troqueleria piezas a trabajar
TRANSCRIPT
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