( Ed ) Eef = 0.015(14443.44) Eef = 216.65kg

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Para el cálculo del centro de presión. P2

P3 P1

Para dos punzones. 2 para la pieza. 1 para el paso del material. X =

(224)(23.21) + (81.6)(64.21) + (91.98)(87.42) = 46.47 397.58

X = 46.47 Y=

(224)(37.91) + (81.6)(56.31) + (91.98)(78.25) = 51.01 397.58

Y = 51.01 Cp = (46.47,51.01)

Dimensionamiento de la base matriz 1.- Espesor E de la matriz de corte.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO 2.- Espesor E1 de la placa porta matriz.

3.- Espesor E2 del extractor guía.

4.- Espesor E3 de las guías.

5.- Ancho B del fleje. Por tabla del rango de 50 a 100 Ancho aproximado de A2 de guías es de 40±10 Φ nominal (tornillos) M10

6.- Largo C1 de guías.

7.- Juego h3 de entrada de fleje.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO 8.- Parte recta del corte de la matriz.

9.- Altura h del tope.

10.- Separación S entre punzón o borde de la matriz de corte.

11.- Largo C de la matriz de corte

12.- Ancho A de la matriz de corte

13.- Ancho de la placa porta matriz

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO 14.- Largo A1 de la placa portamatriz

15.- Ancho de b del travesaño de las guías

(Atornillado a las guías).

4.5 Tratamientos térmicos. A través de los tratamientos térmicos podemos modificar las propiedades de los metales, mediante alteraciones de su estructura, pudiendo así desempeñar con garantías los trabajos demandados. Las aleaciones de tipo ferroso son las que mejor se prestan a ello. El tratamiento térmico consiste en calentar el acero a una temperatura determinada, mantenerlo a esa temperatura durante un cierto tiempo hasta que se forme la estructura deseada y luego enfriarlo a la velocidad conveniente. Los factores temperatura-tiempo deben ser muy bien estudiados dependiendo del material, tamaño y forma de la pieza. Con el tratamiento conseguiremos modificar microscópicamente la estructura interna de los metales, produciéndose transformaciones de tipo físico, cambios de composición y propiedades permitiéndonos conseguir los siguientes objetivos: • Estructura de mejor dureza y maquinabilidad. • Eliminar tensiones mecanizado.

internas

y

evitar

deformaciones

después

del

• Estructura más homogénea. • Máxima dureza y resistencia posible. • Variar algunas de las propiedades físicas.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Los procedimientos en los tratamientos térmicos son muy numerosos y variados según el fin que se pretende conseguir. La gran cantidad de tratamientos térmicos, las distintas aleaciones y sus reacciones y las diferentes exigencias técnicas requieren soluciones y conocimientos profundos de la materia. El tratamiento térmico pretende endurecer o ablandar, eliminar las consecuencias de un mecanizado, modificar la estructura cristalina o modificar total o parcialmente las características mecánicas del material. Podemos distinguir dos razones principales para efectuar tratamientos térmicos en los cuales se pretende conseguir un endurecimiento (temple) o un ablandamiento (recocido). Temple. El temple tiene por fin dar a un metal aquel punto de resistencia y de dureza que requiere para ciertos usos. Los constituyentes más duros y resistentes son las martensita y la cementita. Para lograr estos constituyentes, se sigue este proceso: Fase 1.ª. El calentamiento se hace hasta alcanzar la austenización completa en los aceros de menos de 0.9% de C; y entre la A1 Acm para los que pasan de 0.9% de C. En la Figura 19, aparece la zona adecuada de calentamiento, en función del C. Fase 2.ª. El calentamiento debe ser suficiente para alcanzar la homogeneización entre el núcleo y la periferia. Las piezas gruesas necesitarán más tiempo que las delgadas. Si la velocidad en la fase 1.ª fue grande, hay que alargar el tiempo de permanencia de la fase 2.ª Fase 3.ª. La velocidad de enfriamiento debe ser tal, que no penetre la curva de enfriamiento, hasta llegar a la temperatura Ms de la martensita. En la Figura 20, se muestra el gráfico del temple. El éxito del temple estriba en el conocimiento exacto de los puntos de transformación y del empleo del medio adecuado para lograr la velocidad suficiente de enfriamiento. Revenido. Es un tratamiento posterior al temple y que tiene por objeto: 1º Eliminar las tensiones del temple y homogeneizar el total de la masa: 2º transformar la martensita en estructuras parlíticas finas, menos duras pero más resilintes que la martensita. 56

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Fase 1.ª Se calienta siempre por debajo del punto crítico A1, ver Figura 19. La temperatura alcanzada es fundamental para lograr el resultado deseado. Fase 2.ª En general, el calentamiento no debe ser muy largo. Fase 3.ª Se enfría en aceite, agua o al aire; en algunos aceros esta fase es muy importante.

Fig. 19. Diagrama Hierro – Carbono.

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Fig. 20 Grafico del Temple.

Recocido Consiste en un tratamiento térmico con el cual los metales adquieren de nuevo la ductilidad o cualidades perdidas por otros tratamientos térmicos u operaciones mecánicas. Son varios los resultados que se pueden lograr y según ellos los procesos son distintos. Recocido de regeneración. Es el empleado para que un acero, que por distintas causas haya adquirido un grano muy grande, quede a grano normal y con pequeña dureza.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Recocido de ablandamiento. Se emplea este recocido para ablandar aceros que ya sea por mecanizado, ya sea por forja o laminación han quedado duros y difíciles de mecanizar. Con él se logran durezas más pequeñas y una maquinabilidad más fácil.

Recocido contra acritud Se emplea este recocido para quitar acritud* a aceros pobres en carbono, cuando se han trabajado en frío, como sucede en el trefilado, estirado, embutido, etc. La acritud puede llegar a ser tal que resulte imposible continuar la operación que se realizaba sin peligro de rotura o de grietas. Es un recocido similar al de ablandamiento, pero a menor temperatura. * Acritud: La propiedad que adquieren ciertos metales al ser deformados en frío. Con la acritud se vuelven más frágiles y difíciles de deformar.

Tratamientos termoquímicos A este grupo pertenecen los tratamientos de cementación, nitruración y cianuración. La finalidad de todos ellos es la de obtener una capa exterior muy dura y resistente, mientras el núcleo de la pieza queda con menor dureza aunque con mayor resistencia.

Cementación Consta este tratamiento de dos fases fundamentales: 1.ª. Enriquecimiento superficial de carbono. Se logra calentando el acero a unos 900º C, en presencia de sustancias ricas en carbono y capaces de cederlo, para unirse al hierro y formar carburo de hierro. La mayor o menor penetración, desde algunas décimas hasta 2 ó 3 mm de este enriquecimiento, depende de la duración de la operación de la energía de las sustancias y de la temperatura alcanzada. La duración ser de pocos minutos y hasta de varias horas.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Las sustancias cementantes pueden ser sólidas, líquidas o gaseosas. 2 ª. La segunda fase es el temple; con él se logra que la capa exterior adquiera gran dureza mientras el núcleo permanece sin cambios. Cuando la primera fase ha sido muy larga, se suele intercalar entre la primera y la segunda un recocido de regeneración. Los aceros empleados para cementar deben ser pobres en carbono. Nitruración Es un procedimiento en el cual, por la absorción de nitrógeno, se obtiene una fina capa de nitruros de hierro de gran dureza. Para ello se colocan las piezas en una caja herméticamente cerrada por la que se hace circular gas amoniaco, que a 500º C cede el nitrógeno y se combina con el hierro. La operación es lenta, de 20 a 80 horas, y el espesor de la capa muy pequeño. No necesita temple posterior. El acero debe ser adecuado. Cianuración Es una variante de la cementación y nitruración por la que las sustancias ceden nitrógeno y carbono. Se realiza con sustancias en estado líquido y tiene la ventaja de que es muy rápido. Se obtienen pequeñas penetraciones y el temple se hace aprovechando el calor de la primera fase. Materiales usados para tratamientos térmicos y termoquímicos. Podemos suministrar sales para los siguientes tratamientos térmicos de metales: Cementación, sales a base de cloruros y cianuros. Nitruración, sales a base de cianuros y nitratos. Temple, sales a base de cloruros y sulfatos. Revenido, sales a base de nitratos y nitritos. Sulfinización y Selenización. Para bajas temperaturas, revenidos, Martempering y Austempering, a base de nitratos y nitritos.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Para bajas temperaturas, revenidos, temples isotérmicos y oxidación azul, sales a base de nitratos y nitritos. Para el primer tratamiento de los aceros rápidos y recocidos, etc., sales a base de nitratos y cloruros. 4.6 Costos. Estudio Económico. Con el objetivo de determinar si es factible realizar la construcción del troquel progresivo para la pieza en cuestión, con lo cual se analizarán los costos de la producción del troquel, se hará con el siguiente procedimiento: 1.- Determinación de los Costos de Manufactura: a) Costo de la materia prima por unidad. b) Costo anual por concepto de materia prima.

2.- Determinación de la Mano de Obra. Considerando los tiempos estándar de manufactura establecidos en la secuencia de operaciones, así como los costos unitarios de la mano de obra, establecidos por el departamento de costos, para obtener: a) Costo de la pieza. b) Costo anual por concepto de mano de obra. c) costo unitario por concepto de mano de obra.

3.- Determinación de los Gastos Indirectos. Tomando en cuenta, los materiales poseídos, personal indirecto, de administración, compras y mercadotecnia, energía eléctrica, etc. Que intervienen en la planta del taller de prensas, de acuerdo a los costos de mano de obra, en los diferentes centros de trabajo analizando la mano de obra se tiene para el estudio: a) Importe de mano de Obra Anual.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO 4.- Determinación de Maquinaria. Para determinar la depreciación de la maquinaria, y considerando la inversión para este concepto que debe adquirirse para llevar a cabo los procesos de manufactura que no pueden realizarse debido a que no se cuenta con toda la maquinaria necesaria, tomando en cuenta los porcentajes autorizados por la ley para depreciación, se sugiere: a) Prensas Mecánicas. b) Prensa automática de alta velocidad.

5.- Herramienta y Equipo Auxiliar. Se considera en este concepto el costo total de las herramientas y equipo auxiliar, ya que cuando aún la vida de las herramientas y del equipo auxiliar sea mayor a un año, por motivos de obsolencía sea limitada a un año.

Estimación de costos por pieza.

Se utilizaran láminas de 3 x 6 pies (0.91 x 1.82 metros), cada una con un peso de 25.515 kg. aproximadamente. El costo por kilogramo es de $17.00 pesos. Si sabiendo que necesitaremos aproximadamente 437.1 metros de fleje para la elaboración de las 10000 piezas. En cada lámina obtenemos 11 tiras, por lo tanto necesitaremos 22 láminas para cubrir el total de los metros de fleje necesarios, haciendo los cálculos necesarios, para obtener el costo de cada pieza, tenemos que: Costo por lámina:

25.515 kg. X $17.00 = $433.755 pesos por cada lámina.

Costo total por las láminas: $433.755 X 22 = $ 9542.61 pesos. Costo por pieza: $9542.61 / 10000 piezas = $ 0.954 pesos por pieza. Precio sugerido para venta: $ 4.00 pesos.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Estimación de costo del troquel.

Pieza

Costo

Die – set Marca AIBE, Modelo PTFN – 3, Ref. Catalogo No. 2 –11A.

$ 3600.00

Punzones Material: Acero NOM 1018.

$1500.00

Placa portapunzones, Brida de sujeción, Placa de apoyo, Placa expulsora, Matriz de corte, Placa portamatriz. Material: Acero NOM 1018.

$1300.00

Resortes (2 piezas) Acero 1070/1080, Color azul, para carga mediana.

$500.00

Casquillos guía (2 piezas) Catalogo materiales AIBE Mod. GN. Diámetro de 10 mm X 80 mm, RC 60-62

$200.00

Columnas guía (2 piezas) Catalogo AIBE Mod. CLN, Diámetro 40 mm x 250 mm, RC 60-62

$250.00

Pasadores cilíndricos (2 piezas) Catalogo tornillería milimétrica Umbrako, Diámetro 10 mm X 75 mm, RC 60, ajuste m6.

$100.00

Tornillos allen (2 piezas) Catalogo tornillería milimétrica Umbrako, Tornillos M10, RC 38-45

$30.00

Tratamientos térmicos

$3500.00 Total

$10980.00

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO 4.7 Esquema del proceso de fabricación del destapador.

1º Paso. La tira del material llega al tope para determinar el paso de cada destapador.

2º Paso. Los punzones bajan para marcar el paso en la tira del material.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO 3º Paso. Los punzones suben para poder recorrer la tira del material hasta el primer punzón.

4º Paso Se recorre la tira del material hasta el primer punzón.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO 5º Paso Los punzones bajan para realizar el primer corte, cae el material sobrante.

6º Paso Los punzones suben para que avance la tira del material

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7º Paso La tira del material avanza hasta el segundo punzón, para realizar el siguiente corte.

8º Paso Loa punzones bajan para realizar el corte, el destapador y el material sobrante caen.

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9º Paso Los punzones suben para seguir realizando los demás cortes, para la obtención de más producto.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Conclusiones. Con la realización de este proyecto, acerca del diseño y fabricación de un troquel, nos permite la aplicación de los conocimientos adquiridos durante nuestra carrera profesional. La aplicación de los mismos y con el acertado asesoramiento por parte de los profesores, nos llevan a dar una solución en el planteamiento de los distintos problemas que surgen durante la realización del proyecto. Debido a que durante la realización del proyecto intervienen varios factores que a veces no consideramos en la realización del mismo. Por tal motivo es necesario tomarlos en cuenta, ya que el aumento de la mano de obra puede variar, es por eso que debemos realizar un análisis de estos factores económicos, tomando en cuenta la calidad, la función, la intercambiabilidad de las partes del troquel y de las piezas troqueladas, así mismo, tener en consideración que durante el diseño y fabricación del troquel, es importante tener en cuenta la seguridad del operario del troquel, así como de la herramienta utilizada durante su operación. Los objetivos que se quieren alcanzar en el diseño y fabricación del troquel, deben ser considerados dentro de los planes de producción, estos son el aumento de la capacidad de producción, la eficiencia en el troquelado, con el fin de reducir los cuellos de botella, costos de producción, tiempos de producción y mejorar el proceso de manufactura. Alcanzar una alta competitividad requiere de trabajo en equipo, y para ello es menester la participación de todos a los efectos de lograr la máxima eficacia y eficiencia juntamente con el compromiso. Lo antes mencionado es un reto para cualquier Ingeniero ya que de este proyecto depende la producción de piezas, además de que por medio del ingenio se pueda crear una empresa solida, con procesos de manufactura innovadores y al mismo tiempo implementando una mejor calidad en los productos y un precio competitivo dentro del mercado nacional. Es momento de adoptar nuevos esquemas mentales enfocados en la creatividad e innovación permanente, el liderazgo creativo e inspirador, el trabajo en equipo, la capacitación continua, la inteligencia emocional, el pensamiento sistémico y el razonamiento centrado en los procesos.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Bibliografía.

•

Eugene A. Avallone. Manual del ingeniero mecánica Marks, Editorial Mc. Graw Hill. 9ª edición, año 1995.

•

Heinrich Gerling. Alrededor de las máquinas - herramientas, Editorial Reverté. 2ª edición, 226. p. Año 1994.

•

ASTME, Principios Fundamentales para el Diseño de Herramientas, Editorial C.E.C.S.A. 3ra Edición.

•

Smith, William F., Ciencia e ingeniería de los materiales / McGraw-Hill Interamericana, 3a. ed. 2004., 570 p.

•

Norton, Robert L., Diseño de máquinas. Prentice hall, 1999. 1048 p.

•

Rossi, Mario. Estampado en frío de la chapa: estampas, matrices, punzones, prensas y máquinas. HOEPLI- Científico-Médica., c1971. 712 p.

•

Apuntes de la asignatura: Diseño de herramental. Impartida por el: Ing. Javier Ferrer Vera. Cursada: Octavo Semestre.

•

http://www.kenteurope.com/es/hazetcataloguepages/Hazet2005162-197.pdf

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ANEXOS

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO La selección del Die set. Para la selección del Die set tomaremos como referencia los catálogos de AIBE Del catalogo de AIBE tomaremos el modelo PTFN-3

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Tabla de referencia para las medidas del modelo seleccionado:

Base y porta punzón de hierro fundido. Catalogo No. 2-11C Base y porta punzón todo de acero. Catalogo No. 2-11A Ubicación: Escorpión No. 8 Fraccionamiento Industrial San Isidro Edo. De México. KM. 22.5 carretera libre a puebla. Para la selección de las columnas guías comerciales modelos CLN. Del catalogo AIBE De 32mm o de diámetro, de material HRc 60-62

Tabla de medidas.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Selección de los casquillos guías modelo GN, catalogo AIBE, Material bronce HRc 60 -62 Tabla de medidas.

.

Selección de los resortes. Es un resorte con espiras abiertas que ofrece resistencia a fuerzas de compresión aplicadas axialmente. Son usualmente enrollados con diámetro constante. Se enrollan en alambres rectangulares, cuadrados y redondos. En el caso de los troqueles los resortes se clasifican en: Carga Mediana, Carga Mediana Pesada, Carga Pesada, Carga Extra Pesada ó Especiales según su diseño.

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Los resortes de troquel principalmente se distinguen por estar hechos de material rectangular o cuadrado y no circular como en los anteriores. Generalmente son fabricados de acero 1070 o 1080. Especificaciones de materiales, sección II.

También son sometidos a trabajos muy pesados y por esto están clasificados para su fácil identificación en colores: - VERDE para carga extra pesada - DORADO para carga pesada - ROJO para carga mediana pesada - AZUL para carga mediana

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Tablas de características de los resortes. COMPONENTES PRINCIPALES DE LA ALEACIÓN ADENTRO % MATERIAL

C

Mn

INCONEL 718

0.70 0.80 0.90 1.03 0.55 0.65 0.48 0.53 0.040

0.40 0.70 0.30 0.50 0.75 1.00 0.70 0.90 0.20

INCONEL X 750

0.040

301

1075 1095 5160 6150

302 17.7 Ph BRONCE DEL FÓSFORO COBRE DEL BERILIO CARPENTER 455

P MAX 0.040

S MAX 0.50

Si

Ni

Cr

Mo

V

Al

Cu

Fe

OTHER

--

--

--

--

--

--

--

--

--

0.040

0.050

--

--

--

--

--

--

--

--

--

0.040

0.040

--

--

--

--

--

--

0.040

--

--

--

--

--

52.2

3.0

0.15 MIN --

--

--

0.70 0.90 0.80 1.10 19.0

--

0.040

0.20 0.35 0.20 0.35 0.20

0.6

--

--

0.20

--

--

0.30

73.0

15.0

0.8

--

--

0.50

6.75

0.15 MAX 0.15 MAX 0.070 --

2.00 MAX 2.00 MAX 0.70 --

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

-0.40

---

16.00 18.00 17.00 19.00 17.00 --

--

--

6.00 8.00 8.00 10.00 7.00 --

--

--

1.00 MAX 1.00 MAX 0.40 --

0.80 Ti 5.2 Cb 2.5 Ti 0.85 Cb --

---

---

1.15 --

-88

---

--

--

--

--

--

0.35

--

--

--

--

97.4

--

.05 MAX

.5 MAX

.025 MAX

.025 MAX

0.10 MAX

7.5 / 9.5

11.0 / 12.5

.50 MAX

--

--

--

--

-4.5-10 Sn 2-4 Zn 2.15 Be 0.35 Ni --

--

MATERIALES DEL RESORTE MATERIALES DEL RESORTE

1075 1095 5160 6150 INCONEL 718 INCONEL x750 301/304 316 410 CARPENTER 455 17-7PH,17-4PH FÓSFORO BRONCE

Young's Módulos E @68 F (20 C) PSI 30x106 30x106 30x106 30x106 29x106 31x106 28x106 29x106 29X106 29x106 15x106

N/mm2 206,700 206,700 206,700 206,700 199,800 213,600 212,200 199,810 199,800 199,800 103,300

U

E

Fuerza Extensible 2

0.30 0.30 0.30 0.30 0.280 0.29 0.31 0.30 0.30 0.34 0.20

1 -- u PSI N/mm2 32.97x106 227,160 32.97x106 227,160 32.97x106 227,160 32.97x106 227,160 31.74x106 219,580 33.82x106 234,740 30.97x106 233,230 31.8x106 216,240 31.87X106 219,580 32.77x106 219,580 15.6x106 113,680

KPSI 200-230 200-230 200-230 200-230 203.5 173.5-205 125-185 95-200 209-224 170-200.5 42-130

N/mm2 1,378-1,584 1,378-1,584 1,378-1,584 1,378-1,584 14,021 1,194-1,412 861-1,275 655-1,378 1,440-1,543 1,171-1,351 275-896

76

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO TORNILLOS

Tornillo Allen c/ avellanada UNC 12.9 Norma ANSI B18.3 Dureza36-43 R

d

Nº 4

Nº 5

Nº 6

Nº 8

Nº 10

1/4

Pulgadas

0,112

1/8

0,138

0,164

0,190

0,125

Nº Hilos

40

40

32

32

24

20

D (pulgadas)

0,218

0,240

0,263

0,311

0,359

0,480

H (pulgadas)

0,083

0,090

0,097

0,112

0.127

0,161

s (pulgadas)

1/16

5/64

5/64

3/32

1/8

5/32

Longitud min. LT

0,75

0,75

0,75

0,88

0,88

1,00

d

5/16

3/8

7/16

1/2

5/8

3/4

Pulgadas

0,3125

0,375

0,4375

0,500

0,625

0,750

Nº Hilos

18

16

14

13

11

10

D (pulgadas)

0,600

0,720

0,781

0,872

1,112

1,355

H (pulgadas)

0,198

0,234

0,234

0,251

0,324

0,396

s (pulgadas

3/16

7/32

1/4

5/16

3/8

1/2

Longitud min. LT

1,12

1,25

1,38

1,50

1,75

2,00

77

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Catálogo de Tornillería milimétrica Umbrako (Screw Umbrako Guide)

78


79


80

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO Catalogo de die set marca AIBE.

81


82


83


PLANOS

84

7,3

26,4

7,3

A

Material: Lámina Lisa Negra con Calidad ASTM A-36

10 14,4

R3

71

8 Radios R3

Tratamiento Térmico: Temple 925°C, Revenido 150-250°C Acabado: Cromo No. de Piezas: 10,000

Material de Fabricaón en tiras o flejes de Calibre 14

A

41

2 SECCIÓN A-A'

Diseñó: Luis Alberto Martínez Mejía

Fecha

Dibujó: Fco. Javier Silva Hdz.

Fecha

Revisó:

2008- 08 - 20

-

Joasim J. Cruz Reyes Juan Emilio Torres Hdz.

-

Asesor: Ing. Javier Ferrer Vera

No. de Parte

2008 - 08 -20

Observaciones

-

1

Fecha Material Làmina Lisa Negra Tolerancias Generales ±0.1

Fecha 2008-09-20

Acotaciones mm. Escala 1:2

Hoja

Hojas

1

1

No. de Diseño

1

Descripción:

Destapador plano de botellas para aguas gaseosas Instituo Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Profesional Azcapotzalco

85

2°

1° Paso: 4 3,7 1 mm Ancho: 78 ,25 mm Espesor: 2 mm

PROCESO DE TRANSFORMACIÓN 1 ° MARCA EL PASO Y PERFORACIÓN DE LA VENTANA DE LA PIEZA.


Fecha


Fecha

2008 - 08 - 20 2008 - 08 - 20

Observaciones

Revisó:

Fecha

-

2 ° RECORTE DE LA PIEZA.

-


-

Asesor: Ing. Javier Ferrer Vera No. de Parte

1 Material Lámina Lisa Negra Tolerancias Generales ±0.1

Acotaciones mm. Escala

Fecha 2008 - 09 - 20

1:1

Hoja

Hojas

1

1

No. de Diseño

1

Descripción:

Proceso de Transformación de la Tira de Material Instituo Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Profesional Azcapotzalco

86

307,06 242,38 234,75 217,88 188,06 163,49 153,48 124,98 118,38 117,07 73,97

242,38

40,29

194,46

16,29

2 Pasadores Cilíndricos 75mm, diámetro 10mm, m6 ASME B18.8.5M-alloy steel Rc 60

B

2 Agujeros pasantes para Pasador Cilíndrico, diámetro 10mm H11

20

90,83± 0,03 80,52± 0,03

A

107,33± 0,03

46,69

56,53

68,63 35,63 25,62

80,83± 0,03 75,99± 0,03

35,16± 0,02

40± 0,03

40 50± 0,03

153,93± 0,03

2 Tornillos Allen M10 ANSI B1.13M ASTM A574M, Rc 38-43 Esfuerzo a la Tensión 1300MPa Par máximo 77N-m

113,04 72,04

14,66

37,59± 0,02

64,4± 0,02

175,79

Rosca M22x1.5

111± 0,03

234,75 230

Avance 133,91

A

Ø10 127,09

37,13 20

B

2 Agujeros para Pasador Cilíndrico 75mm, diámetro 10mm H11

FRENTE PRENSA

PLANTA INFERIOR 8

1

2 Agujeros pasantes para Tornillos Allen M10

7,63

2 Tornillos Allen M10 ANSI B1.13M ASTM A574M, Rc 38-43 Esfuerzo a la Tensión 1300MPa Par máximo 77N-m

2 3 4 5

14

84

2 Pasadores Cilíndricos 75mm, diámetro 10mm, m6 ASME B18.8.5M-alloy steel Rc 60

121,94 202,09

Die-set AIBE Mod. PTFN-3 Ref. Cat. 2-11A

PLANTA SUPERIOR

Guías de Acero Mod. GN Mango diámetro 80mm, HRc 60-62 Columnas Guías Mod. CLN 250mm, diámetro 40mm, HRc 60-62

Paso: 43,71mm Ancho: 78,25mm Espesor: 2mm Pza Cant. Nombre Pieza 1 1 Vástago 2 1 Base Superior (Die-set) 3 1 Placa porta Punzones 4 1 Placa de Apoyo 5 1 Brida de Sujeción 6 1 Punzón Perforador 1

56

69 216

76,3 110

Sección A-A

2 Agujeros para Tornillos Allen Rosca M10x1.5

Acabado Pza Pza 6 1 2 Ref. Cat. Matricería 7 8 3 4 9 5 10 -

Acabado Cromo Cromo Cromo -

10 9 11 13 12 14

Troquel para fabricar destapadores planos de botellas para aguas gaseosas. Acabado Pza 11 12 13 14 Ref. Cat. Matricería

Proyecto: Diseño y Fabricaión de Troqueles

6

7

Sección B-B

Diseñó:

Fecha de Aprobación Luis Alberto Martínez Mejía

7

1

Punzón de Paso y Tope Acero 1018

8

1

Punzón Perforador 2

Acero 1018

9 10 11

1 1 1

Placa Expulsora Reglas Guía Matriz de Corte

Acero 1018 Acero 1018 Acero 1018

12 13

1 2

Placa porta Matriz Resortes

Tolerancias Generales: ±0.1

Fco. Javier Silva Hernández. Observaciones

Revisó:



Fecha

Líneas de corte modificadas

2008- Julio - 14

Pilotos Eliminados, Punzones y Brida de Sujeción rediseñados

2008 - Julio - 20

Ajustes y Tolerancias

Acero 1018 Acero 1070/1080

Base Inferior (Die-set) Acero 1018

14 Acotaciones: mm.

2008 - Agosto - 20

Dibujó:

Material Acero 1018 Acero 1018 Acero 1018 Acero 1018 Acero 1018 Acero 1018

Detalles Catálogo de Matrices AIBE Ajuste H11/m6 para punzones Tratamiento Térmico: Temple 925°C, Revenido 150-250°C, Rc 55-60 Tratamiento Térmico: Temple 925°C, Revenido 150-250°C, Rc 55-60 Tratamiento Térmico: Temple 925°C, Revenido 150-250°C, Rc 55-60

Tratamiento Térmico: Temple 925°C, Revenido 150-250°C, Rc 49-50

Norma ASME BPVC 2007 Epscificaciones de Materiales Sección II, Color Azul: para cargas medianas

Catálogo de Matrices AIBE

Escala

Hoja

Hojas

No. de Diseño

1:2

1

2

1

No. de Parte

Descripción:

Diseño de Conjnto

2008 - Agosto - 06

Dibujos y Espacificaciones de Die-set insertados

2008 - Agosto - 15

Dibujos de corte de sección rediseñados

2008 - Agosto - 19

Instituo Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Profesional Azcapotzalco

87

360

360 250

250

Ø110

Ø80 Ø40 25

25

73,97

43,1

45,11

71,26

16,29

Rosca M10x1.5 45,11

Die-set AIBE Mod. PTFN-3 Ret. Cat . 2-11A

Ø110

24,57

19,45

Rosca M22x1.5 56,53 75,99

80,83

34,29 23,98

Guías de Acero Mod. GN Mango diámetro 80mm Bronce Rc 60-62

305

50,79 250

90,82

305 4,53 250

73,1 234,75

21,86

29,4 26,4

44 41

A

2,6 30°

8 Radios R4,05

34,58

R10

5,43

2,43

73,1

A 28,5

46,01

17,4 14,4

74 71

16,5

Columnas Guías Mod. CLN 250mm, diámetro 40mm Bronce Rc 60-62

R10 60 58,97

25

119,25

54,22

25

43,01

8

234,75 17 14

26,3

50

60

Ø10

19

47,91

80,15

67,62

54,22

72,87

40,29

46,38

29,83 124,98

147,77

2 Base Superior Die-set

AIBE Mod. PTFN-3 Ref. Cat. 2-11A Acero NOM1018


7 Punzón de Paso

Acero NOM1018 Tratamiento Térmico : Temple 925°C, Revenido 150-250°C Acabado Cromo, Rc 55-60

16,87

28,5

Sección A-A

14 Base Inferior Die-set

6

Ø21,23

Ø10

30

47,91


12 Placa port a Mat riz

AIBE Mod. PTFN-3 Ref. Cat. 211A Acero NOM1018

Acero NOM1018

307,06 118,23 118,83

40,29

44,21

16,29

45,41

147,77

16,29

20 20

14,66 34,56

39,4

44,14

20

4,83

39,3

40

3,63 49,4

54,14 7,3

16,8

139,25

15,6

159,25

133,91 72,2 151

15°

B

C

7,3

A

10

Material: Lámina Lisa Negra, con Calidad A-36 Trat amiento Térmico: Temple 925ºC, Revenido 150 - 250ºC.

Ø32 M22x1.5

D

B

26,4

3

73,4

159,25

8 Radios R3

D

C

8 Radios R4,2

8 Radios R3,6

14,4

52

17

71

Acabado: Cromo No. de Piezas: 10,000

A

41

2 SECCIÓN A-A'

40,29

147,77 234,75 125,43

4

1 Vástago

147,77

40,29

29,83 4

Acero NOM 1018

234,75

Material de Fabricaón en tiras o flejes de Calibre 14

27,6

74,42

Ø10

42,2

Ø10

124,83

Ø13

73,82

Sección C-C

14

1 Ø10

Pieza a Troquelar: Dest apador

88° 43,11

28,51

10

13

Ø21,23

Ø10

Ø10

10 Reglas Guía

Sección B-B

28,8

Ø7,43

Sección D-D

9 Placa Expulsora

Acero NOM 1018

11 Mat riz de Corte

43,4

40,29

147,77

H

Acero NOM 1018

H

Acero NOM 1018 Tratamiento Térmico :Temple 925°C, Revenido 150-250°C Acabado Cromo, Rc 49-50

2°

1°

119,25

151

Rosca M10x1.5 F 119,43

43,01 40,29

2,6

14,66

35,16

1° MARCA EL PASO Y PERFORACIÓN DE LA VENTANA DE LA PIEZA.

21,23

2,43

50

8 Empalmes R3

PROCESO DE TRANSFORMACIÓN

2

14,66 40

17,09

37

147,77

234,75 5,43 17,4

14,4

E

G

G

Sección F-F

F

Ø10

Ø10

119,25

151

E

2° RECORTE DE LA PIEZA.

13 Resort es (x2)

133,91 151 71

Paso: 43,71 mm Ancho: 78,25 mm Espesor: 2 mm

Rosca M10x1.5

Acero 1070/1080 Norma ASME BPVC 2007-Epeseficaciones de materiales, Sección II, Selección de color Azul: Para cargas Medianas

17

Sección H-H

3 Placa Porta Punzones

234,75

Acero NOM 1018 234,75 Ø10

44

29,4

2

Ø10 15

Ø10 40,29

30°

75,02

Sección G-G

41 126,03

Ø10

26,4

Fecha de Aprobación


46,69

Acotaciones: mm.

2008-Agosto-20

Dibujó:

Tolerancias Generales: ±0.1

Fco. Javier Silva Hernández.

Escala

Hoja

Hojas

No. de Diseño

1:3

2

2

1

No. de Parte

4 Placa de Apoyo Sección E-E

Acero NOM 1018

Revisó:

Observaciones Líneas de corte modificadas Dimensiones de los Punzones y la Brida desujeción modificadas para la correcta sujeción de los punzones

5 Brida de Sujeción de los punzones Acero NOM 1018 Joasim J. Cruz Reyes Juan Emilio Torres Hdz. Asesor: Ing. Javier Ferrer Vera

Pilotos eliminados para reducir el costo de maquinado de los Punzones

Fecha 2008-Julio-14

Descripción:

Diseño de Detalle

2008-Julio-19 2008-Julio-30

Diseño del Die-set insertado para indicar ensamble con las demás piezas

2008-Agosto-06

Dimensiones de la Placa porta punzones modificadas para ser insertada en Die-set

2008-Agosto-19


88

360

250

Ø1 1 0

Ø8 0

25

Rosca M2 2 x1 .5 Die-set AIBE Mod. PTFN-3 Ret . Cat . 2 -1 1 A

305

Guías de Acero Mod. GN Mango diámet ro 8 0 mm Bronce Rc 6 0 -6 2

250

Columnas Guías Mod. CLN 2 5 0 mm, diámet ro 4 0 mm Bronce Rc 6 0 -6 2

17

14

50

4 7 ,9 1

8 0 ,1 5

6 7 ,6 2

5 4 ,2 2


Fecha

2008-08-20


Fecha

2008-08-20

Revisó:

Observaciones -


-


-

7 2 ,8 7

4 6 ,3 8

No. de Parte

2 Fecha

Material Acero NOM 1018 Tolerancias Generales ±0.1

Fecha 2008-09-20

Acotaciones

Hoja

Hojas

1

11

No. de Diseño

2

Descripción:

mm. Escala

Die-set (Base Superior)

1:1


89

4 0 ,2 9

1 4 7 ,7 7

H

H

1 1 9 ,2 5

151

Rosca M1 0 x1 .5

1 7 ,0 9

2 3 4 ,7 5

Ø1 0

Ø1 0

17

Sección H-H


Fecha

2008-09-20


Fecha

2008-09-20

Revisó:


Observaciones

3 Fecha

Redución a escala 1:2 para su ploteo a tamaño carta

2008-09-10

Rediseño para la sujeción en el Die-Set

2008-09-18

-

Asesor: Ing.Javier Ferrer Vera

No. de Parte

-


Fecha 2008-09-20

Acotaciones

Hoja

Hojas

2

11

No. de Diseño

2

Descripción:

mm. Escala

Placa Porta Punzones

1:2


90

4 0 ,2 9

1 4 7 ,7 7 1 4 ,6 6

1 1 9 ,2 5

151

C

C' 2 3 4 ,7 5

Ø1 0

1

Ø1 0

Sección C-C' Diseñó: Luis Alberto Martínez Mejía

Fecha

2008-09-20


Fecha

2008-09-20

Revisó:

Observaciones Redución a escala 1:2 para su ploteo a tamaño carta -


-


-

No. de Parte

4 Fecha 2008-09-10


Fecha 2008-09-20

Acotaciones

Hoja

Hojas

3

11

No. de Diseño

2

Descripción:

mm. Escala

Placa de Apoyo

1:2


91

1 1 9 ,4 3

4 3 ,0 1

Rosca M1 0 x1 .5

B

2 ,6

1 4 ,6 6 3 5 ,1 6

40

2 ,4 3

50 5 ,4 3 1 7 ,4

1 4 ,4

1 3 3 ,9 1 15171

8 Radios R3 ,0

A

A'

B'

Sección B-B'

2 3 4 ,7 5 44

Ø1 0

2 9 ,4

Ø1 0


Fecha


Fecha

15

2008-09-10

Rediseño para la sujeción de los Punzones

2008-09-18

-

41 1 2 6 ,0 3

Fecha



30° 7 5 ,0 2

2008-09-20

Observaciones

Revisó:

4 6 ,6 9

4 0 ,2 9

2008-09-20

-

2 6 ,4


5

Sección A-A' Material Acero NOM 1018 Tolerancias Generales ±0.1

Fecha 2008-09-20

Acotaciones

Hoja

Hojas

4

11

No. de Diseño

2

Descripción:

mm. Escala

Brida de Sujeción de los Punzones

1:2


92

74

71

1 7 ,4

4 6 ,0 1

1 4 ,4

5 ,4 3

2 ,4 3

30°

2 9 ,4

44

Mat erial: Acero NOM 1 0 1 8 Trat amient o Térmico: Temple 9 2 5 °C, Revenido 1 5 0 -2 5 0 °C Acabado Cromo, Rc 5 5 -6 0

2 ,6

60

2 6 ,4

41

8 Punzón Perforador 2

4 3 ,0 1

7 Punzón de Paso

6 Punzón Perforador 1


Fecha

2008-09-20


Fecha

2008-09-20

Revisó:


Observaciones

Fecha


2008-09-10

Rediseño para la sujeción en las placas superiores

2008-09-18

-


No. de Parte

-


Fecha 2008-09-20

6, 7 y 8 Acotaciones

Hoja

Hojas

5

11

No. de Diseño

2

Descripción:

mm. Escala

Punzones

1:2


93

1 1 8 ,2 3

4 5 ,4 1

20 3 9 ,3 5 4 ,1 4 4 ,8 3

4 4 ,1 4

1 3 9 ,2 5

1 6 ,8

1 5 9 ,2 5 7 3 ,4 8 Radios R4 ,2

A

A'

1 4 7 ,7 7

4 0 ,2 9

2 3 4 ,7 5 1 2 4 ,8 3 Ø1 6

7 3 ,8 2


Fecha


Fecha

10

13

2008-09-20 2008-09-20

Observaciones

Revisó:

Fecha


Ø1 0

Ø1 0

4 3 ,4

2008-09-10

-


2 8 ,8

-

Sección A-A'


9 Material Acero NOM 1018 Tolerancias Generales ±0.1

Fecha 2008-09-20

Acotaciones

Hoja

Hojas

6

11

No. de Diseño

2

Descripción:

mm. Escala

Placa Expulsora

1:2


94

3 0 7 .0 6 4 0 .2 9

1 4 7 .7 7

1 6 .2 9

20

20 40

1 5 9 .2 5

A

A'

Sección A-A' 4

Ø2 1 .2 3

Ø1 0

Ø1 0


Fecha

2008-09-20


Fecha

2008-09-20

Revisó:



-


4

-

No. de Parte

10

Fecha 2008-09-10


Fecha 2008-09-20

Acotaciones

Hoja

Hojas

7

11

No. de Diseño

2

Descripción:

mm. Escala

Reglas Guías

1:2


95

118,83

44,21

16,29 14,66

34,56 3,63

39,4

8 Radios R3,6

49,4

133,91 151

15,6

72,2

B

40,29

147,77

B'

29,83

234,75

125,43 74,42

27,6 42,2

1 14

88° Ø10

28,51

43,11

Ø10 Ø21,23

Sección B-B' Tratamiento Térmico: Temple 925°C, Revenido 150-250°C Acabado Cromo, Rc 49-50 Diseñó: Luis Alberto Martínez Mejía

Fecha

2008-09-20


Fecha

2008-09-20

Revisó:



-


-

No. de Parte

11 Fecha 2008-09-10


Fecha 2008-09-20

Acotaciones

Hoja

Hojas

8

11

No. de Diseño

2

Descripción:

mm. Escala

Matriz de Corte

1:2


96

73,97

43,1

45,11

71,26

16,29

56,54 75,99

80,83

90,83 4,53

234,75 73,1

58,96

16,5

8 Radios R4,05

A'

A

234,75

Sección A-A' Ø10

Ø21,23

Ø10

19 40,29

29,83 124,98

28,5


Fecha

2008-09-20


Fecha

2008-09-20

Revisó:



-


-

16,87

No. de Parte

12 Fecha 2008-09-10


Fecha 2008-09-20

Acotaciones

Hoja

Hojas

9

11

No. de Diseño

2

Descripción:

mm. Escala

Placa Porta Matriz

1:2


97

37 2

1 3 2 Resort es Acero 1 0 7 0 /1 0 8 0 Norma ASME BPVC 2 0 0 7 Epscificaciones de Mat eriales Sección II Color Azul: para cargas medianas

Ø2 1 ,2 3

15°

3

Ø3 2

M2 2 x1 .5


Fecha


Fecha

2008-09-20 2008-09-20

Observaciones

Revisó:

Fecha


2008-09-10

-


-

52

17


1 Vást ago de Sujeción Acero NOM 1 0 1 8


Fecha 2008-09-20

-

1 y 13 Acotaciones

Hoja

Hojas

No. de Diseño

10

11

2

Descripción:

mm. Escala

Vástago de Sujeción y Resortes

1:2


98

360

250

Ø4 0 25

Rosca M1 0 x1 .5 4 5 ,1 1

Ø1 1 0

2 4 ,5 7

Die-set AIBE Mod. PTFN-3 Ret . Cat . 2 -1 1 A

3 4 ,2 9

1 9 ,4 5 2 3 ,9 8

305

5 0 ,7 9

Guías de Acero Mod. GN Mango diámet ro 8 0 mm Bronce Rc 6 0 -6 2

250 7 3 ,1

Columnas Guías Mod. CLN 2 5 0 mm, diámet ro 4 0 mm Bronce Rc 6 0 -6 2

2 1 ,8 6

2 8 ,5

3 4 ,5 8

R1 0

R1 0

25

5 4 ,2 2

25

1 1 9 ,2 5

2 6 ,3

60 30

4 7 ,9 1

1 4 7 ,7 7


Fecha

2008-09-20


Fecha

2008-09-20

Revisó:

Observaciones -


-


-

No. de Parte

14 Fecha


Fecha 2008-09-20

Acotaciones

Hoja

Hojas

11

11

No. de Diseño

2

Descripción:

mm. Escala

Die-set (Base Inferior)

1:1


99

100

101

102

Cruz_Hernandez Fabricacion Del Destapador

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