Final PFG 2015-16
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22/12/2015
ESTUDIO DE PAR DE INSTALACIÓN EN TORNILLOS AUTORROSCANTES PARA
PLÁSTICOSTorque
Angle
ÍNDICE
Estado del arte
Trabajo realizad
oConclusiones Futuras
líneas
Mejoras prestacion
esReducción de coste
• Par de stripping mayor• Resistencia mejorada a la
relajación• Valor de extracción mayor
• Reducción del material utilizado• Tiempo de ciclos reducidos• Eliminación de insertos y
adhesivos• Agilizar el montaje
Introducción
Estado del arte
60º
30º-48º
30º
R1FRAD1
15º
R2 FRAD2
FRAD1=0.5*R1
FRAD2=0.259*R2
Perfiles de rosca estrechos maximizan las prestaciones
Unión estándar vs tornillo para plástico
Estado del arte
Perfiles de rosca estrechos maximizan las prestaciones
Unión estándar vs tornillo para plástico
Estado del arte
Resistencia mejorada al stripping
Área
Tornillo Boss
Tensión
Tornillo Boss
Unión estándar vs tornillo para plástico
Estado del arte
• Modulo de elasticidad
• Tasa de expansión térmica
• Plástico relleno o reforzado
• RelajaciónTensión
Deformación
170º
70º-40º
250º
Fuerza de
unión
Tiempo
Propiedades de plásticos
Estado del arte
Objetivos
Acoplamiento de rosca ↑↑
Fuerza de unión ↑↑
Par de instalación ↓↓
Par de stripping↑↑
Instalación de un tornillo en plástico
Estado del arte
Acoplamiento de rosca
• Profundidad del perfil de tornillo
en contacto con el material del
boss
• Entre 75% y 80%: valores
frecuentes
Instalación de un tornillo en plástico
Estado del arte
Pares de instalación y de stripping
1 Generación de rosca
2Contacto entre cabeza del tornillo y el boss. Generación de fuerza de unión
3 Par de stripping superado. Boss dañado
Par de instalación
Par de stripping
Par
Ángulo
1
2
3
Fuerza de unión
Instalación de un tornillo en plástico
Estado del arte
Par de ensamblaje
• Valor ideal aproximado a 1/3 de
la diferencia (TS-TI)
• Tener en cuenta la relajación TI
TS
Par
Ángulo
Par de ensamblaj
e
Instalación de un tornillo en plástico
Estado del arte
Transcripción del trabajo previamente realizado
Trabajo realizado
Manual AbaqusReport estado del arte
Diseño de ensayos
Trabajo realizado
• Obtención de planos de los tornillos: PF30° PF Hybrid DeltaPT
• Sketching en Abaqus
• 1° mejora del modelo: Structural Rigid Parts
Diseño de ensayos
Trabajo realizado
• Obtención de propiedades del ABS Novodur E401 experimentalesa. Ley de Hollomonb. Ensayo Brinellc. 16.5% de error
• 2° mejora del modelo: Ampliación de base de datos de tensión-deformación plástica
Trabajo realizado
• Modelización de la instalación de tornillo:a. Proceso de generación de roscab. Roscamiento por puro rozamiento
• Material ABS Novodur E401 experimental
• Temperatura constante
Simulaciones Abaqus
Trabajo realizado
Simulaciones Abaqus
Resultados experimentales
Trabajo realizado
• Análisis de ensayos de par-ángulo
• Comparación de las prestaciones de rozamiento a. Tensión de adhesión b. Par de instalaciónc. Par de stripping*
Resultados de ensayos: ABS
Trabajo realizado
DELTA PT PF HYBRID PF 30
Diferencia en % frente a DELTA PT
*Ts 1.92 NmTi 0.67 Nmτad
h6.91 MPa
*Ts 2.78 Nm
44.3
Ti 1.03 Nm
53.7
τad
h
9.35 MPa
35.3
*Ts 3.38 Nm 75.5Ti 0.63 Nm -6.0
τadh 1.66 MPa -76.0
Conclusiones
• Errores de experimentales: a. Ensayos par-ángulo b. Datos de tensión-deformaciónc. Aproximaciones de la modelización
• Comparación de las prestaciones de rozamiento: a. Par de instalación ⇨ DeltaPT vs PF30°b. Tensión de adhesión ⇨DeltaPT vs PF30°c. Par de generación de rosca ⇨DeltaPT vs PF30° d. Efectos debidos al calentamiento
Futuras líneas
Desarrollo nueva geometrí
a
Transcripción del trabajo
realizado por Mikel
Obtención de un
modelo matemático
Verificación con ensayos
Datos reales ↓
ABS, PBT↓
Simulaciones↓
Resultados reales
Modelo 3D↓
Estudio Stripping
Obtención de un
modelo térmico
22/12/2015
ESTUDIO DE PAR DE INSTALACION EN TORNILLOS AUTORROSCANTES PARA
PLÁSTICOSTorque
Angle