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Universidad Privada Boliviana

PROYECTO DE CURSO

MOLEDORA DE VEGETALES

Nombres de los participantes:

Alejandra Isabel Arce Vargas Edgar Luis De la Zerda Ágreda Carla Rocío Rocha Chalar Javier Andrés Villarroel Navía Manuel Alejandro Yañez Bohorquez

Materia: Tecnología Mecánica Docente: Rolando Díaz Coimbra

Cochabamba, Bolivia –08 de Diciembre del 2016

PROYECTO DE CURSO: MOLEDORA DE VEGETALES 1. DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO El producto elegido para el proyecto es una moledora de vegetales, usada en nuestro medio comúnmente como una moledora de llajua. A continuación se especificará cada una de las partes con las que cuenta la moledora. A: Se refiere al colector de verdura. Es de plástico y de figura compleja como se muestra en la imagen. Al armarlo se lo coloca sobre el soporte blanco.

A B

B: Se refiere al rebanador fijo, lugar donde se asientan las cuchillas. Está hecho de acero inoxidable. El rebanador fijo y las cuchillas, en conjunto se encargan de cortar la verdura requerida por el cliente.

C C: Corresponde al soporte general de la moledora. Es de plástico y de color blanco. Tiene muchos detalles que se mostrarán más adelante en los planos. Encima del mismo encaja el receptor de verdura y dentro del recipiente colector de la verdura cortada.

D

D: Hace referencia al recipiente de la moledora. Es de plástico. Recoge porciones medianas de verduras. Tiene estrías en los laterales para facilitar al usuario el trabajo de retirar el recipiente una vez que tiene los vegetales cortados. E: Se refiere a los pies de apoyo. Se encuentran en la región inferior del soporte encajando en los cilindros que el mismo presenta. Son cuatro y se encuentran hechos de goma.

F G

H

F: Corresponde a las cuchillas. Éstas están hechas de acero inoxidable y son doce en total. Son curvas y coinciden con el rebanador fijo; las cuchillas entran en los huecos de este último. G: Se refiere al remache que pasa por las cuchillas y las intersecciones. Es de acero inoxidable. H:Hace referencia a las intersecciones entre las cuchillas. Están elaboradas de plástico y tiene forma circular.

I J I:Corresponde al mango de la manivela. Está hecho de goma. Tiene una forma muy particular que será explicada más adelante en los planos. J: Se refiere al eje de la manivela. Fabricado de acero inoxidable. Se lo hace pasar entre las cuchillas al armar la moledora.

K: Hare referencia a la tuerca que se coloca al final del eje de la manivela. Está hecho de bronce. Es una especie de cuña para evitar que el émbolo se salga de su lugar mientras el usuario procede a moler los vegetales. A continuación se muestra cómo todas las partes descritas anteriormente se combinan para armar la moledora.

Paso 1: Se colocan las cuchillas dentro del receptor de verdura y el rebanador fijo, que conforman una sola pieza, asegurándose que las cuchillas atraviesen los huecos del rebanador fijo. Paso 2: Se hace pasar la manivela por el agujero que tienen las cuchillas y los dos agujeros laterales del receptor de verdura. Una vez que el émbolo ha atravesado las cuchillas y ambos agujeros del receptor de verdura se coloca la tuerca. Paso 3: Se inserta el receptor de verdura dentro del soporte. Se coloca el recipiente en el lugar que corresponde. Se finaliza el armado colocando los pies de apoyo en la parte inferior del soporte. Así tenemos la moledora completamente armada y lista para ser utilizada.

2. ELECCIÓN DE LOS MATERIALES 2.1. Receptor de verdura Para la elaboración del receptor de verdura se precisa de un material que sea liviano, resistente a las caídas, es decir que no se quiebre ni deforme, y que sea atractivo a la vista. Por tal motivo se escogió el polipropileno dados los siguientes motivos:  

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El polipropileno tiene un menor peso específico (0,9 g/cm3 ), por lo que permite obtener piezas más livianas al momento de emplearlo. Según la curva de fuerza aplicada versus elongación del material expresada en porcentaje, se encuentra que el polipropileno es muy resistente a la deformación pero si se le aplica demasiada fuerza en un momento determinado el material se deformará; se supone que el material no será sometido a fuerzas demasiado grandes porque no requiere ser forzado al momento de encajar dentro de la otra pieza. Por otro lado, si el material es sometido a grandes fuerzas no se romperá, no es un material quebradizo. Es fácil de colorear. Por lo tanto no será complicado añadir el color requerido que se necesita. El costo del polipropileno es bajo, y debido a su peso específico, con menos cantidad de plástico se pueden elaborar más piezas que empleando otros plásticos. De hecho importándolo de Colombia en forma de pellets saldría aproximadamente 18 dólares el kilogramo. Otra de las razones de seleccionar el polipropileno es para preservar la salud de los usuarios, ya que no es tóxico. Es impermeable, no modifica su estructura molecular al presentarse cambios bruscos de temperatura, no es corrosivo y tiene un punto de fusión muy alto, por lo que soporta elevadas temperaturas.

2.2. Rebanador fijo Para el rebanador fijo se precisa de un acero inoxidable. El acero inoxidable elegido para esta pieza será el AISI 202/JSL AUS. Los motivos de su elección se presentan a continuación: 

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Este acero presenta contenido de entre 1% y 4% de níquel combinado en aleaciones de romo al manganeso. Es uno de los aceros más accesibles por tal motivo dado que el precio del níquel se está disparando en gran medida. De hecho, en Bolivia, el rollo de este tipo de material se encuentra a 311 dólares el rollo de 10 metros de largo por 12 mm de ancho. Es altamente resistente a la oxidación en todo tipo de ambientes, incluso en presencia de ácidos y similares. Por ende no le afectará el jugo que desprenda la pulpa los vegetales. Tiene gran durabilidad. Esto es muy importante puesto que necesitamos que para que el producto sea confiable, no sea un producto de ser usado solamente un día y luego desechado, debe durar bastante tiempo. Puede ser sometido a una fuerza que resulte en una elongación máxima de 30%. Es un margen bueno y considerable para este tipo de pieza.

2.3. Soporte Para el soporte se necesita un tipo de plástico que sea no sea fácilmente deformable, que sea resistente y que al mismo tiempo sea fácil de pintar. De esta forma se decidió escoger el polipropileno como el plástico que se usará para esta parte de la moledora, a continuación se tienen las razones de su uso:  

El polipropileno tiene un menor peso específico (0,9 g/cm3 ), lo que permite que las piezas fabricadas sean más livianas. Según la curva de fuerza aplicada versus elongación del material expresada en porcentaje, se encuentra que el polipropileno es muy resistente a la deformación. Al encajar todas las piezas

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correctamente no será necesario aplicar demasiada fuerza y por lo tanto ninguna pieza recibirá ningún daño, es decir, ninguna deformación permanente, que sería lo que ocurriría si se le aplica demasiada fuerza a una determinada pieza. Es fácil de pintar. Por lo tanto no será complicado añadir el color blanco que la pieza precisa. El costo del polipropileno es bajo, y debido a su peso específico, con menos cantidad de plástico se pueden el mismo número de piezas, e incluso un número mayor, que empleando otros plásticos. De hecho importándolo de Colombia en forma de pellets saldría aproximadamente 18 dólares el kilogramo. Pensando en la salud de los usuarios, se escogió el plástico menos tóxico de todos, el polipropileno, que de hecho es considerado un plástico ecológico y no toxico en absoluto. El polipropileno además no modifica su estructura molecular al ser sometido a grandes temperaturas y mucho menos presenta alteraciones en su estructura química al presentarse cambios de temperatura repentinos.

2.4. Recipiente Para la base se vio por conveniente usar polipropileno copolimero, ya que estéticamente es agradable a la vista además de que se podrá ver cómo es que el producto se va almacenando en el recipiente. Además el recipiente debe ser duro y debe resistir golpes, en caso de que se presentaran. A continuación se presentan los motivos para haberlo escogido: 

Los productos fabricados pueden ser translúcidos, transparentes y muy brillantes. Esto proporciona el atractivo necesario que se necesita para llamar la atención del cliente.  Como ya se explicó anteriormente el polipropileno es menos flexible y más difícil de romper. Se precisa que el envase sea duro y que no se rompa fácilmente.  No es un material corrosivo, es decir soporta muy bien las bases y los ácidos. Por lo tanto, contener el jugo que llegue a salir de los vegetales al ser molidos no afectarán a la consistencia del material ni mucho menos a la salud de las personas que consuman los vegetales molidos.  Tiene muy buena resistencia al impacto, por lo que si se cae, en caso de pasar un accidente, la moledora no se quedará sin recipiente. • Soporta altas temperaturas sin problema alguno sin alterar sus propiedades químicas. Tampoco presenta cambios en su estructura molecular al ser sometido a altas temperaturas. 2.5. Pies de apoyo Para los pies de apoyo sea necesita un material que no se deslice y se adhiera fácilmente a las superficies. El material elegido para este caso es el caucho, debido a que:  

Es repelente del agua, aislante de la temperatura y de la electricidad. No es un conductor de electricidad, ni tampoco concentra calor, eso es un aspecto positivo para nuestra pieza. El plástico seleccionado, SBR, manifiesta resistencia a la tracción y la rotura. Es el más usado en la industria y permite cierta adherencia a superficies planas. Por lo tanto es el tipo de caucho escogido para la pieza.

Este material se comprará de la ferretería ferrotodo de Cochabamba.

2.4. Cuchillas Para las cuchillas se hará uso del ACERO INOXIDABLE AISI 420, este acero inoxidable tiene buena ductilidad en la condición de recocido, pero es capaz de ser endurecido. La mayor resistencia a la corrosión para este grado es lograda cuando el metal es endurecido y luego rectificado o pulido.

En la condición de endurecido tiene buena resistencia a la atmósfera, alimentos, agua fresca, ácidos y bases medios. Este acero es muy usado para la fabricación de cuchillos de cocina, y es ideal para la fabricación de nuestras cuchillas debido a su buena resistencia a la oxidación, dureza y facilidad de pulido o afilado. Propiedades mecánicas: Resistencia a la fluencia 345 MPa (50 KSI) ,Resistencia máxima 690 MPa (100 KSI) ,Elongación 15 % (en 50mm), Módulo de elasticidad 200 GPa (29000 KSI), Dureza de suministro: 235 Brinell Propiedades físicas: Densidad 7.8 g/cm3 (0.28 lb/in3) Propiedades químicas: 0.15 % C mín 1.00 % Mn 1.00 % Si 12.0 – 14.0 % Cr 0.04 % P 0.03 % S 6. 2.5. Intersecciones de las cuchillas Para la fabricación de las intersecciones de las cuchillas se necesita un material que no se oxide fácilmente, de preferencia, dado que se encuentra en contacto directo con los alimentos. Por esta razón se escogió el polietileno de alta densidad, puesto que:   

Es un material muy ligero, poco oxidable y resistente a distintos tipos de ácidos por lo que es ideal para un producto que tenga contacto con alimentos. Posee una excelente resistencia química, además de que es un plástico tenaz y rígido lo cual ayudará al soporte que necesiten las cuchillas para mantenerse unidas y firmes. Es un material barato y muy fácil de procesar por lo que producirlo mediante inyección será sencillo.

2.6. Remache Nuestra materia prima serán planchas de acero inoxidable (AISI 200) de 0.5mm de espesor, 1000 mm de ancho y 2000mm de largo. Se la eligió por su excelente formabilidad y superior resistencia a la corrosión. Presenta Cromo (Cr) entre 16% al 20%, Carbono (C) entre 0.03% al 0.08% y Manganeso (Mn) entre 5% al 20%. Sus características son las siguientes: Excelente resistencia a la corrosión, Excelente soldabilidad, Excelente factor de higiene y limpieza, Formado sencillo y de fácil transformación, s on esencialmente no magnéticos. 2.7. Mango de la manivela Para el mango de la manivela se necesita de un material que sea duro y fácil de manipular. Se eligió al plástico propilenopp pues es un material rígido, resistente y ligero que es bastante utilizado para la fabricación de diversos utensilios para el hogar, es justamente el material que necesitamos. Además es fácilmente procesable, lo que significaría una reducción en los costos de su producción.

2.9. Eje de la manivela El material que vamos a usar es el acero inoxidable austenítico. La opción más acertada en nuestra opinión es el acero 316TI pues es sumamente resistente a la corrosión debido a su contenido de molibdeno. Esto también mejora la resistencia a picaduras de soluciones de iones de cloruro y proporciona mayor

resistencia a temperaturas elevadas. Su resistencia a la tracción es de 510 N/mm2 y su dureza 183 HB. Sus propiedades son similares a las del Tipo 304, excepto que esta aleación es un poco más sólida a temperaturas elevadas.Son no magnéticos y adecuados para aplicaciones como fotografía, alimentación, química y equipo marítimo.

2.10. Tuerca Esta pieza se comprará de la ferretería Ferrotodo de Cochabamba, esta tuerca debe ser la que se acopla a rosca M5x0.8 3. PLANOS DE INGENIERÍA

4. PROCESOS PARA LA FABRICACIÓN DE LAS PIEZAS CORRESPONDIENTES 4.1Maquinaria

Inyectora Para la fabricación del receptor de verdura se hará uso del proceso de inyección. Se empleará plástico polipropileno PP de estructura isotáctica en la producción del material. La maquinaria que se utilizada en el proceso será la siguiente:

Esta inyectora fue encontrada en el sitio web Alibaba.com. Corresponde a una empresa certificada, y verificada como existente dentro de los distribuidores de inyectoras de plástico, de China. El nombre de la empresa es Ningbo TonyiongPlasticMachineryManufactury Co., Ltd. El precio de esta máquina, sin tomar en cuenta los impuestos de aduana y de entrega de la maquinaria, es de 13.900 dólares. La capacidad de producción máquina de esta inyectora es de 400 sets de 400 piezas diferentes en un mes. La máquina es totalmente nueva. Considerando que la empresa planea generar 20.000 moledoras de vegetales al año y esta máquina se empleará para producir no sólo el receptor de verdura sino también el recipiente y el soporte, se tuviera que generar 60.000 piezas al año. Lo que indicaría que cada mes deberían producirse 12.000 piezas, 4.000 de cada tipo. Y como la capacidad máxima es 160.000 esta máquina abastecerá lo suficiente sin ningún inconveniente. Este tipo de máquina es empleado en la producción de juguetes pequeños y tiene un peso máximo de 138-190 gramos por juguete. Este fue uno de los motivos que motivó al grupo escoger esta máquina dado que ninguna de las tres piezas sobrepasa los 100 gr y tienen medidas pequeñas, como las que exige la máquina. En el caso del receptor de vegetales, se tiene un peso de 120 g. El tipo de plástico que admite esta máquina es del tipo termoplástico. Al utilizar polipropileno para la fabricación de los productos, la máquina admite este tipo de plástico. De hecho el proceso de inyección se basa en el calentamiento de pellets que luego son bombeados a una determinada

velocidad, en este caso 92-120 g/s, al interior del molde; el cual luego de ser enfriado reproduce un producto.

Guillotina Se realizará la compra de una guillotina Diacro 48 a un precio de $3250, esta máquina tiene una longitud de cuchilla de 1321mm, acepta un espesor de 1,651 mm y funciona de forma mecánica, esta guillotina es eficiente en el corte de planchas de acero, aluminio, inox, etc. Es una máquina que corta por calibre 16ga que equivale a los 1,651mm mencionados. Cuenta con un limitador al lado contrario para controlar el tamaño de los cortes. Es una máquina de trabajo manual que es muy efectiva en el corte de aceros delgados.

Laminador Se comprará una laminadora de la empresa Lupin a un precio de $1000, esta laminadora cuenta con dos rodillos fijos de 75mm ancho y 33mm de diámetro, engranajes rectos a ambos lados con multiplicador de fuerza y ajustables. Las dimensiones de la máquina son: - alto 30cm -ancho 23cm (35cm con la manivela) -fondo 18cm -Peso: 15kg El cambio de rodillos se puede realizar por el costado de la máquina.

Prensa Troqueladora Compra de una prensa neumática a un precio de $400, que funciona con un mecanismo de pedal, esta prensa llega a ejercer hasta 3 toneladas de fuerza, permite el intercambio de matrices para realizar el troquelado, permite el troquelado, punzonado y estampación de todo tipo de materiales como acero, aluminio, inox, latón, cobre, etc.

Lijadora Se comprará una lijadora de banda 1x30 Central Machinery a un precio de 150$ con las siguientes características: Motor 1/3 HP caballo de fuerza. Voltaje 120V 3 amp. watts 306 Velocidad hasta 3414 RPM Armazón de Aluminio. Base ajustable de 0 a 45 grados. Base 5 pulgadas X 5 pulgadas Dimensiones 11-1/8in largo, X 9in ancho x 13-1/2in Alto. Peso neto 7kg.

Cortadora y Dobladora de Varillas

Cortadora y Dobladora de Varillas Leadermec

Modelo: CP26/32 Precio: 3.915 $ Representa una solución ideal para el corte y doblado de varillas en obra, ya que aúnan en una sola máquina las cualidades y características de la cizalla y de la dobladora. El equipo para cortar, acoplado al eje lento, se vuelve un robusto brazo de acero, rígidamente fijado en la caja reductora, que encierra, inmersos en grasa, los engranajes axiales de ACRO forjado y todas las piezas rotatorias. Las cuchillas de la cizalla son intercambiables. El trabajo de doblado bidireccional permite todo tipo de pliegues sin ningún desplazamiento de la varilla, además, es posible modificar el radio de giro desplazando los topes en la mesa de trabajo. Cuando se utiliza como cizalla, hay que quitar los topes. Los mandos permiten, en cualquier momento, la parada y el cambio del tipo de mecanizado (cortar o doblar). Los equipos eléctricos de mando son de baja tensión (24 V). Todos los equipos están muy bien equipados (pernos, topes, rolos de doblar, barra de parada, juegos de pedales y una gran variedad de accesorios).

A continuación su ficha técnica:

Tarrajadora

El precio de la maquina es de 55$.

4.2. Receptor de verdura El molde empleado para el receptor de verdura es el siguiente:

Como se puede observar el molde es complejo y requiere más de tres placas. Si se usaran menos placas esto implicaría que durante el proceso de desmoldeo se podría estancar la pieza dentro del molde. El molde cuenta con seis postizos hembras y ocho postizos macho. Una vez que se tiene el molde armado hasta este punto:

Se procederá a colocar el postizo macho en el interior del hueco donde deberá ir la cuchilla más adelante. Encima del postizo macho se colocará el rebanador fijo; será muy simple guiarse la posición en la que este debe ir dado que el rebanador ingresa exactamente en sobre las guías del postizo macho. Encima del rebanador debe ir la placa que se muestra a continuación y finalmente la última. Para delimitar los agujeros por donde pasará la manivela se deberán insertar las placas de los costados que contienen los ejes que atravesarán a través de los agujeros que presenta el postizo macho.

A continuación se explicará cómo se deberá colocar el molde en la máquina.

Para la elaboración del molde se elaborará el diseño en Solidworks como se lo mostrará más adelante y se llevará la matriz para su fabricación a la empresa cochabambina Altona. Es una empresa que comienza el contacto vía página web y ofrece servicios de diseño de moldes, elaboración de moldes tanto de inyección como de soplado, y también procesos diferentes a los plásticos como torneado, corte y otros trabajos en acero y aluminio.

Luego de armar el molde como corresponde y colocar la unidad de sujeción para que se sostenga el molde y mantenerlo perfectamente cerrado durante la inyección se comenzará a bombear el plástico. Para este caso hay que añadir 120 gr de pellets y colorante rojo de óxido de hierro de la empresa G&C, Colors S.A, que se puede contactar vía online. Estos pigmentos no tienen limitaciones térmicas. Como se cuenta con una sola boquilla alimentadora se realizará una doble cavidad que parte de la cavidad principal como se muestra en la figura. Estas dos cavidades, comenzarán alimentando, cada una por su cuenta, los extremos superiores de la pieza. Cada uno de los caminos de los que parte el alimentador horizontal tendrá un ángulo de 60° respecto a la horizontal. Un ángulo en depresión que facilite la alimentación hacia la parte inferior y un ángulo de elevación que no tengo un ángulo demasiado pronunciado.

4.3. Rebanador fijo Se emplearán dos procesos no vistos en clase, el perforado y el punzonado. El punzonado implica el corte de una lámina de metal a lo largo de una línea cerrada en un solo paso para separar la pieza del material circundante, como se muestra en la figura siguiente. La pieza que se corta es el producto deseado en la operación y se designa como la parte o pieza deseada. El perforado es muy similar al punzonado, excepto porque la pieza que se corta se desecha y se llama pedacería. El material remanente es la pieza deseada.

Punzonado

Perforado

Calculo de la fuerza de punzonado y perforado Los parámetros importantes en el corte de láminas metálicas son el espacio entre el punzón y el troquel, el espesor del material, el tipo de metal y su resistencia, y la longitud del corte. A continuación se examinan algunos aspectos relacionados. Espacio En una operación, el espacio c es la distancia entre el punzón y el troquel. Los espacios típicos en el prensado convencional fluctúan entre 4 y 8% del espesor de la lámina metálica t. En operaciones especiales que requieren bordes muy rectos, como en el rasurado y el perforado, el espacio es solamente 1% del espesor del material. El espacio correcto depende del tipo de lámina y su espesor. El que se recomienda se puede calcular mediante la fórmula siguiente: C = Ac t Donde: C = espacio, en mm (in); Ac= tolerancia del espacio; y t = espesor del material, mm (in). La tolerancia se determina de acuerdo con el tipo de material. Los materiales se clasifican por conveniencia en tres grupos dados en la tabla 20.1, con un valor de tolerancia asociado a cada grupo.

Para nuestro caso, acero inoxidable, el valor de Ac será: 0,075

Placa ranurada PUNZONADO

PERFORADO (RANURADO)

Placa final

Placa conranuras

Se obtendrá en dos secuencias, la primera mediante punzonado para obtener la placa definitiva y la segunda mediante perforado (ranurado) se obtendrán las 11 ranuras en la placa. Para ambos casos el espacio o distancia entre el punzón y el troquel estará dado por la fórmula antes indicada: C = Ac * t = 0,075 * 1 mm = 0,075 mm Punzonado para obtencion de la placa Las dimensiones exteriores de la placa ranurada son 52.14 mm x 45,26. El perímetro de la placa será: L = 2 * (52,14 mm + 45,26 mm) = 198,8 mm Fuerza de corte Se puede estimar la fuerza de corte utilizando la resistencia a la tensión de la lámina, mediante la fórmula: F = 0,7 * TS * t * L Donde: TS = Resistencia última a la tensión de la lámina, en MPA. t = espesor del material, en mm y L= longitud del borde de corte, mm. En el punzonado, perforado y operaciones similares L es la longitud del perímetro de la forma o agujero que se corta.

Para la lámina de acero inoxidable, la resistencia última a la tensión, TS, de acuerdo a la tabla 3.2 será: TS = 650 MPA El espesor de la lámina es 1 mm (t). La longitud del borde de corte, L, será el perímetro exterior de la placa (198,8 mm ) La fuerza de corte entonces será igual a: F = 0,7 * (650 MPA) * (1 mm) * (198,8 mm) = 90.454 N (newtons)

PERFORADO (RANURADO) PARA OBTENER LAS 11 RANURAS Se debe efectuar 11 ranuras, para lo cual se tendrán las siguientes dimensiones de punzón y troquel;

Fuerza de corte Se puede estimar la fuerza de corte mediante el uso de la resistencia a la tensión, de la siguiente manera: F = 0,7 * TS * t * L Donde: TS = Resistencia última a la tensión de la lámina, en MPA. t = espesor del material, en mm y L= longitud del borde de corte, mm.En el punzonado, perforado y operaciones similares L es la longitud del perímetro de la forma o agujero que se corta. Para la lámina de acero inoxidable, la resistencia última a la tensión, TS, de acuerdo a la tabla 3.2 será:

TS = 650 MPA El espesor de la lámina es 1 mm (t). La longitud del borde de corte, L, será el perímetro de la ranura a perforar: 2(32,5) + 2(2) = 69 mm. La fuerza de corte será: F = 0,7 * (650 MPA) * (1 mm) * (69 mm) * (11 ranuras) = 345.345 N (newtons)

4.4. Soporte Para la elaboración del soporte se emplea la misma inyectora que para el receptor de verdura. El molde también se fabrica en la misma empresa. Para este caso el molde tendría esta forma una vez que se desmoldara la pieza:

El número de placas que tiene este molde es de diecinueve. Se tienen cinco placas como postizos machos (dan la forma a las partes huecas del producto) y catorce postizos hembra (dan las concavidades y formas exteriores). El armado de este molde es distinto al armadodel primer molde. Para este molde, primero, se deben introducir todas las placas que ejercen la función de postizos machos. Esto significa los postizos de la parte superior, inferior, central (donde va el recipiente) y ambos laterales (correspondientes a los recortes que existen en los costados de la pieza).

Posteriormente se procede a colocar los postizos hembras que generarían las superficies externas de la pieza:

Luego de haber sido armada correctamente, la pieza debe ser colocada con las sujeciones de la forma ejemplificada anteriormente. Esto quiere decir que la pieza debe ser colocada de manera horizontal con la base hacia la boquilla.

Para el caso de esta pieza la alimentación se produciría directamente por un canal horizontal que se sitúe exactamente en el punto medio de la base de la pieza. Pero será necesario tener dos canales de distribución a los costados ya que si este fuera el único canal de distribución quedarían zonas donde no podría llegar el plástico (zonas ubicadas antes de la base de la pieza). El ángulo que con el que divergen los segundos canales de distribución respecto del canal principal es de 50° con respecto a la horizontal. Y la sección final de ambos canales tiene un ángulo de 5°, de depresión para el superior y de elevación para el inferior, respecto a la horizontal.

Conductos de aire a través de las superficies de separación

4.5. Recipiente Materia Prima Los pellets se los comprarán de la empresa especialista en inyectado de plásticos y realización de moldes, llamada ALTONA, cada bolsa de 25 Kg nos las venderás a un precio de 382,80 Bs. El peso del recipiente es de 47,3223 gramos, siendo esta la cantidad en gramos necesario de pellets ingresados en la máquina de inyección, por lo cual, con una bolsa, podremos fabricar 528 de los recipientes, como la producción idealizada es de 20000 unidades, debemos comprar 38 bolsas para cubrir la producción, siendo que el costo de materia prima para la producción total del recipiente es de 14564,40 Bs.

TELÉFONO DE LA EMPRESA ALTONA: 4523872

Conductos del sistema de enfriamiento en vista seccionada

Anexado estará el boletín técnico del polipropileno copolímero (PROPILCO) que se nos fue proporcionado por parte de la empresa:

Proceso Se empleará la misma máquina que en la producción del recolector de verdura y el soporte. El molde empleado será compuesto de 2 piezas, postizo macho y postizo hembra, las cuales se muestran a continuación:

En el proceso de inyectado se realizará una inyección de los pellets de polipropileno copolímero de manera fundida en el molde del recipiente. En el molde el material se solidifica, comenzando a cristalizar en polímeros semicristalinos. Antes de sacar la pieza del molde, esperaremos a que la temperatura de esta se estabilice, ya que para poder fundir los pellets de polipropileno los hemos calentado hasta su punto de fusión, el cual es de 173 °C, la temperatura en la cual la pieza se solidificaría, se llama temperatura de transición vítrea, para el caso de nuestros pellets, varía desde 30°C a 0°C, y para poder trabajar bajo condiciones adecuadas, es necesario saber que su temperatura de degradación es de 287°C, pues no podemos rebasar el intervalo de temperatura entre la de fusión y la de degradación para no desperdiciar materia prima. Las características más importantes del proceso de inyección son las siguientes: • La pieza se obtiene en una sola etapa. • Se necesita poco o ningún trabajo final sobre la pieza obtenida. • El proceso es totalmente automatizable. • Las condiciones de fabricación son fácilmente reproducibles. • Las piezas acabadas son de una gran calidad. El proceso que seguimos en el inyectado del plástico y obtención de la pieza es el siguiente: a)Cierre del molde. b) Inyección. Fase de llenado. Fase de mantenimiento.

c)Plastificación o dosificación y enfriamiento d)Apertura del molde y expulsión de la pieza. 4.6. Cuchillas Materia Prima Nuestra materia prima serán planchas de acero inoxidable (AISI 420) de 1mm de espesor, 1000 mm de ancho y 2000mm de largo, compraremos estas planchas de Vaporinox a un precio de 230$ por unidad, para nuestra primera producción realizaremos una compra de 67 unidades para lograr una producción de 220000 cuchillas para cumplir con el pedido de 20000 moledoras de vegetales, ya que cada moledora cuenta con 11 cuchillas.

Proceso Corte La fuerza de corte necesaria para cortar estas láminas será de El obrero deberá colocar el limitador de corte a 32mm de la cuchilla. Se cortará la plancha de acero de esta forma: -Se ingresará el ancho de 1000mm a la guillotina, se empujará hasta que la plancha choque con el limitador y se realizará un corte, se repetirá este proceso por todo el largo de 2000mm, con lo que saldrán 62 planchas de 1000mm de largo y 32mm de ancho. Con un residuo de 16mm*1000mm por plancha 2x1. 2000mm

1000mm

Se ingresará este lado a la guillotina

Se irá empujando la plancha hasta chocar con el limitador y se realizara un corte cada 32mm

32mm 1000mm

Proceso Laminado Estas pequeñas láminas ahora serán llevadas a la laminadora donde se buscará reducir su espesor de 1mm a 0,85mm, un obrero se ocupará de trabajar con la laminadora, rotando la manija y comprobando que esté ajustada para reducir 0,15 mm el espesor, teniendo cuidado de ir empujando la lámina a través de la máquina. 1mm

0.85mm

Comprobaremos que al reducir el espesor la lámina habrá aumentado en largo y ancho 1000*32*1=32000 (1000+x)*(32+x)*0.85=32000

x=5.4432

Por lo que nuestra nueva lámina medirá 1005.4432mm largo * 37.4432mm ancho. 1005.4432mm 37.4432mm

Proceso de Troquelado Para el troquelado se añadirá la matriz de corte con la forma de la cuchilla a nuestra prensa, Se transportaran las planchas ya cortadas y laminadas hacia el área de troquelado, el obrero colocará un borde extremo de cada plancha debajo de la prensa, se ejercerá fuerza con la prensa sobre la lámina para que así con la matriz se vayan cortando las cuchillas con un espacio entre cortes de 5mm, para esto el obrero deberá ir recorriendo la plancha 5mm cada que realice un corte accionando la prensa por pedal. De esta forma por cada lamina de 37.4432mm* 1005.4432mm saldrán 53 cuchillas, entonces por cada plancha 2 x1 saldrán un total de 3286 cuchillas de acero inoxidable.

5mm

Proceso de Afilado El obrero deberá ajustar la lijadora a una velocidad de 400 rpm. Para el afilado el obrero tendrá que colocarse guantes de seguridad, e ir acercando los bordes externos de la cuchilla a la lija, el obrero deberá asegurarse de recorrer cuidadosamente y por completo los bordes externos de la cuchilla durante aproximadamente 10seg por borde para tener un afilado correcto.

Posteriormente dejar enfriar las piezas a temperatura ambiente.

Bordes Externo

Bordes Externo

4.7. Intersecciones de las cuchillas Dado que no existen láminas de plástico de este grosor ni tubos que tengan un hueco cuadrado, los separadores se realizarán por el proceso de inyectado:

Para la sujeción el molde se coloca horizontalmente. El canal de distribución principal coincide con la pieza del centro de la matriz. De este canal principal salen otros dos canales secundarios que proporcionan el polímero viscoso necesario para llenar el primer separador y mediante los canales que contiene el molde distribuir al resto de los separadores.

4.8. Remache Materia Prima

Nuestra materia prima serán planchas de acero inoxidable (AISI 200) de 0.5mm de espesor, 1000 mm de ancho y 2000mm de largo. Se la eligió por su excelente formabilidad y superior resistencia a la corrosión. Presenta Cromo (Cr) entre 16% al 20%, Carbono (C) entre 0.03% al 0.08% y Manganeso (Mn) entre 5% al 20%. Sus características son las siguientes: Excelente resistencia a la corrosión, Excelente soldabilidad, Excelente factor de higiene y limpieza, Formado sencillo y de fácil transformación, son esencialmente no magnéticos. Compraremos estas planchas de Vaporinox a un precio de 160$ por unidad, para nuestra primera producción realizaremos una compra de 9 unidades.

Proceso de corte El obrero deberá colocar el limitador de corte a 22mm de la cuchilla. Se cortará la plancha de acero de esta forma:

Se ingresará el ancho de 1000mm a la guillotina, se empujará hasta que la plancha choque con el limitador y se realizará un corte, se repetirá este proceso por todo el largo de 2000mm, con lo que saldrán 90 planchas de 1000mm de largo y 22mm de ancho. Quedará un residuo de 20 mm*1000mm. 2000mm Se ingresará este lado a la guillotina

1000mm

1000mm 22mm

Se irá empujando la plancha hasta chocar con el limitador y se realizara un corte cada 22mm

Posteriormente se ingresará el ancho de 22mm a la guillotina, se empujará hasta que la plancha

choque con el limitador y se realizará un segundo corte, se repetirá este proceso por todo el largo de 1000mm, con lo que saldrán 28 planchas de 35.2mm de largo y 20mm de ancho.Con un residuo de 14.4mm*22mm por plancha.

1000mm

22mm

35.2mm 22 mm

Se ingresará este lado a la guillotina

Se irá empujando la plancha hasta chocar con el limitador y se realizara un corte cada 35.2mm

Seguidamente se realizara pequeños cortes (color plomo) a estas piezas de 22mm*35.2mm , con el fin de que esas cuatro partes salientes se las pueda doblar y así asegurarlas a una superficie.

35.2mm

22 mm

Todas las partes plomas serán cortadas

3 mm

1 mm 2mm

2mm

Posteriormente se realizara el doblado de las partes manualmente con un alicate tal como se muestra marcadas las siguientes lineas:

5 mm

Cada dobles tendrá 0.5mm por lado. Tendría que quedar de la siguiente manera la pieza final .

4.9. Mango de la manivela Materia prima: Se empleará plástico polipropileno PP de estructura isostática en la producción del material. Proceso: La fabricación del mango de la manivela se realiza mediante el proceso de inyección. Este proceso funciona igual que para el receptor de verdura y demás estructuras plásticas. La única variante es el molde en el que se va a inyectar el polipropileno. Por esto, no se va detallar el proceso en esta sección. 4.10. Eje de la manivela Materia prima: El material que vamos a usar es el acero inoxidable austenítico. La opción más acertada en nuestra opinión es el acero 316TI pues es sumamente resistente a la corrosión debido a su contenido de molibdeno. Esto también mejora la resistencia a picaduras de soluciones de iones de cloruro y proporciona mayor resistencia a temperaturas elevadas. Su resistencia a la tracción es de 510 N/mm2 y su dureza 183 HB. Sus propiedades son similares a las del Tipo 304, excepto que esta aleación es un poco más sólida a temperaturas elevadas. Son no magnéticos y adecuados para aplicaciones como fotografía, alimentación, química y equipo marítimo. RS es un distribuidor de productos de electrónica, automatización y control, y herramientas y consumibles bastante reconocido a nivel mundial, tiene sucursales en 32 países. Uno de ellos es Chile, por lo que haremos la importación desde ese país. Compraremos varillas cuadradas de acero de 304 mm x 4mm x 4mm:

Su precio varía de acuerdo a la cantidad de varillas que se vaya a comprar, para nosotros, el precio unitario es de 3,14 €. En vista de que cada varilla de acero rinde para 2 manivelas pues cada manivela usa 145,76 mm de acero 304 ( = 2,0856 ≈ 2), la cantidad de varillas que compraremos para cubrir 20000 mole doras de llajua 145.76

será: 20000 = 10000 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 2

El precio total resulta 31400 €. Hablando en bolivianos y considerando el tipo de cambio (1 € = Bs. 7,39168), el precio de la materia prima por manivela se traduce en Bs. 11,6.

Proceso de corte: Para este proceso se utiliza la máquina Cortadora y Dobladora de Varillas Leadermec. Estas varillas se someterán a un proceso de corte transversal para dividirlas en piezas de 145,76 mm de longitud, de cada varilla se obtienen 2 piezas. Proceso de doblado:

Estas piezas se someterán a un proceso de doblado que se ejecutará con la misma máquina que los corta. Los ángulos de doblez y las distancias están detalladas a continuación:

La fuerza que se requiere para realizar el doblado depende de la forma del punzón y del troquel, así como de la resistencia, espesor y ancho de la pieza que se dobla. La fuerza máxima de doblado se puede estimar por medio de la siguiente ecuación: F = (Kbf * TS * W * t2 )/ D Donde; F = Fuerza de doblado, en newtons. TS = Resistencia a la tensión del metal de la pieza, en MPA w = ancho de la pieza, en mmm t = espesor de la pieza, en mm D = dimensión del troquel abierto en mm Kfb = Su valor depende del doblado, para doblado en V, K bf = 1.33. Para D, considerando la figura :

116°

25,44 mm

D = 2 * 25,44 D = 50,88 mm

58° 58°

w = 4 mm t = 4 mm TS = 300 MPA, para Acero bajo en Carbono La fuerza de doblado será: F = ((1,33)*(300 MPA)*(4 mm)*(4 mm)2 ) / (50,88 mm) = 27.689 newtons Terrajado Para el proceso de terrajado, debemos de tener cuidado de que la terraja este recta con respecto a la varilla que queremos roscar, se empieza a girar apretando un poco para que la varilla adquiera la rosca en la parte indicada.

La terraja que utilizaremos es una cuya medida según la ISO tiene una medida nominal de M5 y cuyo paso normal es 0.8, pues esta tiene un diámetro interior de 4,2mm, ya que la varilla tiene dicho diámetro. El tiempo de terrajado será de 2 minutos ya que la varilla es de acero inoxidable 316 y de acuerdo a sus propiedades mecánicas este es el tiempo necesario.