• Author / Uploaded
• Anay C. Pereira

• Categories
• Forjar
• Perforar
• Acero
• Herramientas
• Engranaje

Citation preview

PLANIFICACIÓN DEL PROCESO DE FORJA PARA UNA LLAVE STILSON CONFORMADO La forja, al igual que la laminación y la extrusión, es un proceso de conformado por deformación plástica que puede realizarse en caliente o en frío y en el que la deformación del material se produce por la aplicación de fuerzas de compresión. Este proceso de fabricación se utiliza para dar una forma y unas propiedades determinadas a los metales y aleaciones a los que se aplica mediante grandes presiones. La deformación se puede realizar de dos formas diferentes: por presión, de forma continua utilizando prensas, o por impacto, de modo intermitente utilizando martillos pilones. FORJADO El forjado es un proceso de deformación en el cual se comprime el material de trabajo entre los dados, usando impacto o presión gradual para formar la parte. Se puede realizar la forja de forma tradicional con un marro de mano, o maceta y un yunque. Para que las piezas forjadas tengan buena resistencia y tenacidad se puede controlar el flujo del metal y la estructura del grano, así se pueden usar en aplicaciones donde se requieran grandes resistencias. Existen dos tipos de forjado, 

forjado en caliente Cuando el forjado fue hecho a temperatura ambiente se dice que es forjado en frio, y cuando se realiza a una temperatura elevada se dice que es forjado en caliente



forjado en frio El forjado en frío requiere mayor fuerza, tienen buen acabado superficial y buena precisión dimensional. En el forjado caliente se requiere menos fuerza porque el material se hace más dúctil, pero su acabado superficial y precisión dimensional no son tan buenos.

USO DEL 3D FORM DEFORM es un sistema de simulación de procesos método de elementos finitos (FEM) con sede diseñado para analizar diversos procesos de formación y de tratamiento térmico utilizados por la formación de metal y las industrias relacionadas. Mediante la simulación de procesos de fabricación en un ordenador, está avanzada herramienta permite a los diseñadores e ingenieros    

Reducir la necesidad de ensayos costosos de taller y rediseño de las herramientas y procesos. Mejorar la herramienta y el diseño de troqueles para reducir los costos de producción y materiales. Acortar tiempo de espera en traer un nuevo producto al mercado. El 3D FORM nos permite “jugar con las variables” que influyen en la los procesos de forja, y de esta manera llegar al resultado deseado

ESPECIFICACIÓN DEL MATERIAL Aceros Forja de carbono y aceros aleados El carbono y aceros aleados son, los más comunes para forja, y son de fácil forjar en una amplia variedad de formas utilizando, caliente-, o los procesos de forjado en frío y equipo estándar. A pesar del gran número de composiciones, todos los materiales incluidos en esta categoría presentan características esencialmente similares forja. Las temperaturas para que el comercio de carbono y aceros aleados se basa sobre el contenido de carbono, composición de la aleación, el rango de temperatura para obtener una óptima plasticidad, y la cantidad de reducción necesaria para forjar la pieza ANÁLISIS DEL MATERIAL RESPECTO A LA ACTUALIDAD  Para el proceso de forjado laminado en caliente nuestro material a usar es el acero SAE1020 y acero SAE1030 según planos establecidos.

 Material de proveedores de llaves proveedores de llave stillson

Conclusión Según el análisis vemos que los proveedores trabajan con aceros de forja por lo cual se mantendrá el material a trabajar debido a sus propiedades químicas y mecánicas que son acero SAE1020 y SAE 1030.

COMPOSICIÓN DE LOS ACEROS EMPLEADOS

FORMATO DE LA BARRA De acuerdo a las medidas tomadas de nuestros planos definimos que nuestro material de partida es una barra redonda con un diámetro de 16 a 25mm, Para ambas piezas MANDÍBULA FIJA

MANDÍBULA MÓVIL

BARRAS las barras laminadas en caliente son redondas, de superficie lisa, y se hacen por un método llamado de laminación en caliente, que consiste en la transformación de una pieza de acero en una barra cilíndrica rodándola cuando todavía está caliente. Las barras laminadas en caliente también pueden tener superficies acanaladas, lo que aumenta la resistencia de la unión de las piezas.

CONCLUSION De acuerdo al diseño de la pieza para la forja, el material de partida adecuado será las barras redondas laminadas en caliente. Los factores geométricos y las propiedades metalográficas son aspectos importantes para la elección del material de partida

PROVEEDORES DE BARRAS

Shanghai Shunyun Industry Co., Ltd.

MATERIAL PARA DADOS

El acero SISA H13 provee un buen balance de tenacidad, alta resistencia a la formación de grietas causadas por el choque térmico y resistencia al revenido, junto con resistencia al desgaste moderada. De temple al aire, es utilizado en la mayoría de las aplicaciones a durezas de 44-52 HRC. Las temperaturas nominales de revenido del acero SISA H13 son bastante altas (>540°C - 1000°F), lo cual permite que mantenga su dureza de temple y su resistencia al ser utilizado a temperaturas elevadas. Las herramientas fabricadas con el acero SISA H13 pueden ser usadas a temperaturas de hasta aprox. 540°C (1000°F) con exposiciones breves de hasta 595°C (1100°F), siendo ideal para dados de forja, herramental para extruido en caliente y moldes de fundición a presión.

PROVEEDORES DE MATERIAL PARA DADOS (ACEROS PARA HERRAMIENTA H13)

PRENSAS DE FORJADO Las prensas aplican una presión gradual, en lugar de impactos repentinos para realizar las operaciones de forja figura Las prensas de forjado incluyen prensas mecánicas, prensas hidráulicas y prensas de tornillo. Las prensas mecánicas funcionan por medio de excéntricos, manivelas y juntas o articulaciones de bisagra que convierten el movimiento giratorio de un motor en movimientos de traslación del pisón. Las prensas mecánicas típicas alcanzan fuerzas muy altas en el fondo del recorrido de forjado. Las prensas hidráulicas usan un cilindro hidráulico para accionar el pisón. Las prensas de tornillo aplican la fuerza por medio de un tornillo que mueve al pisón vertical. Tanto las prensas de tornillo como las hidráulicas operan a velocidades bajas del pisón o ariete y pueden suministrar una fuerza constante a través de la carrera. Por tanto, estas máquinas son apropiadas para las operaciones de forjado (y otras operaciones de formado) que requieren grandes carreras.

PROVEEDORES DE PRENSAS 

prensas hidráulicas

PLANIFICACIÓN DE PRODUCCIÓN

Prensa hidráulicas

Tiempos por las dos mandíbulas      

Tiempo de calentamiento:10 min*2=20min=0.33horas Tiempo de impacto por pieza = 1min *2=2min=0.033horas Tiempo de recorte de rebaba=30 seg*2=60seg=1min= 0.017 horas Tiempo de enfriamiento =45 min*2=90=1.5horas Tratamientos y acabados = 2 Horas.*2=4horas Otras piezas=2.5 horas

TIEMPO TOTAL =8 HORAS Al ser una producción continua se producirá 60llaves terminadas /día Cantidad carcasas

de Día 60

Mes

Anual

1680

20160

De acuerdo a la demanda requerida se estima producir 20160 llaves anualmente

DISEÑO DEL MOLDE MANDÍBULA FIJA 

Diseño del molde para la preforma



Diseño del molde para la pieza

MANDÍBULA MÓVIL 

Diseño de los dados para el doblado de la preforma



Diseño del molde de la pieza

OPERACIONES DE ACABADO  Tratamiento térmico  Templado Obtener alta dureza en un acero, por medio del temple. Observación de la variación de la microestructura y dureza El proceso de temple consta esencialmente de dos fases:

Fase de calentamiento: El calentamiento y enfriamiento del acero 1030 desde los 840-870 ºC es algo relativamente simple, siempre y cuando se tengan las herramientas apropiadas y el área de trabajo esté equipada para poder manipular el acero mientras aún está caliente. Fase de enfriamiento: Llena el tanque con agua tibia, antes de templar el acero. Mide la temperatura con termómetro para cocción.  PINTURAS EN POLVO O ELECTROSTATICAS La Pintura Electrostática, en muchos países llamada también Pintura en Polvo, es un tipo de recubrimiento que se aplica como un fluido, de polvo seco, suele ser utilizado para crear un acabado duro que es más resistente que la pintura convencional. El proceso se lleva a cabo en instalaciones equipadas que proporcionen un horno de curado, cabinas para la aplicación con pistolas electrostáticas y por lo general una cadena de transporte aéreo, donde se cuelgan las piezas, por lo general electrodomésticos, extrusiones de aluminio, piezas de automóviles y bicicletas donde se cubren con una pintura en polvo. Se consiguen excelentes resultados tanto en términos de acabado y sellado hermético. En la industria manufacturera se encuentra una amplia aplicación, de hecho, desde un punto de vista cualitativo, es más fácil de aplicar, y desde un punto de vista ecológico, no crea ningún problema para los operadores y el medio ambiente.

La pintura en polvo está compuesta por resinas sintéticas, endurecedores (agentes de cura), aditivos, pigmentos y cargas, pero su composición es demasiado variada como para que se puedan indicar valores porcentuales absolutos, de acuerdo al tipo, uso, o caso particular la misma varía en forma importante. 

Usos de la pintura en polvo

La pintura en polvo puede ser utilizada para diversas aplicaciones, como son: - Pintado de electrodomésticos - Tambores - Muebles metálicos - Chapas estructurales - Muebles metálicos

MAQUINARIA 

PULIDORA

Maquinas neumáticas manuales de trabajo pesado para procesos de desbaste, pulido, corte y acabado en metalmecánica con abrasivos recubiertos y abrasivos. Criterio de selección: Se eligió una maquina pulidora manual para dar afinidad a las partes que se usan como herramienta.



TORNOS

La denominación de torno paralelo proviene de la particularidad siguiente: la autenticidad del carro longitudinal, o inferior, permite la construcción de piezas con generatrices paralelas, estén aquellas al aire o entre puntos, siendo necesario en el último caso, ajustar previamente el contrapunto. En efecto el desplazamiento del carro longitudinal a lo largo de la bancada se efectúa, siempre, paralelamente al eje o línea determinada por los puntos. Esta particularidad es la que le permite al operario tornero producir formas cilíndricas, perfectamente calibradas.



TALADRO

Es una máquina herramienta donde se mecanizan la mayoría de los agujeros que se hacen a las piezas en los talleres mecánicos. Destacan estas máquinas por la sencillez de su manejo. Tienen dos movimientos:  El de rotación de la broca que le imprime el motor eléctrico de la máquina a través de una transmisión por poleas y engranajes,  Avance de penetración de la broca, que puede realizarse de forma manual sensitiva o de forma automática, si incorpora transmisión para hacerlo.

Taladro de columna



FRESADORA

La fresadora, cinemáticamente funciona de manera similar a la taladradora, incorporando un desplazamiento de la pieza en su plano de apoyo. Esto permite un movimiento relativo entre pieza y herramienta según los tres ejes de coordenadas X, Y, y Z y posibilita el mecanizado de superficies planas o curvas así como todo tipo de ranurados y taladrados en la pieza. Las figuras 8 y 9 muestran un ejemplo de fresadora con herramienta horizontal y fresadora con herramienta vertical respectivamente.

Información de herramientas 

Herramientas de torneado

1) Las herramientas de torneado se diferencian en dos factores, el material del que están constituidas y el tipo de operación que realizan. Según el material constituyente, las herramientas pueden ser de acero rápido, metal duro soldado o plaquitas de metal duro intercambiables.

2) La tipología de las herramientas de metal duro está normalizada de acuerdo con el material que se mecanice, puesto que cada material ofrece unas resistencias diferentes. El código ISO para herramientas de metal duro se recoge en la tabla más abajo.

3) Cuando la herramienta es de acero rápido o tiene la plaquita de metal duro soldada en el portaherramientas, cada vez que el filo se desgasta hay que desmontarla y afilarla correctamente con los ángulos de corte específicos en una afiladora. Esto ralentiza bastante el trabajo porque la herramienta se tiene que enfriar constantemente y verificar que el ángulo de incidencia del corte este correcto. Por ello, cuando se mecanizan piezas en serie lo normal es utilizar portaherramientas con plaquitas intercambiables, que tienen varias caras de corte de usar y tirar y se reemplazan de forma muy rápida. Características de las plaquitas de metal duro a) La calidad de las plaquitas de metal duro se selecciona teniendo en cuenta el material de la pieza, el tipo de aplicación y las condiciones de mecanizado. b) La variedad de las formas de las plaquitas es grande y está normalizada. Asimismo la variedad de materiales de las herramientas modernas es considerable y está sujeta a un desarrollo continuo.5 c) Los principales materiales de herramientas para torneado son los que se muestran en la tabla siguiente.



Herramientas de la fresadora

a) Las fresas son piezas giratorias para el mecanizado de materiales y constituyen las herramientas principales de las fresadoras. Se construyen generalmente en acero rápido, pero, dado el elevado costo de este material, las fresas de mayor tamaño poseen un cuerpo de acero de construcción y en la parte cortante tienen incorporadas cuchillas (o dientes) de acero rápido o bien insertos de corte que Pueden ser permanentes o intercambiables. b) Materiales de corte para las fresas c) Las fresas se fabrican de acero de herramientas de baja aleación o de alta aleación (acero rápido). Para casos de altas solicitaciones en las fresas se emplean éstas con filos de metal duro.

d) En los cabezales de cuchillas, que se aplican especialmente para grandes arranques de viruta y grandes superficies, el cuerpo está ordinariamente

constituido por buen y tenaz acero de construcción; únicamente las cuchillas insertadas se hacen de material caro de alto valor, por ejemplo de acero rápido o generalmente de metal duro. e) En los cabezales de cuchillas pueden ponerse en vez de estas cuchillas placas de corte giratorias de metal duro con 8 o 12 aristas cortantes y que se sujetan mecánicamente en un soporte. Los distintos filos no se reafilan, sino que las citadas placas de corte se van girando para ir empleando sucesivamente todos los filos. Cuando se han gastado todas las aristas cortantes de una placa se substituye por otra nueva. f) Cabezal Divisor g) El cabezal divisor se necesita para la fabricación de piezas en las que hay que realizar trabajos de fresado según determinadas divisiones (ruedas dentadas, cuadrados y hexágonos, árboles de chavetas múltiples, fresas, escariadores). Con su ayuda también es posible fresar ranuras en espiral. h) En estos trabajos cabe distinguir la división sencilla o directa, la división indirecta y la división de compensación o división diferencial. d. El cabezal divisor (aparato divisor universal) consta de la carcasa en que va soportado el husillo del cabezal divisor. Este husillo sirve para alojar el montaje de sujeción. Las piezas a trabajar pueden sujetarse en voladizo o entre puntos. El disco divisor va fijado sobre el husillo del cabezal.



FRESAS

Para hacer la rosca de la mandibula fija se usara fresa madre para dentado (cuadrado)de diametro de paso 8

Para realizar los dientes de ambas mandíbulas necesitamos otro tipo de fresa madre

FRESA MADRE. Para la fabricación en serie de engranajes se utilizan unas máquinas especiales donde se pueden tallar con exactitud y rapidez todo tipo de engranajes que se utilizan en la industria. Para el tallado de engranajes cónicos helicoidales las fresas y las máquinas son de una gran dificultad constructiva y por eso solo hay dos o tres fabricantes mundiales de este tipo de máquinas.

Roscado del perno regulador Rosca.- Ranura larga y en espiral que se mecaniza dentro de una pieza de trabajo. Las roscas son esenciales para la creación de sujetadores.

Rosca Cuadrada Esta rosca puede transmitir todas las fuerzas en dirección casi paralela al eje, a veces se modifica la forma de filete cuadrado dándole una conicidad o inclinación de 5° a los lados.



BROCAS PARA PERFORADO

Para estas perforaciones se usara las siguiente broca de diametro 6mm.

MANDÍBULA FIJA

Fresado madre que selo hace en el cabezal

Taladro que se utiliza para el Perforado de los agujeros pasantes

MANDÍBULA MÓVIL

Proceso de pulido para bajar la rugosidad

Proceso de mecanizado de frezado

Proceso de mecanizado con fresa

FUNDICIÓN DE LA PIEZA CAPA

Se realiza un lijado para reducir la rugosidad

Se aplica taladrado

PERNO REGULADOR Realizar un moleteado con torno y fresa moleteadora

Se saca rosca interno con torno

PIEZA MOLA Un taladrado para el agujero

Se hace un doblado de una plancha SAE 1050 y la superficie se lija para que tenga un acabado

CONCLUSIONES La planificación para la fabricación de llaves nos ayuda a percibir los diferentes requerimientos y procesos para llevar a cabo lo planificado. Pudimos identificar las diferentes opciones de forja. Cuantos tipos y los pasos requeridos para poder llevarlos a cabo. La importancia de cada aspecto en este tipo de conformación mecánica nos permite ver las diferencias entre cada uno y el accionar al realizar las operaciones ya establecidas. La forja en caliente nos permitió observar la importancia en las dimensiones que tomemos en los dados para la conformación, como en la del tocho, este nuevo método nos facilita la conformación de piezas con geometría compleja y nos permite acercarnos con costos bajos a nuestra pieza final o requerida. Es importante tomar en cuenta las diferentes variables existentes en este proceso como: la velocidad de impacto, la temperatura a la cual se recristaliza nuestro material de partida, características del producto, geometría de los dados para el desperdicio mínimo del material, eliminar cantos vivos, etc.