Engrapadora metálica sin apoyo

ANALISIS PRE-PRODUCCION – EJE[pic 1]

• Generalidades del producto

• Conceptualización

1. ¿Qué es?

Es una pieza cilíndrica delgada que funciona como eje para un resorte dentro del mecanismo de la grapadora.

1. ¿Qué hace?

Su función es sostener el resorte de muelle que mantiene las grapas dentro de la pieza “cámara de almacenaje”.

1. ¿Dónde se usa y bajo qué condiciones se usa?

Se usa en la pieza cámara de almacenaje, soportado la fuerza ejercida por el resorte de muelle al tener carga de grapas, esta fuerza varía según la cantidad de grapas en su interior.

1. ¿Quién lo usa?

Al eje lo usa el resorte de muelle, el empuja grapa y el cobertor de muelle; que son las piezas que van conectadas al eje.

1. ¿Para qué lo usa?

Para sostener el resorte de muele que mantiene las grapas dentro de la pieza, gracias a la pieza ¨empuja grapas¨.

1. ¿Cómo se usa?
   se introduce en la cámara de almacenaje para que el “empuja grapas” le haga presión a las grapas por medio del “resorte de muelle” que recorre longitudinalmente el eje.
   
2. ¿Cómo funciona?

Consiste en sostener un resorte largo que facilita el mantener las grapas dentro de la pieza.

1. ¿Cuánto debe resistir?

Debe ser suficientemente rígido para que no se doble fácilmente y liviano a la vez para no dañar la pieza a la que va acoplado.

Dureza: 111 HB; Esfuerzo de fluencia: 205 MPa (29700 PSI); Esfuerzo máximo: 380 MPa (55100 PSI)

1. ¿Cuándo se usa?

Se usa únicamente cuando se recarga la engrapadora, accionando el cobertor de muelle para poder retirar la pieza.

1. ¿Justificación del material?

Material: Acero SAE 1020. Su norma involucrada es ASTM A108.

Descripción: Responde bien al trabajo en frío y al tratamiento térmico de cementación. La soldabilidad es adecuada. Por su alta tenacidad y baja resistencia mecánica es adecuado para elementos de maquinaria

• Información previa

1. Requisitos de funcionamiento y/o desempeño.
   

El eje es una pieza fundamental para el funcionamiento de la carga y avance de las grapas, entre sus requisitos están:

• Proporciona la línea de acción de la fuerza que ejerce el resorte, ya que sobre este eje se introduce el resorte de muelle.
• Proporciona la dirección del movimiento del empujador de grapas. El eje se ensambla con el empujador de grapas, haciendo que éste tenga un movimiento longitudinal al eje.
• Mantiene fijo el empujador de grapas y el resorte de muelle, al engancharse con la cámara de almacenaje, proporcionando estabilidad al empujador de grapas.
• Debe de cumplir con el acabado superficial y tolerancias requeridas para no tener problemas de resorte de muelle.
• El eje debe mantener fijo el cobertor de muelle, ya que este permite que el empujador de grapas se mantenga firme y estable a la hora de engrapar.

1. Posibles requisitos de intercambio.

El eje está exclusivamente diseñado para este modelo de engrapadora, una vez ensamblada no puede ser utilizada para otro tipo de función en ninguna otra máquina. No existe en el mercado repuesto original o genérico, se podría mandar a fabricar pero saldría demasiado costoso.

1. Vida útil esperada en servicio y condiciones en que funcionará el producto.

Dependerá de la frecuencia de uso, así como también de las condiciones en que trabaje. En un ambiente controlado, con poca humedad, a 24°C su vida útil esperada es de 8-15 años, siendo mucho mayor que la vida útil del producto completo.

Tendrá que evitarse utilizarse entre mucha humedad, evitando así la corrosión.

1. Pronóstico de volumen y ritmo de producción.

El pronóstico de volumen de producción es de 3,025 piezas al año, con un ritmo de producción requerido es:

• Análisis de pre-producción de la pieza

1. Considérese el uso final de los detalles y del montaje completo.

Los montajes y detalles a tener en cuenta son los siguientes:

El eje tiene una pieza fija soldada, la cual sirve para detener el resorte de muelle.[pic 2]

La pieza soldada tiene la función de proporcionar un área para que el resorte de muelle pueda hacer compresión cuando el empuja grapa lo comprime por las grapas cargadas en la cámara de almacenaje.[pic 3]

En su otro extremo tiene un aplastamiento parcial, con lo cual se forma un tope para el empuja grapas no se salga del eje junto al resorte de muelle.

Lo cual le da libertad al empuja grapas de moverse longitudinalmente sobre el eje.

El montaje de esta pieza es un poco complejo, se adapta en la parte posterior de la engrapadora, teniendo su sección longitudinal a lo largo de ésta, se introduce el resorte de muelle en el eje de manera que la sección transversal del resorte se ajuste hasta el detalle antes mencionado. En su otro extremo se ensambla con el agujero del empuja grapas,  aplastando parcialmente su extremo, para que no se salga del agujero. El extremo donde tiene la pieza fija se le agrega el cobertor de muelle que se engancha con la cámara de almacenaje, dándole firmeza al eje y a su funcionamiento.

1. Examínese la necesidad de acabados superficiales, tolerancias y áreas mecanizadas presentadas.

La pieza presentará una calidad superficial alta tanto en estética como en funcionabilidad. Estará en constante fricción con el resorte de muelle, por lo tanto se necesita una superficie lo más lisa posible, para que funcione con mayor facilidad junto con el resorte.

Existe la necesidad de que el eje sea resistente a la corrosión en todo su contorno, libre de impurezas,  ya que está en contacto directo con el usuario cada vez que se carguen las grapas.

Se necesita una tolerancia con calidad IT-9, ya que está proporcionará un ajuste o juego requerido en el eje con las otras piezas.

Tolerancias geométricas:

• De posición: Está pieza requiere una tolerancia de inclinación (debido a  sus dobleces).

Tolerancias dimensionales:

• Se requiere que la longitud del eje, ya en función de operar, tenga la longitud aproximada con la cámara de almacenaje, ya que el empuja grapas por medio del eje se encarga de empujar al  grapas a través de la cámara.

El área mecanizada  se resume en lo siguiente:

• Se debe realizar un punzonado por medio de una prensa para definir el aplastamiento parcial en uno de los extremos.
• Corte en su sección transversal con un troquel.
• Se realizan 2 puntos de soldadura en el eje para sostener el tope del resorte de muelle.

1. Analícense las limitaciones impuestas por la forma y las características de los materiales.

La forma requerida es de sección circular, por lo que se necesita una barra redonda con un diámetro pequeño.

El material con que se realice la pieza debe tener resistencia a esfuerzos, ya que podría haber una mala manipulación del eje a la hora de poner las grapas. No debe perder su forma original, bajo ninguna condición tiene que deformarse o curvarse, ya que impediría su movimiento cuando ya esté operando.  Debe de ser resistente al medio ambiente, evitando corrosión, oxidación y sobre todo, tiene que ser económico, tanto en la fabricación de la sección, como en el traslado del material y el mecanizado. Los materiales ferrosos cumples estos requerimientos, como maleabilidad, maquinabilidad, tenacidad, entre otros.

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