Troqueladora

El siguiente proyecto de investigación, busca la generación de una troqueladora de bajo consumo de energía humana con la capacidad de realizar cortes en materiales de baja dureza de aleaciones no ferrosas o elementos puros, lo que se busca es a través del análisis encontrar el mejor mecanismo que propicie rapidez y eficiencia en los cortes, que garantizan una operatividad sencilla y con su régimen de mantenimiento bajo, que además pueda ser fácilmente reparado y sea transportable.

A través del proceso de investigación también se analizara la mejor opción del material y las fuerzas del trabajo requerido para el diseño y la elaboración de una herramienta funcional con capacidad de trabajo amplio que pueda adaptarse a la forma requerida y con un mínimo de especificaciones de cortado del material para un mayor aprovechamiento del mismo.

3.2 Objetivos

El objetivo de esta investigación pretende la realización de una troqueladora para aleaciones no ferrosas, que sea de bajo consumo, y que pueda soportar el corte en láminas con profundidades de hasta 2mm, el diseño de la pieza para probeta que se muestra en la siguiente figura:

Objetivos particulares

Los objetivos de este ensayo es poder obtener un conocimiento científico para la creación y solución de un problema en el instituto tecnológico de Morelia además de poder adquirir un conocimiento para la elaboración de los proyectos de investigación y la capacidad de análisis para realizar investigación, formular hipótesis y experimentar.

3.3 Justificación

Dentro del instituto tecnológico de Morelia, existe la necesidad de obtener probetas para ensayos de tensión laminar de aleaciones no ferrosas, las cuales deben ser mandadas a hacer en instituciones ajenas al tecnológico lo que conlleva un gasto en la realización de estas, lo que se busca con la investigación es la generación de una alternativa tal como una troqueladora con la fuerza suficiente de generar estas probetas de baja dureza con espesores máximos de 2 mm. Lo que conllevaría un ahorro al instituto y del material, ya que el uso de este tipo de herramientas, disminuye el malgasto del material,

Tiempo, dinero y lo maximiza, además de dar un acabado final a la pieza para su posterior análisis.

Este proyecto de investigación propone el encontrar lo que será el mecanismo más adecuado y la estructura para la generación de la troqueladora, así como un producto final con las características de corte requeridas con un mínimo de esfuerzos para la generación de las piezas de prueba. Dando solución a un problema que puede ser extendida a otros usos, de materiales de baja dureza con formas específicas.

3.4 Metas

Nuestra meta es la realización y diseño de una troqueladora para aleaciones de baja dureza que pueda ser manipulada de forma manual, además de obtener un corte fino de placas de aleaciones de baja dureza y con una forma especifica, además de un análisis de las características mecánicas necesarias para el mejor diseño de la herramienta de corte, la cual debe contar con un sistema de fácil mantenimiento y que mejore la apariencia física de la probeta de modo que no sufra deformaciones al momento del corte utilizando materiales que absorban el impacto y un diseño de troquel que nos de un corte exacto.

3.5 Estado del arte

En la actualidad existen diversos sistemas de troqueladoras que son clasificadas atendiendo el tipo de trabajo que se realizara y las necesidades de la empresa, en cuanto a su método de producción existen:

Cortantes; este tipo de troqueladoras se basan en crear piezas de forma definida, a través del corte del material, este tipo de troqueladoras deben generar una gran fuerza para poder perforar la lámina y crear las piezas deseadas, el troquel de este tipo de herramientas tiene la forma deseada para el corte y por lo general una ranura en el fondo de su base para que pueda salir la pieza cortada y permita una producción seriada, además existen troqueladoras que pueden hacer cortes de manera simultánea y con sistemas de bandas transportadoras para la acelerar la producción.

Dobladoras; este tipo de troqueladoras tiene diseños grabados y su función consiste en impregnar el grabado en piezas previamente cortadas, esto con el fin de crear moldes o figuras decorativas, etc. En esta la presión debe ser lo suficientemente fuerte como para poder superar la dureza del material y también superar su fuerza elástica para que el grabado de la pieza sea permanente.

Mixtas; este tipo de troqueladora es muy útil en los ramos de producción industrial ya que permite obtener un corte y además un modelado de una pieza definida, con lo que se consigue un mejor aprovechamiento del material y una producción más acelerada.

En cuanto al método de corte/dobles existen:

De corte/dobles por presión; el mecanismo consiste en un corte rápido desde una altura ya precisada, con lo que se ve ayudado por la aceleración del troquel consiguiendo un dobles o corte más preciso, pero su principal desventaja es que el material debe ser muy bien escogido para no dañar el filo/forma del troquel.

De contacto directo; en este tipo de troqueladora el material se encuentra en contacto con el troquel y en esta la presión de dobles/corte es mayor pero se evita un desgaste innecesario del troquel.

Medio de energía:

Por presión hidráulica; este tipo de troqueladora utiliza la presión hidráulica en un pistón o gato, el accionamiento de este puede ser por bomba manual o impulsada a través de un motor eléctrico, este tipo de troqueladora ofrece ventajas al momento de que se requieren cortes de laminas muy duras y con cortes muy precisos.

Por sistemas de contrapeso; este tipo de troqueladora utiliza un sistema muy simple que con base en el peso de un contrapeso, impulsa el perno del troquel y realiza el trabajo de corte/deformación deseado, para impulsar el contrapeso es necesario un motor eléctrico o por medio de palancas.

Por sistemas motrices; este tipo de troqueladoras utilizan la fuerza producida por cualquier motor a través de una transmisión y con esto se puede realizar cortes/ deformaciones en el material.

Estructura:

Existen diversos tipos de troqueladoras que son conformadas atendiendo a la

3.6 Marco teorico

Antecedentes de maquinas herramienta

Las máquinas herramientas modernas datan de 1775, año en el que el inventor británico John Wilkinson construyó una taladradora horizontal que permitía conseguir superficies cilíndricas interiores. Hacia 1794 Henry Maudslay desarrolló el primer torno mecánico. Más adelante, Joseph Whitworth desarrollo varios instrumentos que permitían una gran precisión. Sus trabajos tuvieron gran relevancia ya que se necesitaban métodos precisos de medida para la fabricación de productos hechos con piezas intercambiables.

Las primeras pruebas de fabricación de piezas intercambiables se dieron al mismo tiempo en Europa y en Estados Unidos. Estos experimentos se basaban en el uso de calibres de catalogación, con los que las piezas se podían clasificar en dimensiones prácticamente idénticas.

Durante el siglo XIX se alcanzó un grado de precisión relativamente alto en tornos, perfiladoras, cepilladoras, pulidoras, sierras, fresadoras, taladradoras y perforadoras. La utilización de estas máquinas se extendió a todos los países industrializados. Durante los albores del siglo XX aparecieron máquinas herramientas más grandes y de mayor precisión. A partir de 1920 estas máquinas se especializaron y entre 1930 y 1950 se desarrollaron máquinas más potentes y rígidas que aprovechaban los nuevos materiales de corte desarrollados en aquel momento. Estas máquinas especializadas permitían fabricar productos estandarizados con un coste bajo, utilizando mano de obra sin cualificación especial. Sin embargo, carecían de flexibilidad y no se podían emplear para varios productos ni para variaciones en los estándares de fabricación. Para solucionar este problema, los ingenieros se han dedicado durante las últimas décadas a diseñar máquinas herramientas muy versátiles y precisas, controladas por ordenadores o computadoras, que permiten fabricar de forma barata productos con formas complejas. Estas

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