GRUPO 2: PIEZAS A TRABAJAR07-0522 Yaskar Batista09-1002 Ángel Cruceta09-1229 Wellington Concepción10-1272 Aurelio Suarez

PIEZAS A TRABAJAR

PIEZAS A TRABAJAR SEGÚN SU MATERIAL:

Latón Acero Dúctil

PIEZAS A TRABAJAR SEGÚN SU MATERIAL:

Hierro Dulce Aluminio

PIE

ZA

S A

TR

AB

AJA

R

Nota: Material de la pieza: Bronce

Espesor del Material 2.2mm

CALCULO DE RENDIMIENTO DEL MATERIAL EN SUS TRES ETAPAS

CALCULO DE RENDIMIENTO DEL MATERIAL

Lo primero que se debe hacer es buscar la mejor disposición para obtener el máximo ahorro de material posible y que facilite la producción de la pieza a gran escala y de manera más económica posible, es decir al menor costo.

Para ello se debe calcular el área de la pieza y la el área del material requerido para obtener la pieza.

CALCULO DE RENDIMIENTO DEL MATERIAL

Lo primero que sebe calcular es la distancia entre pieza y entre los bordes del material. Para ello utilizaremos: La distancia entre piezas será igual

al espesor del material.Para los bordes debe ser de 1.5

veces el espesor del material.

CA

LC

ULO

DE R

EN

DIM

IEN

TO

DEL M

ATER

IAL

Primera Disposición

Segunda Disposición

CA

LC

ULO

DE R

EN

DIM

IEN

TO

DEL M

ATER

IAL

Tercera Disposición

CA

LC

ULO

DE R

EN

DIM

IEN

TO

DEL M

ATER

IAL

CALCULO PARA DISEÑAR UN TROQUEL

CÁ

LC

ULO

DE L

A F

UER

ZA

DE C

OR

TE

Cálculo de la fuerza de corte (Fc). La resistencia al corte es la que se debe vencer para cortar una pieza. El cálculo de las fuerzas de corte, sirve para determinar la potencia necesaria para realizar la operación y seleccionar la máquina apta para el trabajo.

Se utiliza la siguiente fórmula:

Fc= ⋅P⋅ e⋅σC Ecuación 1

Donde:

Fc = Fuerza necesaria para el corte en Kgf

P = Perímetro

e = Espesor de la chapa en mm

σ C = Resistencia al corte Kgf/mm2

De este modo, para la platina de enganche ET L-90 se tiene:

Perímetro 1: perforación cuadrada = 40mm

Perímetro 2: perforación de 8.2 x 20.2mm = 49.8

Perímetro 3: silueta= 166 mm

Perímetro 4: perforación de 8.2 x 20.2mm igual a perímetro 2= 49.8

El valor de P a utilizar se obtiene sumando los perímetros P1, P2, P3 y P4, ver figura 18.

Espesor de la chapa= 4mm

σ C = 40 Kgf / mm2 ⇒ Tabla 5

P1 P2 P4 P3

Figura 18. Obtención del perímetro de corte

TABLA 5. RESISTENCIA A LA ROTURA Y AL CORTE DE LOS ACEROS LAMINADOS.

Acero Laminado (%C)

Resistencia a la rotura (Kg/mm²)

Resistencia al corte (Kg/mm²)

Peso especifico (Kg/dm³)

T.T. RecocidoEstado de

suministroT.T. Recocido

Estado de

suministro

0.1% 31 40 25 32

7.8- 7.9

0.2% 40 50 32 40

0.3% 44 60 35 48

0.4% 56 70 45 56

0.6% 70 90 56 72

0.8% 90 110 72 90

1.0% 100 130 80 105

Inoxidable 65 75 52 60

Al Silicio 56 75 45 56

Entonces la fuerza de corte se define como: Fc = (P)(e)(σ C ) Fc = (40 + 99.6 + 166) (4) (40) Fc = (305.6)(4)(40) Fc = 48,896 Kgf

El factor de seguridad (FS) se define entre 1 y 5 generalmente de acuerdo a los criterios del diseñador.

F′c = FS (48896 Kgf + 10%) = FS (48896 + 4889.6) = FS (53785) Kgf

F′c = FS (53785) Kgf F′c = (1.2) (53785) Kgf F′c = 64,542 Kgf

Nota: Con este resultado la máquina seleccionada para la utilización de este troquel debe tener una capacidad no inferior a 65 toneladas.

CÁ

LC

ULO

DE L

A F

UER

ZA

DE E

XTR

AC

CIÓ

N

Cálculo de la fuerza de extracción (Fe). Cuando la pieza es desalojada por la parte inferior, tiene que atravesar la zona de corte de la matriz antes de encontrar el desahogo y caer. Esta fuerza para extraer la pieza, se opone a la fuerza de corte, por lo tanto, en el cálculo, hay que sumarla a la fuerza de corte.

La fuerza de extracción está relacionada con la fuerza de corte y varía desde el 2.5% hasta el 20% esta fuerza de corte, de acuerdo al espesor de la chapa.

La tabla 6 muestra los porcentajes a aplicar para los espesores de chapa más utilizados.

Tabla 6. Fuerza de extracción de acuerdo al espesor de chapa

Para este caso se ha tomado el 10% de acuerdo el espesor de chapa 4mm.

Fe = 0.1 Fc Ecuación 2

Donde Fe = Fuerza de extracción

Fe = 0.1 (48896) = 4889.6 Kgf = 4.889 ton

 

Este valor de la fuerza de extracción, aproximadamente 5 toneladas se usa para seleccionar los elementos de expulsión o resortes a ubicar en la placa pisadora.

Espesor (mm) Fuerza de Corte (%)

Hasta 1 5-8

Entre 1 y 2.5 8 - 10

Entre 2.5 y 4 10 – 12.5

Entre 4 y 6 12 - 16

CÁ

LC

ULO

DEL C

EN

TR

O D

E P

RES

IÓN

Cálculo del centro de presión (CP).

El cálculo del centro de presión del troquel sirve para determinar la posición de trabajo en la maquina. Su posicionamiento se realiza de acuerdo a las coordenadas obtenidas en este cálculo.

CP = bx , by Ecuación 3

Donde:

CP = Centro de Presión del sistema

bx = Coordenada en el eje X para el centro de Presión.

by = Coordenada en el eje Y para el centro de Presión.

bx1, bx2, bx3…bxn = Coordenada en el eje X para cada punzón.

by1, by2, by3…byn = Coordenada en el eje Y para cada punzón.

F1, F2, F3,…. Fn = fuerza realizada por cada punzón.

Fr = fuerza resultante, suma de todas las fuerzas de los punzones.

De esta forma los productos de las fuerzas en cada punzón por su correspondiente distancia al origen se suman y este valor se divide entre la fuerza total resultante.

A continuación se halla la fuerza aplicada por cada punzón utilizando la ecuación 1.

Para el punzón perforador cuadrado de 10 mm x 10mm, su perímetro (P1) es igual a 40 mm, el espesor de la chapa (e) es igual a 4 mm y la resistencia al corte hallada en la sección es σ C = 40 Kgf / mm2 ⇒ Tabla 5

F1= ⋅P1⋅ e⋅σ c F1= (40) (4) (40) F1 = 6,400 KgfPara los punzones de 8.2 x 20.2mm su perímetro (P2+ P4) es igual a 49.8 mm

y el espesor de la chapa (e) es igual a 4 mm. F2= ⋅P2⋅ e⋅σ c F2= (49.8) (4) (40) F2 = 7,968 KgfPara el Punzón recortador silueta su perímetro (P3) es igual a 166 mm y el

espesor de la chapa (e) es igual a 4 mm. F3= ⋅P3⋅ e⋅σ c F3= (166) (4) (40) F2 = 26,560 KgfPara hallar la fuerza resultante se suman las fuerzas de todos los punzones: Fr = F1 + 2 F2 + F3

Fr = 6400 + 2(7968) + 26560 Fr = 48,896 Kgf

 

Figura 19. Posición de los punzones en la tira

De la figura anterior se toman las distancias al origen de cada punzón. Con esas coordenadas y las fuerzas halladas anteriormente reemplazamos en la ecuación 3 para calcular del Centro de presión del sistema:

CP = bx , by F1 (bx1) + F2 (bx2) + F2 (bx4) + F3 (bx3) bx= Fr  6400(21.65) + 7968(21.65) + 7968(21.65) + 26560(−21.65)bx = 48896

bx = 23.81 mm F1 (by1) + F2 (by2) + F2 (by4) + F3 (by3)by = Fr  6400(17.49) + 7968(−17.21) + 7968(−44.61) + 26560 ⋅ 0by = 48896

by = 12.96 mmCP = (23.81, 12.96)

De este modo, la posición de trabajo de este troquel en la máquina debe lograrse con un desplazamiento de 23.81 mm en el eje X y 12.96 mm en el eje Y, con el fin de garantizar la aplicación correcta de la fuerza de la prensa.

MATERIALES QUE PUEDEN SER TROQUELADOS

MA

TER

IALES

QU

E P

UED

EN

SER

TR

OQ

UELA

DO

S

Se Pueden Troqueles:

Latón

Hierro Dulce

Acero Dúctil

Latón tiene una holgura de 0.05 e. El latón, es una aleación de cobre y zinc. Las

proporciones de cobre y zinc pueden variar para crear una variedad de latones con propiedades diversas. En los latones industriales el porcentaje de Zn se mantiene siempre inferior al 20%.

Hierro Dulce tiene una holgura de 0.07 e. Es un material de hierro que posee la

propiedad de poder ser forjado y martillado cuando está muy caliente (al rojo) y que se endurece enfriándose rápidamente. Funde a temperatura mayor de 1500 °C, es poco tenaz y puede soldarse mediante forja. Se caracteriza por el bajo contenido de carbono (entre 0,05% y 0,25%), siendo una de las variedades, de uso comercial, con más pureza en hierro.

Acero Dúctil tiene una holgura de 0.10 e. Es un elemento químico, de símbolo Al y

número atómico 13. Se trata de un metal no ferro magnético. Es el tercer elemento más común encontrado en la corteza terrestre.

CONTROL DE AVANCE DEL MATERIAL

CO

NTR

OL D

E A

VA

NC

E D

EL M

ATER

IAL

Debido a que cada operación que requiera la pieza debe ser cortada teniendo una base (matriz) que soporte el empuje de los punzones, es necesario realizar varios pasos al interno del troquel para obtener la pieza.

El número de paso va a depender entre otros factores de la cantidad de elementos (orificios, ranuras, etc.) que posea la pieza a realizar.

Hay varios métodos para controlar el avance del material, este puede ser manual o automático, con tope interno o externo.

El tipo de control dependerá del tipo de pieza y de las dimensiones de la misma.

GRACIAS POR SU ATENCION