8/18/2019 Laboratorio 1 Diseño y Manufactura Asistida
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ROGRAMA DE FORMACIÓN
REGULAR
DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTIDA
LABORATORIO Nº: 1
Chapas Metálicas. Introducción al Diseño de Moldes
5to CicloMantenimiento de Maquinaria de Planta
!"#I
INTE$RANTES%
Coaguila Chávez, Jordy Abdón
o!as "orres, Daniel #alter
"icona $into, Jean Ale%ander
$RUPO% &&'
PROFESOR%Ing. Mois(s )a*uel Cruz Calla
ARE'UIPA (PER)
ÍNDICE
8/18/2019 Laboratorio 1 Diseño y Manufactura Asistida
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2
DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTID A
I. INTRODUCCIÓN.........................................................................3
II. OBJETIVOS...............................................................................4
a) Objetivo General......................................................................4b) Objetivos Ese!"#i!os................................................................4
III. $%RCO TEÓRICO....................................................................5
a) Ra&io &e lie'(e #ibra ne(tra &e lie'(e.......................................5
b) %!tiva!i*n &e la !+aa ,et-li!a...................................................6
IV. ROCEDI$IENTO.....................................................................7
a) $o&ela,iento !+aa ,et-li!a......................................................7
i. Bri&a base...........................................................................7
ii. Bri&a &e arista......................................................................8
iii. esta/a...........................................................................12
iv. lie'(e !ro0(i1a&o.............................................................13
v. %sistente ara tala&ros..........................................................16
vi. Cortes en lie'(e.................................................................19
vii. C+aa &esle'a&a................................................................20
viii. Des&oblar ..........................................................................21
i2. Doblar ..............................................................................232. Ro,er es0(inas 3 re!ortar es0(inas.........................................24
b) Si,(la!i*n an-lisis est-ti!o &e (na ie1a &e !+aa ,et-li!a..............26
i. Des!ri!i*n........................................................................26
ii. ro!e&i,iento....................................................................28
iii. %n-lisis &e Res(lta&os.......................................................34
V. CONC4USIONES.......................................................................35
VI. %NE5OS..............................................................................35
a) lanos &e la !+aa ,et-li!a 6........................................................................78
b) lanos &e la !+aa ,et-li!a 9........................................................................78
I. INTRODUCCIÓN
Chapas Metálicas. Introducción al Diseño de Moldes
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DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTID A
En el diseño
mecánico nos encontramos con un concepto denominado chapa metálica, el cual está definido
como una lámina delgada de metal que se utiliza en muchas construcciones mecánicas como
carrocerías de automóviles, cisternas de camiones, entre otras.
Las chapas se construyen en varios espesores, generalmente de 1 a 1 milímetros,
dependiendo del uso y del tipo de fa!ricación que tenga. "u mecanizado se realiza en prensas
de estampación y de troquela#e mediante punzones y matrices. Las chapas no son solo de
metal, sino de cualquier material que sea malea!le. $ara darles mayor rigidez, a menudo las
chapas se pliegan formando grecas, ondas, etc., que aumentan su inercia.
Los elementos que se fa!rican de chapas metálicas suelen llevar tratamientos superficiales
contra la o%idación y corrosión, tales como cromados, pinturas, galvanizados, etc. La ho#alata
es un tipo de chapa metálica de hierro y estaño muy delgada que se utiliza para fa!ricar
envases de conservas.
"e concluye que las chapas metálicas son muy importantes en muchas aplicaciones de diseño
de elementos y máquinas, siendo de vital importancia en su diseño el poder hacer realizar el
modelado de la misma, así como un análisis estático y&o dinámico dependiendo de la aplicación
requerida.
El presente la!oratorio tiene como o!#etivo poder aprender a realizar modelamientos de chapas
metálicas, así como el análisis de las mismas, aplicando los conocimientos del diseño asistido
mediante el uso del soft'are ()* "olid+ors.
"e van a diseñar piezas hechas en chapa o plancha de metal. "olid+ors dispone de
comandos para facilitar la o!tención de estas piezas. (uando se hacen piezas en chapa
metálica de!e tenerse en cuenta que lo más importante es o!tener la pieza desdo!lada, pues
así se puede llevar al corte y ser dimensionada. En "olid+ors tam!i-n es posi!le partir de un
sólido con la forma de la chapa y convertirla en una pieza de chapa.
II. OBJETIVOS
Chapas Metálicas. Introducción al Diseño de Moldes
http://es.wikipedia.org/wiki/Estampaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Troquel_(cortante)http://es.wikipedia.org/wiki/Segundo_momento_de_inerciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Oxidaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Corrosi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Cromado&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Galvanizadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hojalatahttp://es.wikipedia.org/wiki/Hierrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Esta%C3%B1ohttp://es.wikipedia.org/wiki/Estampaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Troquel_(cortante)http://es.wikipedia.org/wiki/Segundo_momento_de_inerciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Oxidaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Corrosi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Cromado&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Galvanizadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hojalatahttp://es.wikipedia.org/wiki/Hierrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Esta%C3%B1o
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DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTID A
a) Objetivo
General
tilizar las herramientas de diseño en /* para realizar chapas metálicas.
b) Objetivos Ese!"#i!os
(rear una pieza de chapa con do!leces.
)ñadir pestañas a la chapa.
sar el )sistente para taladros de "olid+ors.
0!tener la chapa plana a partir de la chapa en /*.
sar un sólido como punto de partida para la creación de una chapa.
Esta!lecer la chapa lista para el corte.
"imular y calcular el límite elástico de una chapa metálica.
III. $%RCO TEÓRICO
a) Ra&io &e lie'(e #ibra ne(tra &e lie'(e
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DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTID A
El radio de pliegue
es el radio interno que queda luego de la operación de do!lado. *epende del punzón de
do!lado, del espesor de la plancha, la velocidad de la operación. $or lo cual se aconse#a medir
este radio en una plancha ya do!lada. sualmente el radio de do!lado de!e ser como mínimo
igual al espesor de la plancha.
La fi!ra neutra de pliegue es la fi!ra cuya longitud no se altera luego del do!lado. *e esta
manera conociendo la posición de la fi!ra neutra de pliegue es posi!le conocer la longitud final
de la pieza do!lada. En la figura siguiente el radio de pliegue es el radio y la fi!ra neutra de
pliegue está en línea punteada.
La longitud de la fi!ra neutra de pliegue se puede calcular por la e%presión2
4 : % ;B ; SS : < = i = R6 3 6>? @ A< en 'ra&os)
R6 : R ; = T
La constante depende del radio de pliegue y del material. $ara materiales como el acero
está entre 3./43.5. La ta!la a continuación muestra la relación entre el radio de pliegue y el
factor .
RA,,) 3, 3./67
3,5 3,/87
1 3.61 3.651
/ 3.695
6 3.673
5 3.678
13 3.687s
$or e#emplo para2
) : ; : 3mm
< : 65=
t : 1mm
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DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTID A
: mm
*e la ta!la anterior se tiene : 3.651. *e lo cual2
1 : > 3.651 ? 1 : .651mm
" : 65 ? /.16 ? .651 & 183 : 1.@/mm
L : 3 > 3 > 1.@/ : 61.@/mmEntonces se necesita una plancha de 61.@/mm de largo para conseguir ese do!lado. Auchas
veces se elige : 3.5 como una !uena apro%imación.
b) %!tiva!i*n &e la !+aa ,et-li!a
$ara activar la !arra (hapa metálica, de clic derecho en cualquier nom!re de pestaña y active
(hapa metálica.
IV. ROCEDI$IENTO
a) $o&ela,iento !+aa ,et-li!a
i. Bri&a base
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DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTID A
La operación ;rida
!ase es la primera operación a crear en una pieza de chapa metálica, contiene la chapa a partir
de la cual se pueden añadir do!leces, agu#eros u otras operaciones de chapa.
En "olid+ors se usa un croquis para iniciar una ;rida !ase. En una nueva pieza muestre la!arra de herramientas de chapa metálica y cree una ;rida !ase.
6. (roquis !ase. *i!u#e el siguiente croquis2
9. Este croquis contiene la sección transversal de la chapa. (uando el croquis es a!ierto
como en este caso, "olid+ors interpreta que es una sección transversal, si es cerrado la
chapa se di!u#ará plana con la misma forma que el croquis.
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DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTID A
*e!a#o de Bnvertir dirección está el cuadro adio de pliegue, aquí se puede configurar el radio
interno que tendrán los pliegues. "olid+ors siempre añade radios en los pliegues, no es
posi!le generar pliegues 133C rectos, esto concuerda con las chapas do!ladas reales. Escri!a
1&19in como radio de pliegue. El factor es 3.5.
ii. Bri&a &e arista
Este comando sirve para agregar pestañas seleccionando aristas y configurando el espesor.
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DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTID A
7. ;rida de arista.
se el comando ;rida de arista. "eleccione la arista indicada y haga clic en la parte derecha
para u!icar la pestaña. El ángulo es @3=, la Longitud de 13mm, seleccione el !otón Bntersección
virtual e%terna, Aaterial Bnterior.
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!!!
DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTID A
. Editar ;rida de arista. )parece un
so!rante en cada esquina2
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DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTID A
$ara corregir esto
edite la operación ;rida de arista y active la opción ecortar pliegues de lados. )ctive tam!i-n
Equidistanciar, o!serve el efecto y desactívelo. )cepte la operación.
)parece la cara a inglete o !rida, o!serve que tiene la forma del croquis y que está
so!re la arista seleccionada anteriormente. )demás hay opciones para la generación
de la !rida !a#o el título $osición de la !rida. "e muestran el efecto de estas opciones
desde una vista de a!a#o2
8. ;rida de arista. epita la operación ;rida de arista al otro lado.
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DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTID A
iii. esta/a
. $estaña. Damos a crear una pestaña en la cara posterior de la pieza, para ello vaya al
comando ;rida !ase & pestaña y seleccione la cara posterior2
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DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTID A
(roquice el rectángulo centrado2
(ierre el croquis2
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DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTID A
iv. lie'(e !ro0(i1a&o
7. )gregar un pliegue croquizado. (on la pestaña creada vamos a do!larla en ángulo recto
hacia adentro, para ello vaya al comando Pliegue croquizado, y seleccione la cara indicada2
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DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTID A
*i!u#e el croquis2
(ierre el croquis y selecciona la zona indicada por el cursor, esta es la parte de la cara queestará fi#a cuando se haga la do!lez2
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DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTID A
)hora en propiedades de $liegue croquizado seleccione $liegue e%terior y @3, la flecha
que aparece en la línea de do!lez de!e apuntar hacia adentro, si no es así invierta su
dirección. *e!e o!tener la siguiente do!lez2
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v. %sistente ara tala&ros
>. )gregar Faladro. $reseleccione la cara indicada
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DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTID A
Daya a la pestaña operaciones & )sistente para taladro. (am!ie las opciones por aquellas que
aparecen en la figura. 0!serve que el diámetro del agu#ero será 6.5mm, lo suficiente para que
por allí pase un perno de diámetro 6mm GA6H, tam!i-n en Condición final se ha escogido la
opción Hasta el siguiente para taladrar solo el espesor de pared de la chapa2
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Daya a la pestaña $osiciones, u!íquese en la Dista Bnferior, agregue otro punto.
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2!2!2!
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)gregue las líneas constructivas y cotas2
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DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTID A
)cepte la operación2
vi. Cortes en lie'(e
. (roquice lo siguiente en la cara superior de la pieza.
6?. Iaga un corte $or todo.
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DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTID A
vii. C+aa &esle'a&a
66. *e clic en el !otón *esplegar.
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DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTID A
0!serve el agu#ero. "i se desea un agu#ero redondo, el corte de!e hacerse con la chapa plana
y no do!lada. El corte no puede hacerse en esta Dista desplegada. $ara hacerlo se de!e usar
los comandos *esdo!lar y *o!lar. $ara salir de la vista desplegada de clic de nuevo en
*esplegar.
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DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTID A
viii. Des&oblar
69. *esdo!lar. Daya al comando *esdo!lar, seleccione la cara superior y de clic en Bncluir
todos los pliegues.
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DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTID A
67. (orte. (roquice lo siguiente y corte por todo
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DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTID A
i2. Doblar
6. *o!lar. se el comando *o!lar, de clic en Bncluir todos los pliegues y acepte la operación.
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DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTID A
0!serve la
diferencia en los agu#eros, uno fue hecho en la Dista /* y otro en la Dista * con *esdo!lar y
*o!lar. "iempre que se quiera hacer agu#eros, ranuras, pestañas en una Dista * se de!e usar
*esdo!lar, laGsH operaciónGesH a añadir y *o!lar.
2. Ro,er esquinas & recortar esquinas
68. )gregar una esquina. se el comando omper esquinas & recortar esquinas. "eleccione
(haflán, 5mm, la cara y las aristas indicadas.
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0!serve el resultado y acepte.
6. Juarde su pieza.
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b) Si,(la!i*n an-lisis est-ti!o &e (na ie1a &e !+aa ,et-li!a
i. Des!ri!i*n
Evalu- el comportamiento mecánico de la pieza de chapa fa!ricada en acero aleado. "e
encuentra fi#a por los cuatro taladros y cargada con una presión de 9833 K&m so!re la carasuperior indicada2
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DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTID A
ii. ro!e&i,iento
6. Entre a la pestaña "imulation.
9. "eleccione )sesor de estudios M Kuevo estudio.
7. "eleccione estudio estático y acepte.
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. "eleccione )plicar material
de las herramientas de "imulation.
8. Esco#a acero aleado y haga seleccione aplicar y cierre.
. "eleccione )sesor de su#eciones de las herramientas de "imulation y esco#a JeometríaNi#a.
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7. "eleccione
los a#u$eros de la pared %ertical &no seleccionar aristas'() acepte.
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>. "eleccione )sesor de cargas e%ternas de las herramientas de "imulation y esco#a presión.
. )gregue un valor de 9833 K&m y acepte
6?. "eleccione la cara perpendicular a la seleccionada en geometría fi#a y acepte.
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66. "eleccione E#ecutar de las herramientas de "imulation.
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69. La simulaciónnos muestra un
*iagrama de Don Aisses
67. Juarde el tra!a#o.
iii. %n-lisis &e Res(lta&os
*a si+ulación nos +uestra ,ue-
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1. *a chapa
+etálica tiene un l+ite elástico de- 62! 422 !!! /0+12.
2. *a chapa +etálica +uestra un desplaa+iento +ái+o de .!!8e!!
++.
V. CONC4USIONES
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"e pudo
aprender a realizar un modelado de una chapa metálica con las herramientas /* de
"olid+ors.
La utilización de croquizado de formas son el punto de partida para la ela!oración de
chapas metálicas
na chapa metálica está definida como una lámina delgada de metal.
Entre las principales aplicaciones de una chapa metálica, se destacan a las herramientas
de !rida !ase, !rida de arista, pestaña, pliegue coquizado, cortes de pliegue, desplegado,
do!lez, desdo!lez y recorte de esquinas.
En la simulación de análisis estático se puede destacar que un *iagrama de Don Aises nos
índice el límite elástico, mientras un diagrama res, el má%imo desplazamiento, de una
pieza.
"olid+ors es una gran herramienta para el diseño de chapas metálicas.
VI. %NE5OS
a) lanos &e la !+aa ,et-li!a 6
b) lanos &e la !+aa ,et-li!a 9
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