Transcript of Diseño y tecnología de fabricación de los accesorios para ...
accesorios para el doblado de perfiles en una
dobladora electro-hidráulica
Autor: Vladimir Artiles Pérez.
HOLGUÍN 2018
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
DEDICATORIA
A todas aquellas personas que me tuvieron como prioridad,
brindándome apoyo
en todo momento, especialmente:
A Dios, que nunca me ha desamparado;
A mis padres Lisset y Vladimir, por ser ellos mi mayor
ejemplo;
A mí amada y adorada esposa Lidysvet, por estar siempre y creer en
mí gracias,
mi amor.
A mis tíos y tías Yolanda, Esperanza, Carlitos, Yulianis;
A mis primas María del Carmen, Marian Carla y Aurora, y a toda mi
familia en
general;
A mis padres de Holguín, Luisa e Isaac, que me acogieron en su casa
y me
brindaron su hospitalidad y amor incondicionalmente.
A mis hermanos Yorlenis, Yosvanis y Leidyedis, por su gran
ayuda.
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DOBLADO DE PERFILES
AGRADECIMIENTOS
A mi tutor ing. Eric Leal Álvarez, por su atención y dedicación sin
límite de
horario.
A la directiva de EMPRESTUR Santiago de Cuba.
A Aráis Cordovés Rojas, por haberme apoyado
incondicionalmente.
A todas las personas que dedicaron parte de su valioso tiempo para
que este
trabajo fluyera perfectamente.
A la Revolución cubana, por darme la dicha de hacerme un
profesional.
A TODOS MUCHAS GRACIAS.
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DOBLADO DE PERFILES
RESUMEN
En este trabajo se realiza el diseño de los accesorios para el
doblado de perfiles
en una máquina electro-hidráulica. Se muestran además, los planos y
cartas de
operaciones para la confección de los accesorios diseñados.
Contiene también los
cálculos realizados mediante el Método de Elementos Finitos (MEF) a
todos los
elementos que están sometido a grandes cargas, para esto nos
ayudamos del
programa computacional SolidWorks. Adicionalmente, se realizó la
selección del
material para la construcción de los dados que formarán parte de la
máquina, que
serán utilizados para el doblado de perfiles cuadrados.
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
ABSTRACT
In this work carries outs the design of the accessories to the bend
of profiles in a
electro-hydraulics machine. Also shown, the drawings and the charts
operations for
a elaboration of the designed accessories. The work contains the
carried out
calculous by the Method of Finite Elements (MEF) to the elements
that it are
subdued to big loads, for this helped us of the computing program
SolidWorks.
Additionally, the selection of the material for the construction of
the die and dices
that will be part of the machine was made, and which will be used
tor the bend of
square profiles.
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
INDICE
1.2 Fundamentos del doblado de metales
----------------------------------------------------- 4
1.2.1 Doblado de perfiles
-------------------------------------------------------------------------
5
1.2.2 Técnicas de doblado de perfiles
-------------------------------------------------------- 7
1.2.2.1 Doblado por estiramiento
--------------------------------------------------------------
7
1.2.2.2 Doblado por compresión
---------------------------------------------------------------
8
1.2.2.3 Doblado por jalado y rotatorio
-------------------------------------------------------- 8
1.2.2.4 Doblado en prensa o por flexión pura
---------------------------------------------- 9
1.2.2.5 Otras consideraciones para el doblado de perfiles cuadrados
y
rectangulares………………………………………………………………….13
1.3 Máquinas y accesorios empleados para el proceso de doblado
de
tubos…………………………………………………………………………….......14
1.4 Materiales utilizados para la fabricación de accesorios y
herramientas de
conformar…………………………………………………………………………….18
1.4.2 Aceros de baja templabilidad…………………………………………………21
CAPÍTULO 2. DISEÑO DE LOS ACCESORIOS DE LA MÁQUINA HIDRÁULICA
PARA OPERACIONES DE DOBLADO EN PERFILES
---------------------------------- 22
2.1 Descripción general de la máquina
------------------------------------------------------- 22
2.2 Diseño de los accesorios de la dobladora
----------------------------------------------- 23
2.2.1 Diseño y análisis mediante el Método de Elementos Finitos
(MEF) de los
dados para el doblado
--------------------------------------------------------------------------
25
2.2.2 Diseño y análisis mediante el Método de Elementos Finitos
(MEF) de la
matriz y diseño del dado fijador
--------------------------------------------------------------
29
2.2.3 Materiales seleccionados para la construcción de las
herramientas ------- 33
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
INDICE
LOS ACCESORIOS PARA EL DOBLADO DE PERFILES EN UNA DOBLADORA
ELECTRO-HIDRÁULICA
-------------------------------------------------------------------------
34
3.1. Análisis económico
---------------------------------------------------------------------------
63
3.2 Análisis medio ambiental sobre la propuesta tecnológica de
construcción de
las herramientas
---------------------------------------------------------------------------------
CONCLUSIONES
-----------------------------------------------------------------------------------
65
RECOMENDACIONES
----------------------------------------------------------------------------
66
BIBLIOGRAFÍA
--------------------------------------------------------------------------------------
67
ANEXOS
----------------------------------------------------------------------------------------------
68
1
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
INTRODUCCIÓN
Cuba es un país que, a pesar de sufrir más de cincuenta años de
bloqueo por
parte del gobierno de E.E.U.U, ha sabido resistir e ingeniárselas
para poder salir
adelante en distintas esferas productivas. El país está inmerso en
un proceso
continuo para desarrollar la industria, sobre todo haciendo
transferencias
tecnológicas para mejorar las condiciones en nuestras fábricas.
Este cambio
permite incrementar la eficacia en los procesos productivos, y la
competitividad de
los productos y los servicios.
La industria de la metalmecánica está en continuo desarrollo a
nivel mundial. Día a
día se van creando y mejorando las máquinas, así como las
herramientas que se
utilizan en una gran variedad de procesos de manufactura. (Arias
Duque Andrés,
2009) Dentro de la esfera de esta industria podemos decir que la
conformación de
metales es uno de los procesos de mayor importancia y, en especial,
el doblado
de perfiles, ya sean de forma circular, cuadrada o rectangular. Los
procesos de
conformado por deformación se dividen, tradicionalmente, en
procesos de
deformación volumétrica (bulk forming) en caliente y procesos de
deformación no
volumétrica (sbeet forming o sbeet metal forming) en frío.
Pertenecen a la primera clasificación los procesos de deformación
en los que el
metal de partida es un lingote, una barra o un bloque (como por
ejemplo en la
extrusión, el forjado, el laminado y el trefilado). En ellos se
aumenta
considerablemente la relación superficie-volumen de las piezas
conformadas bajo
la acción de una carga de compresión muy grande. Mientras que
pertenecen al
segundo grupo los procesos de formación de chapa metálica, es
decir, cuando se
aplica una fuerza en la cual el metal rebasa el límite de fluencia,
llegando a la
deformación plástica sobre una pieza mediante cargas de tracción o
flexión.
Puede así transformarse la chapa en una forma tridimensional a
menudo sin
cambios significativos en el espesor de esta o en sus
características de superficie.
(Rivero Ortiz, A. T., 2009).
Para el doblado de perfiles, se emplean máquinas mecánicas,
hidráulicas o
neumáticas. Estas se nombran curvadoras o dobladoras de tubos, y
pueden
presentar diseños con diversos grados de complejidad. Estos equipos
permiten,
2
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
con gran facilidad, doblar tubos de dimensiones considerables, lo
cual ha hecho,
de las dobladoras, herramientas de gran importancia en la
industria
metalmecánica.
En la empresa EMPRESTUR de Santiago de Cuba existe una dobladora
hidráulica
capaz de doblar tubos de 50mm de diámetro, con solo un juego de
herramientas
para esta dimensión (dos dados y una matriz), lo cual exige el
desarrollo de
habilidades manuales en los trabajadores. Sin embargo, esta no
cuenta con
accesorios para doblar tubos de menores dimensiones a 50mm, ni
perfiles
cuadrados o rectangulares. El no poder realizar estas operaciones
trae como
consecuencia que disminuya la versatilidad de la máquina, lo que
puede resumirse
en la incapacidad de esta para ser utilizada en procesos de doblado
con
dimensiones inferiores.
A partir de la situación anteriormente expuesta, el problema de
esta investigación
es la imposibilidad de realizar el doblado de perfiles cuadrados o
rectangulares en
la máquina construida para el doblado de tuberías.
El objeto de esta investigación es la máquina dobladora.
El campo de la investigación los dispositivos para doblar perfiles
cuadrados
El objetivo es diseñar los dispositivos para el doblado de perfiles
cuadrados o
rectangulares en la máquina dobladora.
Para brindar solución al problema planteado se define como
hipótesis, si se
realiza el diseño de los dispositivos para el doblado de perfiles
en la máquina
dobladora de tubos y se propone la tecnología de fabricación de las
herramientas,
entonces se podrá construir el herramental necesario para el
doblado de perfiles
cuadrados y rectangulares, lo que contribuirá a diversificar las
operaciones de
doblado en la dobladora hidráulica.
Para poder cumplimentar el objetivo trazado en la investigación, se
proponen las
siguientes tareas:
- Analizar desde el punto de vista histórico, teórico y contextual
el objeto de la
investigación.
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DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
- Realizar la revisión bibliográfica sobre las dobladoras, técnicas
empleadas para
el proceso de doblado y características de diseño de los accesorios
de la
dobladora hidráulica.
- Diseñar los herramentales necesarios para el doblado de perfiles
cuadrados y
rectangulares (matrices y dados), comprobando el diseño de estos
elementos
mediante el MEF.
- Elaborar los planos de pieza de los elementos para la
dobladora.
- Proponer la tecnología de fabricación de las herramientas
diseñadas.
Dentro de los métodos de investigación empleados en este trabajo se
encuentran:
Métodos teóricos:
Análisis y síntesis: en el procesamiento de la información para
conformar el marco
teórico de la investigación.
Histórico y lógico: en la pesquisa sobre los principales avances
obtenidos en el
campo de la utilización de las dobladoras y sus accesorios.
Métodos empíricos:
Matemáticos: en el procesamiento de los datos relativos a la
proyección y diseño
de las piezas.
Gráficos: Para desarrollar el plano de pieza y representaciones
esquemáticas del
trabajo.
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DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
CAPÍTULO 1. FUNDAMENTOS TEÓRICOS
1.1 Introducción del capítulo.
En este capítulo se brindan las nociones básicas para el correcto
diseño de los
accesorios para doblar perfiles cuadrados y rectangulares. Es
necesario partir de
los regímenes y parámetros de trabajo de la dobladora hidráulica,
ya que será la
máquina donde se realizará el proceso de doblado. Además, se darán
a conocer
los fundamentos teóricos necesarios para el diseño de los
accesorios.
1.2 Fundamentos del doblado de metales.
Se entiende por curvar o doblar un material, producir en este una
deformación en
la que las fibras exteriores resultan estiradas, y las interiores,
por el contrario, se
comprimen (ver figura 1.1). Entre ambas capas de fibras se
encuentra la llamada
capa de fibras neutras, cuyas longitudes permanecen invariables con
el curvado o
doblado. Las fibras neutras se hallan dispuestas, en el caso de un
radio grande de
curvatura, aproximadamente hacia la mitad del espesor del material
y, cuando la
curvatura es más forzada, esas fibras neutras se hallan más pronto
hacia el lado
interior de la pieza. (Lloacana Bastidas, M. R., 2010). Si se
realiza un doblado
hasta determinado ángulo, puede esperarse que regrese hasta un
ángulo algo
menor cuando se deja de ejercer la fuerza. Por ello, antes de
efectuar cada
proceso de doblado es necesario realizar un cálculo previo para
conseguir el
ángulo que se desea alcanzar en la pieza diseñada.
Figura 1.1: La naturaleza de un doblez metálico. (Arias Duque
Andrés, 2009).
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DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Al deformar un metal en frío, a medida que aumenta el trabajo se
requiere más
fuerza y la dureza del material se incrementa. Sin embargo, se debe
tener especial
cuidado en no sobrepasar el esfuerzo de rotura del material porque,
a partir de
este, el metal falla (ver figura 1.2).
Figura 1.2: Diagrama esfuerzo-deformación unitario.
1.2.1 Doblado de perfiles.
Los perfiles tubulares, cuadrados o rectangulares se doblan por
métodos que
impiden el deformarlos o aplastarlos en la sección de la curvatura,
sino que se
deforman en sentido longitudinal, empleando para ello un radio de
doblado.
El radio de doblado en este perfil se define como el radio de
curvatura del eje
neutral del perfil (Rc), y este hace referencia a los grados
existentes entre el eje
neutral de cada uno de los extremos libres de la curva del tubo,
tal y como se
muestra en la figura 1.3. (Arias Duque Andrés, 2009).
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DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Figura 1.3: Términos en el doblado de un tubo. (Arias Duque Andrés,
2009).
La calidad de la curva obtenida al doblar un tubo depende en gran
medida de la
relación que existe entre el diámetro exterior del tubo a doblar
(De) y el radio de
curvatura obtenido (Rc) después de doblar el tubo. Esta relación se
conoce como
factor de curvatura (Fc) y se correlaciona siguiendo la ecuación
1.1. (Arias Duque
Andrés, 2009).
ecc DRF (1.1)
Por medio del factor de curvatura es posible determinar el radio
mínimo de
curvatura que se le puede dar al tubo, con el fin de que este no
presente ningún
tipo de defecto después del proceso de doblado.
Valores de Fc recogidos entre 1 y 2, indican que el doblez es de
alta dificultad. Por
lo tanto, es necesario calentar el tubo o utilizar elementos de
relleno, como
mandriles, resinas, alquitrán o arena seca para evitar que se
produzcan defectos
en la pieza elaborada. El valor recomendado del factor de curvatura
se encuentra
en un rango entre 2,5 hasta 3,5, y en estos casos el doblez se
considera simple.
(Arias Duque Andrés, 2009).
En la tabla 1.1 se muestran diferentes diámetros de tubería, con
sus respectivos
espesores y radios de curvatura para un factor de curvatura de 3.
Es necesario
aclarar que este radio mínimo se aplica a perfiles tubulares,
cuadrados y
rectangulares. En los dos últimos casos se emplea un diámetro
equivalente
determinado a partir del cálculo del perímetro exterior del
perfil.
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DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Tabla 1.1: Radio mínimo de curvatura para tubos de diferentes
diámetros y
espesores con Fc = 3. (Arias Duque Andrés, 2009).
Diámetro
Nominal
(pulg.)
Diámetro
1 3/8 34,79 2,5 5,0 126,5
1 1/2 38,1 2,5 5,7 144,8
2 50,8 2,5 7,0 177,7
1.2.2 Técnicas de doblado de perfiles .
Existe una amplia variedad de técnicas que se emplean comúnmente
para doblar
perfiles tubulares, cuadrados y rectangulares, dentro de las cuales
se pueden
distinguir: el doblado por estiramiento, el doblado a tracción, el
doblado por
compresión, el doblado en prensa, el doblado por dados y la
extrusión por dados.
A continuación se describen cada una de las técnicas nombradas con
antelación
para conocer algunas características principales.
1.2.2.1 Doblado por estiramiento.
Esta técnica consiste en fijar el tubo con mordazas contra un
bloque o dado
formador que gira y estira el metal amoldándolo contra el doblez.
La pieza de
trabajo que entra en el doblador recibe apoyo mediante una barra de
presión que
obliga al material a que fluya en el sentido que se deforma. Este
método es muy
utilizado para trabajos con tubos de pared delgada y para radios de
doblados
pequeños. Este proceso se muestra en la figura 1.4.
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DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Figura 1.4: Doblado por estiramiento. (Arias Duque Andrés,
2009).
1.2.2.2 Doblado por compresión.
El doblado por compresión consiste en fijar el tubo con una mordaza
y se le obliga
a envolverse en torno a un dado formador fijo usando una mordaza
deslizante.
Esta técnica permite hacer una serie de doblados que casi no dejan
espacios
libres entre ellos (ver figura 1.5).
Figura 1.5: Doblado por compresión. (Arias Duque Andrés,
2009).
1.2.2.3 Doblado por jalado y rotatorio.
Esta es la plataforma de doblado más versátil. Este tipo de
dobladora se puede
usar con mandril de soporte interno o sin este, con un dado
deslizante para evitar
arrugas en la pared interna en un doblez cerrado o sin este, y con
más de un
juego de dados, lo cual es especialmente práctico para doblar
partes con dos o
más radios de doblez, o una longitud corta y recta de tubo entre
dos dobleces (ver
figura 1.6).
9
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Figura 1.6: Doblado por jalado y rotatorio
1.2.2.4 Doblado en prensa o por flexión pura.
Esta técnica crea una curva presionando, en un movimiento, un dado
formador
sobre el tubo. El tubo es soportado por un par de dados separados,
que rotan a
medida que el conformador se mueve hacia el centro empujando el
tubo. Este
movimiento envuelve el tubo alrededor del conformador, permitiendo
que los
dados de los extremos apoyen el tubo en cada lado. Este proceso es
muy rápido y
es excelente para altas producciones. Sin embargo, los dados o su
distribución
deben cambiarse para generar diferentes variedades de curvas. El
radio de
curvatura máximo es de 110º (ver figura 1.7).
Figura 1.7: Doblado en prensa o por flexión pura. (Arias Duque
Andrés, 2009).
Es el método más empleado en las dobladoras manuales, eléctricas e
hidráulicas
debido a las ventajas que presenta respecto a otros
procedimientos.
10
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
A continuación se analizan la fuerza en el doblado en relación con
la sección que
se debe doblar. En la figura 1.8 se muestra la disposición de los
dados al
momento de realizar la operación de doblado. Mientras mayor es la
separación
entre los dados, menor es el esfuerzo que se debe aplicar.
(Bustamante Aravena,
H. D. 2010).
Figura 1.8: Disposición inicial de los dados. (Bustamante Aravena,
H. D. 2010).
Una vez que la matriz se desplaza (figura 1.9), se inicia un
proceso de
deformación plástica del perfil a consecuencia de la fuerza
ejercida por la
herramienta.
Figura 1.9: Disposición de los dados en el proceso de
doblado.(Bustamante
Aravena H. D., 2010).
Este sistema se puede modelar como una viga simplemente apoyada
(figura 1.10),
con una carga en el centro con las respectivas reacciones en los
apoyos.
Figura 1.10: Viga simplemente apoyada. (Bustamante Aravena, H. D.
2010).
De modo que al hacer un diagrama de cuerpo libre de la viga
simplemente
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DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
apoyada, esta se visualiza de la siguiente forma (figura
1.11).
Figura 1.11: Diagrama de cuerpo libre de la viga.(Bustamante
Aravena, H. D.
2010).
Para poder determinar las reacciones de apoyo, dependientes de la
fuerza F, es
necesario obtener las dos ecuaciones de equilibrio de fuerzas y una
ecuación de
momento, las cuales se muestran a continuación:
0 XF XenfuerzashayNo
Despejando RBY de la ecuación de momento, tenemos que:
2/FRBY (1.2)
Despejando RAY de la ecuación de la fuerza en el eje y, tenemos
que:
BYAY RFR (1.3)
Si se sustituye la ecuación 1.2 en 1.3, tenemos que:
2/FRAY (1.4)
De este modo, al obtener las reacciones de apoyo, se puede
determinar el
momento en el punto central de la viga donde se aplica la fuerza de
doblado. Este
es el punto en el cual se produce el momento máximo en la sección
de la viga.
(Bustamante Aravena H. D., 2010).
Para el cálculo del momento, se procede a seccionar la viga a una
distancia justo
antes del punto de aplicación de la fuerza (ver figura 1.12).
12
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Figura 1.12: Diagrama de cuerpo libre de la viga cortada.
(Bustamante Aravena, H.
D. 2010).
De este modo el momento en x=L/2 se puede expresar como:
4
Donde Mfi es el momento flector interno en [N m]
Una de las consideraciones más importantes a tener en cuenta en el
instante de
calcular la fuerza en el doblado, es el esfuerzo normal por
flexión, que se produce
en la viga debido al momento flector que actúa en el punto de
aplicación de la
fuerza.
I
(1.6)
Donde σf es el esfuerzo de fluencia normal por flexión en [MPa], M
es el momento
flector en [N m], c es la distancia del eje neutro a la fibra de
estudio más alejada
[m], e I es el momento de inercia [m4].
De manera que, al despejar el momento flector de la ecuación se
obtiene:
c
(1.7)
Por tanto, se llega a establecer que la fuerza que hay que aplicar
debe ser tal que
pueda deformar la viga, de manera que el material supere su zona
elástica hasta
pasar a la zona plástica. De este modo, el momento generado en el
punto de
aplicación de la fuerza se llama momento plástico.
fp MM 2
Donde Mp es el momento plástico [N m]
Reemplazando el momento flector en la ecuación 1.8, se obtiene
que:
13
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
c
p
2
3
(1.9)
El momento generado en la viga por la acción de la fuerza aplicada
se nombra
como momento plástico porque la fuerza aplicada deforma el material
y conlleva a
que pase a la zona plástica. La ecuación correspondiente queda
expresada como
sigue:
4
(1.10)
De este modo, al obtener el momento plástico por medio de la
fórmula del
esfuerzo normal por flexión y además por medio de la fuerza
aplicada en la viga,
se igualan estas dos ecuaciones y se obtiene:
c
Lc
6
(1.12)
Donde σf es la tensión de fluencia del material (MPa) y L es la
distancia entre
apoyos (mm).
La figura 1.13 representa esquemáticamente los parámetros que hay
que tener en
cuenta en el proceso de doblado del perfil, ya explicado con
anterioridad.
Figura 1.13 Fuerza de doblado Fd.
1.2.2.5 Otras consideraciones para el doblado de perfiles cuadrados
y
rectangulares.
Para el cálculo de un perfil rectangular o cuadrado (ver figura
1.14), debemos
utilizar la ecuación (1.12) y determinar la fuerza de doblado.
Además, esta fuerza
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DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
depende del material utilizado, así como del momento de inercia, la
distancia del
eje neutro a la fibra en estudio más alejada y la distancia entre
apoyos.
(Bustamante Aravena, H. D. 2010).
Figura 1.14 Perfil cuadrado de (50 × 50 × 3) mm.
Para calcular el momento de inercia en perfiles cuadrados o
rectangulares
tenemos que:
(1.13)
donde: b - es la base del perfil en (m) y h- la altura en
(m).
Para el cálculo de la distancia del eje neutro a la fibra en
estudio más alejada,
según muestra la figura 1.13, el eje neutro se encuentra a la mitad
de la altura del
perfil. De este modo, la distancia a la fibra más alejada en
estudio será:
2
(1.14)
Luego los valores se deben sustituir en la ecuación 1.12 y así se
obtiene el valor
de la fuerza de doblado (Fd), para este tipo de perfil.
1.3 Máquinas y accesorios empleados para el proceso de doblado de
tubos.
En la actualidad se pueden encontrar varios modelos de máquinas
para realizar el
proceso de doblado, y estas se pueden clasificar en manuales,
electro-mecánicas,
hidráulicas y neumáticas. Esto ha permitido que el trabajo de
curvado o doblado
sea más fácil, con mayor rapidez y exactitud. Los diseños de estas
máquinas van
desde los más sencillos hasta algunos modernos y complejos. Aunque
varíe la
15
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
forma de suministrar la fuerza, siguen los principios básicos de
doblado explicados
con anterioridad.
A continuación se muestran las características de algunos tipos de
máquinas y los
accesorios disponibles en el mercado internacional con los cuales
se pueden
realizar el doblado de diferentes tipos de perfiles.
Un ejemplo de ello es la dobladora manual marca Swagelok (ver
figura 1.15), con
la cual se puede doblar tubos con alta calidad y en la mayoría de
los materiales,
aunque se destacan el cobre y el aluminio. La dobladora de tubo
manual
Swagelok dobla tubos de diámetro exterior de (6, 8, 10 y 12) mm; o
su equivalente
en la norma inglesa de (1/4, 5/16, 3/8 y 1/2) pulgadas en varios
espesores de
pared. El tubo no debe tener arañazos en las superficies y debe ser
adecuado
para doblar. Además incorpora un bloque que permite fijarla en un
tornillo de
banco. Es de gran ayuda para doblar tubo de materiales duros o alto
espesor de
pared, o para sujetar tramos largos de tubo. Con esta máquina se
pueden hacer
curvas simples, con cambio de plano y otras.
Figura 1.15: Dobladora de tubo de palanca marca Swagelok.
(www.swagelok.com.mx)
Otra de las dobladoras que se comercializan actualmente en el
mercado son de la
marca Virax, estas son del tipo electro-hidráulica. En la figura
1.16 se observa este
modelo junto a sus accesorios, que incluye las matrices con
diferentes radios de
curvatura y los dados que presentan la particularidad de doblar dos
dimensiones
de perfiles, una en cada extremo. Su principio de trabajo es
mediante el método
de doblado en prensa o flexión pura, garantizando el suministro de
fuerza por
medio de un pistón hidráulico.
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Figura 1.16: Dobladora hidráulica eléctrica marca (Virax
www.virax.com)
Este modelo de curvadora emplea como medio de fuerza un pistón de
simple
efecto, y el retroceso del pistón es mediante la acción de un
resorte. También
presenta un limitador de carrera para reproducir curvados
idénticos. La capacidad
de curvado de esta máquina es para diámetros de 3/8’’ hasta 4’’ (Ø
9,3 hasta
101,6 mm) y el ángulo de curvado oscila de 0° hasta 90°. Como se
aprecia, esta
máquina presenta gran versatilidad para trabajar en ella, permite
una buena
precisión del doblado porque está provista de un indicador de
ángulo en la matriz
de curvado, y es posible doblar piezas de gran longitud por estar
en posición
horizontal.
La figura 1.17 muestra la dobladora de la marca Ercolina con sus
accesorios, una
de las firmas líderes de la industria en el suministro de equipo de
fabricación de
máquinas de doblado de metal para fabricantes comerciales y
profesionales en los
EE. UU., Canadá, México y América en general. Las máquinas son
diseñadas
para producir sus aplicaciones con precisión y certeza, por lo que
permiten
aumentar las ganancias y mejorar la calidad del producto
final.
17
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Figura 1.17: Dobladora electro-mecánica marca Ercolina.
(http://ercolina-usa.com.)
Esta máquina posee excelentes características: es ideal para
producir doblados de
calidad constante en tubos, tuberías, cuadrados, sólidos y otros
perfiles, con solo
cambiar su herramental. Además, tiene control de pantalla táctil
programable,
almacena ángulos de doblez con un sistema de diagnóstico en
múltiples idiomas,
y además, un sistema de cambio rápido de herramientas en múltiples
radios
disponibles. En ella se pueden doblar ángulos de hasta 180° con
compensación
independiente de recuperación de flexión para cada doblez. Presenta
un inicio de
ciclo de doblado con panel de control o con los pedales incluidos,
y un controlador
electrónico repetitivo para la posición de la contra matriz para
mayor precisión y
repetición.
Se destaca que el herramental empleado en todas las máquinas
presentadas con
anterioridad (matriz y dado), sobre todo en la dobladora
electro-hidráulica y la
electro-mecánica, presenta diseños que permiten la
intercambiabilidad y
adaptación al perfil que se requiere doblar. Las matrices y los
dados están
fabricados por lo general de aleaciones de aluminio resistentes y
en algunos casos
de acero u otras aleaciones que resisten a elevados esfuerzos. Por
lo general la
18
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
fabricación de la matriz se basa en procesos de maquinado. La
obtención de los
dados es por procesos de fundición y posterior maquinado, o puede
lograrse a
partir del maquinado. En los casos en que los materiales no
resistan grandes
esfuerzos por la geometría de la pieza, es necesario un tratamiento
térmico.
En la actualidad se distinguen dos diseños principales de dados:
los primeros, en
los cuales se pueden doblar una sola sección transversal, o sea una
sola forma de
perfil, y otros, en los que se presenta el recurso de doblar más de
una sección
transversal. Esta última variante es más factible de diseñar y
construir porque
ahorra material, disminuye el tiempo de preparación a la hora de
intercambiar los
herramentales, lo que trae consigo a que aumente la productividad
del proceso de
doblado.
1.4 Materiales utilizados para la fabricación de accesorios y
herramientas de
conformar.
Para realizar una correcta selección de los materiales, debemos
partir de la
clasificación de los aceros los cuales pueden ser clasificados
atendiendo a:
A sus aplicaciones en:
A su composición química en:
- Aceros al carbono.
A su estructura en equilibrio en:
- Aceros hipoeutectoides, que tienen en su estructura exceso de
ferrita.
- Aceros eutectoides, que tienen estructura perlítica.
- Aceros hipereutectoides, que tienen en su estructura exceso de
carburos
(secundarios).
- Aceros ledeburíticos, que tienen en su estructura carburos
primarios, que se
separan del acero líquido.
19
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
- Perlíticos, que se caracterizan por tener un contenido
relativamente bajo de
elementos de aleación (lento).
aleación (violento).
- Austeníticos, que contienen un alto contenido de dichos
elementos.
Los aceros de construcción poseen una composición química entre C
(0,08 - 0,7)
%, los cuales se emplean en la fabricación de elementos de
máquinas, estructuras
de construcción, y otras instalaciones por lo que deben poseer
buenas
propiedades mecánicas, como son: tenacidad, alto límite de
fluencia, resistencia al
desgaste, etc. Se destina a fabricar piezas que han de sufrir
grandes cargas y a la
vez de una alta resistencia, debe poseer tenacidad, para poder
aguantar los
efectos dinámicos y de choque. En otras palabras, el material debe
ser resistente
y seguro (Guliaev, 1979).
Dentro de los aceros de construcción se encuentran los aceros
termomejorables y
los cuales se caracterizan por poseer diferentes elementos de
aleación como son
el C (0,3 - 0,5) %, Cr (0,8 - 1,5) %, Ni (1 - 3,4) %, W (0,5 - 0,8)
%, V (0,1 - 0,2) %,
Mn (0,5 - 1,2) %, Si (0,17 - 1,2) % que sumados no son más del 3,5
% y
frecuentemente cerca de 0,1 % de afinadores de grano (vanadio,
titanio, circonio).
También cuentan con impurezas constantes como son el Mn (0,60 -
0,90) %, P
(0,040) % y el S (0,050) %, pueden ser al carbono o aleados. Estos
aceros son
muy utilizados en la fabricación de elementos de máquinas (ruedas
dentadas,
árboles de trasmisiones dentadas, husillos, pasadores) y se dividen
en 5 grupos
(Guliaev, 1979).
Grupo I: aceros al carbono simples, se emplean generalmente en
estado
normalizado o con tratamiento térmico, ejemplos de estos marcados,
acero 40, 45,
50. En estos aceros se alcanza una templabilidad buena para
diámetros críticos
de (10 – 12) mm.
Grupo II: aceros termomejorables aleados al cromo según la norma
GOST: 40X,
45X, 50X y según la NC: 40Cr, 45Cr, 50Cr los cuales contienen
alrededor de un 1
% de Cr. Este acero aleado, cuando se enfría en aceite, permite
obtener una
20
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
templabilidad total hasta diámetros críticos de 20 mm, con cierto
descenso del
umbral de fragilidad en frío.
Grupo III: aceros aleados al cromo con otros elementos de aleación
para mejorar
la templabilidad. En estos aceros se logra una mejor templabilidad
para secciones
de un diámetro crítico de (20 - 30) mm. Elementos como el
manganeso,
molibdeno, silicio y titanio hacen que el temple sea más profundo,
pero a su vez,
excepto el molibdeno, disminuyen la reserva de tenacidad y su
marcado según la
norma GOST: 40X, 30XT, 30XC y según la NC: 40CrMn, 30CrMnTi,
30CrMnSi.
Grupo IV: aceros aleados al níquel que contienen los mismos
elementos de
aleación que el grupo anterior, pero que además presentan Ni (1 -
1,5) %. El
níquel, a diferencia de otros elementos, hace al mismo que la
templabilidad sea
mayor (el diámetro crítico se eleva, (30 – 50) mm) y que descienda
el umbral de
fragilidad en frío y su marcado según la norma GOST: 40XH, 40XHP y
42XM y
según la NC: 40CrNi, 40CrNiB, 42CrMoV.
Grupo V: aceros aleados con los elementos de aleación mencionados
en los
grupos anteriores, pero Ni (2 - 3) %. En estos aceros se logra
buena templabilidad
para diámetros (50 – 100) mm y el marcado de estos aceros son según
la norma
GOST: 30XH3, 30XH2B, y según la NC: 30CrNi3, 30CrNi2WV; estos
aceros son
propensos a la fragilidad de revenido de II tipo. Por esto, para
las piezas de
grandes dimensiones que sufren cargas dinámicas, conviene utilizar
aceros Cr - Ni
- Mo o Cr - Ni - Mo - V. Como es natural, el alto contenido de
níquel que tienen
estos aceros hace descender el umbral de fragilidad en frío hasta
temperaturas
más bajas que en otros aceros.
La conformación de los metales puede realizarse en frío o en
caliente. Para lo cual
se utilizan los aceros para herramientas.
1.4.1 Aceros para herramientas.
1. De baja templabilidad (principalmente al carbono).
2. De alta templabilidad (aleados).
21
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
3. Para matrices.
Aceros de baja templabilidad.
Su composición química es de (0,7 -1,3) % C, a este grupo
pertenecen todos los
aceros al carbono para herramientas y los aceros con pequeño
contenido de
elementos de aleación y que, por lo tanto, no difieren mucho por su
templabilidad
de los aceros al carbono. Estos aceros se reúnen en un grupo por su
propiedad
tecnológica más importante: la baja templabilidad. Los aceros al
carbono para
herramientas se fabrican de las siguientes marcas: (AISI W1, W2,
W5) los cuales
pueden tener hasta un 1,2 % de C.
Todos los aceros de este grupo deben templarse en agua o en dos
medios agua -
aceite, y la herramienta fabricada con ellos, por lo general, no
tiene templado el
núcleo. Esto debe tenerse en cuenta cuando se elige el acero para
herramienta, al
diseñarla, al someterla al tratamiento térmico, y durante su
explotación.
Las propiedades de los aceros al carbono para herramientas y los
regímenes de
su tratamiento térmico dependen principalmente del contenido de
carbono para lo
cual nos apoyamos en software. (CES EduPack, 2013)
Uno de los aceros más utilizados para la fabricación de dados y
matrices para la
conformación de perfiles de acero es el acero de baja templabilidad
Y10A, según
norma GOST; y que posee su equivalencia según otras normas
internacional tales
como la AISI W1; AISI 1095, DIN 17222 – D95-2 que posee las
siguientes
propiedades mecánicas:
Tabla 1.2 Propiedades mecánicas del acero ASIS 1095 (SolidWork
2014)
22
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
CAPÍTULO 2. DISEÑO DE LOS ACCESORIOS DE LA MÁQUINA HIDRÁULICA
PARA OPERACIONES DE DOBLADO EN PERFILES
En este capítulo se describe la máquina electro-hidráulica, y sus
parámetros de
trabajo. Se muestra también el diseño y la tecnología de
elaboración de las
herramientas para el doblado de perfiles. Además, como parte del
diseño del
herramental se realiza un análisis por el Método de Elementos
Finitos (MEF) de
los pasadores, la matriz y los dados.
2.1 Descripción general de la máquina.
La máquina que se muestra en la figura 2.1 fue diseñada y
construida para realizar
operaciones de doblado de varios diámetros de tuberías,
comprendidas entre los
9,5 mm y los 50 mm de diámetro exterior y espesor de 1,5 mm.
Figura 2.1: Dobladora electro-hidráulica
Está compuesta por una estructura base, confeccionada a partir de
perfiles
cuadrados unidos por soldadura que cumple la función de alojar el
motor, la
bomba, el sistema eléctrico, y el sistema hidráulico, que incluye
un tanque para
almacenar el aceite y un manómetro para medir la presión de salida
de la bomba.
También presenta unas guías, confeccionada a partir de chapas y
unidas
mediante soldadura para alojar el actuador hidráulico (pistón
hidráulico), así como
también los dados acoplados a esta mediante pasadores. Con estos
últimos
elementos se puede variar las posiciones en dependencia del radio
de curvatura
23
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
que se quiera lograr. De igual manera consta de una matriz en forma
de medio
arco, herramienta encargada de alojar el tubo cuando se va a
deformar y restringir
la deformación del material. Además, cuenta con un pulsador a
distancia, un
contactor con relé térmico contra las sobrecargas y una válvula
para el control
direccional para direccionar el flujo de aceite hacia la carrera de
trabajo del pistón
o en el sentido de retroceso.
2.2 Diseño de los accesorios de la dobladora.
En el capítulo 1 se distinguen una amplia variedad de diseños de
herramientas
para el doblado de perfiles, ya sea de forma circular, cuadrada o
rectangular. A
partir de los diseños presentados se distingue en este trabajo un
diseño propio de
las herramientas que son necesarias para la dobladora hidráulica,
principalmente
las matrices y los dados para el doblado de perfiles cuadrados y
rectangulares.
En esta máquina se desean doblar perfiles cuadrados de hasta (50 x
50 x 3) mm,
o su sección equivalente en los rectangulares. Pero es necesario
conocer de
antemano la fuerza de doblado que debe ejercer la máquina para
poder deformar
perfiles de esta dimensión y así realizar el diseño correcto de las
herramientas.
En la tabla 2.1 se recoge una serie de perfiles de aceros que son
empleados para
construir piezas a partir del proceso de doblado. Para realizar el
cálculo de la
fuerza en este trabajo se toma un perfil otra forma, grado B, el
cual es empleado
comúnmente en los trabajos de doblado. Ya conocido el perfil del
acero con el que
se debe trabajar, para determinar la fuerza de doblado de este
perfil se sustituye
los valores en la ecuación 1.12 presentada en el capítulo 1.
Teniendo que la
tensión de fluencia del material seleccionado es igual a 317 MPa,
con las
ecuaciones 1.13 y 1.14, se determina el momento de inercia y la
distancia a la
fibra más alejada en estudio, la distancia entre apoyos es igual a
500 mm. Luego,
el valor de la fuerza máxima de doblado calculada es de 31 648 N
para la mayor
dimensión del perfil.
24
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Tabla 2.1: Propiedades de los aceros estructurales. (Mott, R.
s.f.)
Designación del
material (número
Otra forma, grado A 310 269
Otra forma, grado B 400 317
Otra forma, grado C 417 345
En la tabla 2.2 se brinda un resumen de los valores de las fuerzas
de doblado
determinada según el procedimiento de cálculo anterior, para
perfiles cuadrados
de medidas comprendidas de (50, 45, 40 y 30) mm con un espesor de 3
mm.
Tabla 2.2: Tabla resumen de Fuerzas de Doblado.
Perfil cuadrado Fuerza de doblado (N)
50 x 50 31648,0
45 x 45 25190,9
40 x 40 19400,4
30 x 30 10118,6
En la figura 2.2 se muestran en una tabla las dimensiones y
espesores que
pueden tener los perfiles cuadrados,(http://www.condesa.). Y como
se comentó
con anterioridad se eligió un perfil cuadrado de (50 x 50 x 3) mm
como máxima
dimensión a deformar en esta máquina, y en la cual también se desea
doblar las
dimensiones de (45, 40 y 30) mm.
25
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
2.2.1 Diseño y análisis mediante el Método de Elementos Finitos
(MEF) de los
dados para el doblado.
En este subepígrafe se describe el diseño de los dados para la
máquina hidráulica
con la cual se requiere doblar perfiles cuadrados o rectangulares.
En la actualidad
se distinguen dos diseños principales de dados: unos en los cuales
se pueden
doblar una sola sección transversal, o sea una sola forma de
perfil, y otros en los
cuales se presenta la opción de doblar más de una sección
transversal.
En este caso se seleccionó para el diseño la segunda variante
mencionada, sobre
todo porque no es necesario construir tantos juegos de dados, ya
que con uno se
puede doblar hasta cuatro secciones diferentes, con solo girar y
seleccionar la
dimensión a doblar. En este caso se puede realizar esta variante
porque desde el
comienzo del proceso de doblado el dado gira aproximadamente 90º
hasta
alcanzar el doblado deseado, no es como el principio de otros
procesos de
doblado en otras máquinas en los cuales el dado debe de girar hasta
360º.
En la figura 2.3 a se muestra el dado diseñado de forma isométrica,
cuya función
es conducir los perfiles con secciones de (50, 45,40 y 30) mm
durante la operación
de doblado. Como material para los dos dados se propone un acero
AISI 1095, y
para su fabricación se parte de una barra cuadrada con sección de
(80 x 80) mm.
Estos se elaboran en una fresadora universal modelo 675, en la cual
se le
practicarán las cavidades donde van alojados los perfiles, y
posteriormente se
26
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
realizará el agujero donde va ubicado el pasador con una
taladradora vertical
modelo BS25-B. Los documentos referentes a la propuesta del proceso
de
maquinado se encuentran en el capítulo 3. En la figura 2.3 b) se
observa las
dimensiones que presenta esta sección para doblar un perfil
cuadrado de 45 mm,
y en las figuras 2.3 c) hasta la e) se recogen las secciones y
forma que presenta
cuando se doblan perfiles de 40 hasta 30 mm.
a)
b) c)
d) e)
Figura 2.3: Dados para doblar perfiles cuadrados y rectangulares:
a) Isométrico, b)
sección para doblar 50 mm, c) sección para doblar 45 mm, d) sección
para doblar
40 mm y e) sección para doblar 30 mm.
27
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
A continuación se establece el análisis realizado mediante el MEF
al dado para
comprobar si las dimensiones de diseño, así como el material, son
los adecuados
para que resista a las solicitaciones de carga requeridas. Para
ello fue necesario,
primero, introducir los siguientes parámetros: tipo de estudio
(estático), tipo de
material (acero AISI 1095), restricciones (empotramiento en el
extremo), carga
aplicada de 15 824 N (en este caso es la mitad de la fuerza de
doblado) y tipo de
mallado (medio). La carga fue aplicada a una de las caras del dado,
puesto que en
este diseño se ejerce la fuerza en una cara a la vez.
La figura 2.4 representa el resultado de las tensiones resultantes
al aplicar la
carga en el dado. Se observa que la máxima tensión que actúa es de
185 MPa, y
esta se encuentra en el cambio de sección, ya que estos son
lugares
concentradores de tensiones. Para disminuir en alguna medida los
valores de
tensión se propone redondear estas zonas.
Figura 2.4: Tensiones equivalentes del dado.
En la figura 2.5 se observa que el coeficiente de seguridad
presenta un valor
mínimo de 3; el cual se encuentra dentro de los permisibles para el
diseño de los
elementos de máquinas. Por tanto, llegamos a la conclusión de que
el dado resiste
a las tensiones máximas aplicadas.
28
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Figura 2.5: Coeficiente de seguridad del dado.
Las figuras 2.6 y 2.7 representan los resultados de los
desplazamientos y las
deformaciones del dado al ser aplicada la carga, los cuales
muestran valores muy
pequeños, de 0,0763 mm y 0,000752 mm respectivamente. En el caso de
los
desplazamientos, se puede observar que tienen mayor incidencia en
los extremos
del dado. Esto se debe a que tienen menos espesor que el resto de
la pieza. Por
otra parte, las deformaciones se producen en los cambios de
sección, y como se
explicó anteriormente, se debe a que son zonas que reciben mayor
concentración
de tensiones.
29
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Figura 2.7: Deformaciones del dado.
A partir del análisis de los resultados anteriores, se puede
concluir que la
geometría definida en el diseño, así como la selección del material
para su
construcción, son adecuadas, ya que los resultados alcanzados se
encuentran
dentro de los valores permisibles.
2.2.2 Diseño y análisis mediante el Método de Elementos Finitos
(MEF) de la
matriz y diseño del dado fijador.
Las matrices de las dobladoras se pueden construir de diversas
formas y
materiales. Algunas se construyen a partir de aleaciones de
aluminio mediante
procesos de fundición y luego un maquinado; y otras, mediante
procesos de
maquinado.
La propuesta de matriz que se muestra a continuación (ver figura
2.8) es a partir
de la segunda variante explicada con anterioridad. O sea,
confeccionarla mediante
un proceso de maquinado, La matriz mostrada es un ejemplo de las
diseñadas
para la dobladora, que en total fueron cuatro de estas
herramientas. Esta matriz se
compone de un dado que se acopla directamente al pistón de la
máquina
mediante tornillo, y a su vez la matriz se fija al bloque mediante
dos tornillos.
30
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
La particularidad que presenta esta matriz es que se ha diseñado
con un solo
dado, y cuatro matrices que se pueden intercambiar en dependencia
del perfil que
se desee doblar (50, 45, 40 y 30) mm.
Para confeccionar las matrices se parte de chapas con espesores que
varían entre
(5 y 8) mm para las caras laterales, y una de 10 mm para la forma
arqueada como
se muestra en la figura 2.8.
Por poner un ejemplo, para lograr las caras laterales de la matriz
que dobla el
perfil de 50 mm (ver figura 2.8), los bordes laterales son de 5 mm
de espesor. La
pieza en bruto se corta en una cizalla modelo H475 para aproximar
el corte, y
luego se maquina en una fresadora, según el plano de pieza que se
encuentra en
los anexos. Con estos elementos obtenidos con anterioridad, se
elaboran los
agujeros con un diámetro de 10 mm con el auxilio de una taladradora
vertical
modelo BS25-B, con el objetivo de fijar la matriz al dado mediante
tornillos.
Figura 2.8: Matriz para doblar perfiles cuadrados y
rectangulares.
Para confeccionar el dado (ver figura 2.9), cuya función es sujetar
la matriz de
doblado, se parte de barras cuadradas con dimensiones de (70 x 70)
mm de un
acero AISI 1040, siguiendo la tecnología propuesta en el capítulo
3. La pieza
conseguida tendrá una medida final de (65 x 50 x 62) mm y un ángulo
de 30° para
acoplar con la matriz. Luego, se realizará un agujero a todo lo
largo del dado con
un Ø15 mm para que se pueda fijar el pistón; además, en la cara
frontal se
elaborarán dos agujeros que serán roscados con posterioridad a una
dimensión
M10, para la fijación de la matriz mediantes tornillos.
Dado
Matriz
Tornillos
31
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Figura 2.9: Dado soporte.
Se le realizó un cálculo mediante el MEF a la matriz para comprobar
su resistencia
a la carga aplicada, y para ello se establecieron los siguientes
parámetros: tipo de
estudio (estático), tipo de material (acero AISI 1095), carga
aplicada (31648 N) la
cual en medidas de presión tiene un valor de 2,7 MPa. Esta presión
se aplica en la
cara de la matriz, ya que al efectuar la operación de doblado, el
perfil ejerce una
presión sobre esta sección de la matriz.
En las figuras 2.10 y 2.11 se muestran los resultados de las
tensiones
equivalentes y del factor de seguridad. Al aplicar la carga de 2,7
MPa, la máxima
tensión obtenida es de 527 MPa, la cual es menor a la permisible
del material, de
un valor de 750 MPa, las mayores tensiones se encuentran en los
agujeros de los
tornillos. Con los resultados obtenidos al realizar el análisis,
podemos concluir que
la matriz resiste la carga aplicada. De igual manera el factor de
seguridad es
aceptable, de 1,42; el cual se encuentra dentro de los valores
tomados para el
diseño de elementos de máquinas.
Figura 2.10: Tensiones equivalentes de la matriz.
32
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Figura 2.11: Coeficiente de seguridad de la matriz.
Los resultados de la distribución de los desplazamientos y las
deformaciones se
muestran en las figuras 2.12 y 2.13. Estas variables presentan un
valor máximo de
0,178 mm y 0,00144 mm respectivamente. Los desplazamientos se
pueden
observar en los extremos de la matriz, lo cual sucede cuando esta
ejerce la fuerza
para deformar el perfil y este, a medida que se deforma, ejerce
presión en los
extremos. De estos resultados se puede confirmar que la matriz
diseñada resiste a
la carga aplicada al deformar el perfil, confirmando con este hecho
que tanto el
material como la geometría son variables que se seleccionaron
correctamente en
el diseño, ya que resiste a las solicitaciones presentes en la
pieza.
Figura 2.12: Desplazamientos de la matriz.
33
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Figura 2.13: Deformaciones de la matriz.
2.2.3 Materiales seleccionados para la construcción de las
herramientas.
Los materiales que se deben emplear en la fabricación de los dados
y matrices
son erl acero AISI 1045 con una dureza de 40-45 HRC y AISI 1095 con
una
dureza de 58 – 60 HRC.
34
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
CAPÍTULO 3. TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN Y ANÁLISIS ECONÓMICO DE
LOS ACCESORIOS PARA EL DOBLADO DE PERFILES EN UNA DOBLADORA
ELECTRO-HIDRÁULICA
En esta sección se detalla la tecnología de fabricación de los
accesorios para el
doblado de perfiles, teniendo en cuenta un mejor aprovechamiento
del tiempo de
trabajo. Dicha tecnología presenta las cartas rutas y de
operaciones regidas por la
norma cubana. Además, se realiza un análisis económico sobre la
obtención de
las herramientas para la dobladora (matriz y dados), así como su
impacto
medioambiental.
35
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Tabla 3.8. Carta de ruta del proceso de mecanizado para el
dado.
Departamento
Denominación de la pieza
Denominació
Oper. Nro.
operación tecnológica
Equipo tecnológic
Tarifa Escala
TPC
salario
TU
(min.)
36
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
l
005
bruto hasta el largo,
rey
Operario
A
VIII 0,15 5,65
las dimensiones
2
37
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Tabla.3.9.Carta de operación tecnológica de corte del proceso de
mecanizado para el dado.
Croquis Número Denominación de la operación
Taller Sección Operación
dimension
es
elaboraran al mismo tiempo
Auxiliar De corte De
38
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
(mm) (mm)
española - - - - - - - - - - 1
segueta
3 Desmontar pieza Llave
Tabla.3.10.Carta de operación tecnológica de fresado del proceso de
mecanizado para el dado.
Croquis Número
elaboraran al mismo
39
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
1 Fresadora horizontal universal – Modelo
6H81
Utillaje
tecnológico,
código,
denominación
s - - - - - - 1.5
3 Fresado de
acabado. Sup. 1 -
4 Desmontar e
40
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Ø 50 mm
6 Fresado de
acabado. Sup. 2
7 Desmontar e
9 Fresado de
acabado. Sup. 3 -
9 Desmontar e
11 Fresado de
acabado. Sup. 4 -
12 Desmontar e
invertir - - - - - - - - - - - 1
13 Fresado de - Fresa Pie de - 50 1.5 2 1,2 100 16 0,64
41
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
desbaste. Sup. 5 cilíndrica
15 Desmontar - - - - - - - - - - - 1
Tabla.3.11.Carta de operación tecnológica de fresado del proceso de
mecanizado para el dado (Continuación)
Croquis Número Denominación de la operación
Taller Sección Operación
elaboraran al mismo tiempo
Utillaje Pie de Rey Cabezal divisor Refrigerante(aceit
42
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
tecnológico,
código,
denominació
n
-
3
-
4 Desmontar e
43
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Tabla.3.12.Carta de operación tecnológica de taladrado del proceso
de mecanizado para el dado.
Croquis Número
Perfil y
Utillaje
tecnológico,
código,
denominación
Refrigerante
No
No. Contenido del paso Herramienta y medio Dimensiones a i
Regímenes de corte TP TA
44
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Operació
n
tecnológi
ca
3 Taladrar agujero 3
4 Taladrar agujero 1
4 Retaladrar agujero
45
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Tabla.3.13.Carta de operación tecnológica de taladrado del proceso
de mecanizado para la matriz.
Croquis Número
Perfil y
HRc 1.92 kg
46
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Utillaje
tecnológico,
código,
denominación
Refrigerante
No
No.
Operación
tecnológic
a
en la mesa
3 Taladrar agujero 2
5 Desmontar pieza Llave
47
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Tabla.3.14.Carta ruta del proceso de mecanizado para el dado.
Departamento de mecánica
Universidad de Holguín
Carta ruta Código de la pieza Código de los documentos
tecnológicos
Denominación de la pieza Etapas de elaboración
dado DT
kg
010 Fresado: Fresadora Fresa de Operario A VIII 2,05 51
48
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
-Fresar todas
2
49
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Tabla3.15.Carta de operación tecnológica de corte del proceso de
mecanizado para el dado.
Croquis Número Denominación de la operación
Taller Secció
elaboraran al mismo tiempo
Auxiliar De corte De Diám. Longitu S n V
50
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
medición (mm) d
española - - - - - - - - - - 1
segueta
3 Desmontar
51
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Tabla.3.16.Carta de operación tecnológica de fresado del proceso de
mecanizado para el dado
Croquis Número Denominación de la
operación
elaboraran al mismo tiempo
Utillaje
tecnológico,
código,
denominación
52
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
(mm) (mm)
3 Fresado de
acabado. Sup. 1 -
4 Desmontar e
7 Fresado de
acabado. Sup. 2
8 Desmontar e
invertir - - - - - - - - - - - 1
9 Fresado de - Fresa de Pie de 80 2 10 1.5 100 16 5.1
53
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
desbaste. Sup. 3 vástago
11 Desmontar e
13 Fresado de
acabado. Sup. 4 -
14 Desmontar e
17 Fresado de
acabado. Sup. 5 -
54
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Ø 30 mm
18 Desmontar - - - - - - - - - - - 1
Tabla.3.17.Carta de operación tecnológica de taladrado del proceso
de mecanizado para el dado.
Croquis Número
Perfil y
Cantidad de piezas que
se elaboraran al mismo
Utillaje
tecnológico,
código,
Refrigerante
No
55
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
denominación
No.
Operación
tecnológic
a
en la mesa
rey, regla 10 60 2 1 Manual 450 18 - 1,5
3 Retaladrar agujero
diámetro 15 mm -
1
1
1
56
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
3.1. Análisis económico
En este epígrafe se establece el análisis del costo total para la
fabricación de los
accesorios de la dobladora. Para determinar los costos, ilustramos,
mediante un
ejemplo, cuál es la metodología a seguir para obtener el valor
final de la
construcción de los accesorios.
A continuación, se muestra el ejemplo del cálculo para el dado, en
el cual se
tienen en cuenta los costos de elaboración y la materia prima.
Estos se
determinan a partir de los tiempos recogidos en la ruta tecnológica
y la carta de
operaciones mostradas anteriormente. A continuación, se desglosan
los términos
empleados en este cálculo.
CkW - Costo del kW/h.
Ts - Tiempo de servicio.
conclusión.
C1 - Gasto para amortizar la máquina
herramientas utilizadas.
mantenimiento.
mantenimiento de dispositivos.
mantenimiento de herramientas.
eléctrica.
máquina.
57
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Np - Número de piezas.
So - Salario de obreros.
mantenimiento.
L - Longitud.
F - Fondo de tiempo anual de trabajo
de las máquinas.
máquina.
TCa – Tarifa por condiciones
TC - Tiempo de cálculo.
En la tabla 3.1 se muestra de forma resumida los gastos por
amortización,
consumo de energía eléctrica y mantenimiento de las máquinas
herramientas
empleadas en la confección de este elemento.
Tabla 3.1: Gastos por amortización, mantenimientos de las máquinas
y gastos
consumo de energía eléctrica.
Gasto para amortizar las
58
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
fresadora = 0,65
taladradora = 0,65
F = 2160
Nm taladradora =
1,5 kW
Las ecuaciones utilizadas para determinar los tiempos de los
procesos de
manufactura a emplear en la fabricación de la pieza, se resumen a
continuación.
Top =Ta + Tp (tiempo operativo)
Tst =(0,01- 0,035) Top (tiempo de servicio técnico)
Tso =(0,01- 0,08) Top (tiempo de servicio organizativo)
Trn = (0,04- 0,06) Top (tiempo de receso normado)
Ts =Tso + Tst (tiempo de servicio)
Tu = Top + Ts + Trn (tiempo unitario)
Tc = Tu + Tpc/Np (tiempo de cálculo)
Tpc (tiempo preparativo conclusivo)
Np (número de piezas)
A continuación, se establece la metodología de cálculo para
determinar los costos
de fabricación del dado. El costo total para la fabricación de la
pieza depende de
dos costos principales: el del material a partir del cual se
confecciona (C material)
y el del proceso de manufactura para producirla (C maquinado); este
se puede
expresar siguiendo la ecuación 3.1.
maquinadomaterialpieza CCC (3.1)
Los gastos de material (M) se determinan mediante la ecuación 3.2.
En ella se
tienen en cuenta diferentes términos, tales como: masa del material
de la pieza en
bruto en kg (G1 = 3,02 kg) y precio en pesos por kilogramo del
material de la pieza
en bruto (q1 = 0,59 USD/kg).
59
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
11 qGM (3.2)
El material que se empleará en la confección de los dados es un
AISI 1095, el cual
se puede comprar en barras cuadradas de 80×80 mm. El precio al por
mayor del
acero AISI 1095 (590 USD/tonelada) y sustituyendo todos los
términos en la
ecuación 3.2, se tiene que el costo del material para elaborar el
dado es de 1,78
CUC.
En la tabla 3.3 se resume los tiempos de mecanizado para la
fabricación de esta
pieza.
Parámetros Corte Fresado
Tp 21,13 27,13
Ta 2,08 6,5
Top 23,21 33,63
Tst 0,42 0,54
Tso 0,93 1,34
Trn 1,16 1,68
Ts 1,35 1,88
Tu 24,79 37,19
Tc 27,79 62,69
Tpc 3 51
El costo total de los procesos de maquinado se determina sumando
los costos de
todos los procesos que se realizaron para obtener el dado. Este se
expresa según
la ecuación 3.3.
taladradofresadoseguetamaquinado CCCC (3.3)
El costo del proceso de corte en la segueta se determina mediante
la ecuación
3.4, mientras que con la ecuación 3.5 se determina el término costo
de
elaboración de la pieza en esta misma máquina (S0). En tanto, con
la ecuación 3.6
se calcula el término (Ha) que incluye los gastos de amortización,
reparación,
energía eléctrica, etc.
60
321 CCCHa (3.6)
Donde los valores de tso, Tc, Kdr, Kv, Kss, se expresan en la tabla
3.4:
Tabla 3.4: Proceso de corte.
tso ($/h) Tc (min) Kdr Kv Kss
2,05 27,79 1,090 1,07 1,08
Sustituyendo en la ecuación 3.5, obtenemos que el costo de
elaboración (S0) es
igual a 2,58 CUP.
Los gastos para amortizar la máquina se pueden determinar mediante
la ecuación
3.7.
Tc =27.79 min
Sustituyendo en la ecuación 3.7, obtenemos que el costo de
amortización de la
segueta (C1) es de 0,053 CUP.
Los gastos por reparación de la máquina se calculan con la
expresión 3.8.
61
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
c m T
B = (4.5 – 5 %) = 5 % (coeficiente del gasto por reparación)
Si se sustituyen los términos en la ecuación 3.8, se obtiene que el
gasto por
reparación (C2) es de 0,019 CUP.
Los gastos por concepto de energía eléctrica vienen dados por la
ecuación 3.9.
6080.0 3
Φm = (0,5 – 1) = 0,7 (Coef. de utilización de la máquina)
Ckw = 0.2 CUP/kW (tarifa de pago)
Tp = 21,3 min (tiempo principal por piezas)
Sustituyendo los términos en la ecuación 3.9, obtenemos que el
gasto por energía
eléctrica es igual a 0,056 CUP. Luego se sustituyen los gastos en
ecuación 3.6 y
se determina que el término (Ha) es igual a 0,128 CUP. Finalmente,
el costo total
en el proceso de corte en la segueta (C segueta) es de 2,70
CUP.
De la misma manera el costo del proceso de fresado se determina
siguiendo las
expresiones 3.4, 3.5 y 3.6. En este caso los términos son
diferentes al proceso
anterior y se expresan en la tabla 3.5:
Tabla 3.5: Proceso de fresado.
tso ($/h) Tc (min) Kdr Kv Kss
2,05 62,69 1,090 1,07 1,08
Sustituyendo en la ecuación 3.5 obtenemos que S0 es igual a 2,74
CUP.
62
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Los gastos para amortizar la fresadora (C1) se determinan empleando
la ecuación
3.7, sustituyendo los términos que a continuación se brindan, da
como resultado
un valor de 0,74 CUP.
a = (10 - 16 %) = 13 %
Cm = 7 000 CUP
F = 2 160 h
Tc = 62,69 min
Mientras que los gastos por reparación de la máquina (C2) se
determinaron
haciendo uso de la fórmula 3.8, teniendo en cuenta que en este caso
el término
coeficiente de gasto por reparación (B) es igual al 5 %.
Sustituyendo los valores da
como resultado un gasto de 0,29 CUP.
De igual manera los gastos de energía eléctrica (C3) vienen dados
por la ecuación
3.9. En este equipo los datos son los que se describen a
continuación:
Donde:
Φm = (0.5 – 1) = 0.7 (Coef. de utilización de la máquina)
Ckw = 0.2 CUP/kW (tarifa de pago)
Tp = 27,13 min (tiempo principal por piezas)
Sustituyendo en la ecuación 3.9 obtenemos que el gasto por energía
eléctrica es
de 0,21 CUP. Luego todos los gastos referidos al término (Ha)
brindan un valor de
1,24 CUP. Mientras que el gasto total (C fresado) da un resultado
de 3,98 CUP.
Con las fórmulas antes planteadas, se realizó además el cálculo
para el taladrado
del dado, del cual resultó un valor de costo total en el proceso de
taladrado (C
taladradora) de 1,15 CUP.
En la tabla 3.6 se muestra de forma abreviada los resultados de los
costos del
dado, utilizando las fórmulas y la metodología de cálculo descrita.
Es de destacar
que el costo total de la pieza asciende a la cifra de 7,83 CUP y
1,78 CUC.
63
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
Tabla 3.6: Costo de producción del dado.
Operaciones de
Costo total 7,83
Los resultados alcanzados de los cálculos económicos para
determinar los costos
de elaboración de cada una de las piezas de la máquina, se pueden
observar en
la tabla 3.7. Se observa, en esta misma tabla, que el costo total
de fabricación de
las herramientas para el doblado con la máquina hidráulica es de
58,61 CUP y
4,34 CUC.
Tabla 3.7: Costo total de los accesorios de la dobladora
electro-hidráulica.
Elementos Costo de
Dado (1 ud) 5,88 1,74
Matriz (1 ud) 37,07 0,82
Total 58,61 4,34
3.2 Análisis medio ambiental sobre la propuesta tecnológica de
construcción
de las herramientas.
La protección del medio ambiente es uno de los problemas
científico- técnicos
más complejos que enfrenta la humanidad actualmente. El desarrollo
vertiginoso
de las máquinas en los últimos años ha llevado a niveles sin
precedentes la
64
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
contaminación de la atmósfera y de las aguas con sustancias nocivas
al hombre,
los animales y las plantas.
Los talleres son lugares donde se debe combatir la emisión de
partículas no
quemadas y la generación de gases tóxicos, las cuales pueden
provocar
consecuencias negativas a la salud, fundamentalmente a los
trabajadores a pie de
obra. Para atenuar esta influencia negativa sobre el medio
ambiente, cada entidad
debe de introducir medidas tecnológicas y de gestión que permitan
reducir los
consumos de materiales y energía, prevenir la generación de
residuos, reducir los
riesgos operacionales y otros posibles aspectos ambientales
negativos que
intervienen en el ciclo de producción.
Para la fabricación de las herramientas para la dobladora
hidráulica, se debe
pasar el semiproducto por varios procesos tecnológicos, tales como:
corte,
fresado, taladrado; todos estos procesos son contaminantes del
medio ambiente.
Por poner algunos ejemplos, en el taller de maquinado, los residuos
de líquido
refrigerante van a las cañerías y producen contaminación en la
bahía. Los
volúmenes de virutas producidos ocupan grandes espacios
interfiriendo en el
desarrollo del proceso productivo. La niebla del líquido
refrigerante es perjudicial
para la salud.
Para atenuar esta influencia negativa que produce el mismo proceso
productivo
para la construcción de las piezas se propone una serie de
recomendaciones:
1. Utilizar medios de protección, como orejeras, overoles y
botas.
2. Reciclar el líquido refrigerante y evitar su derrame.
3. Un adecuado almacenamiento de la viruta generada.
4. Se prohíbe el uso de ropas sueltas; en caso de emplear
mangas,
deben abotonarse.
65
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
CONCLUSIONES
Como principales conclusiones del trabajo tenemos:
1. Los cálculos de resistencia realizados a las herramientas
diseñadas (matriz
y dado) por el MEF evidenciaron que el material y las
secciones
seleccionadas resisten a las cargas aplicadas. De esta forma se
garantiza
que las piezas diseñadas tendrán una durabilidad adecuada.
2. En el actual trabajo se propone la construcción de herramientas
amigables
con el medio ambiente, pues se han diseñado útiles que permiten
el
doblado de diversos perfiles y además, se proponen tecnologías
de
fabricación.
3. Con la propuesta de diseño de los accesorios y su posterior
construcción,
en la máquina se pueden realizar doblados de perfiles cuadrados de
(50,
45, 40 y 30) mm con espesores de 3 mm, variante que permitirá
elevar el
grado de prestaciones de la máquina.
4. Se determinó mediante el cálculo económico que la construcción
de los
accesorios asciende a un monto total de 58,61 CUP y 4,34 CUC,
costo
inferior al que se realizaría si se compra el herramental en el
extranjero.
66
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
RECOMENDACIONES
1. Automatizar el sistema de posicionamiento en la máquina con el
fin de
realizar la operación de doblado con mayor precisión.
2. Construir los juegos de dados y matriz propuestos en este
trabajo para así
doblar perfiles cuadrados y rectangulares.
67
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
BIBLIOGRAFÍA
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www.virax.com. (Fecha de consulta 4/02/2018). 3-CURVADO ›
Curvadora
Manual de Banco.
68
DISEÑO Y TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE LOS ACCESORIOS PARA EL
DOBLADO DE PERFILES
ANEXOS
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