Proyecto ROBERT

Universidad del Bío-Bío Facultad de Ingeniería Dpto. Ing. Mecánica

Proyecto Nº 1 “mordaza”

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Proyecto Nº 1 Diseño de mordaza

Heraldo Bastidas Medel

Alumno: Robert Freire

Fecha: 06/05/2014



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Introducción

Para poder diseñar un elemento se debe tener en cuenta varios puntos, uno de ellos es el problema que se intenta solucionar con la elaboración de dicho producto. La función de la mordaza es permitir la sujeción por fricción de una pieza presionándola de forma continua, es utilizada en procesos de elaboración y reparación. En varios tipos de maquinas herramientas de mecanizado, como las fresadoras, taladradoras, pueden venir incorporadas o también pueden ir fijas al banco de trabajo. Lo que se busca con el diseño es mejorar la calidad y tiempo de producción de piezas mecánicas, aumentando el rendimiento ya que la mordaza permitirá sujetar dos fragmentos que se mecanizaran en una maquina herramienta para la elaboración de una pieza mecánica. A la vez la mordaza admitirá utilizar su área completa para el trabajo de una pieza de mayor dimensión.



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Nomenclatura Øe: diámetro exterior Øm: diámetro medio Øi: diámetro interior σ̞: sigma total (esfuerzo momento flector y de compresión o tracción) σ˓: sigma sub. c (esfuerzo de compresión o tracción) σˌ: sigma sub. i (esfuerzo de momento flector) τ: tau (esfuerzo de corte) τadm: tau admisible π: pi µ: coeficiente de roce Ι: momento de inercia Ζ: numero de espiras (dientes) Μ: momento Ν: newton Α: area T: torque F: fuerza axial P: fuerza necesaria para el torque D: brazo de palanca (distancia) (mm): milímetros MPa: mega páscales



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Objetivos Diseñar un tipo de mordaza que reduzca los tiempos de producción, y facilite la elaboración y reparación de piezas mecánicas, simplificando el trabajo de sujeción de las piezas a mecanizar, dando mayor funcionalidad a una mordaza, permitiendo sujetar más de una pieza, que esta modifique su área de trabajo dejando mecanizar piezas del porte de largo máximo de la mordaza.



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Memoria calculo: Acero del tornillo SAE 1045. lim de fluencia= 310 MPa lim de ruptura= 380 MPa f.s= 1.8 τ: 310/1.8= 172.2

aproximado a 173

Fuerza minima de apriete = 1800 kg Fuerza minima de apriete = 1800 x 9.8= 17640 N/mm² τadm: F/A

Øe: √((17640x4)/(πx173x10 ̂ 6)) = 0.0113 Øe=11.3 mm Nota: por motivos de diseño se tomo un Øe= de 20 con un paso definido por tabla de 2.5mm

Øm: (Øe- Paso/2) = 20- (2.5/2)= 18.75 mm Øi: (Øe – Paso)= 20 – 2.5= 17.5 mm Según una tabla el coeficiente de rose entre el acero y el bronce µ= 0.15

P= (F((µ+(l/ Ømxπ)))/(1- µ x (l/ Øm x π)) P= (17640((0.15+(2.5/18.75 x π))) / (1- 0.15 x (2.5/ 18.75 x π)) = 3416.4 P= 3416.4 (N x mm) T= P x (Øm/2) = 3416.4 x (18.75/2)= 32025 Torque = Fo /D

Fo: Fuerza ejercida por el operario 35 Kg. equivalente a 343 N

32025= 343 x D 32025 / 343 = D D = 93.36 nota: por motivos contractivos se da un brazo de palanca de 120 mm.



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Calculo de pernos de anclaje F= 1800/4= 450 kg 450 x 9.8 = 4410 N/mm Pernos 5.6 σr= 50kg/mm² = 500 MPa τr = 0.5 x 500 = 250 MPa

aplicando un F.S de 1.6

τadm= 250/1.6 = 156.25 aproximado a 160 MPa

d= √((4F) / (π x 160 x10 ̂ 6)) d= √((4x 4410) / (π x 160 x10 ̂ 6)) = 0.0059 m d= 5.9 mm nota: se aproximara a 8 mm por motivos contractivos



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Conclusión Se puede concluir que para diseñar una mordaza hay que tener en cuenta muchos factores, tales como la fuerza que se le aplicara, los esfuerzos que esta debe soportar tanto esfuerzos de corte y de compresión, se debe tener en cuenta una serie de criterios y conocer que elementos ya están normalizados tales como el paso del tornillo y los coeficientes de rozamiento. Se debe tener conocimiento previo de los cálculos de resistencia que puede ejercer cada elemento para asegurar una durabilidad, eficiencia y que el proyecto no falle al ser utilizado luego de su construcción. Se debe también conocer las propiedades metalúrgicas de cada acero como su porcentaje de carbono y procesos por los cuales fue tratado para así poder determinar si se esta frente a un material dúctil o un material duro poco flexible, y poder determinar con esos conocimientos en que s e puede utilizar dicho material.



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Anexos



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Linkografia http://www.miltonaranguiz.cl/Medidas.asp?producto=3 http://www.oni.escuelas.edu.ar/olimpi2000/santa-fe-sur/ensayodemateriales/tabla.htm -libro de resistencia de materiales willems- easley- rolfe http://rapidshare.com/files/444919459/Resistencia_de_Materiales_-_Willems.rar (link de descarga) - Diseño en Ingeniería Mecánica de Shigley, 8va Edición – Richard G. Budynas y J. Keith Nisbett http://www.freelibros.org/mecanica/diseno-en-ingenieria-mecanica-de-shigley-8va-edicion-richard-gbudynas-j-keith-nisbett.html (link de descarga)



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Índice

Introducción…………………………………………………………………….pag 2 Nomenclatura…………………………………………………………………..pag 3 Objetivo…………………………………………………………………………pag 4 Memoria de calculo……………………………………………………………pag 5-6 Conclusión……………………………………………………………………...pag 7 Anexos…………………………………………………………………………..pag 8 Linkografria……………………………………………………………………..pag 9 Imágenes de los planos……………………………………………………….pag 10 – 15 Indice…………………………………………………………………………….pag 16



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