ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA

MECÁNICA Y ELÉCTRICA

UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO

ACCESO LIBRE

Cuadro de texto

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO TITULO DE LA TESIS: DISEÑO Y FABRICACIÓN DE UN TROQUEL PARA CONTRAS DE CERRADURAS TESIS CURRICULAR QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO MECÁNICO PRESENTA: ANDRÉS MARTÍNEZ DIEGO BOLETA NO: 2004360308 SARABIO RUIZ HEBERT BOLETA NO: 2004360414

DISEÑO Y FABRICACIÓN DE UN TROQUEL PARA CONTRAS DE CERRADURAS

GRACIAS... porque cuando alguna parte de la familia te decía que no valía la pena tú no renunciaste, siempre les decías lo orgulloso que te sentías de tus hijos. Y si por alguna razón te desilusionó uno de nosotros,... nunca lo pensaste, aguantabas todo tipo de sarcasmos. Así eres tú la persona que nos entrega todo su apoyo, su experiencia hasta su ignorancia, el hombre duro que a pesar de sus errores supo ganarse mi respeto, el jefe que siempre nos defiende y que enfrente de mi nunca tiene miedo, a ti... mi padre... GRACIAS.

GRACIAS... no sólo por tu dedicación con cada uno de mis hermanos y conmigo, sino por tu nobleza y cariño. Porque a pesar de que con otra gente eres muy orgullosa tu amor de madre siempre te ganaba y nos perdonabas por cualquier travesura. Es un rezo tuyo el que siempre me acompaña y los buenos deseos tan sinceros, no me extraña, son tuyos. Ma... GRACIAS.

GRACIAS... hermanos por sus consejos, regaños y locuras, por su buen, mal y negro humor. Aunque casi nunca demuestro mi preocupación y admiración por los tres, no es cierto siempre los tomo en cuenta. Por tu ejemplo, por tu fuerza y por tu carácter... a cada uno... GRACIAS.

DIEGO.

A mis padres,

...con la mayor gratitud por los esfuerzos realizados para que yo lograra terminar mi carera profesional, siendo para mi la mejor herencia.

A mis profesores del Instituto Politécnico Nacional,

...por su ejemplo de profesionalidad que nunca olvidare.

A mis hermanos Ana Yuridia y José Miguel,

...por su fraternidad y apoyo incondicional.

A mis tutores,

...por su guía.

A mis compañeros, amigos...

...y todos aquellos que hicieron posible la confección y elaboración de este trabajo.

HEBERT SARABIO RUIZ

ÍNDICE UTEMASU UPÁGINA

Objetivo. …………………………..........……………………….……….....…....….....i

Justificación. …………………………….........………..…………………........….....ii

UNIDAD 1 DEFINICIÓN Y GENERALIDADES DEL TROQUEL.

1.1.- Introducción. .................................................................................................1

1.2.- Factores a considerar en el diseño de un troquel. .......................................2

1.3.- Elementos de un troquel. .............................................................................3

1.4.- Procesos de Fabricación en el troquel. ........................................................5

1.4.1.- Fabricación de piezas en chapa. ..............................................................5

1.4.2.- Generalidades sobre el estudio de los ciclos de estampado. ...................6

1.4.3.- Operación de punzonado. .........................................................................7

1.4.4.- Operación de doblado. ..............................................................................8

1.4.5.- Descripción de una estampa matriz. .........................................................9

1.4.6.- Desgaste de una matriz. ...........................................................................9

1.4.7.- Juego entre punzón y matriz………………..............................................10

1.4.8.- Disposición de la tira de material………………………..........…...............10

UNIDAD 2 PRENSAS.

2.1.- Introducción.…………………………………………………………...…..........11

2.2.- Prensas troqueladas y su clasificación………………………….…...............14

2.2.1.- Prensas Mecánicas……………………………………………….….............14

2.2.2.- Prensas Hidráulicas……………………………………………….................17

2.3.- Algunos tipos de Prensas. ………………………………………...….............20

UNIDAD 3 CERRADURAS.

3.1.- Introducción.…………………………………………………………............….28

3.2.- Tipos de cerraduras……………………………………………………............30

3.2.1.- Cerradura 715……………………………………………………..................30

3.2.2.- Cerradura TX-450 y TX-455………………………………………........…...31

3.2.3.- Cerradura 415……………………………………………………….........…..32

3.2.4.- Cerradura MH562…………………………………………………….............33

3.2.5.- Cerradura TX300……………………………………………………..............33

3.2.6.- Cerradura 405………………………………………………………......….....34

3.2.7.- Cerradura 410…………………………………………………………...........35

3.2.8.- Cerradura 435…………………………………………………………...........36

UNIDAD 4 DISEÑO Y FABRICACIÓN DE UN TROQUEL PARA CONTRAS DE

CERRADURAS.

4.1.- Introducción.……………………………………………….………...................37

4.2.- Estructura. ……………………………………………..……...…….…....….....37

4.3.- Cálculos. ………………………………………………..………………........…40

4.3.1.- Diseño de la chapa…………………………………..…...…….…….......….40

4.3.2.- Centro de presión……………………………………..……….….…............42

4.3.3.- Capacidad de la prensa troqueladora………………..…….…….....….....45

4.3.4.- Esfuerzos…………………………………………………..….….……..........45

4.4.- Propiedades y características de los materiales………....….………...........47

4.4.1.- Características de la materia prima de las contras. ……..….……........…47

4.4.2.- Propiedades de los materiales de construcción del troquel. ….......….....47

4.5.- Costos de fabricación del troquel. ..…………………………….................…48

Imágenes del producto terminado. .................................................................49

ANEXOS

A) Tamaños y capacidades nominales de las prensas de tipo estándar. ..........51

B) Tipos de daiset. .............................................................................................52

B) Tipos de tortillería a utilizarse. ………………………………….….…...............57

C) Planos de detalle y de conjunto para la construcción del troquel. ................58

CONCLUSIONES. .............................................................................................80

BIBLIOGRAFIA………………………………………….……….…….….....…....... 81

Objetivo. Aprender a manufacturar la pieza CONTRA DE CERADURA por medio del

proceso de troquelado, en el cual tenemos la necesidad de diseñar el troquel para su utilización.

Esta pieza es parte de una cerradura la cual se ensambla en el marco de la puerta, consta de varias formas irregulares así como de dos barrenos los cuales son los que la sujetan al marco.

Una de las limitaciones que nos encontramos en la manufactura de LA CONTRA DE CERRADURA es que ésta se diseñará para una área de la industria en especifico lo que nos impide tener más campo de aplicación, pues la pieza ya está claramente definida para que no sufra cambios en su composición geométrica, la flexibilidad del proyecto en los cambios que se le pueden hacer a la pieza se presenta en el tipo de material del cual se puede fabricar, que es donde permitirá bajar los costos de producción y es lo que realmente se busca en todo proyecto.

En la industria esta pieza se fabrica en serie o por lotes, quiere decir, que el troquel debe de soportar cientos de veces el mismo impacto, pues la pieza es estampada en frío, lo que nos obliga a buscar un material resistente a la deformación por impacto, el cual formara parte de la herramienta y en este caso del troquel, ya que éste a su vez esta compuesto por varias piezas.

i

Justificación. Los fabricantes de este tipo de contra de cerradura se han sentido

inconformes por el costo que presenta este producto y el tiempo que tarda toda su manufactura dentro de una empresa, para mejorar esto se necesita tomar en cuenta algunos factores para ser corregidos y así evitar más pérdidas dentro de una industria tan importante como lo es la industria de cerrajería. Con objetivos bien definidos se ha predispuesto a diseñar un troquel con todo lo que implica el diseño de éste, como el herramental, la elección del material a troquelar, los distintos tipos de troqueles y el previo estudio de mercado.

Se eligió esta pieza, CONTRA PARA CERRADURA, por las formas irregulares la cual contempla dentro de su geometría, por lo que en su fabricación nos veremos obligados a recurrir al ingenio y a la inventiva para llevar acabo su buen desempeño.

La pieza a pesar de que será fabricada fuera de la industria debe de tener todas las especificaciones con las que cuentan las demás piezas de este tipo, con el objetivo de la estandarización.

Además la pieza debe de estar troquelada con las mismas tolerancias de forma, y de posición con las cuales cuentan las demás piezas, esto con motivo de que la fabricación se sustente dentro de las normas ya establecidas para este tipo de producto. El material del cual esta conformada la pieza originalmente es aluminio, un material muy dúctil, y poco resistente al impacto lo que sin ninguna duda nos beneficia pues el troquel, podrá tener más ciclos de vida productiva debido a las propiedades del aluminio.

ii

DAMIPNESIMEUPAJESUSFERNANDOVILLEGASMARTINEZHEBERTSARABIORUIZJOSEANTONIOGARCIAARELLANESDIEGOANDRESMARTINEZ


Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Profesional Azcapotzalco

Diseño y Fabricación de un Troquel para Contras de Cerraduras ‐ 1 ‐


DEFINICIONES Y GENERALIDADES

DEL TROQUEL.

U1.1.- INTRODUCCIÓN.

El troquel es una herramienta que realiza operaciones de punzonado, embutición, estampación, doblado y conformado en láminas de metal (fleje o chapa), de plástico, papel o cartón y se monta sobre una prensa (mecánica, hidráulica o neumática) y ésta ejerce una fuerza sobre los elementos del troquel, provocando que la pieza superior (punzón) encaje sobre la inferior (matriz). Como consecuencia se produce el corte del material que se ha interpuesto entre ambas piezas.

El troquel se clasifica en: simple, cuando en un solo golpe realiza la operación correspondiente sobre la pieza, y progresivo, cuando se alimenta de forma continua, realizando diversas operaciones en cada golpe. El proceso de troquelado se realiza en diferentes pasos, una parte del fleje (la tira de material a cortar), en su avance debe de pasar por todos esos pasos hasta obtener la pieza final. Por ejemplo en un troquel de 4 pasos la primera pieza terminada sale cuando el troquel ha dado el cuarto golpe, y a partir de este en cada golpe sale una nueva pieza.

Se denomina proceso de troquelado a la operación mecánica que se utiliza para manipular ya sea con dobleces o cortes en láminas de metal (fleje o chapa), de plástico, papel o cartón. Para realizar esta tarea, se utilizan desde simples mecanismos de accionamiento manual hasta sofisticadas Hprensas H de gran potencia.

Uno de los mecanismos de troquelado más simples y sencillos que existen puede ser el que utilizan los niños escolares para hacer agujeros en las hojas de papel e insertarlas en las carpetas de anillos.

Los elementos básicos de un troquel lo constituyen el punzón que tiene la forma y dimensiones del agujero que se quiera realizar, y la HmatrizH de corte por donde se inserta el punzón cuando es impulsado por una fuerza que le proporciona la prensa mediante un accionamiento de HexcéntricaH que tiene y que proporciona un






golpe seco y contundente sobre la chapa o fleje, produciendo un corte limpio de la misma.

De acuerdo al trabajo que se tenga que realizar así son diseñados y construidos los troqueles. Hay matrices simples y progresivas donde la chapa que está en forma de grandes rollos avanza automáticamente provocando el trabajo de forma continua, y no requiriendo otros cuidados que cambiar de rollo de chapa cuando se termina éste e ir retirando las piezas troqueladas así como vigilar la calidad del corte que realizan. Cuando el corte se deteriora por desgaste en el filo de los punzones y de la matriz, entonces se desmontan de la máquina y se les rectifica estableciendo un nuevo filo de corte. Una matriz y un punzón permiten muchos reafilados hasta que se desgastan totalmente.

Hay otros troqueles que funcionan con un cabezal donde puede llevar insertado varios punzones de diferentes medidas, y una mesa amplia donde se coloca la chapa que se quiere mecanizar. Esta mesa es activada mediante HCNCH y se desplaza a lo largo y ancho de la misma a gran velocidad, produciendo las piezas con rapidez y exactitud.

UFigura 1.U Troquel de trabajo progresivo

U1.2.- FACTORES A CONSIDERAR EN EL DISEÑO DE UN TROQUEL.

En el diseño se contempla:

a) La calidad y características de la pieza a punzonar.






b) La funcionalidad del troquel, en el que se ha de facilitar el acceso y sencillez para la colocación y extracción de las piezas a fabricar, la reparación de las posibles averías que puedan darse y la sustitución de las piezas que por su desgaste sea preciso cambiar, lo cual va a facilitar su mantenimiento.

c) El aspecto económico, lo que incide en el uso de piezas y accesorios comerciales y normalizados.

U1.3.- ELEMENTOS DE UN TROQUEL.

Los elementos del troquel varían según su necesidad y consideración en su diseño pero en general podemos hablar que en un troquel forman parte fundamental tres placas, (figura 2) sobre las que se montan todos los elementos que lo configuran, de los que se van a reseñar de cada uno de ellos, su función y características más significativas:

a) La placa inferior, que se fija mediante pernos que se introducen por las guías de la mesa de la prensa. En ella, se fija la matriz y las columnas guía. Otro aspecto a considerar al diseñar esta placa es que los recortes sobrantes, en este caso las pepitas del punzonado (material de desecho desprendido) han de pasar a través de ella hacia el foso de la prensa.

b) La placa superior, que ha de sujetar en la parte superior de la prensa o carro mediante pernos que se introducen por las guías de la prensa. En ella se sitúan las herramientas que actuarán sobre el fleje o la pieza a fabricar y los pistones si los lleva. Y las columnas guía pasan a través de la placa, por lo tanto se ha de tener en cuenta que deben librar la prensa en su posición más desfavorable.

c) La placa fijadora (expulsora o guía), va entre las anteriores y su función es fijar y retener la pieza o fleje, según el caso, a la matriz antes de que baje totalmente la prensa y actúen las herramientas de corte, de doblado, de embutición y de estampación, que pasan a través de ella y lo hagan de forma precisa. En el proceso de ascenso de la prensa, tiene la importante función de evitar que la pieza sea arrastrada por las herramientas que han actuado sobre ella. En algunos casos se colocan unos pistones que mantienen la placa pisadora sobre la pieza durante un tramo del ascenso.






- Columnas, el guiado de las placas es una faceta importante ya que para que realicen las placas superior y fijadora su desplazamiento con precisión, se disponen columnas o placas de guiado, que se fijan en la placa inferior. Por consiguiente el ajuste es con apriete en esta placa inferior (generalmente se introducen incrementando la temperatura). En las otras ha de haber juego y para evitar su deterioro y facilitar el deslizamiento, se colocan casquillos.

- Casquillos, son piezas de forma cilíndrica, que se fijan a la placa superior con un ajuste con apriete suave y con unas bridas para que no se salgan con el uso. El ajuste con la columna es con juego.

(A) (B)

a) placa inferior 1) punzon 4) casquillo b) placa superior 2) matriz 5) tira de material a punzonar (fleje) c) placa fijadora 3) columna 6) regla o guia

UFigura 2.U Ejemplos de troqueles donde se muestran sus componentes.

6

3

2

2

1

4

3c

b

a

c

b

a

5






- Punzón, es un elemento de gran dureza que realiza un agujero, dobles u otras, en la pieza, tienen la forma del orificio que se pretende, usualmente circular. Son elementos normalizados, si bien hay medidas que es preciso realizar específicamente. En este caso, son cilíndricos y en la parte superior tienen una “cabeza” de mayor diámetro. El punzón es la pieza que más desgaste va a tener, por ello, deben desmontase con facilidad para poderlos rectificar o cambiar cuando ya no sean recuperables.

- Placa Portapunzones, es la pieza en la que se ubica el punzón, determinando su correcta posición y aportando rigidez, de modo que no sufran pandeo, ya que al ser relativamente largos y los esfuerzos tan grandes podrían verse afectados.

- Sufridera, cuando es necesario entre el portapunzones y la placa superior se coloca una placa más fina, de gran dureza, que es la que transmite el esfuerzo a la cabeza del punzón y evita el deterioro de la placa superior.

- Matriz, es un elemento básico del troquel, en la que se coloca la pieza para el punzonado. Tiene la forma negativa de la pieza y se apoya sobre la placa inferior, intercalándose en ocasiones una sufridera. Se disponen huecos interiores, que permiten la evacuación de los residuos de corte. Es importante el diseño de estas oquedades pues se ha de evitar que los residuos se atasquen y obstruyan la salida hacia la fosa de la prensa, lo que podría provocar daños considerables en el troquel. En algunas ocasiones se invierte la matriz con los punzones según su conveniencia.

U1.4.- PROCESOS DE FABRICACION EN EL TROQUEL.

1.4.1.- Fabricación de piezas en chapa.

Se define con el término estampado aquel conjunto de operaciones con las cuales sin producir virutas, sometemos a una chapa plana a una o mas transformaciones con el fin de obtener una pieza poseyendo forma geométrica propia, sea esta plana o hueca. La realización práctica de estas operaciones se logra mediante dispositivos especiales llamados matrices o estampas y aplicados según sus fines, sobre máquinas denominadas corrientemente prensas. Las piezas de forma geométrica complicada e irregular, pero que tienen la característica de estar constituidas de un material casi uniforme pueden obtenerse mediante una sucesión






de “estampados” las operaciones, el estampado de la chapa generalmente se subdividen en:

a) CORTAR

b) DOBLAR Y CURVAR

c) EMBUTIR

Las operaciones designadas con las literales a y b se hacen generalmente en frío mientras que la referida letra c puede hacerse en frío o en caliente según las necesidades técnicas requeridas.

1.4.2.- Generalidades sobre el estudio de los ciclos de estampado.

Nos referimos a las operaciones más corrientes, o sea, cortar, doblar, curvar y embutir. Para obtener acabada la chapa, a veces basta con recurrir a una sola de estas operaciones y de un modo particular a la primera. Pero no siempre es posible alcanzar este objetivo con una sola fase de trabajo porque frecuentemente y según los casos se impone la necesidad de recurrir por lo menos a dos de las fases, pueden ser:

• CORTAR-DOBLAR O CURVAR

• CORTAR-EMBUTIR

El ciclo de estampado, que consiste en una sucesión ordenada de operaciones tecnológicas que transforman parte de una chapa plana en una pieza de forma definida, depende de diversos factores:

1 º) De la forma de la pieza a obtener.

2 º) De sus dimensiones.

3 º) De la calidad de material que constituye la chapa que se va a trabajar.

UDe la forma de la pieza a obtener: UImpone un modo fundamental, un cierto número de operaciones directamente proporcional a la complejidad de la forma misma; en






otros términos cuanto más simple sea una pieza hueca tanto más pequeño es el número de operaciones necesarias para obtenerla.

UDe sus dimensiones U: Influyen igualmente sobre la determinación del número de operaciones necesarias.

UDe la calidad de material que constituye la chapa que se va a trabajar:

El material afecta en la forma de saber cuanta resistencia presenta al cizallamiento y aún esfuerzo de corte.

Estos factores se deberán tomar en cuenta, no importando que tan grande o pequeña sea la pieza a estampar, otro punto a considerar es la extracción de la pieza estampada.

En el momento de estudiar las fases del trabajo, deben tenerse en cuenta las condiciones térmicas es decir si el trabajo se debe realizar en frío o en caliente se puede considerar un trabajo en caliente a partir de una chapa de 7mm de espesor de acero semiduro y duro.

1.4.3.- Operación de punzonado.

El punzonado es una operación mecánica con la cual, mediante herramientas especiales aptas para el corte, se consigue separar una parte metálica de otra obteniéndose inmediatamente una figura determinada. Es una operación que va unida a los fenómenos de la transformación plástica y que además en la práctica casi siempre va ligada a una operación de estampado propiamente dicho.

El punzón en el primer tiempo y prosiguiendo la presión que ejerce sobre la plancha, completa su labor con una compresión del material con lo que da lugar a la deformación plástica del medio interpuesto. El punzón encuentra un camino libre por lo que sigue su carrera hacia abajo, mientras en la inercia de oponerse al movimiento la chapa permanece sujeta a la matriz y el material es llevado a su esfuerzo máximo de ruptura, el cual es sobrepasado por la fuerza ejercida sobre el punzón para dejar un pieza totalmente terminada por lo menos en esta fase.






El punzonado de la chapa ha encontrado frecuentes aplicaciones en el campo de la industria metalúrgica. Con este procedimiento se puede obtener la forma cuadrada o hexagonal de algunos tipos de tuercas para tornillos y pernos.

Dichos elementos en vez de obtenerse mediante el torneado de una barra de sección cuadrada o hexagonal los cuales saldrían muy caros por el tiempo de mecanizado se obtienen directamente de una chapa del mismo espesor de la tuerca y solo se recurre a otra máquina para hacer el roscado.

El punzonado es en general la primera operación que se realiza para la obtención de piezas en chapa.

1.4.4.- Operación de doblado.

Es la operación más sencilla después de la de corte en el campo de las construcciones mecánicas, se logran muy buenos resultados cuando se puede emplear como perfil la chapa doblada, si esta es de una longitud apreciable se puede obtener mediante una máquina plegadora pero los elementos relativamente se pueden doblar mediante las estampas montadas en las prensas.

Para la operación de doblado en general es necesario tener en cuenta, los siguientes factores, radio de curvatura y elasticidad del material. A ser posible se recomienda evitar los cantos vivos; para este propósito se aconseja fijar los radios de curvatura interiores, iguales o mayores al espesor de la chapa a doblar con el fin de no estirar excesivamente la fibra exterior y para garantizar un doblado sin ruptura estos radios de curvatura se consideran normalmente:

• De 1 a 2 veces el espesor para materiales dulces.

• De 3 a 4 veces el espesor, para materiales mas duros.

Concluida la acción deformante que ha originado el doblado la pieza tiende a volver a su forma primitiva en proporción, entre más duro es el material de la chapa mayor será la tendencia a regresar a su forma original; se debe este fenómeno a la propiedad que poseen los cuerpos de ser elásticos, por este motivo al construir las






estampas se fija, por tanteo, un ángulo de doblado más acentuado para que una vez que haya cesado la presión consiga dar a la pieza el ángulo deseado.

1.4.5.- Descripción de una estampa matriz.

Esta es una de las piezas principales pues gracias a los estampados los cuales se encuentran grabados sobre ella, el punzón logra remarcar bien el contorno de la pieza a troquelar ya que éste, tiene la forma exacta de la figura.

1.4.6.- Desgaste de una matriz.

El esfuerzo de cortado o doblado que ha de vencer la resistencia del material, repercute en sus efectos sobre los filos de corte, que pierden su filo inicial después de haber producido cientos de piezas. De ahí resulta que piezas iguales presenten un contorno poco definido y lleno de rebabas. Por necesidades de tipo económico y práctico, se rehabilita la matriz, es decir, una vez templados el punzón y la matriz se repasan con la muela los filos de corte hasta obtener de nuevo los cantos vivos

Las pérdidas de filos tanto de la matriz como de los punzones es gracias a los esfuerzos dinámicos que presentan, tanto a hechos accidentales como astillados desgranamientos y resquebrajaduras, que se producen.Las causas que pueden dar lugar a estos inconvenientes pueden ser desde material de la estampa defectuoso, una técnica constructiva deficiente, mal montaje del punzón, juegos de acoplamiento entre punzón y matriz, montaje incorrecto de la matriz, presencia de granos endurecidos en el material. Para evitar lo anterior se debe de llevar un control, con el fin de establecer cierto tiempo para que se le dé una rehabilitación a los filos de los punzones y la matriz, esto dependerá del material que estén construidos estos elementos.






1.4.7.- Juego entre punzón y matriz.

La exactitud de las piezas obtenidas mediante el punzonado depende, en primer lugar, de la precisión con que se hayan construido las matrices para las formas geométricas sencillas, la precisión se consigue con facilidad con los instrumentos corrientes de medición. El juego entre el punzón y la matriz depende del grueso de la chapa y de la calidad del material.

Para punzones pequeños, agujerando la chapa de espesor limitado, el juego no debe existir prácticamente; pero teniendo que trabajar de espesor elevado el juego debe ser apreciable. El juego u holgura, considerado bajo el punto de vista de diferentes materiales, tendrá que ser mayor para el acero laminado que para el acero dulce, latón y aluminio. Para punzones de grandes dimensiones tendrá que ser proporciones ligeramente mayores mientras que para punzones de tamaño normal será constante para cada dureza de metal.

1.4.8.- Disposición de la tira de material.

Ésta es la que determina las dimensiones y disposición de la matriz y a su vez de la placa porta punzones, esta se presenta en forma irregular, tanto que si viene dispuesta transversal o longitudinalmente en el centro de la matriz, ocasiona una notable pérdida de espacio con el siguiente desperdicio de material, en este caso estudiar la mejor disposición, de modo que permita a todos los lados de la figura encontrar cada uno de sus sitios, reduciendo al mínimo la perdida de material.

Sin embargo, algunas veces no es posible hacerlo a causa de ciertas irregularidades en los perfiles; pero se ha observado que, modificando oportunamente la silueta de la pieza sin alterar las características es posible juntar una pieza con otra y obtener de este modo una disposición favorable para no dejar inutilizada ninguna superficie.

Entonces, se dispondrá la figura de modo que pueda seguir el corte alternado, es decir, la primera serie de cortes se efectúa sobre una cara de la tira de material y al finalizar se le da la vuelta.







La prensa es una máquina herramienta que tiene como finalidad lograr la deformación permanente o incluso cortar un determinado material, mediante la aplicación de una carga. Una de las causas que han hecho posible la producción y popularidad de muchos objetos de uso diario y de lujo que actualmente consideramos como de utilización normal en nuestra vida, es la aplicación creciente de las prensas a la producción en masa. Uno de los ejemplos más notables que podemos poner en este sentido es el desarrollo de la industria de fabricación de automóviles. Los primeros automóviles se fabricaron con relativamente poco equipo y maquinando cada una de las partes metálicas que actualmente se obtienen en el proceso que nos ocupa.

Es notable observar el trabajo de una prensa de gran capacidad que de un solo golpe nos produce el techo de un automóvil cuya forma puede ser sencilla y que sale de la prensa sin un arañazo o falla, a pesar de la importancia del trabajo efectuado y de la velocidad de la operación, la prensa es capaz de producir piezas semejantes cada 12 segundos.

UFigura 3.U Prensa con embrague neumático con una capacidad hasta de 250 Tn.

PRENSAS.






Para la producción en masa, las prensas son empleadas cada día en mayor número, sustituyendo a otras máquinas. Existe además la razón adicional de que con una buena operación y calidad de las prensas, se pueden obtener productos de mucha homogeneidad, con diferencias de acabado entre unas y otras piezas de 0.05mm y aún menos, lo cual es una buena tolerancia hasta para piezas maquinadas. El secreto de la economía de operación en las prensas estriba fundamentalmente en el número de piezas que se produzcan. No es económico fabricar un costoso dado para producir unas pocas piezas, pero cuando se produzcan 100 000 ó un millón de piezas, bien puede justificarse la fabricación o compra de un dado costoso, ya que este se amortiza a través de un elevado número de unidades. Hay prensas que pueden producir hasta más de 40 piezas por minuto.

En esta forma se puede ver que las prensas a pesar de su alto costo pueden sustituir ventajosamente los sistemas anteriores de fundir las piezas y acabarlas maquinándolas. Claro que en cada caso hay que hacer un estudio económico siguiendo los lineamientos generales apuntados anteriormente, antes de tomar una decisión.

Para el operario que controla la pieza y ve transformarse el pedazo de lámina en una pieza terminada en pocos segundos y en una sola operación, el trabajo es simple y fácil y si es un buen mecánico las herramientas o dados utilizados le parecerán muy sencillos (fig. 3). Sin embargo, poner en marcha satisfactoriamente la producción de esas piezas habrá costado seguramente mucho dinero y los mejores esfuerzos de los ingenieros, especialista y técnicos. El progreso de la técnica de fabricación con prensas está íntimamente ligado al progreso de las técnicas de laminación de metales, que ha permitido obtener láminas y soleras de diferentes metales cada día más uniformes con técnicas de fabricación más sencillas y tolerancias cada vez menores. En el diseño de prensas y dados hay mucho trabajo experimental, mucho más de lo necesario normalmente en otras industrias. Los metales pueden ser formados plásticamente en compresión o en tensión dentro de ciertos límites, recuperando su forma inicial una vez que el esfuerzo de deformación desaparece, si este se ha mantenido dentro del límite elástico. El límite elástico de un material disminuye bajo condiciones repetidas de esfuerzo. Cuando los metales se someten a esfuerzos más allá de su límite elástico quedan deformados permanentemente. Si la carga aplicada continúa, la deformación del metal sigue aumentando plásticamente hasta que tiene lugar la ruptura.






UFigura 4. UImagen donde se ve al operario programando las máquinas para una producción completamente automatizada.

Las prensas de corte llevan al material a un esfuerzo más allá de su resistencia última al corte. Las prensas de doblado y embutido emplean una fuerza que produce un esfuerzo intermedio entre el límite elástico que debe ser excedido, y la resistencia última que no debe de sobrepasarse, por lo que la dureza y el endurecimiento de los metales son de especial importancia para el trabajo de las prensas. El aumento de la dureza o resistencia a la deformación de los metales resultan de un cambio en la estructura interna de los mismos. Este cambio puede tener lugar por la fuerza bruta del trabajo en frío (embutido, laminado, etc.) y puede también lograrse con un tratamiento térmico.






U2.2.- PRENSAS TROQUELADORAS Y SU CLASIFICACIÓN.

Una prensa troqueladora es una máquina en la cual materiales laminados pueden ser troquelados, doblados, planchados, cortados, embutidos, perforados, etc. La acción de las prensas se lleva a cabo por medio de una herramienta que es impulsada a presión contra el material laminado. La herramienta puede ser maciza o hueca, afilada o sin filo y de formas variadas según el caso. Si clasificamos a las prensas de acuerdo al mecanismo de conducción, se pueden clasificar en mecánicas o hidráulicas.

2.2.1.- Prensas Mecánicas.

Son operadas manualmente, en el caso más elemental, y con motor en la mayoría de los casos. El funcionamiento de las prensas operadas con motor está basado en el siguiente principio:

El motor hace girar un volante de la prensa que está unido al cigüeñal de la misma directamente o por medio de engranes o bandas, operándose con auxilio de un embrague de fricción (fig. 4). Este embrague es accionado por medio de un pedal o una estación de botones. El embrague se desconecta automáticamente después de cada revolución, a no ser que el operador mantenga oprimido el pedal, en cuyo caso la prensa repite el trabajo. Después de que el embrague desconecta al volante, un freno detiene el movimiento del propio cigüeñal. Una biela transmite el movimiento del cigüeñal a una parte móvil de la prensa o ariete, deslizándose éste en unas guías.

Las prensas manejadas con el pie generalmente son llamadas prensas de pedal, son usadas solo para trabajos livianos. Las prensas de manivela, son el tipo más común por su simplicidad. Son usadas para la mayoría las operaciones de perforado, recorte y de estirado simple. Las prensas de doble manivela están provistas de un método para mover los soportes de discos o las matrices de acción múltiple. Las de conducción excéntrica se usan sólo donde se necesita un solo martinete de golpe corto. Las de acción Ude leva U están provistas de un reposo, en la parte inferior del golpe, por esta razón a veces se usan para accionar los anillos de sostén del disco en las prensas de estampado. Las de conducción por charnela son






usadas donde se requieren grandes adelantos mecánicos junto a una acción rápida, como puede ser en el acuñado, cortado o en el modelado Guerin. Los mecanismos de palanca acodillada son usados principalmente en las prensas de estirado para accionar el soporte de discos.

UFigura 5.U Principio de funcionamiento para prensas mecánicas e hidráulicas.

La prensa mecánica o prensadora es una máquina que acumula energía mediante un volante de inercia y la transmite bien mecánicamente (prensa de revolución total) o Hneumaticamente H (prensa de revolución parcial) a un troquel o matriz mediante un sistema de biela-manivela. Actualmente las prensas de revolución completa (también llamadas de embrague mecánico o de chaveta) están prohibidas por la legislación vigente en toda Europa. La norma que rige estas prensas es la EN-692:2005 transpuesta en España como UNE-EN692:2006. La fuerza generada por la prensa varia a lo largo de su recorrido en función del ángulo de aplicación de la fuerza. Cuanto más próximo este el punto de aplicación al PMI (Punto Muerto Inferior) mayor será la fuerza, siento en este punto(PMI) teóricamente infinita. Como estandar más aceptado los fabricantes proporcionan como punto de fuerza en la prensa de reducción por engranajes 30º y en las prensas de volante directo 20º del PMI. Por su sistema de tranmision pueden clasificarse en prensas a






volante directo, prensas de reducción, prensas de doble reducción, prensas de reducción paralela y prensas de cinematica especial. Por su estructura se pueden clasificar en prensas de cuello de cisne y prensas de doble montante ( dentro de estas existen las monobloc y las de piezas armadas por tirantes). Por su velocidad se clasifican en prensas convencionales (de 12 a 200 golpes minuto en función de su tamaño), prensas rápidas (de 300 a 700 golpes por minuto) y prensas de alta velocidad (de 800 hasta 1600 golpes por minuto en las más rápidas de fabricación japonesa y suiza).

UFigura 6.U Prensa mecánica ó balancín mecánico.

Estas prensas se emplean en operaciones de corte, estampación, doblado y embuticiones pequeñas. No son adecuadas para embuticiones profundas al aplicar la






fuerza de forma rápida y no constante. No obstante el desarrollo de prensas con cinematica compleja (prensas de palanca articulada) ha hecho posible que puedan usarse para embuticiones más profundas y con aceros de alta resistencia elástica, ya que este tipo de prensas mecánicas reducen su velocidad cerca del PMI pudiendo deformar la chapa sin romperla.

2.2.2.- Prensas Hidráulicas.

Las prensas hidráulicas son producidas en varios tipos y tamaños. Debido a que pueden proveerse de casi ilimitada capacidad, la mayoría de las prensas más grandes son de este tipo. El uso de varios cilindros hidráulicos permite la aplicación de fuerzas en el martinete en varios puntos, y proveen de la fuerza y ritmo necesario al soporte de discos. Las prensas hidráulicas de alta velocidad proporcionan más de 50 golpes por minuto, y se utilizan para operaciones de corte de alta velocidad. En lo que se refiere a la manera de actuar, las prensas se dividen en 3 grupos principales:

1) De simple acción: Tienen únicamente un ariete

2) De doble acción: Tiene 2 arietes deslizando uno exteriormente y otro en el interior. El ariete exterior es el que constituye generalmente el pisador y es actuado por medio de brazos articulados o de levas excéntricas, de manera que al final de su carrera permanece estacionario y aplicando presión para sujetar la pieza, mientras el ariete interior o punzón sigue su movimiento hacia arriba simultáneamente. Las prensas de doble acción se emplean principalmente para trabajos de embutido profundo.

3) De triple acción: Son muy semejantes en principio a las anteriores, pero tienen un ariete adicional que trabaja de abajo hacia arriba, cuyo movimiento se sincroniza con el de los 2 arietes anteriores. La parte superior de un troquel o punzón se sujeta en la mayoría de las prensas a la cara inferior del ariete por medio de tornillos. La parte inferior del troquel o matriz se sujeta también por tornillos a la mesa de la prensa y se alinea perfectamente con el punzón. Generalmente el dado o troquel es una sola unidad con sus propias guías.

Al estudiar el empleo de una prensa para una determinada producción, los factores principales que deben tenerse en cuenta son:






- Clase de operación por efectuarse, lo cuál fija principalmente el tipo de prensa y su carrera, que debe ser lo más corta posible para evitar desgaste, pero suficientemente amplia para poder manejar libremente el material.

- Forma y tamaño del artículo que fijan las dimensiones de la mesa, claro, carrera, y si la prensa debe ser de acción sencilla, doble o triple.

- Material empleado en la fabricación del artículo. Determina la presión necesaria de la prensa, tamaño de la mesa, forma de alimentación y número de pasos.

- Producción horaria. Determina la potencia de la prensa, su velocidad de trabajo y sistemas de alimentación.

- Precios límites del producto terminado. Limitan la inversión a realizar y obligan a un estudio técnico económico.

- Troqueles o dados, su tamaño y construcción. Con este dato se fija la luz de la prensa y su carrera, así como el sistema de alimentación más conveniente.

Una prensa hidráulica es un mecanismo conformado por Hvasos comunicantesH impulsados por Hpistones H de diferente área que, mediante pequeñas presiones, permite obtener otras mayores.

UFigura 7.U Antigua prensa hidráulica.

En el Hsiglo XVIIH, en HFrancia H, el matemático y filósofo HBlaise PascalH comenzó una investigación referente al comportamiento de los Hfluidos H. Observó que en un HlíquidoH, la HpresiónH que se ejercía se transmitía, con igual intensidad, en todas direcciones. Gracias a este principio se pueden obtener fuerzas muy grandes utilizando otras relativamente pequeñas. Uno de los aparatos más comunes para






alcanzar lo anteriormente mencionado es la prensa hidráulica, la cual está basada en el Hprincipio de Pascal H.

El rendimiento de la prensa hidráulica guarda similitudes con el de la Hpalanca H, pues se obtienen presiones mayores que las ejercidas pero se aminora la velocidad y la longitud de desplazamiento, en similar proporción.

Cuando se aplica una fuerza sobre el pistón de menor área se genera una presión :

Del mismo modo en el segundo pistón:

Se observa que el líquido esta comunicado, luego por el principio de Pascal, la presión en los dos pistones es la misma, por tanto se cumple que:

Luego la fuerza resultante de la prensa hidráulica es:

En donde:

= fuerza del pistón menor = área del pistón menor

= fuerza del pistón mayor = área del pistón mayor

; ;






U2.3.- ALGUNOS TIPOS DE PRENSAS.

*** Prensas excéntricas.

UFigura 8.U Prensa Marca: Presse Ross. Cuello de cisne.

Las prensas excéntricas de cuello de cisne (de volante directo o reducción de engranajes) están pensadas para la de deformación y estampado piezas pequeñas, las cuales pueden ser introducidas de una a una o en un ciclo continuo.

El dimensionado de los distintos componentes de la estructura se obtiene mediante comprobaciones realizadas con un programa de Elementos Finitos, a fin de obtener los valores óptimos de flexión y de resistencia y asegurar la máxima duración de los troqueles, además de la de la propia máquina.

Estas prensas se caracterizan por una estructura rígida lo que garantiza la durabilidad y seguridad de funcionamiento, por su seguridad, cambio de curso automático, barreras de protección y sistema de desbloqueo hidráulico

Tiene una capacidad de 20 a 315 toneladas con 1 ó 2 bielas.






UFigura 9.U Prensa Marca: Erfurt. Modelo: PKZ-VII-500.1FS

Especificaciones.

Fuerza nominal de trabajo: 500 Tn

Carrera: 425 mm

Dimensiones de la mesa: 3150 x 2100 mm

Diámetro del orificio de la mesa: 100 mm

Regulación del carro: 500 mm

Golpes por minuto: 20

Luz máxima a troquel cerrado: 1240 mm

2 Cojines: 160 Tn

Curso de los cojines: 200 mm

Altura de la máquina desde el suelo: 8500 mm

Longitud máquina: 4640 mm

Ancho máquina: 3700 mm

Dimensiones cimentación: 7750 x 5770 x 5500 mm

Voltaje: 380 Volt






UFigura 10.U Prensa De doble montante. Marca: Presse Ross.

Las prensas de doble montante (de volante directo o reducción de engranajes) son apropiadas para la realización de estampado de alta precisión y de piezas complejas.

Ofrecen precisión, fiabilidad y seguridad, requiriendo mínimo mantenimiento. Además de máquinas con el sistema de cinematismo excéntrico tradicional, ahora también ofrecen prensas con ralentización de la velocidad del carro en el último tramo del curso.

Tienen una capacidad de 63 a 1000 toneladas con una, dos o 4 bielas.

UFigura 11.U Prensa Marca: Arrasate-Taci. Modelo: PR-200






Equipamiento:

• Arranque estrella triángulo.

• Barreras sin tactos de 750 mm.

• Resguardos laterales en corredera.

• Engrase centralizado.

• Caja de levas BALLUFF con sistema de rotura de cadena.

• Electroválvula HERION de doble cuerpo, autocontrolado.

• Regulación de husillo motorizado.

• Bi-manual con brazo giratorio.

• Calderines nuevos.

• Autómata PILZ de seguridad.

• Display de alarmas PX-15.

Máquina totalmente revisada incluyendo las siguientes mejoras:

• Elementos nuevos: casquillo de bielas, casquillo de cigüeñal, sistema de engrase, cigüeñal, excéntrica, carenado y equipo eléctrico.

• Embrague revisado.

Esta máquina es conforme con las directivas de máquinas 98/37/CEE.

Especificaciones.

Potencia nominal: 200 Tm

Recorrido graduable: 20-180 mm


Dimensiones base carro: 1000 x 750 mm






Distancia de suelo a mesa: 800 mm

Distancia máx. de mesa a base carro: 540 mm

Espesor de la placa supletoria: 110 mm

Profundidad cuello de cisne: 800 mm

Regulación máx. del carro: 180 mm

Golpes por minuto: 40

Potencia del motor ppal: 19 Kw/ 25 Cv

Peso: 17800 kg

Nº de guías: 4 V

*** Prensas hidráulicas.

UFigura 12.U Prensa Marca: Ona-Press. Modelo: EMD-62,5-2,8-H






Especificaiones.

Esfuerzo máximo regulable del embutidor: 625 Tn

Esfuerzo máximo regulable: 62,5 Tn

Esfuerzo máximo regulable: 250 Tn

Presión máxima regulable: 250 Kp/cm²

Presión máxima regulable: 290 Kp/cm²

Presión servo: 30 Kp/cm²

Dimensiones exteriores de las mesas: 3820 x 1500 mm

Dimensiones útiles entre montantes (frente): 2800 x 1500 mm

Dimensiones útiles entre montantes (costado): 840 x 3820 mm


Distancia entre mesas: 1600 mm

Recorrido máximo regulable de la mesa móvil principal: 1300 mm

Recorrido máximo regulable de la mesa móvil cojín: 425 mm

Cilindros principales: 2 Nº

Potencia de accionamiento: 87 CV (ó 85.8 HP)

Altura de trabajo: 700 mm

Aproximación: Constante 400 mm/seg

De 62,5 a 215 t, constante 24 mm/seg

De 215 a 625 t, variable de 24 A 7 mm/seg

Máxima de 240 mm/seg

Subir constante 75 mm/seg






UFigura 13.U Prensa 4 columnas descendente. Marca: Moldes Épila. Modelo: Premek 50

Características.

• Diseño 3D y cálculos estructurales por elementos finitos.

• Diseño personalizado según las necesidades.

• Dimensiones de plato a determinar. (Estándar = 2100 x 1300 ó 2300 x 1500 mm)

• Sistema Hidráulico Bosch-Rexroth con sistema de potencia constante, bajo consumo y baja humorosidad.

• Cumplimiento con la norma DIN 2353 (tolerancia)

• Sistema SYTEMA de seguridad para-caída

• Sistema de control personalizado.

• Cumplimiento con la normativa CE.

Especificaiones.

Velocidad estándar de bajada: 250 mm/seg (velocidad de trabajo estándar 12-50 mm/seg).

Velocidad de trabajo estándar: 166-200 mm/seg (velocidad lenta estándar 12-50 mm/seg).






Tipo de prensa: 4 columnas

Movimiento: Descendente

Fuerza (Presión máx.): 50 toneladas

Grupo hidráulico: REXROTH

Potencia bomba: 15 kW

Intercambiador de calor: Sí

Dimensiones habituales: 2100 x 1300 mm

Apertura máxima entre mesas: 1260 mm

Carrera de mesa móvil: 840 mm

Sistema anticaída de seguridad: SYTEMA

Mesa ranurada para T M12 ó M16: Sí

Mesa calefactada (70ºC): Opcional

Velocidad de cierre de mesa: 250 mm/seg

Velocidad de trabajo (subida y bajada): 12-50 mm/seg

Velocidad apertura de mesa: 200 mm/seg

Control (PLC): Telemecánica (Opcional Siemens)

Certificado CE: Sí






CERRADURAS.


Cerrojo, dispositivo mecánico que se usa para cerrar puertas, cajas y tapaderas. Consiste fundamentalmente en una cerradura protegida con un mecanismo que se abre con una llave o una combinación.

La forma más simple de cerrojo es un pestillo, que es una cerradura que contiene una ranura conocida como garra. La cerradura se mueve hacia atrás y hacia adelante introduciendo la llave en la garra. El resorte posterior acoplado a la cerradura la mantiene en su lugar una vez que se abre con la llave.

El cerrojo de clavija o de palanca, similar al de pestillo, contiene una o más piezas de metal de diferentes alturas, conocidas como contrapesos, palancas o picaportes, que interceptan la cerradura y evitan que ésta se mueva, hasta que los contrapesos se suban o se abran mediante la acción de la llave apropiada.

El denominado cerrojo de cilindro o de dientes de clavija, o cerrojo Yale, fue inventado hacia 1860 por el estadounidense Linus Yale, que fue el primero en usar una llave pequeña y plana en lugar de una larga y pesada. El cerrojo Yale consiste básicamente en un cilindro situado en un cuerpo cilíndrico exterior. El cilindro se gira con una llave y al girar se mueve la cerradura del cerrojo mediante una leva. Con el fin de hacer girar el cilindro, la llave insertada debe elevar cinco dientes de tamaños diferentes a los agujeros correspondientes del cilindro. Hay cinco dientes similares en la parte superior de cada uno de los agujeros. Si éstos no se levantan hasta la circunferencia del cilindro, éste no puede girar.

La forma más común de cerrojo cilíndrico de uso doméstico es el denominado pestillo de pasador, que funciona con una llave desde el exterior y con un botón desde el interior.






Otro tipo de cerrojo que se usa cada vez más es el cerrojo magnético, prácticamente igual al cilíndrico, excepto en que los dientes necesitan una llave magnetizada adecuada para llevarlos a la situación que permita que el cilindro gire.

De los distintos tipos de cerrojos que no funcionan con llaves, los más comunes son los de abecedario y los de combinación. Un grupo de clavijas, o ruedas, actúan con un eje que se puede girar mediante un dial graduado en el extremo exterior del cerrojo. Al hacer girar el dial de acuerdo con la combinación apropiada, las clavijas se colocan de tal forma que el mecanismo de la cerradura se abre. Los cerrojos de combinación más complejos incorporan varios dispositivos electrónicos de seguridad, que se fabrican para cajas fuertes y cámaras acorazadas de los bancos, y pueden tener más de 100 millones de combinaciones. En algunas ocasiones están protegidas con un cerrojo de tiempo, que permite que la cámara acorazada se abra sólo a unas horas determinadas.

El primer cerrojo que se conoce es un dispositivo egipcio fabricado en madera, encontrado con su llave en las ruinas de Nínive, en la antigua Asiría. En cuanto a su construcción, es el prototipo del cerrojo de cilindro moderno.

Los cerrojos y las llaves también se mencionan en el Antiguo Testamento, y los griegos y los romanos usaban cerrojos de diseño simple.

En el medioevo los artesanos diseñaron cerrojos con un detalle exquisito; los relieves y perforaciones no tenían a menudo relación con el funcionamiento. Sin embargo, con la excepción del desarrollo del cerrojo de pestillo, poco se hizo para mejorar el rendimiento y conveniencia de los cerrojos hasta finales del siglo XVIII.

En el siglo XIX se mejoró el cerrojo de pestillo, y se inventaron y perfeccionaron los cerrojos de palanca o clavija, los cilíndricos o de dientes de clavija y los cerrojos sin llave.

El desarrollo posterior se ha centrado en la producción en serie, la mejora de los materiales y el incremento de la complejidad de los mecanismos de funcionamiento. En este sentido ha aumentado el uso de dispositivos de seguridad y de alarmas electrónicas automáticas.






U3.2.- TIPOS DE CERRADURAS.

3.2.1.- Cerradura 715.

La cerradura 715 es la cerradura de sobreponer más popular y preferida por el consumidor. Esta cerradura ha marcado la pauta en seguridad durante los últimos años y es ampliamente conocida por los diferentes especialistas. Ahora, hay nuevos lanzamientos que realizan las empresas de la cerradura 715, continuando así con la vanguardia en seguridad presentando un producto modernizado con mucho más ventajas competitivas y únicas.

Cerrojo de aleación metálica de dos pasos accionado con llave por ambos lados. Resbalón de aleación metálica reversible con accionamiento con llave por el exterior y jaladera por el interior. Resbalón con cierre de golpe de una sola pieza. Botón de seguridad de acero de una sola pieza. Chapetón, caja y contra de lámina de acero, lo que permite soldar la cerradura en puertas metálicas. En versiones Izquierda (I) y Derecha (D), clásica e Instafácil.

UFigura 14.U Cerradura 715 fabricada por la empresa PHILLIPS Y TRUPER.

La versión 715 MAX es un novedoso diseño con jaladera oculta (tirador). Doble cerrojo de acero de tres pasos. Botón deslizable para bloqueo de cerradura. Componentes internos más robustos. Accionamiento con llave del resbalón desde el interior. Cerradura con cilindro de latón. Se instala en el mismo lugar de una cerradura 715 sin necesidad de cambiar la contra. Resbalón fácil de invertir. Instalación con soldadura oculta. Para puertas de metálicas o de madera. En versiones Izquierda (I) y Derecha (D), clásica e Instafácil.






3.2.2.- Cerradura TX-450 y TX-455.

Estas cerraduras no tienen manijas y utilizan llave tetra para extra seguridad. Tienen un sistema de resortes anidados que aseguran servicio por tiempo indefinido, además una guía en nuez y barra para asegurar un montaje siempre correcto.

Viene en barias presentaciones cobre antiguo, cromo satinado y latón antiguo.

UFigura 15UU. U Cerradura TX-450 fabricada por la empresa PHILLIPS.

Código Descripción Acabado

TX-450CA Cerradura puerta abatible de paleta, llave tetra, backset de 19mm Cobre antiguo

TX-450CRS Cerradura puerta abatible de paleta, llave tetra, backset de 19mm Cromo satinado

TX-450LA Cerradura puerta abatible de paleta, llave tetra, backset de 19mm Latón antiguo

TX-455CA Cerradura puerta corrediza de gancho, llave tetra, backset de 19mm Cobre antiguo

TX-455CRS Cerradura puerta corrediza de gancho, llave tetra, backset de 19mm Cromo satinado

TX-455LA Cerradura puerta corrediza de gancho, llave tetra, backset de 19mm Latón antiguo







Al igual que las cerraduras TX éstas también tienen un sistema de resortes anidados que aseguran servicio por un tiempo indefinido, además una guía en nuez y barra para asegurar un montaje siempre correcto.

UFigura 16UU. U Cerradura 415 fabricada por la empresa PHILLIPS.


415AB Cerradura puerta abatible sin manijas, llave/mariposa, backset de 22.2mm Anodizado bronce

415ADK Cerradura puerta abatible sin manijas, llave/mariposa, backset de 22.2mm

Pintura café obscuro

415AD Cerradura puerta abatible sin manijas, llave/mariposa, backset de 22.2mm Anodizado dorado

415AN Cerradura puerta abatible sin manijas, llave/mariposa, backset de 22.2mm Anodizado natural

415ADK-2 Cerradura puerta abatible sin manijas, llave/mariposa, backset de 22.2mm Pintura negra

415PB Cerradura puerta abatible sin manijas, llave/mariposa, backset de 22.2mm

Pintura blanco ostión






3.2.4.- Cerradura MH562.

Su diseño consta de unos cilindros de latón sólido y una combinación de 5 pernos. Va acompañado por 2 llaves de latón por cada pasador con acabado niquelado. Tiene pernos de terminación tipo mancuerna que incrementa su nivel de seguridad, su back set es fácilmente ajustable en dos posiciones: 60 mm (2 3/8”) 70 mm (2 3/4”). Además, tiene pernos de acero templado flotantes al interior del cuerpo del pasador para evitar el corte de este con segueta.


MH562D3 Cerrojo de seguridad, doble cilindro

Laton brillante D3

MH562D5 Cerrojo de seguridad, doble cilindro

Laton antiguo D5

UFigura 17.U Cerradura MH562 fabricada por la empresa PHILLIPS Y TRUPER.

3.2.5.- Cerradura TX300.

Adiciona seguridad a la puerta de entrada, el cerrojo es de un solo paso y tiene llave tetra.


TX-300CA Cerradura adicional para embutir de dos pasos con llave tetra

Cobre antiguo

TX-300CRS Cerradura adicional para embutir de dos pasos con llave tetra

Cromo satinado

TX-300LA Cerradura adicional para embutir de dos pasos con llave tetra

Latón antiguo

UFigura 18.U Cerradura TX300 fabricada por la empresa PHILLIPS.







Cuenta con un sistema de resortes anidados que aseguran un servicio por tiempo indefinido, con una guía en nuez y barra para asegurar un montaje siempre correcto y además la sujeción de los cilindros es firme a la cerradura.

UFigura 19.U Cerradura 405 fabricada por la empresa PHILLIPS.


405AB Cerradura puerta abatible doble manija, llave/mariposa, backset de 22.2mm

Anodizado bronce

405ADK Cerradura puerta abatible doble manija, llave/mariposa, backset de 22.2mm


405AD Cerradura puerta abatible doble manija, llave/mariposa, backset de 22.2mm

Anodizado dorado

405AN Cerradura puerta abatible doble manija, llave/mariposa, backset de 22.2mm

Anodizado natural

405ADK-2 Cerradura puerta abatible doble manija, llave/mariposa, backset de 22.2mm Pintura negra

405PB Cerradura puerta abatible doble manija, llave/mariposa, backset de 22.2mm








Tiene un sistema de resortes anidados que aseguran un servicio por tiempo indefinido, una guía en nuez y barra para asegurar un montaje siempre correcto y la sujeción de los cilindros es firme a la cerradura.



410AB Cerradura puerta abatible sin manijas, llave/llave, backset de 22.2mm

Anodizado bronce

410ADK Cerradura puerta abatible sin manijas, llave/llave, backset de 22.2mm


410AD Cerradura puerta abatible sin manijas, llave/llave, backset de 22.2mm

Anodizado dorado

410AN Cerradura puerta abatible sin manijas, llave/llave, backset de 22.2mm

Anodizado natural

410ADK-2 Cerradura puerta abatible sin manijas, llave/llave, backset de 22.2mm Pintura negra

410PB Cerradura puerta abatible sin manijas, llave/llave, backset de 22.2mm








Al igual que la cerradura 435 tiene un sistema de resortes anidados que aseguran un servicio por tiempo indefinido, una guía en nuez y barra para asegurar un montaje siempre correcto y la sujeción de los cilindros es firme a la cerradura.



430ADK Cerradura puerta abatible de paleta, backset de 22.2mm


430AN Cerradura puerta abatible de paleta, backset de 22.2mm

Anodizado natural

435ADK Cerradura puerta corrediza de gancho, backset de 22.2mm


435AN Cerradura puerta corrediza de gancho, backset de 22.2mm

Anodizado natural

440ADK Cerradura puerta abatible de paleta, backset de 28.6mm


440AN Cerradura puerta abatible de paleta, backset de 28.6mm

Anodizado natural

445ADK Cerradura puerta corrediza de gancho, backset de 28.6mm


445AN Cerradura puerta corrediza de gancho, backset de 28.6mm

Anodizado natural






DISEÑO Y FABRICACIÓN DE UN TROQUEL PARA CONTRAS DE CERRADURAS.


Para que se realice un proyecto exitoso debe de haber un método de trabajo donde se lleve el control de actividades y se especifique la fecha límite de terminación de cada una de las actividades, para cada individuo. En este caso nos auxiliamos en el método “ruta pert”. Por lo tanto, realizamos un diagrama pert, que es una representación gráfica de las relaciones entre las tareas del proyecto, que nos permite calcular los tiempos del proyecto de forma sencilla.

El nombre de “CONTRA” no fue asignado arbitrariamente, éste lo asigna la empresa PHILLIPS de cerraduras y candados de México.

La aplicación de esta pieza no se verá afectada, pues su finalidad se seguirá manteniendo íntegra, las tolerancias y algunos factores nos dan la facilidad de ser un poco más flexibles y buscar otras opciones para el desarrollo de esta pieza, la cual se seguirá asegurando al marco de las puertas, marcando el tope y la guía por donde debe entrar el cerrojo de la chapa.

El material de la pieza depende del material de la cerradura, pues si esta es de aluminio la contra será de aluminio, por otro lado si es de lámina la contra se fabrica de lámina.

U4.2.- ESTRUCTURA.






MECANICO

TIPO DE PRODUCCION

TIPO DE MATERIALDE LOS COMPONENTES

TIPO DE ALIMENTACIÓN

Operaciones dentrode el troquel

Doblado Perforado Cortado

Componentes Intercambiables

Punzones Portapunzones

Manufactura de cada elemento

Fundición Maquinado

Manual AutomaticaSemiautomatica

ELECTRICO

Tipo de Motor

Tipo de corriente Fuerza del Motor

Corriente Alterna

Corriente Directa

Voltaje Nominal

Trifasico BifasicoSeguridad

Tablero deFuerza

Interruptor de Navajas






TIPOS DE PRENSA

NEUMÁTICA HIDRAHULICA

Tamaño y Capacidadde las válvulas Tamaño y capacidad

del Compresor

Tipo de Bomba Tamaño y Capacidadde las válvulas

Tamaño de la red de aire implantada

Tamaño de la red de aceite implantada

Valvulas de disperción de la red

Valvula de alivio delsistema para purga

ANCLAJE

Tipo y fuerza de impacto

Tipo de Suelo

Anclaje para absorver el impacto

Anclaje paradistribuir el impacto






U4.3.- CÁLCULOS.

4.3.1.- Diseño de la chapa.

UFigura 22.U Dibujo de la pieza a fabricar “contra”.

UFigura 23.U Cotas de la pieza “contra” sin el dobles.

Acot: mm

Acot: mm






chapapieza

mmmm

ALUMINIO

86.73560

2440*50.29mm910mmCHAPA * PIEZAS DE NÚM.

::NECESARIAS CHAPAS

==

alimentación

UFigura 24.U Para el diseño de la tira del material la disposición es normal por comodidad.

Entonces calculamos:

00.2360$44.261.0 00.595$44.291.0: :

18. CALIBRECHAPA LA DE PRECIO

6050.15750.1´´´FLEJE DEL 29.5072.3357.11572.33´´´15

57.1´´´50.1´´´

50.1100

72.4802.1100

´

57.11005702.1

100

1

==

=++=++===++=++==

====

=+=+=

=+=+=

mxmxLATÓNALUMINIO

mmCBCBANCHOmmCPPASO

mmCCmmCC

mmBeC

mmBeC

n

n






chapapieza493≈

NÚM. DE PIEZAS*CHAPA PARA EL ALUMINIO

NÚM. DE PIEZAS*CHAPA PARA EL LATÓN

4.3.2.- Centro de presión.

***Centroide de la perforación:

UFigura 25.U Áreas de la perforación.

AxAX ∑∑ = ; 2

3

24.40018.3510

mmmm

AAx

X ==∑∑ = 8.7mm

AyAY ∑∑ = ; 2

3

24.40080.3001

mmmm

AAy

Y ==∑∑ = 7.5mm

Componente A, mm2 x , mm y , mm x A, mm3 y A, mm3

Parábola A 47.12 9.17 17.32 432.09 816.11 Triángulo B 18.00 6.00 15.66 108.00 281.88

Rectángulo C 270.00 9.00 7.50 2430.00 2025.00 Triángulo D 18.00 6.00 -0.66 108.00 -11.88 Parábola E 47.12 9.17 -2.32 432.09 -109.31

∑ = 400.24 = 3510.18 = 3001.80

chapapieza736≈

chapapieza

mmmm

LATÓN

27.49360

2440*50.29mm610mmCHAPA * PIEZAS DE NÚM.

:

==






( )( )( )( )

( )( )( )( )

mmRPPmmMIP

mmHAFGDEP

mmradmmradmmradmmrad

mmradmmradmmradmmrad

IJ

EF

BC

AB

98.19233.74sJLs

38.194sssss

18.2062.146.12ss ; 62.1º27.9314.357.12ss ; 57.1º907.4579.086.57s ; 79.0º47.45

7.1117.110ss ; 17.1º26.67

43

LMIJ2

GHEFCDBCAB1

LMIJ

GHEF

BC

CDAB

====+++=

=+++++++=

==========

=========

π

θθθθ

***Centroide del recortado:

UFigura 26.U Áreas del recortado.

AxAX ∑∑ = ; 49.260730.31278

==∑∑

AAx

X = 12.0mm

AyAY ∑∑ = ; 49.260742.74313

==∑∑

AAy

Y = 28.5mm

***Perímetros:

Para los arcos θrs =

∑ = mmP 67.308

UFigura 26.U Muestra los perímetros.

Componente A, mm2 x , mm y , mm x A, mm3 y A, mm3

Semielíptica a 614.21 -5.82 28.50 -3574.70 17504.98 Rectáng. b 1881.00 16.50 28.50 31036.50 53608.50 Rectáng. c 106.00 34.00 28.50 3604.00 3021.00 Semicírc. D 3.14 33.84 55.84 106.25 175.33 Semicírc. e 3.14 33.84 1.15 106.25 3.61

∑ = 2607.49 = 31278.30 = 74313.42

a b c

d

e

AB

C

D EF

GH

IJ

LM






Aplicando las siguientes formulas encontramos las coordenadas del centro de presión

( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )( )67.308

87.13598.1987.13598.1936.8733.7429.2738.194

44332211

+++=

+++=

∑X

PxPxPxPxPX

mmX 81.55=

( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )( )67.308

49.998.1949.5098.1999.2933.7499.2938.194

44332211

+++=

+++=

∑Y

PyPyPyPyPY

mmY 99.29=

UFigura 28.U Muestra el centro de presión el cual tiene las coordenadas de (55.81,29.99).

Acot: mm






( )( ) kgmmkgmmK 61.881528mm 1.02 67.308

valoresdosustituyen

2 =⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

4.3.3.- Capacidad de la prensa troqueladora.

4.3.4.- Esfuerzos.

*** Esfuerzos de recortado.

[ ][ ]

[ ]

2c

2

28k

mm 1.02 e 67.308P

:Datosmm espesor e

(tablas) ntocizallamie al carga

mm prensa la de capacidad

: ··

:

mmkg

mmP

mmkgk

perímetroPTonK

DondekePK

Formula

c

c

=

=

==

=

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡=

==

=

∑

[ ][ ]

[ ]mmespesor e mm

kg (tablas) cizallado al aresistenci

mm kg recortado de esfuerzo

: ··

:

2

=

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡=

==

=

c

t

d

ctd

k

totalperímetroPE

DondekePE

Formula

TonK 9≈






kg92.8991=

*** Trabajo de recortado.

*** Esfuerzo de extracción.

( )( )kgEE dex 61.881507.0%7 == kg09.617= Recortado en plena chapa.

*** Esfuerzo de expulsión.

( )( )kgEE dex 61.8815015.0%5.1 == kg23.132=

( )( ) kgmmkgmmE

mmkg

mmPPPP

d 61.881528.02mm 1 67.308

valoresdosustituyen

28k ; mm 1.02 e

67.308P :Datos

2

2c

4321t

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

==

=+++=

( )( )mmkgTvaloresdosustituyen

eETFormula

d

dd

02.161.8815

· :

=

=

Ton9≈






U4.4.- PROPIEDADES Y CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES.

4.4.1.- Características de la materia prima de las contras.

*** Características del aluminio: *************************************Costo = $ 595.00

Resistencia a la cizalladura = 7.5 a 9 kg/mm2

Tiras de 60 mm de ancho por 2.44 m de largo.

*** Características del latón: *****************************************Costo = $ 2,360.00

Resistencia a la cizalladura = 22 a 28 kg/mm2

Tiras de 60 mm de ancho por 2.44 m de largo.

4.4.2.- Propiedades de los materiales de construcción del troquel.

En esta concepción de este troquel tuvimos que utilizar distintos tipos de aceros los cuales están dados por la American Iron and Steel Institute.

Tipo de acero Cont. de aleación Propiedades principales Usos comunes

Acero al cromo E51100 Dureza Resistencia mecánica y tenacidad grandes.

Engranes, flechas cojinetes.

Acero al cromo-vanadio

6115 Dureza y resistencia mecánica.

Punzones, troqueles, bielas de pistones y engranes.

Acero al silicio- manganeso

9220 Flexión y elasticidad

resortes

La matriz y los punzones llevaran un tratamiento térmico el cual será temple y revenido para hacer más duro el material y tratar de juntar los espacios entre los granos haciendo más compacto el material entre sus redes cristalinas.






U4.5.- COSTOS DE FABRICACIÓN DEL TROQUEL.

NOMBRE DE PARTE COSTO

DAISET (marca MDL serie D72, 300 x 320 mm) $ 9800.00

MATRIZ Y SUS GUIAS $ 1200.00

PUNZONES $ 3000.00

TORNILLERIA (espárragos y tornillos de catalogo) $ 280.00

MAQUINADOS

BASAMENTO $ 850.00

GUIAS DE LA MATRIZ $ 700.00

MATRIZ $ 1830.00

PLACA PORTAPUNZONES $ 550.00

PUNZONES $ 900.00

TRATAMIENTOS TÉRMICOS $ 1300.00

Total -------------------------------------------------------------------------------- $ 21,410.00






Imágenes del producto terminado.

ANEXOS

TAMAÑOS Y CAPACIDADES NOMINALES DE LAS PRENSAS DE TIPO ESTANDAR (J.I.C.)*

Altura al punto

Tonelaje nominal

Golpes por min

Longitud de carrera

(en plg)

Inferior de la carrera (en

plg)

Área de la bancada

Inclinables (con engranaje) 25 - 200 55 - 32 12

212 −

4330

216 − 10x6

43 - 58x34

De montantes Simple efecto 100 - 2500 50 - 18 4 - 32 18 - 46 24x30 - 228x108

Doble efecto 12002000

150250

− 14 - 8 3242

1421

− 5464

4656

− 36x42 - 288x108

Mecanismo por la parte inferior Simple efecto 400 - 1250 25 - 15 16 - 36 52 - 84 84x60 - 200x100

Doble efecto 700

1600300500

− 15 - 10 3242

1620

− 7686

5464

− 84x60 - 144x96

Gran velocidad 25 -800 600 - 30 1 - 8 11 - 32 14x7 - 96x32

Tabla 1. *Joint Industry Conference - Para estandarizar el tamaño y al capacidad nominal de las prensas para una mayor conveniencia en la fabricación de matrices y en la aplicación de los accesorios y aditamentos de las mismas, los directores de las industrias de la fabricación de prensas y del troquelado han establecido especificaciones básicas arbitrarias para varios tipos de prensas.

Selección de las columnas guías comerciales modelos CLN. Del catalogo AIBE. De 32mm o de diámetro, de material HRc 60-62

Tabla de medidas (en mm).

UTIPOS DE TORNILLERIA A UTILIZARSEUU.

DIN 916*

Esparrago Allen

UNC CLASS FIT 3A 45-53 HRC

D Nº 4 Nº 5 Nº 6 Nº 9 Nº 10 1/4 5/16 3/8 7/16 1/2

Nº hilos 40 40 32 32 24 20 18 16 14 13

Pulgadas s 0,05 1/16 1/16 5/64 3/32 1/8 5/32 3/16 7/32 1/4

Tabla 2.

Tornillo cabeza cilíndrica pulido UNI238 de d= 12.7mm y L= 90mm, con contratuerca de la medida.

12x90UNI238

HOJA 1 No. de Parte 1 No. de Dibujo 1

ACOT: MATERIAL: ACERO E51100 FECHA: 22-11-07

DESCRIPCIÓN: Basamento ESCALA:

EQUIPO: DIBUJO: REVISO:



DESCRIPCIÓN: Vistas Del Basamento ESCALA:




DESCRIPCIÓN: Guías de la matriz ESCALA:




DESCRIPCIÓN: Vistas De Guías De La Matriz ESCALA:



ACOT: mm MATERIAL: ACERO 6115 FECHA: 22-11-07

DESCRIPCIÓN: MATRIZ ESCALA: 1:1



ACOT: MATERIAL: ACERO 6115 FECHA: 22-11-07

DESCRIPCIÓN: Vistas De La Matriz. ESCALA:




DESCRIPCIÓN: Placa Portapunzones ESCALA:




DESCRIPCIÓN: Vistas de la Placa Portapunzones ESCALA:




DESCRIPCIÓN: ESPIGA ESCALA:




DESCRIPCIÓN: Vistas De Espiga ESCALA:




DESCRIPCIÓN: COLUMNA ESCALA:




DESCRIPCIÓN: Vistas De Las Columnas ESCALA:




DESCRIPCIÓN: CASQUILLOS ESCALA:




DESCRIPCIÓN: Vistas De Los Casquillos. ESCALA:




DESCRIPCIÓN: PUNZONES ESCALA:




DESCRIPCIÓN: Vistas De Los Punzones. ESCALA:


HOJA 18 No. de Parte No. de Dibujo 18

ACOT: MATERIAL: FECHA: 22-11-07

DESCRIPCIÓN: TROQUEL ESCALA:


HOJA 19 No. de Parte No. de Dibujo 19

ACOT: MATERIAL: FECHA: 22-11-07

DESCRIPCIÓN: TROQUEL ESCALA:







CONCLUSIONES. Planteamos las distintas formas de construir el troquel para las contras de cerraduras. Superar lo que hace una empresa líder en la fabricación de cerraduras es difícil pero lo importante es intentarlo y si se logra sería un gran éxito.

Por sus diferentes formas irregulares decidimos que fuera un troquel progresivo y en la tira de material (el fleje) es una disposición normal (arreglo de la posición en la tira de material). Aprovechamos los barrenos que lleva la pieza a fabricar para establecer el paso de la tira de material y así ahorrarnos la cuchilla de corte lateral que marca ese paso (el avance), en la cual perderíamos valioso tiempo en afilarla.

Después de plantear las distintas formas que tendría nuestro troquel, decidimos que por comodidad, para facilitar su fabricación llevará una matriz trapezoidal anclada que se fija con unas guías también trapezoidales, con esto nos ahorramos la placa fijadora y su maquinado. Como consecuencia un ahorro económico.






BIBLIOGRAFÍA.

TÍTULO: UEstampado en frío de la chapa.

Autor: Mario Rossi.

Editorial: Científico - Médica

TÍTULO: UTroquelado y estampación con aplicación al punzonado, doblado, embutición y extrusión.

Autor: López Navarro.

Editorial: Gustavo Gili S.A.

TÍTULO: UDibujo y diseño de ingeniería.

Autor: Cecil Jensen, Jay D. Helsel, Dennis R. Short

Editorial: Mc Graw Hill.

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

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