Coronado LRF-SD

FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA
“Diseño de una prensa excéntrica de 15 toneladas para optimizar
procesos de maquinado sin arranque de viruta”
TESIS PARA OBTENER EL TÍTULO PROFESIONAL DE:
Ingeniero Mecánico Electricista
AUTOR:
Br. Coronado Llonto, Richard Francisco (ORCID: 0000-0002-2015-925X)
ASESOR:
Mg. Salazar Mendoza, Aníbal Jesús (ORCID: 0000-0003-4412-8789)
LÍNEA DE INVESTIGACIÓN
Modelamiento y simulación de sistemas electromecánicos
CHICLAYO – PERÚ
2020
Dedicatoria
Esta tesis va dedicada a mi familia y a
todos los que fueron participes a lo largo de
mi carrera.
A los docentes que fueron pieza
fundamental para lograr mi desarrollo
profesional en aulas y fuera de ellas.
Richard francisco coronado llonto
ii
Agradecimiento
Un agradecimiento especial a mi casa de
estudios Universidad Cesar Vallejo filial
Chiclayo, por habernos permitido que en
sus aulas y con su plana docente
fortalezcamos nuestras habilidades y
capacidades para nuestro futuro como
profesionales para el bien de la sociedad.
Richard francisco coronado llonto
iii
Índice de contenidos
Carátula……………………………………………………………………………….…….i
Dedicatoria .............................................................................................................. ii
Agradecimiento ...................................................................................................... iii
Índice de contenidos .............................................................................................. iv
Índice de Tablas .................................................................................................... vii
Índice de Figuras .................................................................................................. viii
Resumen ................................................................................................................. x
Abstract .................................................................................................................. xi
I. INTRODUCCIÓN .............................................................................................1
1.1 REALIDAD PROBLEMÁTICA ........................................................................... 1
1.2 TRABAJOS PREVIOS .................................................................................... 2
II. MARCO TEÓRICO ..........................................................................................5
2.1 DESARROLLO DE LA TEMÁTICA VINCULADA AL TEMA DE INVESTIGACIÓN ........ 5
2.1.1 La Prensa Excéntrica ........................................................................... 5
2.1.2 Transferencia De Energía A Través Del Sistema Biela-Manivela ........ 6
2.1.3 Clasificación De Las Prensas ............................................................... 6
2.1.4 Prensas Mecánicas Excéntricas ........................................................... 6
2.1.5 Prensas Hidráulicas.............................................................................. 6
2.1.6 Partes Principales De Una Prensa Excéntrica ..................................... 7
2.1.7 Según Su Desempeño Industrial Prensa Para Trabajos Mixtos
Progresivos ..................................................................................................... 8
2.1.8 Prensas Múltiples O De Paso ............................................................... 8
2.2 DEFINICIÓN CONCEPTUAL DEL CONFORMADO DE LOS METALES .................... 8
2.2.1 Procesos De Deformación Plástica ...................................................... 9
2.2.2 Deformación Elástica............................................................................ 9
2.2.3 Cizallamiento ...................................................................................... 10
2.2.4 Ruptura............................................................................................... 10
2.2.5 Conformado En Frio ........................................................................... 10
2.2.6 Propiedades Mecánicas De Los Materiales ....................................... 11
2.2.7 El Troquelado O Estampado .............................................................. 12
2.2.8 Doblado O Curvado ............................................................................ 12
2.2.9 Corte O Estampado ............................................................................ 13
2.3 LA MECÁNICA ........................................................................................... 14
2.4 RESISTENCIA DE MATERIALES ................................................................... 14
2.4.1 Objetivo De La Resistencia De Materiales ......................................... 15
iv
2.4.2 Influencia De Los Tipos De Materiales Para La Fabricación De
Máquinas Herramientas ................................................................................ 15
2.5 LA SOLDADURA ........................................................................................ 16
2.6 RODAMIENTOS ......................................................................................... 17
2.6.1 Vida Útil De Los Rodamientos ............................................................ 17
2.6.2 Principales Causas De Fallas De Los Rodamientos .......................... 18
2.7 DISEÑO MECÁNICO ................................................................................... 18
2.7.1 El Diseño ............................................................................................ 18
2.7.2 El Diseño Aplicado En La Ingeniería Mecánica .................................. 19
2.8 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA .................................................................. 19
2.8.1 Justificación Del Estudio ..................................................................... 19
2.8.2 Objetivos ............................................................................................ 21
III. METODOLOGÍA ............................................................................................22
3.1 TIPO DE LA INVESTIGACIÓN ....................................................................... 22
3.1.1 Tipo Y Diseño De Investigación Tecnológica Aplicada....................... 22
3.1.2 Diseño de la investigación .................................................................. 22
3.1.3 Variable independiente ....................................................................... 22
3.1.4 Variable Dependiente ......................................................................... 23
3.2 ESCENARIO DE ESTUDIO ........................................................................... 24
3.3 PARTICIPANTES ........................................................................................ 25
3.3.1 Población ............................................................................................ 25
3.3.2 Muestra .............................................................................................. 25
3.4 TÉCNICA E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS .............................. 25
3.4.1 Técnica ............................................................................................... 25
3.4.2 Instrumentos de recolección de datos ................................................ 25
3.4.3 Validez y Confiabilidad ....................................................................... 26
3.5 PROCEDIMIENTO....................................................................................... 26
3.6 ASPECTOS ÉTICOS ................................................................................... 27
IV. RESULTADOS ...............................................................................................28
4.1 DETERMINAR LAS PRINCIPALES NECESIDADES DE LA EMPRESA PARA OPTIMIZAR
EL PROCESO DE MAQUINADO SIN ARRANQUE DE VIRUTA EN LA EMPRESA INCA
PACHACÚTEC S.A.C.-CHICLAYO. ......................................................................... 28
4.1.1 Necesidades de la Empresa ............................................................... 28
4.1.2 Especificaciones Ingenieriles ............................................................. 31
4.2 DETERMINAR LOS PARÁMETROS DE OPERACIÓN DE LA PRENSA EXCÉNTRICA DE
15 TONELADAS PARA OPTIMIZAR PROCESOS DE MAQUINADO SIN ARRANQUE DE VIRUTA
EN LA EMPRESA INCA PACHACUTEC S.A.C.-CHICLAYO. .................................. 31
4.2.1 Prensa Mecánica. ............................................................................... 31
4.2.2 Prensa Hidráulica. .............................................................................. 32
4.2.3 Prensa Neumática. ............................................................................. 33
4.2.4 Dimensionamiento De La Máquina..................................................... 34
v
4.2.5 Selección De Materiales Para El Eje Del Sistema De Transmisión. ... 34
4.3 CALCULAR Y SELECCIONAR LOS DIVERSOS ELEMENTOS ELECTROMECÁNICOS
QUE CONFORMAN LA PRENSA EXCÉNTRICA............................................................. 35
4.3.1 Determinación de la fuerza de corte ................................................... 35
4.3.2 Cálculo de la Energía necesaria para el Corte ................................... 36
4.3.3 Cálculo de Energía almacenada en el Volante ................................... 37
4.3.4 Análisis para el Diseño del diámetro Externo del Volante de Inercia. . 39
4.3.5 Cálculo del Momento de Inercia ......................................................... 43
4.3.6 Cálculo del Diámetro Exterior ............................................................. 43
4.3.7 Cálculo masa del Volante ................................................................... 44
4.3.8 Cálculo de la energía con los nuevos datos: ...................................... 44
4.3.9 Cálculo De La Potencia Del Motor...................................................... 46
4.3.10 Cálculo Torque Motor. .................................................................... 47
4.3.11 Cálculo del eje excéntrico. .............................................................. 48
4.3.12 Cálculo Del Momento Flexionante: ................................................. 50
4.3.13 Cálculo del diámetro mínimo .......................................................... 54
4.3.14 Cálculo de esfuerzos fluctuantes .................................................... 59
4.4 EVALUAR ECONÓMICAMENTE EL DISEÑO DE LA PRENSA
EXCÉNTRICA, A TRAVÉS DE LOS INDICADORES VAN Y TIR ...................... 60
4.4.1 Materiales utilizados en una máquina prensa excéntrica. .................. 60
V. DISCUSIÓN ...................................................................................................66
VI. CONCLUSIONES ..........................................................................................67
VII. RECOMENDACIONES ..................................................................................68
REFERENCIAS .....................................................................................................69
ANEXOS ...............................................................................................................75
vi
Índice de Tablas
Tabla 1: Definiciones del estudio...........................................................................24

Tabla 2: Ventajas y desventajas de prensa mecánica. .........................................31
Tabla 3: Ventajas y desventajas de la prensa hidráulica.......................................32
Tabla 4: Ventajas y desventajas de la prensa neumática. ....................................34
Tabla 5: Porcentajes de penetración de diferentes materiales-Crane plastic,
Wolking in presses. .............................................................................................. 37
Tabla 6: Materia prima. .........................................................................................61
Tabla 7: Componentes eléctricos y electrónicos. ..................................................61
Tabla 8: Accesorios. ..............................................................................................62
Tabla 9: Ingresos...................................................................................................62
Tabla 10: Resumen de necesidades de la empresa inkapachacutec S.A.C. respecto
al diseño de una prensa excéntrica de 15 tn para optimizar procesos de maquinado
sin arranque de viruta ........................................................................................... 89
Tabla 11: Especificaciones ingenieriles. ................................................................90
vii
Índice de Figuras
Figura 1. Prensa excéntrica. .................................................................................32

Figura 2. Prensa hidráulica. ..................................................................................33
Figura 3. Prensa Neumática. .................................................................................33
Figura 4. Velocidades de volante de inercia. .........................................................38
Figura 5. Diámetro externo del volante. ................................................................39
Figura 6. Cuadro de valores de “C” para distintos tipos de prensa. ......................40
Figura 7. Dimensionamiento del volante – romanosky. .........................................44
Figura 8. Eje excéntrico.........................................................................................49
Figura 9. Análisis estático del eje ..........................................................................49
Figura 10. Diagrama de momentos de fuerza. ......................................................52
Figura 11. Parámetros del factor de la condición superficial de Marín. .................55
Figura 12. Eje redondo con filete en el hombro en flexión. ...................................58
Figura 13. Eje redondo con filete en el hombro en torsión. ...................................58
Figura 14. Tasa de Retorno de Inversión (TIR). ....................................................64
Figura 15. Ensamblado final de la prensa excéntrica. ...........................................65
Figura 16. Prensa excéntrica parte inferior. ..........................................................65
Figura 17. Partes principales de la prensa excéntrica .......................................... 75
Figura 18. Procesos de troquelado. ......................................................................76
Figura 19. Curvado y doblado en frio ....................................................................77
Figura 20. Procesos de soldadura eléctrica ..........................................................78
Figura 21. Rodamientos san lorenzo.com .............................................................79
Figura 22. Diseño de prensa excéntrica. ...............................................................80
Figura 23. Volante de inercia. ...............................................................................81
Figura 24. Motor eléctrico. .....................................................................................82
Figura 25. Instrumentos de recolección de datos 01. ............................................83
Figura 26. instrumentos de recolección de datos 02. ............................................84
Figura 27. Instrumentos de recolección de datos. .................................................85
Figura 28. Instrumentos de recolección de datos 04. ............................................86
Figura 29. Ficha de análisis de datos. ...................................................................87
viii
Figura 30. Ficha de validación de datos. ...............................................................88
Figura 31. Tabla de los materiales laminados más comunes. ...............................91
Figura 32. Seleccionar el tipo de motor adecuado de 4 HP 1750. ........................92
Figura 33. Parámetros del factor de la condición superficial de Marín. .................92
Figura 34. Propiedades mecánicas del AISI 1020. ...............................................93
Figura 35. Eje redondo con chaflado en su interior para evitar cizallamiento. ......93
ix
Resumen
El presente proyecto de desarrollo de tesis tiene por principal objetivo tecnificar y
optimizar los procesos de maquinado sin arranque de viruta en las empresas
dedicadas al rubro metalmecánico en nuestra cuidad de Chiclayo cuyos procesos
son el troquelado de piezas de aluminio y bronce comercial con distintas figuras
geométricas.
Para el diseño y desarrollo de cada elemento electromecánico que conforma la
prensa mecánica se debe calcular todos los parámetros constructivos de su
estructura, para el troquelado en aluminio y bronce comercial que conforman las
distintas figuras de acuerdo a las necesidades del mercado.
Determinaremos los diámetros y espesores de cada elemento electromecánico que
estarán sometidos a esfuerzos de trabajo ya que gracias a nuestros conocimientos
adquiridos a lo largo de nuestra carrera profesional como ingenieros mecánicos en
nuestra casa de estudios y los conocimientos adquiridos en nuestra formación
como técnicos son de vital importancia y apoyo ya que nos da la capacidad para
diseñar y cada elemento electromecánico que forman su estructura de la prensa de
15 tn. Asegurando así el diseño de nuestro proyecto.
Palabras clave: Diseño de elementos electromecánicos, optimizar los procesos de
maquinado sin arranque de viruta, calcular los parámetros constructivos de la
estructura para el troquelado en aluminio y bronce.
x
Abstract
This thesis development project has as main objective to technify and optimize the
machining processes without chip removal in companies dedicated to the metallurgy
sector in our city of Chiclayo, whose processes are the die-cutting of aluminum parts
with different geometric figures.
For the design and development of each electromechanical element that makes up
the mechanical press, all the construction parameters of its structure must be
calculated, for die-cutting in aluminum that make up the different figures according
to the needs of the market.
We will determine the diameters and thicknesses of each electromechanical
element that will be subjected to work efforts because thanks to our knowledge
acquired throughout our professional career as mechanical engineers in our study
house and the knowledge acquired in our training as technicians are of vital
importance and support. Since it gives us the ability to design and each
electromechanical element that forms its press structure of 15 tons thus ensuring
the design of our project.
Keywords: Design of electromechanical elements, optimize machining processes
without chip removal, calculate the constructive parameters of the structure for
stamping in aluminum and bronze.
xi
I. INTRODUCCIÓN
1.1 Realidad problemática
Actualmente los procesos de maquinado sin arranque de viruta en las industrias
son unos de los procesos de conformación más importantes ya que a partir de una
lámina de chapa las prensas excéntricas logran obtener un sin número de trabajos
dándoles forma con diferentes troqueles con figuras geométricas de diversas
formas de acuerdo a la necesidad del mercado.
Es por ello que actualmente las industrias a nivel internacional y nacional de
acuerdo a nuestras investigaciones hay un cierto porcentaje de empresas
dedicadas al rubro de este tipo de labores que aún no cuentan con las maquinas
adecuadas para cada tipo de labores poniendo así en riesgo su integridad física
utilizando herramientas obsoletas que si bien harán el trabajo pero la calidad de sus
productos es muy baja ya que al no poder financiar este tipo de máquinas es que
aún se realizan estos trabajos de una manera artesanal.
Es por ello que la empresa INKA PACHACUTEC S.A.C ubicada en Chosica del
norte Chiclayo tiene por necesidad del Diseño de una Prensa Excéntrica de 15
Toneladas para Optimizar Procesos de Maquinado sin Arranque de Viruta en
vista de su crecimiento que está obteniendo poco a poco en el rubro de fundiciones
de ollas de aluminio tiene por objetivo realizar una serie trabajos en láminas de
aluminio de acuerdo a la necesidad del mercado a un corto plazo que consta de
una serie de figuras geométricas que solo se obtendrán a través del troquelado con
distintas matrices y punzones.
Ya que gracias a nuestros conocimientos obtenidos a lo largo de nuestra formación
académica y a nuestros conocimientos como técnicos en nuestras diferentes ramas
1
nos dan la capacidad de poder diseñar este tipo de máquinas para así poder
desarrollar más unas nuestras capacidades como futuros ingenieros mecánicos
eléctricos para así poder aportar al desarrollo de nuestras industrias de nuestra
localidad.
1.2 Trabajos Previos
En Ecuador la Universidad Politécnica Salesiana con sede de su campus Sur tiene
por prioridad la necesidad de fabricar unas fichas pequeñas de aluminio con formas
geométricas distintas con la finalidad de utilizarlos en su laboratorio de máquinas
herramientas de su campus la cual estas fichas van a tener un rol de intercambio
entre fichas de aluminio y herramientas a usar por los alumnos herramientas que
son parte del uso para el aprendizaje de los estudiantes de dicha universidad la
demanda es bastante ya que sus estudiantes son un número elevado estas
operaciones son diaria entonces la demanda de fichas es elevada por ello la
Universidad Politécnica Salesiana se ve en la necesidad de optimizar sus procesos
para mejorar en sus servicios en mira a futuro del crecimiento y formación de sus
alumnos por ello están necesitan el (Diseño y construcción de una troqueladora
para el corte de placas de aluminio, a ser empleadas en la bodega del
laboratorio de máquinas herramientas de la universidad politécnica
salesiana- Quito 2018). (Meir Meir & Valencia Hidalgo, 2018, pág. 5).
En Colombia la empresa FRC ingeniería S.A.C la cual se desempeña y brinda
servicios de mantenimiento, desmontajes , montajes y soluciones a empresas del
rubro de la minería y construcción la cual tiene por iniciativa el (Diseño de prensa
hidráulica automática para 300 toneladas con dispositivo de extracción de
rodamientos y mesa móvil) la cual es vista de la gran crecimiento industrial que
2
tiene se ha visto en la necesidad de perfeccionar en sus trabajos esté presente
proyecto nos dará la oportunidad de optimizar el linaje de cojinetes y enderezado
de vigas trabajos que efectúan en los servicios de sostenimiento que brindan ya
que su visión es posicionarse en el mercado por sus labores que brindan a la
industria de la construcción y minera la cual será de gran importancia para poder
avanzar en tanto a tecnología y calidad en sus servicios de mantenimiento ya que
sus trabajos serán realizados con mayor eficacia y calidad con la seguridad
industrial que se necesita. Por ello con la realización de proyecto beneficiara tanto
a la empresa como al personal encargado en este tipo de labores. (Torres Soler
& Bautista Herrera, 2016, pág. 18).
Las cajas de cartón son una herramienta muy importante ya que forman parte de
las líneas de producción en las distintas empresas y son los de vital importancia a
la hora de empaquetar sus productos por ello surge la necesidad de reciclar el
cartón para su debido procesamiento ya que su costo de procesamiento es barato,
al igual que el reciclado por ello surge la necesidad del Diseño de la estructura de
la Unidad troqueladora de cartón corrugado línea de producción en el estado
de la florida. (Ge, Wu, & Haitao, 2016, pág. 88).
La necesidad que se tiene por analizar los diferentes elementos y sistemas de
trabajo de la prensa hidráulica con un cilindro semiesférica es que a diferencia de
trabajo con una prensa hidráulica convencional estas tiene la una serie de
diferentes sistemas de fabricación en tanto a diseño y desempeño de trabajo ya
que esta prensa por alta capacidad de trabajo gracias a un sistema integrado o
microchip (CCIHP) hace su optima capacidad y desempeño por el ordenador
inteligente lo que las diferencia de las maquinas convencional por ello surge la
3
necesidad analizar los diferentes elementos y diseño de estructura. A fin de poder
diseñar su estructura (WW Zhang, y otros, 2015, pág. 407).
El presente proyecto tiene por objetivo el boceto y construcción de una prensa para
fines de estudio de y prácticas y conformación de los metales en el laboratorio de
ingeniería mecánica (S.A.V.) la universidad Politécnica Salesiana en Quito
(Ecuador) ya que la información recopilada brindara los conocimientos necesarios
para posteriores trabajos de los futuros ingenieros (GALÁRRAGA TORRES &
RODRÍGUEZ SÁNCHEZ , 2015, pág. 21).
En la facultad de ingeniería de la universidad de Helwan el Kairo se diseñó el primer
diseño de troqueles asistidos por ordenador la cual tiene por finalidad aplicar la
tecnología avanzada para el diseño y fabricación de troqueles y matrices
progresivos para la industria de troquelado en chapa metálica simulando tensiones,
esfuerzos cortantes en su ordenador. (Hussein Mohamed , Shailendra Kumar, &
Emad S Abouel Nasr , 2016, págs. 1-9)
En Ecuador se Diseñó y construcción de un prototipo para la extracción
continua de aceite de la semilla Sacha Inchi con un proceso de prensado en
frío esta máquina tiene por función la extracción de aceite en las semillas de sacha
Inchi la cual se utilizó acero ASTM 37 muy utilizado en estructuras debido a su gran
capacidad de resistencia a la deformación. ( Gutiérrez Suquillo, Saá Arévalo, &
Vinueza Lozada, 2016, pág. 5)
4
II. MARCO TEÓRICO
2.1 Desarrollo De La Temática Vinculada Al Tema De Investigación
2.1.1 La Prensa Excéntrica
En la búsqueda de mejorar el rendimiento y producción en la fabricación de piezas
en chapa metálica tuvo la creación de la prensa excéntrica es una máquina muy
usada en muchos trabajos realizados en frio y en algunos casos en caliente, se le
denomina como prensa al conjunto de elementos mecánicos que constituyen su
estructura y diseño la cual está formada por un bastidor que sostiene a su estructura
superior o bancada y su respectiva fuente de potencia el ariete y los diferentes
elementos y mecanismos que deslizan el ariete linealmente en línea recta con
relación a su bancada. Dependiendo su entrega de energía las podemos clasificar
en prensas hidráulicas y prensas mecánicas. (HUERTA GALVEZ, 2018, pág. 11)
Las prensas mecánicas están constituidas por un motor eléctrico la cual hace girar
a la volante de inercia llamada así ya que sirve de acumulador de energía que luego
será entregada a su parte móvil de la máquina o carnero que se desliza
verticalmente por medio del giro del eje excéntrico producido por la volante en este
sistema la energía entregada por la volante de inercia hacia el dispositivo deslizante
es accionada por el embrague o también llamado acoplamiento la cual haciendo el
engrane respectivo moverá el eje excéntrico para poder entregar la energía
acumulada en los cortes respectivos estas máquinas se usan para corte ,
estampado , embutido y forja (Babaresco, 2016, págs. 1-23).
5
2.1.2 Transferencia De Energía A Través Del Sistema Biela-Manivela
Este sistema de transferencia de energía a través del sistema biela-manivela tiene
por principio fundamental transformar el movimiento circular de rotación en un
sistema de movimiento rectilíneo uniforme es uno de los sistemas más importantes
en la transformación de movimientos en las máquinas es muy aplicado en prensas
excéntricas, motores de combustión y motores a vapor. El funcionamiento es muy
práctico y beneficioso en cuanto aplicación de fuerza en chapa metálica al momento
de cortar (X. F. Wang & W. D. Zhu, 2014, pág. 2)
2.1.3 Clasificación De Las Prensas
Dependiendo a la manera de entregar energía las prensas se pueden clasificar en
mecánicas o hidráulicas:
2.1.4 Prensas Mecánicas Excéntricas
Estas máquinas se distinguen de las demás por su sistema de trabajo biela –
manivela ya que es un sistema de trabajo muy utilizado y brinda grandes
capacidades de carga hacen de estas máquinas uno de las máquinas industriales
más importantes en producción en serie el giro hace mediante los elementos
excéntricos la cual desliza la corredera o vástago en línea vertical dando golpes en
determinados segundos logrando así el corte mediante los diferentes moldes o
troqueles. (Ver figura N° 1 en anexos). (CRIOLLO F. & TERÁN S., 2018, pág. 16)
2.1.5 Prensas Hidráulicas
este tipo de prensas de gran capacidad de trabajo se basan en el conocido principio
de pascal f2=f1 (A2/A1) se alimenta de hidrolina a alta presión inyectada en
cantidades mínimas hacia el pistón esto consigue altas capacidades de trabajo la
entrega de energía es controlada al igual que controlamos la velocidad de avance
6
del pistón al mantener el pulsador presionado estos tipos de máquinas se utilizan
para grandes capacidades de trabajo embuticiones cizallado etc. (GABP.
INGENIERIA , pág. 41)
2.1.6 Partes Principales De Una Prensa Excéntrica
Volante de inercia: Es el dispositivo que almacena energía la cual absorbe energía
mecánica al ser accionada por la polea del motor aumentando su velocidad angular
la cual la suministra en pequeñas fracciones al momento de trabajo accionando el
pedal de accionamiento.
Pistón de carrera: También llamado vástago de deslizamiento este dispositivo es
la parte que de desliza en forma vertical al ser accionada por el eje excéntrico a
una determinada longitud es la parte que porta al troquel.
Transmisión por faja: Es una de los sistemas de trasmisión más importantes ya
que de ella depende el accionamiento de la volante de inercia al ser conducido a
través del motor principal a través de la polea.
Base: Es la parte inferior que soporta la estructura esta estructura va a variar en
modelos y espesores de acuerdo a su diseño y esfuerzos de carga
Placa transversal: Es la parte que porta la matriz de trabajo en ella se fija a través
de pernos es una superficie plana rectificada para evitar desalineamientos entre el
punzón y la matriz
Armazón o Estructura: Es la parte de la máquina que sostiene todos los
elementos electromecánicos que conforman su diseño la cual su espesor y forma
va a variar de acuerdo a su desarrollo de cálculos. (Soto Cifuentes, 2018, pág. 8).
7
2.1.7 Según Su Desempeño Industrial Prensa Para Trabajos Mixtos
Progresivos
Entendemos por trabajo progresivo a la serie de trabajos u operaciones que se
pueden realizar con un mismo troquel a una cinta plana o chapa a fin de poder
realizar y obtener piezas de forma repetitiva de formas regulares.
El Laboratorio Estatal de Energía de fluidos y sistemas mecatrónicos la Universidad
de Zhejiang, Hangzhou en (China) desarrollo de acuerdo a sus investigaciones para
el prensado y forjado de metales un adaptativo de control de movimientos la cual
sirve para prensas hidráulicas este sistema actúa como un resorte lineal
absorbiendo la energía potencial gravitatoria impidiendo que las vigas se muevan
durante el proceso de prensado evitando la desalineación. (Qiang Zhang, Jin Hui
Fang, Jianhua Wei, Yi Xiong, & Wang Gang, 2016, pág. 2)
2.1.8 Prensas Múltiples O De Paso
Este tipo de prensas logran obtener en dos fases el trabajo que puedan realizar
tales como embutido y corte o corte y doblado con la finalidad de poder obtener en
un solo tiempo estas dos acciones combinadas para ello los punzones tienen que
estar alineados entre sí para que actúen de manera sincronizada realizando el
trabajo en perfectas condiciones. (ENCURED, 2019, pág. 2)
2.2 Definición Conceptual Del Conformado De Los Metales
El conformado de los metales es uno de los procesos de trasformación de los
materiales en chapa metálica más importantes hoy en día en las industrias de
producción de estampado o troquelado en este punto se tomara en cuenta el paso
8
más importante para la deformación de los metales en chapa la cual para la
deformación plástica o conformado se debe superar el límite de la fluencia del
material para que la deformación del metal sea lograda sometiendo al metal a
esfuerzos elásticos que superan sus límites permitidos de acuerdo a su estructura
física ( Aguilar Schafer, 2018, pág. 8)
2.2.1 Procesos De Deformación Plástica
La deformación plástica es una de las propiedades físicas de los materiales las
cuales les da la característica de deformarse al aplicar sobre él una fuerza y al
retirar la fuerza aplicada ya no volverá a su estado natural dando así paso a la
propiedad física de los materiales la deformación ( Barbarin Matute , 2014, pág. 5)
2.2.2 Deformación Elástica
La deformación elástica se da cuando aplicamos una fuerza determinada y al
retirarla vuelve a su estado natural y no presenta deformaciones permanentes la
cual quiere decir que el proceso es naturalmente reversible. Todos los materiales
tienen un cierto límite de elasticidad ya que si los materiales no tuvieran esta
propiedad física quedarían deformados en sus estructuras y quedarían inutilizadas
cabe resaltar que ningún material es perfectamente elástico va a depender mucho
del tipo de material tipo de estructura el tipo de cargas aplicadas ya que si estas
sobrepasan sus valores permitidos lograran sobrepasar los límites plásticos y la
deformaran. (Ariagno & Moreno, 2014, pág. 13)
9
2.2.3 Cizallamiento
La operación del cizallado tiene por función el corte de la lámina de metal en chapa
en línea recta entre los bordes de corte esta acción es la esencial en todo maquina
cuyo labor principal es el troquelado esta operación va a depender mucho dela
capacidad de corte de máquina, espesor y filo del troquel o cuchilla para obtener el
acabo perfecto ya que es muy común en las industrias de procesamiento y
conformación de chapa metálica por su velocidad y facilidad de corte y bajo costo
de trabajo. (E. Gustafsson,, M. Oldenburg, & A. Jansson, 2014, págs. 2-3)
2.2.4 Ruptura
Este proceso se da a través del momento que la lámina metálica entra en contacto
con la cuchilla de corte o punzón comprimiendo la zona de corte esta zona afectada
comenzara a endurecerse y se originan unas pequeñas fracturas por la presión de
corte llegando a su límite de elasticidad del metal produciéndose la ruptura. Este
tipo de fenómenos físicos de las propiedades de los metales se dan en todos los
procesos de corte de metal láminas de chapa. (S. Buchkremer, F. Klocke, & D.
Veselovac, 2016, pág. 10)
2.2.5 Conformado En Frio
El conformado en frio se refiere al trabajo a temperatura ambiente o menor este tipo
de proceso se da en distintos tipos de materiales ya que al aplicar una fuerza mayor
a la de la resistencia del material se deformará dando paso así al conformado en
frio y al trabar a temperatura ambiente mejorando las condiciones de
maquinabilidad, la exactitud de sus dimensiones y un mejor acabado superficial.
10
Ventajas: Mejor precisión, menores tolerancias, mejor acabado en su superficie,
mayor dureza en sus partes.
Desventajas: Requiere mayores esfuerzos mayores, reduce su ductilidad, mayor
aumento a la tensión, variación de tolerancias en cuanto a medidas, limita el
conformado de sus partes. ( (Control Estadiscos de los Procesos , 2014, pág. 274).
2.2.6 Propiedades Mecánicas De Los Materiales
Los materiales poseen diferentes propiedades mecánicas las cuales son de vital
importancia que sin ellas no podríamos apreciar y estudiar sus cambios físicos al
ser aplicados sobre ellos una determinada fuerza o fuerzas exteriores las cuales
son:
Elasticidad: Es propiedad física de los materiales las cuales luego de que al actuar
sobre él una determinada fuerza retoma su aspecto original al quitarle la fuerza
actuada sobre ella.
Plasticidad: Es la propiedad física de los materiales es toda la contraria a la
elasticidad ya que al actuar sobre ella una determinada fuerza ya no logra retomar
su estado original cambiando su aspecto físico.
Maleabilidad: Es la propiedad física de los materiales la cual tiene la capacidad de
reducirse en láminas más finas.
Ductibilidad: Propiedad física de los materiales las cuales tienen la capacidad de
poder ser transformados a hilos muy finos o alambres.
Dureza: Esta propiedad física el material pone resistencia al ser penetrado por otro
en esta propiedad podemos apreciar la resistencia al desgaste o abrasión
producida por otros metales.
11
Tenacidad: Propiedad de los materiales la cual opone resistencia a la rotura al ser
sometidos a esfuerzos de deformación.
Fragilidad: Propiedad física opuesta de la tenacidad en este proceso el material
logra romperse con facilidad sin que se produzca la deformación elástica.
(CONECBAND, 2017, pág. 1)
2.2.7 El Troquelado O Estampado
La definición de troquelado o estampado son el conjunto de operaciones a las
cuales se somete un material determinado a ciertas transformaciones a fin de poder
obtener una serie de figuras geométricas de acuerdo a la necesidad propia sin
arrancar viruta por ello determinamos que es una de las operaciones de
mecanizado sin arranque de viruta más completas y prácticas empleadas en las
industrias de producción en serie .Esta operación se realizan con troqueles
acondicionados a las prensas (por lo general el movimiento de rotación es
rectilíneo-alternativo. ( ARCHUNDIA LÓPEZ, 2015)
Las operaciones las se dividen:
2.2.8 Doblado O Curvado
Estas operaciones se realizan generalmente en frio consiste en realizar la
deformación plástica del metal o lamina propiedad físicas del acero para dar formas
geométricas distintas a la anterior al momento de realizar estas operaciones se
toman en cuenta muchos factores que influyen en estas operaciones las cuales son
muy importantes para correcto proceso tales como: elasticidad del material, las
12
geometrías de las matrices con sus respectivos radios para evitar que deje huellas
en sus aristas y ángulos de doblado. ( FUNDACION ASCAMM, 2017).
2.2.9 Corte O Estampado
Esta operación realizada generalmente en frio el troquelado es la operación la cual
se trabajan laminas metálicas sometiéndolas a esfuerzos cortantes a través de un
punzón y la matriz la diferencia entre el cizallado y el troquelado es que el cizallado
se realiza de forma lineal a diferencia del troquelado que produce cortes circulares
cerrados o distintas geometrías pero cerrados. (Vega Sanchez, 2015).
Embutido: Operación que puede varias al ser realizada en frio o caliente estos
tipos de procesos las utilizan las industrias hoy en día los materiales más usados
son láminas de acero y aleaciones ligeras los espesores varían de acuerdo a la
capacidad de la máquina. Ver figura Nº3 en Anexos. (MANUFACTURA I , pág. 246)
Punzón de corte: Es el elemento de corte en las troqueladoras la cual su geometría
es varía de acuerdo a la necesidad de trabajo y la matriz de corte este punzón de
corte es una pieza de una alta dureza con altos contenidos de carbono su tolerancia
de corte entre matriz y punzón debe ser de al menos 0,02 centésimas de milímetro
esta tolerancia va a permitir que la holgura que al momento de que el punzón
ingrese a la geometría de la matriz no haya presión y no termine por deformar los
moldes o matrices cabe resaltar que vida útil de los punzones de corte va a
depender tanto del espesor de material, tipo de material y calidad de los troqueles.
(Engineering, 2019, pág. 3)
13
Matriz: La matriz de corte es el elemento básico en conjunto con el punzón que
actúan en conjunto para obtener los diferentes procesos de trasformación de los
metales por troquelado en este proceso es muy importante el diseño y las
tolerancias entre los puntos de corte de punzón y matriz para evitar prematuros
desgastes des sus superficies la matriz va portada en la base superior o mesa de
la prensa asegurada con pernos para evitar su desalineación (T Lor, , P Klusmeyer,
& M Torres, 2019, pág. 3)
2.3 La Mecánica
La mecánica proviene del griego (Μηχανική) que significa el arte de crear o construir
una máquina la cual estudia el estudio de los cuerpos en reposo y movimiento de
los cuerpos la cual se encuentran en movimiento por la acción de una fuerza que
actúa sobre ellos. La mecánica es una rama de la física porque ella estudia todos
los fenómenos físicos que tienen relación a los cambios de movimiento de los
cuerpos por ello diríamos que está relacionada a las matemáticas pero también se
relaciona con la ingeniería pero en menos proporción menos riguroso pero sin
embargo ambos puntos de vista sobre estas relaciones son válidas ya que gracias
a la ingeniería podemos observar y experimentar los acontecimientos que se
suscitan con los cambios o fenómenos físicos gracias a la mecánica. (LONDOÑO
V, pág. 91) .
2.4 Resistencia De Materiales
Cuando hablamos de resistencia de materiales por su extensión en la aplicación de
la mecánica de estructuras podemos referirnos o considerarla como la parte de la
mecánica de solidos la cual se encarga de estudiar la teoría de la elasticidad a los
14
problemas que se suscitan en el diseño de las estructuras aplicados en la mecánica
como parte de solución de forma analítica. Por lo tanto, el ingeniero mecánico debe
garantizar con éxito el diseño rigidez y resistencia de sus estructuras ( SALAZAR.
T, pág. 5)
2.4.1 Objetivo De La Resistencia De Materiales
El objetivo de la resistencia de materiales en este punto como parte fundamental
de la mecánica de estructuras es determinar la reacción y respuestas de las
estructuras al ser sometidas a cargas en diferentes situaciones durante la
construcción de la estructura y su vida útil. Por su reacción y respuestas de las
estructuras se sobreentiende que se determinaran los esfuerzos de tensión y
deformación a las que estará sometida por la acción de los diferentes estados de
cargas. El propósito del estudio de las tensiones a la que está sometida la máquina
es para garantizar las normas correspondientes para que se haga correcta la buena
práctica y buen estado de seguridad de las estructuras. ( (CERVERA RUIZ &
BLANCO DIAZ , 2001, pág. 3).
2.4.2 Influencia De Los Tipos De Materiales Para La Fabricación De
Máquinas Herramientas
Los diferentes componentes de las distintas estructuras de las maquinas
herramientas tienen que funcionar a la perfección garantizando un producto de
calidad y garantizando la seguridad industrial para los operadores. Durante la
fabricación de máquinas herramientas debemos destacar que la maquina sea lo
suficientemente rígida, con su peso adecuado ligero utilizando un material que sea
15
de alta amortiguación y de buenas cualidades dinámicas y térmicas por lo que la
selección del tipo de material para el diseño de máquinas herramientas es uno de
los factores más importantes en la fabricación de estructuras las necesidades
variaran de acuerdo a la necesidad del fabricante y uso de la maquina ( Soňa
RUSNÁKOVÁ, Daniel KUČERKA, Podaril Martin, Ján KMEC , & Rusnak Vladimír,
2014, pág. 9)
2.5 La Soldadura
La soldadura es uno de los procesos de manufactura más importantes hoy en día
en las grandes industrias en la cual consta en unir dos o más piezas a través de un
medio aportante en este caso es el electrodo o material aportado esta unión se da
a través de la coalescencia (fusión) este fenómeno físico se da atreves de la
aplicación del calor intenso y calor necesario para fundir el metal es producido por
un arco eléctrico. El arco eléctrico se forma en el trabajo por medio de un electrodo
revestido que es guiado manualmente a través de la junta o línea a soldar. La
soldadura es actualmente muy aplicada en todas las ramas de la industria de
procesos de manufactura es un proceso muy confiable y altamente aplicable en
todos los diferentes tipos de materiales y sus aleaciones. (Camarena Alvarado,
2016 , pág. 5).
La con portabilidad de los diferentes tipos de soldadura por arco es muy importante
ya que a través de ella nos puede ayudar a mejorar la calidad de soldadura, la
aplicación correcta del tipo de soldadura nos ayudara a predecir los y mejorar la
calidad de las uniones evitando fallas y rupturas por altas cargas de trabajo (Paul
Kah , Hamidreza Latif, Raimo Suoranta, Jukka Martikainen, & Markku Pirinen, 2014,
pág. 11) . Ver figura N.º 4 Anexos.
16
2.6 Rodamientos
Los rodamientos o cojinetes son elementos rodantes que se utilizan para transmitir
movimiento a través de sus ejes los rodamientos son parte del componente de una
máquina las cuales son portadores de los ejes o arboles de transmisión. Estos
elementos brindan mucha ventaja al momento de realizar su trabajo bajo
rozamiento, se pueden montar fácilmente, tienen tolerancias y acabados muy
precisos, admiten cargan axiales y radiales de con tolerancias de acuerdo a sus
diámetros, los hay auto lineales, son muy resistentes a altas cargas y velocidades.
(Osorio Santander, 2014, pág. 12)
A través de sus múltiples investigaciones la Facultad de Ingeniería Mecánica de la
Universidad de Xi'an Jiaotong, Xi'an en (China) logro determinar la vida útil de los
rodamientos de bolas angular la cual hace uno de los rodamientos más apropiados
para altas cargas de trabajo es así que los factores de falla en instalación precisión
de rotación de los husillos de las máquinas, capacidades de carga excesivas,
errores de mecanizado, son factores que influyen en la rotación y vida útil de los
rodamientos. (Zhang, xiaohu, Hong, Ke, & Wang, 2016, págs. 10-11)
2.6.1 Vida Útil De Los Rodamientos
Cuando los rodillos o bolas de los cojinetes o rodamientos de desplazan por las
pistas de los rodajes aparecen esfuerzos y variación de tensiones con el pasar del
tiempo la cual por horas de trabajo y altas que están sometidos producen desgastes
en sus o deformaciones principales causas de sus roturas ( FANUC Corporation,
Yamanashi & Michi MASUYA, Yamanashi , 2015)
17
2.6.2 Principales Causas De Fallas De Los Rodamientos
Los rodamientos elementos fundamentales en toda trasmisión por ello el cuidado a
las que deberían estar sometidos son muchos y también son varios los factores y
causas de su deterioro.
Mala lubricación, contaminación, desalineamiento, mal montaje, fatiga, corrosión,
cargas excesivas, sobrecalentamiento, mal ajuste de sus partes y almacenamiento
incorrecto estas son los principales inconvenientes en la vida útil de los cojinetes
cabe resaltar que la vida útil de vida rodamiento va a depender tanto de su diseño
y capacidades de carga. (Yanfei Zhang, Xiaohu Li , Jun Hong, Ke Yan , & and
Sun’an Wang, 2016, pág. 7). Ver figura N.º 5 Anexos.
2.7 Diseño Mecánico
2.7.1 El Diseño
El diseño consta de hacer una serie de formulaciones para la cual su principal
objetivo es satisfacer una exigencia específica para poder dar solución al
inconveniente si el planteamiento propuesto resulta en la fabricación o creación
netamente real entonces diríamos que el producto tiene que ser seguro, eficaz,
honesta, lucrativo y competitivo para que pueda fabricarse y comercializarse. El
diseño es la actividad en que se debe estar comunicados constantemente ya sea
usando palabras, imágenes son las formas escritas más importantes con sus
tolerancias especificadas y dimensiones de cada plano en esta rama del diseño
estas destrezas de habilidad de poder expresar una información definirán el éxito
del proyecto ya que con sus informaciones se tomaran decisiones importantes.
(GUNT HAMBURG, 2019, pág. 254)
18
2.7.2 El Diseño Aplicado En La Ingeniería Mecánica
El diseño y su aplicación en la ingeniería es extensa ya que es aplicada en todas
sus ramas en la cual se tenga por objetivo fundamental el diseño, por ejemplo:
aplicada a la mecánica de sólidos, a la electricidad, mecánica de fluidos, y procesos
de manufactura. Fases e interacciones durante el proceso de diseño. (G.
Budynas & J. keith, pág. 5)
2.8 Formulación Del Problema
¿Cuál sería la habilidad precisa de partes y las especificaciones metodológicas de
una prensa excéntrica de 15 Tn para optimizar procesos de maquinado sin
arranque de viruta en la empresa INCA PACHACUTEC S.A.C. - CHICLAYO?
2.8.1 Justificación Del Estudio
2.8.1.1 Tecnología
Esta investigación es importante porque permitirá optimizar el proceso de
maquinado sin arranque de viruta además disminuirá sus tiempos de maquinado,
permitirá el desarrollo de tecnología aplicada a nuestra realidad respetando la
normatividad vigente con la tecnología aplicada en el diseño con este proyecto
lograremos impulsar el crecimiento de su producción con uso de la máquina
adecuada para el tipo de trabajo que se va a realizar ya que su diseño junto con la
selección de materiales con ciertos parámetros de control de resistencia de
materiales lograra beneficiar a la empresa FUNDICION INCA PACHACUTEC S.A.C
ubicada en Chosica del norte vía Reque dedicada al rubro de procesos de
19
manufactura. Por ello nuestro diseño lograra incentivar al uso de estas máquinas
industriales adecuadas para este tipo de procesos a las empresas que son parte
de nuestro desarrollo industrial local.
2.8.1.2 Social
Con la realización de este proyecto vamos a lograr que la mano de obra del hombre
ya no se pueda utilizar en ciertos puntos para la realización de ciertos trabajos en
donde se ve expuesta su integridad física al realizar los trabajos que demandan de
mucho riesgo y así poder brindarle al personal de trabajo un ambiente más seguro
con la seguridad industrial garantizada y así reducir el número de personal para
este tipo de labores para poder reubicar al personal en las diferentes áreas donde
puedan laborar.
2.8.1.3 Económica
Con la realización del diseño de este proyecto las industrias tendrán la oportunidad
de poder realizar sus trabajos de manera más rápida logrando así una producción
más elevada y con mejor calidad invirtiendo así menos tiempo, menos personal y
menos esfuerzo dando así a sus clientes el producto con el mismo valor, pero con
la gran diferencia en calidad y tiempo reducido.
2.8.1.4 Ambiental
Con el diseño de este proyecto vamos a poder contribuir al cuidado del medio
ambiente minimizando el impacto ambiental ya que sus residuos del proceso del
maquinado se van a poder almacenar en depósitos correctos para su respectiva
20
reutilización para no derramar ningún residuo de metal al suelo para evitar la
corrosión.
2.8.2 Objetivos
2.8.2.1 Objetivo general
Diseñar una Prensa Excéntrica de 15 Toneladas para Optimizar Procesos de
Maquinado sin Arranque de Viruta en la empresa INCA PACHACUTEC S.A.C –
CHICLAYO.
2.8.2.2 Objetivos específicos
1. Determinar las principales necesidades de la empresa para optimizar el proceso
de maquinado sin arranque de viruta en la empresa INCA PACHACUTEC
S.A.C.-Chiclayo.
2. Determinar los parámetros de operación de la prensa excéntrica de 15 toneladas
para optimizar procesos de maquinado sin arranque de viruta en la empresa
INCA PACHACUTEC S.A.C.-Chiclayo.
3. Calcular y seleccionar los diversos elementos electromecánicos que conforman
los componentes de la prensa excéntrica.
4. Evaluar económicamente el diseño de la prensa excéntrica, a través de los
indicadores TIR y VAN.
21
III. METODOLOGÍA
3.1 Tipo De La Investigación
Diseño: Investigación cuasiexperimental
3.1.1 Tipo Y Diseño De Investigación Tecnológica Aplicada
El prototipo de diseño de la pesquisa aplicada en este presente desarrollo de tesis
es Investigación cuasiexperimental esta investigación tecnológica aplicada es toda
aquella que determina o genera conocimientos y métodos dirigidos hacia un
determinado tipo de sector productivo de algún bien y/ servicio con la finalidad de
mejorar dicho sector o hacerlo más eficiente cuya finalidad de adquirir productos
nuevos logrando así ser más competitivos en nuestro sector para poder conducir la
empresa a la innovación.
En determinación es la organización y aplicación de muchos conocimientos con la
finalidad de obtener resultados prácticos, las cuales logran intervenir conocimientos
y manifestaciones físicas, teorías relacionadas a las máquinas herramientas
industriales y también técnicas intelectuales y los diferentes procesos que son
utilizados con la finalidad de resolver problemas y generando resultados.
3.1.2 Diseño de la investigación
Diseño: Investigación cuasiexperimental
3.1.3 Variable independiente
Diseño de una prensa excéntrica de 15 Toneladas
22
3.1.4 Variable Dependiente
Optimizar procesos de maquinado sin arranque de viruta
23
3.2 Escenario de Estudio
Tabla 1: Definiciones del estudio.

DEFINICIÓN DEFINICIÓN
VARIABLES DIMENSIÓN INDICADOR INSTRUMENTOS ESCALA
CONCEPTUAL OPERACIONAL
Una prensa
excéntrica es un
Es un sistema Flexión
conjunto de
mecánico la cual torsión
VARIABLE elementos
es capaz de compresión
INDEPENDIENTE mecánicos y Diseño N/m - N/m -
realizar un aceleración
DISEÑO DE UNA eléctricos que Mecánico Software de diseño N/m - m -
conjunto de velocidad
PRENSA tienen por función Diseño mecánico AutoCAD Rda/s - Hz -
operaciones lineal angular
EXENTICA 15 realizar un eléctrico Ma - v
determinadas frecuencia
TONELADAS determinado tipo
ejecutadas por el corriente
de trabajo la cual
operador tensión
será ejecutada por
el operador.
El maquinado es
VARIABLE
un proceso el cual En el proceso de
DEPENDIENTE
consta en retirar o maquinado se da
OPTIMIZAR LOS Guías de Horas de
arrancar material a forma al material
PROCESOS DE Tiempo Tiempo observación y trabajo
través de una de diferentes
MAQUINADO SIN entrevistas inspección
herramienta de espesores con los
ARRANQUE DE
corte a una cierta distintos moldes.
VIRUTA
velocidad.
Fuente: Elaboración propia.
24
3.3 Participantes
3.3.1 Población
La población está conformada por la cantidad y tipos de troquelado en la empresa
INCA PACHACUTEC S.A.C.
3.3.2 Muestra
La muestra es igual a la población y está conformada por la cantidad y tipos de
troquelado en la empresa INCA PACHACUTEC S.A.C.
3.4 Técnica e instrumentos de recolección de datos
3.4.1 Técnica
a) Encuestas: Formularemos una serie de preguntas para recopilar la información
necesaria sobre el funcionamiento de la prensa excéntrica.
b) Entrevistas: Es presente cuestionario se deberá realizar a las personas que
están capacitadas para brindar la información necesaria sobre el diseño de prensas
excéntricas.
c) Análisis de documentos: En el proyecto de investigación se deberá recopilar
la información necesaria para el Diseño de Prensas excéntricas.
d) Observaciones: Tendremos en cuenta el diseño y funcionamiento de las
prensas excéntricas que están en funcionamiento.
3.4.2 Instrumentos de recolección de datos
A continuación, mencionaremos los diferentes materiales de recolección de
reseñas utilizados en el presente proyecto de investigación.
25
Entrevistas:
Realizaremos entrevistas a:
a) Ingenieros mecánicos eléctricos en la especialidad de diseño de elementos de
maquinas
b) Técnicos en la especialidad de fabricación y mantenimiento de elementos
mecánicos
c) Ingenieros mecánicos eléctricos en la especialidad de resistencia de materiales.
3.4.3 Validez y Confiabilidad
a) Validez
La validez y aprobación del presente proyecto de investigación estará en manos de
personas expertas en la especialidad, se hará un informe con los datos necesarios
que deseamos conseguir con dicho instrumento validados con la firma de la
persona capacitada.
b) Confiabilidad
La confiabilidad del presente proyecto de investigación estará basada en el llenado
de los registros gráficos y fichas de investigación.
3.5 Procedimiento
Para el proyecto de investigación vamos a utilizar la metodología descriptiva para
poder analizar los diferentes procesos de mecanizados sin arranque de viruta en la
empresa INCA PACHACUTEC S.A.C.
26
3.6 Aspectos Éticos
El presente proyecto de investigación se realizará respetando la veracidad de los
datos y valores obtenidos en el proceso sin alterar la información, además de
respetar los reglamentos que acreditan su veracidad.
Las reseñas obtenidas en el proceso de la investigación deberán ser
completamente confiables para poder desarrollar el proyecto, sintetizando se
deberá hablar con la verdad y veracidad en el desarrollo de la investigación.
Tomaremos en cuenta los criterios del código de ética del colegio de ingenieros del
Perú la cual nos refiere en su código tecnológico de ética que los ingenieros
deberán mantener la veracidad y objetividad en sus informes presentados durante
el proceso de investigación.
27
IV. RESULTADOS
4.1 Determinar las Principales Necesidades de la Empresa para Optimizar el
Proceso de Maquinado sin Arranque de Viruta en la Empresa Inca
Pachacútec S.A.C.-Chiclayo.
4.1.1 Necesidades de la Empresa
Las principales necesidades que estaban presentes en la empresa se llegaron a
determinar mediante 5 entrevistas realizadas al gerente y trabajadores de la misma
involucrados con maquinado sin arranque de viruta. El formato de entrevista se
puede apreciar en el Anexos y las cinco entrevistas realizadas a los trabajadores
de la empresa
En la Tabla N° 1 se está detallando de la manera más simple y con un resumen de
las entrevistas realizadas. Gracias al estudio de estas entrevistas se logró extraer
las conclusiones más probables las cuales se detallan a continuación.
Objetivo principal: Recoger la información necesaria relacionada al diseño de la
Prensa Excéntrica de 15 Toneladas para Optimizar Procesos de Maquinado sin
Arranque de Viruta.
¿Qué tipo de material utilizan con frecuencia para elaborar sus productos en
la empresa?
Mediante la previa encuesta determinamos que el material más frecuente en la
elaboración de sus productos es el aluminio serie 1000 con un 99% de pureza muy
utilizado para utensilios de cocina
28
¿Cuáles son las figuras geométricas que más se realizan cortes?
Existen muchos tipos de cortes, con diferentes objetivos las cuales están
proyectándose a futuro a necesidad del mercado brindando un servicio con buena
calidad.
¿Actualmente en la empresa existe la seguridad adecuada al realizar este tipo
de labores sin la maquina adecuada? ¿Y de qué manera usted garantizaría la
seguridad del trabajador al operar la maquina?
Cabe precisar que los riesgos laborales son indudablemente muy altos al manipular
objetos obsoletos ya que no son realizados de la manera apropiada. La cual la
manera en la que se garantizaría la integridad física del operador es que la maquina
está fabricada parámetros de calidad de material calidad de diseño.
¿De qué manera realiza el personal de la empresa los procesos de
mecanizado sin arranque de viruta? Explique
Actualmente los procesos de maquinado sin arranque de viruta los realizan de
manera artesanal utilizando punzones y moldes de acuerdo a sus necesidades
cabe precisar que este tipo de procesos no es tan común en sus tareas diarias ya
que demanda de mucho tiempo ya que no cuentan con la maquina adecuada.
¿Qué tiempo llevan realizando los procesos de maquinado sin arranque de
viruta de manera artesanal?
De esta manera podemos sacar información que se viene trabajando de una
manera artesanal en este tipo de trabajos, ya que se emplea mucho tiempo y mucha
demanda de mano de obra.
29
¿Cree usted que es importante aliviar el esfuerzo humano mediante el uso de
máquinas especializadas?
En gran parte del personal entrevistado, se logró obtener un índice mayor de
respuesta que es de mucha importancia contar con una máquina de este tipo para
que el trabajo se pueda realizar en el menor tiempo posible.
¿Considera usted que es importante reducir el costo y tiempo de corte con la
máquina de mecanizado sin arranque de viruta?
Se considero establecer aquella pregunta que es principal para los trabajos
asignados en el menor tiempo posible para así obtener la reducción de costos,
obteniendo así el mayor tiempo para los siguientes trabajos.
¿En caso de existir una máquina de mecanizado sin arranque de viruta,
estaría dispuesto a adquirirla?
Gracias a esta interrogante podemos tener como evidencia que la compañía tiene
una gran finalidad de poder obtener la maquina con la finalidad de satisfacer sus
necesidades.
¿Cuánto estaría dispuesto a pagar por una máquina que realice el troquelado
de manera rápida y eficiente?
Obtendremos un valor monetario referencial en cuanto al dueño de la empresa
estará en condiciones de pagar para poder obtener la máquina.
En su opinión ¿Qué características debería poseer una máquina de
mecanizado sin arranque de viruta?
Es de mucha importancia obtener datos antes de realizar un diseño, lo cual gracias
a este método podemos obtener esa información, las características son una fuente
de mucha importancia, para el diseño y posteriormente para la ejecución de
proyecto.
30
4.1.2 Especificaciones Ingenieriles
Practicada las indagaciones, y mismo modo analizado la normativa y las
recomendaciones de bosquejo, se llegó a la conclusión más clara acerca de los
requerimientos que desea la compañía. Asumiendo la responsabilidad y el criterio
de la ingeniería. Esta investigación será de mucha importancia para el análisis del
presente proyecto. La cual se puede observar en anexos pág. 74.
4.2 Determinar los parámetros de operación de la prensa excéntrica de 15
toneladas para optimizar procesos de maquinado sin arranque de viruta en
la empresa inca PACHACUTEC S.A.C.-CHICLAYO.
Para un mejor diseño se optó por conocer y determinar sus ventajas y desventajas
de 3 conceptos de prensas, con la única finalidad de hacer un buen diseño, a
continuación, se muestran los conceptos.
4.2.1 Prensa Mecánica.
Gracias a una volante de inercia que sirve como acumulador de energía y a su moto
eléctrica que hace girar la volante, para después poder entregar la fuerza en forma
de energía almacenada
Tabla 2: Ventajas y desventajas de prensa mecánica.

VENTAJAS DESVENTAJAS
• Mayor uso en trabajos de corte,
estampados y forjas.
• Se gran importancia para realizar • Su gran costo.
cualquier tipo de trabajos. • Se requiere de mucho personal
• Su enorme diseño se puede para ser trasladada a otro lugar de
montar en cualquier parte de la la empresa.
empresa para previo trabajo.
• Capacidad de producción en
comparación a otras prensas.
31
Figura 1. Prensa excéntrica.
4.2.2 Prensa Hidráulica.
Este mecanismo tiene gracias a la aplicación de un conjunto de diferentes fuerzas
de poca intensidad que en el trascurso de un determinado tiempo provoca una
fuerza total de gran magnitud.
Tabla 3: Ventajas y desventajas de la prensa hidráulica.

• Genera mayor fuerza.
• Funcional con el principio de
• Herramienta de fácil de usar.
pascal.
• Sirven para operaciones de
• Necesita un pistón de un mayor
embutición profunda.
diámetro por si se requiera de
• Sirven para procesos como aplicar más fuerza
acuñado
32
Figura 2. Prensa hidráulica.
4.2.3 Prensa Neumática.
Gracias al aire comprimido que es forzado en un tubo que se llena de aire y paso
siguiente hace que la prensa se deslice hacia abajo, teniendo una carrera para que
se mueva hacia abajo y hacia arriba.
Figura 3. Prensa Neumática.
33
Tabla 4: Ventajas y desventajas de la prensa neumática.
• Logran moverse 10 veces más
• Equipos muy costosos.
que una prensa hidráulica.
• Generan desgastes mediante
• Herramienta de fácil de usar.
el aire comprimido.
• Gracias a su diseño se puede
• Al escaparse el aire puede
montar en cualquier lugar de
llegar a producir mucho sonido
una fábrica.
4.2.4 Dimensionamiento De La Máquina
Se tomará una configuración ganadora con la finalidad que pueda satisfacer los
principales requerimientos de una empresa, para poder realizar los siguientes
procedimientos para los primeros pasos de nuestra máquina de arranque sin viruta
para le empresa.
Gracias a las ventajas que nos brinda el concepto N° 1, podemos dar inicio a
nuestro proyecto. Del mismo modo se tomarán datos recolectados gracias a las
entrevistas que se logró realizar como la altura, ancho y largo, datos obtenidos
gracias a la empresa INCA PACHACUTEC S.A.C.- Chiclayo. (Ver figura N° 6. en
anexos Pág. 69)
4.2.5 Selección De Materiales Para El Eje Del Sistema De
Transmisión.
Para la construcción de los ejes el material propicio del sistema de transmisión se
tiene en cuenta la materia prima, Aceros AISI: 1010, 1020 Y 1045. Para la obtención
de los materiales a elegir se tienen en cuenta las propiedades Mecánicas.
Resistentes a la tracción para el diseño de los ejes. Asignándoles una ponderación
para cada tipo de material.
34
4.3 Calcular y seleccionar los diversos elementos electromecánicos que
conforman la prensa excéntrica.
4.3.1 Determinación de la fuerza de corte
Fórmula para determinar la Fuerza de Corte:
𝐹 = 𝑃𝑠𝜎𝑐 … (1)
Dónde:
𝐹 : Fuerza necesaria del corte. [Kg]
𝑠 : Volumen del material. [mm]
𝑃 : Longitud de la línea de corte o perímetro de corte. [mm]
𝜎𝑐 : Esfuerzo de corte del material. [𝑘𝑔⁄𝑚𝑚2 ]
Determinamos que se realizará cortes de círculos de 40mm de diámetro.
Hallamos el perímetro del molde circular.
Dónde:
𝑃 = 2𝜋𝑟 … (2)
Dónde:
𝑃 : Perímetro del corte a realizar. [mm]
𝑟 : Radio del círculo. [mm]
𝑃 = 2𝜋(20)
𝑃 = 125.66 𝑚𝑚
Determinamos un perímetro para la matriz de 125.66 mm
35
El material que se trabajará será BRONCE, teniendo como Resistencia al corte
(𝑁⁄𝑚𝑚2 )
Convertimos la resistencia al corte del bronce
𝜎𝑐 = 392 𝑀𝑃𝑎 = 39.97 𝐾𝑔⁄𝑚𝑚2
Teniendo determinado los parámetros necesarios para analizar y determinar la
FUERZA DE CORTE, reemplazamos valores y tenemos que:
𝐹 = (125.66)(3)(39.97)
𝐹 = 14967.89 𝐾𝑔 = 15 (𝑇𝑛)
Luego de analizar determinamos que se necesita una fuerza de 146.78 KN para
poder realizar el corte en el material de 3mm de espesor.
4.3.2 Cálculo de la Energía necesaria para el Corte
En el trabajo que se realizara de corte por matrices es muy importante establecer
la energía de corte para poder determinar si es importante en una prensa
excéntrica.
Fórmula para determinar la Energía necesaria para realizar el corte:
1.16 𝑆𝐹𝑋
𝐸= [𝑘𝑔 ∗ 𝑚] … (3)
1000
Dónde:
36
𝐸 : Fuerza necesaria del corte. [Kg*m]
𝑠 : Espesor del material. [mm]
𝐹 : Fuerza de corte. [Kg]
𝑋 : Porcentaje de penetración.
Se analizará teniendo en cuenta el % de penetración del material a realizar el corte.
Tabla 5: Porcentajes de penetración de diferentes materiales-Crane plastic,

Wolking in presses.
Material LATON ZINC ALUMINIO COBRE
% De penetración 20 25 30 30
Material SAE 1010 SAE 1020 SAE 1030 INOX

% De penetración 38 28 22 15
Fuente: Elaboración propia del autor.
Se procede a determinar la energía tomando en cuenta las siguientes
consideraciones:
1.16 ∗ (3)(15000)(0.3)
𝐸=
1000
𝐸 = 4.50 𝑘𝑔 ∗ 𝑚
4.3.3 Cálculo de Energía almacenada en el Volante
Esta analizada por la siguiente ecuación:
𝑁2𝐷2𝐺
𝐸1 = 52942857 [𝐾𝑔 ∗ 𝑚𝑚] … (4)
Dónde:
𝐸1 : Energía que almacena el volante [kg*mm]
𝑁 : Velocidad angular del volante [rpm]
37
𝐷 : Diámetro exterior del volante [mm]
𝐺 : Peso del volante [kg.]
Para realizar los siguientes cálculos tomamos como referencias algunos
parámetros del cuadro que se muestra a continuación.
Figura 4. Velocidades de volante de inercia.
Tomando una velocidad en el volante de 130 RPM. Según catálogo “BRIPRESS”
Al mismo tiempo se toma como referencia al catálogo SOCRAM “presas a la volada”
D=395[mm]
G=60[kg]
Reemplazando se tiene:
(130)2 (395)2 (60)

𝐸1 = [𝐾𝑔 ∗ 𝑚𝑚]
52942857
𝐸1 = 2988.33 𝑘𝑔 ∗ 𝑚
38
4.3.4 Análisis para el Diseño del diámetro Externo del Volante de
Inercia.
Asumimos según catálogo STILCRAM
Figura 5. Diámetro externo del volante.
Determinamos la energía que se empleará para que la maquina realice el corte o
troquelado por vuelta del volante.
1
𝐸 = 2 (𝑊22 − 𝑊12 ) … (5)
Dónde:
𝑊2 : Velocidad angular máxima alcanzada por el volante
𝑊1 : Velocidad angular mínima del volante en el momento de troquelado y se
relaciona de la siguiente manera:
39
Se analizará y determinará la siguiente fórmula para demostrar el momento de
troquelado y se relaciona de la siguiente manera:
𝑊2 −𝑊1
𝛿=( ) … (6)
𝑊
Grado de irregularidad del volante:
𝛿 = 0.05 − 0.2 … (7)
Dónde:
𝑤 : es la velocidad media.
Se tomará en cuenta el libro de análisis y diseños de volantes de inercia para
determinar la siguiente ecuación:
𝐸 = 𝐹 ∗ 𝐶 … (8)
Dónde:
𝐹 : Fuerza máxima de corte.
𝐶 : Distancia entre el pisón y el punto muerto que viene dado por la siguiente
tabla según romanosky.
Figura 6. Cuadro de valores de “C” para distintos tipos de prensa.
40
Donde C depende de la capacidad de la Prensa Excéntrica
Reemplazamos valores en la ecuación N°8.
𝐹 : 20000 Kg
𝐶 : 2 mm (Parámetros obtenidos según la tabla)
𝐸 = 𝐹 ∗ 𝐶 = 20000 ∗ 2
𝐸 = 40000(𝐾𝑔 ∗ 𝑚𝑚) = 40(𝐾𝑔 ∗ 𝑚)
Para determinar las velocidades angulares 𝑊1 y 𝑊2 , tomamos parámetros ya
establecidos según fabricantes: CATÁLOGO STILCRAM “PRENSAS A LA
VOLADA”
W = 10 − 45 𝑟𝑎𝑑⁄𝑠𝑒𝑔 Para prensas sin reducción por engranajes y retardos
de hasta 10 %
W = 10 − 45 𝑟𝑎𝑑⁄𝑠𝑒𝑔 Para prensas con dos o más reducciones por
engranajes y Retardos de orden de 15 - 20 %
Donde determinamos el valor de W = 21 𝑟𝑎𝑑⁄𝑠𝑒𝑔.
Grado de irregularidad del volante:
δ = 0.05 − 0.2 = 0.1
Ahora reemplazamos en la ecuación N° 6.
𝑊2 − 𝑊1
𝛿=( )
𝑊
Tenemos un grado de irregularidad de δ = 0.1.
41
1
0.1 = (W2 − W1 )
W
Teniendo como valor ya conocido W = 21 𝑟𝑎𝑑⁄𝑠𝑒𝑔, entonces:
1
0.1 = (W2 − W1 )
21 𝑟𝑎𝑑⁄𝑠𝑒𝑔
0.1 ∗ 21 = W2 − W1
2.1 = W2 − W1 1ra ecuación
Determinaremos de la ecuación N° 5.
1
𝐸= (𝑊 2 − 𝑊12 )
2 2
De la ecuación N° 8. Determinamos E = 6 (𝐾𝑔 ∗ 𝑚), entonces:
1
6= (W − W1 ) + (W2 − W1 )
2 2
6 ∗ 2 = 2.1(W2 − W1 )
5.71 = (W2 − W1 ) 2da ecuación
Haciendo sistema de ecuaciones podemos determinar.
Velocidad mínima:
rad
W1 = 42.05 ( ) = 401.548 RPM
seg
Velocidad Máxima:
rad
W2 = 43.65 ( ) = 416.827 RPM
seg
42
4.3.5 Cálculo del Momento de Inercia
2∗E 2∗6
I = W2−W2 = (43.65)2 −(42.05)2 = 0.58 Kg ∗ m … (9)
2 1
4.3.6 Cálculo del Diámetro Exterior
𝜋 𝜋 𝜋
𝐼 = 32 ∗ 𝑏 ∗ 𝛾 ∗ 𝐷𝑒 4 32 ∗ (𝑏 − 𝑐) ∗ 𝛾 ∗ 𝐷24 + 32 ∗ (𝑏 − 𝑐) ∗ 𝛾 ∗ 𝐷34 … (10)
Se determinó trabajar con un material que se mas fácil de conseguir, en este casi
se trabajara con el material de Acero gris fundido, ya que es uno de los
materiales más fáciles de trabajar y al mismo tiempo es un material muy comercial.
Propiedades del material.
γ = 6950 Kg/m3. Acero gris fundido
De algunos cálculos anteriores se determinaron los siguientes parámetros.
D2: 0.36 m
D3: 0.16 m
b: 0.1 m
c: 0.04 mm
Desarrollando la ecuación N° 10, tenemos que:
𝜋 𝜋 𝜋
0.58 = ∗ 0.1 ∗ 6950 ∗ 𝐷𝑒 4 ∗ (0.1 − 0.04) ∗ 6950 ∗ (0.36)4 + ∗ (0.1 − 0.04)
32 32 32
∗ 6950 ∗ (0.16)4
𝐷𝑒 = 329 𝑚𝑚
43
4.3.7 Cálculo masa del Volante
Figura 7. Dimensionamiento del volante – romanosky.
Determinamos las masas para poder reemplazar y así poder obtener la masa total
de la volante.
Se seleccionará la forma número 3.
m1 = 6126 ∗ b ∗ (D2e − D22 ) = 6126 ∗ 0.1 ∗ (0.392 − 0.3292 ) = 12.08 Kg
m2 = 6126 ∗ c ∗ (D22 − D23 ) = 6126 ∗ 0.04 ∗ (0.362 − 0.162 ) = 21.48 Kg
m3 = 6126 ∗ a ∗ (D23 ) = 6126 ∗ 0.1 ∗ (0.162 ) = 12,69 Kg
Masa total = m1+m2`+m3 = 46.25 Kg
4.3.8 Cálculo de la energía con los nuevos datos:
Se retomará la ecuación N° 4. Con la finalidad de determinar los nuevos parámetros
con datos que se ha calculado anteriormente.
44
𝑁 2 𝐷2 𝐺
[𝐾𝑔 ∗ 𝑚𝑚]
52942857
𝐸1 : Energía que almacena el volante [kg*mm]
𝑁 : Velocidad angular del volante [rpm] = 130 RPM
𝐷 : Diámetro exterior del volante [mm] = 329 mm
𝐺 : Peso del volante [kg.] = 46.25 Kg
Reemplazando tenemos que:
1302 𝑥3292 𝑥46.25

𝐸1 =
52942857
𝐸1 = 1.598 [𝑘𝑔 ∗ 𝑚]
La energía no es necesaria para realizar el troquelado por lo que deberemos
aumentar los rpm del volante a 330 rpm
𝑁 2 𝐷2 𝐺
𝐸1 = [𝐾𝑔 ∗ 𝑚𝑚]
52942857
N = 330[rpm]
D = 390 [mm.]
G= 46.25 [kg.]
Reemplazando en la ecuación anterior determinamos que:
𝐸1 = 10.297 𝐾𝑔 ∗ 𝑚
La energía no es necesaria para realizar el troquelado por lo que deberemos
aumentar los rpm del volante a 330 rpm
𝑁 2 𝐷2 𝐺
𝐸1 = [𝐾𝑔 ∗ 𝑚𝑚]
52942857
N = 330[rpm]
45
D = 390 [mm.]
G= 46.25 [kg.]
Reemplazando en la ecuación anterior determinamos que:
𝐸1 = 10.297 𝐾𝑔 ∗ 𝑚
Con el cálculo siguiente si satisface la energía del volante a la energía que se
necesita para realizar el corte en el material de trabajo.
Energía del volante 𝐸1 = 10.297 𝐾𝑔 ∗ 𝑚
4.3.9 Cálculo De La Potencia Del Motor
Ec ∗ n
H= [CV]
4500 ∗ N
Donde:
H=Potencia del motor [cv]
Ec=Energía obtenida con un 10% de reducción del rpm [kgf*m]
Ec=40*(0.9) =36Kg*m
n=Velocidad angular del volante [rpm]
n=330 rpm
N=Rendimiento
N=0.85
Reemplazando tenemos como resultado:
46
36 ∗ 330
H= [CV]
4500 ∗ 0.85
H = 3.1 [CV]
Convirtiendo de CV a HP, tenemos que:
H = 3.058 [HP]
Se seleccionará un motor que reúna con las condiciones que les brinda los
resultados de las ecuaciones. Del mismo modo se está migrando a otra potencia
de 4 HP, con la finalidad de encontrar el motor en el mercado. Tabla N°4 datos de
motores eléctricos ver en anexos pág.
4.3.10 Cálculo Torque Motor.
Determinaremos el Torque de nuestro motor seleccionado, del cual nos guiaremos
del libro de Shigley.
63000 ∗ ℎ
𝑇=
𝑛
𝑇: Torque=Lb/pulg
𝐻 ∶ Potencia del motor =4 Hp
𝑁 ∶ Rpm=1730
Reemplazando
𝑇 = 145.66 𝐿𝑏/𝑝𝑢𝑙𝑔
47
Transformando
𝑇 = 2601.19 𝑘𝑔/𝑚
𝑇 = 16.6 𝑁𝑚
4.3.10.1 Diseño polea motriz
𝐷 ∗ 𝑛𝑣
𝑑=
𝑛𝑛
Fuente: elementos de máquina fratschner
𝐷𝑒 ∶Diámetro externo del volante = 60 𝑚𝑚
𝑁𝑣 ∶Rpm volante = 416.827
𝑁𝑛 ∶Rpm motriz = 1800
Reemplazando
𝑑 = 138.94 𝑚𝑚 = 5.47 𝑃𝑢𝑙𝑔.
Redondeando
𝑑 = 5.5 𝑃𝑢𝑙𝑔.
4.3.11 Cálculo del eje excéntrico.
Para el desarrollo del siguiente calculo, es muy importante tener en cuenta:
La fuerza vertical a 30º antes del punto muerto.
48
Figura 8. Eje excéntrico.
OA AC
=
sen  sen30 º
Figura 9. Análisis estático del eje
Por lo consiguiente, al calcular las fuerzas verticales de equilibrio, encontramos
que:
49
∑ 𝐹𝑦 = 0 → 𝐹1 + 𝐹2 − 𝑅1 − 𝑅2 = 0
𝑅1 + 𝑅2 = 147603.71 𝑁
Analizamos el momento respecto a 𝑅1 , entonces tenemos:
∑ 𝑀 = 0 → 𝑅2 (0.35) − 529(0.45) + 2601 + 192157(0.075)
0.35 𝑅2 = −13444.61 𝑁
Reemplazando tenemos que:
𝑅1 = 186016.9 𝑁
𝑅2 = −38413.18 𝑁
4.3.12 Cálculo Del Momento Flexionante:
∑ 𝑀 + 𝑀(𝑥) = 0
Sección 1: (0 ≤ 𝑥 ≤ 0.1527)
Resolviendo el momento de equilibrio en la sección:
50
𝐹1 + 𝑀(𝑥) = 0
𝑀(𝑥) = −147150𝑥
Sección 2: (0.75 ≤ 𝑥 ≤ 0.425)
𝐹1 (0.075) − 𝑅1 (𝑥) + 𝑀(𝑥) = 0
𝑀(𝑥) = 38866.9𝑥 − 13951.3
Sección 3: (0.425 ≤ 𝑥 ≤ 0.5)
51
𝑀(𝑥) = 453.71𝑥 + 2374.335
Figura 10. Diagrama de momentos de fuerza.
Solución de análisis estático para el eje principal
Antes de iniciar con el cálculo, cabe mencionar que se trabajara con el AISI 1020
ya que según recomendaciones y parámetros reúne las características para el eje
principal de nuestra máquina. Ver tabla en anexos propiedades mecánicas del
acero AISI 1020 pág. 77.
Trabajaremos con un factor de seguridad de 𝐹. 𝑆 = 1.5, según (Mechanical Analysis
Shafts & keyways, city University London), para materiales conocidos. Así mismo
trabajaremos con algunos parámetros determinados anteriormente como el Torque
(𝜏) que se fijará del catálogo antes mencionado en la figura y Momento máximo
(𝑀𝑚𝑎𝑥 ) del diagrama de Momento flector.
52
Para llegar a determinar el diámetro de nuestro eje, a continuación, desarrollaremos
la ecuación.
Dónde:
𝜏 ∶ 16.6 𝑁𝑚
𝑀𝑚𝑎𝑥 : 2601 𝑁𝑚
𝑆𝑦 ∶ 330 𝑀𝑃𝑎
2
6𝐹. 𝑆 32 𝑀𝑚á𝑥 2 16 𝜏𝑚𝑎𝑥 2
𝑑 = √( ) (( ) + 3( ) )
𝑆𝑦 𝜋 𝜋
6 1.5 2
32 (2601) 2 16 (16.6) 2
𝑑 = √( ) (( ) + 3 ( ) )
330𝑥106 𝜋 𝜋
𝑑 = 0.049 𝑚.
Al sustituir el diámetro obtenido en la ecuación anterior, se desplegará la siguiente
ecuación para establecer el esfuerzo por flexión 𝜎𝑓 .
𝑑
𝑀𝑚á𝑥 ( 2) 32 𝑀𝑚á𝑥
𝜎𝑓 = =
𝐼 𝜋𝑑 3
32 (16.6 )
𝜎𝑓 =
𝜋(0.049)3
𝜎𝑓 = 1.4 𝑀𝑃𝑎
𝑑
𝑇𝑚á𝑥 (2) 16 𝜏𝑚𝑎𝑥
𝜏= =
𝐼 𝜋𝑑 3
53
16 (2601)
𝜏=
𝜋(0.049)3
𝜏 = 112.5 𝑀𝑃𝑎
Pasamos a hallar el esfuerzo de Von Mises, 𝜎′:
𝜎 ′ = √𝜎𝑓 2 + 3𝜏 2
𝜎 ′ = √(1.4 )2 + 3(112.5)2
𝜎 ′ = 194.86 𝑀𝑃𝑎
Obteniendo el esfuerzo de Von Mises, encontraremos el nuevo valor del factor de
seguridad.
330
𝐹. 𝑆 =
194.86
𝐹. 𝑆 = 1.69
4.3.13 Cálculo del diámetro mínimo
Para hallar el cálculo del diámetro mínimo del eje se utilizará la siguiente ecuación
de ED-GOODMAN, ecuación N° 25, basada en el libro de Diseño en ingeniería
mecánica de Shigley.
En donde 𝑇𝑎 = 𝑀𝑚 = 0.
54
1⁄
1⁄ 3
2 2 2
16𝑛 𝐾𝑓 𝑀𝑎 𝐾𝑓𝑠 𝑇𝑚
𝑑={ [4 ( ) +3( ) ] }
𝜋 𝑆𝑒 𝑆𝑦
De la ecuación N° 06,
Continuamos calculando los factores que modifican los límites de resistencia a la
fatiga Se a través de la ecuación de Marín.
𝑆𝑒 = 𝑘𝑎 𝑘𝑏 𝑘𝑐 𝑘𝑑 𝑘𝑒 𝑘𝑓 𝑆′𝑒
Continuamos calculando el límite de resistencia a la fatiga, factores que modifican
el límite a la fatiga propuesto por Joseph Marín, de la ecuación tenemos:
𝑆𝑒′ = 0.5 x 𝑆𝑢𝑡 = 0.5 𝑥 450 = 220 𝑀𝑃𝑎
Con la ecuación determinamos el factor de modificación de la condición superficial
(k a )
𝑘𝑎 = 𝑎𝑆𝑢𝑡 𝑏
Los factores 𝑎 y 𝑏 se halla del maquinado o estirado en frio.
Figura 11. Parámetros del factor de la condición superficial de Marín.
55
𝑘𝑎 = 𝑎𝑆𝑢𝑡 𝑏
𝑘𝑎 = 4.51 𝑥 450−0.265
𝑘𝑎 = 0.8988
Modificación del factor tamaño, para temas de cálculo consideramos un diámetro
de 2 pulg. Que vendría hacer 5.08 𝑐𝑚 = 50.8 𝑚𝑚 (𝒌𝒃 )
(𝑑/0.3)−0.107 = 0.879𝑑 −0.107 0.11 ≤ 𝑑 ≤ 2 𝑝𝑢𝑙𝑔

−0.157 2 ≤ 𝑑 ≤ 10 𝑝𝑢𝑙𝑔
𝑘𝑏 = {0.91𝑑 −0.107
(𝑑/7.62) = 1.24𝑑 −0.107 2.79 ≤ 𝑑 ≤ 51𝑚𝑚
1.51𝑑−0.157 51 ≤ 𝑑 ≤ 254 𝑚𝑚
𝑘𝑏 = 1.24 𝑥 50.8−0.107 = 0.814
Luego al calcular el diámetro verificamos el Factor de modificación de la carga (𝒌𝒄 )
1 𝑓𝑙𝑒𝑥𝑖ó𝑛
𝑘𝑐 = {0.85 𝑎𝑥𝑖𝑎𝑙
0.59 𝑡𝑜𝑟𝑠𝑖𝑜𝑛
Según las cargas que estará sometido el eje, consideramos un 𝑘𝑐 = 1, debido a
que el eje tendera a reflexionarse durante su funcionamiento.
Consideramos un Factor de modificación de temperatura (20°C) 𝑑𝑒 𝑘𝑑 = 1, un
Factor de confiabilidad de 𝑘𝑒 = 1 − (0.08 ∙ 𝑧𝑎 ), para el diseño se opta por una
confiabilidad del 50% utilizando un 𝑘𝑒 = 1
56
Se encuentran los valores 𝐾𝑓 y 𝐾𝑓𝑠 para hallar los valores de esfuerzo medio y
altérnate respectivamente considerando 𝑟 = 2𝑚𝑚 (radio de muesca) y el eje rodado
con filete en el hombro por flexión, dichas ecuaciones se muestran a continuación.
Dónde:
𝐾𝑓 : Factor de concentración de esfuerzo flector
𝐾𝑓𝑠 : Factor de concentración de esfuerzos torsor
𝐾𝑡 : Constate de flexión
𝐾𝑡𝑠 : Constante de torsión
𝑞: Sensibilidad a la muesca (flexión)
𝑞𝑐𝑜𝑟𝑡 : Sensibilidad a la muesca (torsión)
𝐾𝑓 = 1 + 𝑞(𝐾𝑡 − 1) …… Ec. XX
𝐾𝑓𝑠 = 1 + 𝑞𝑐𝑜𝑟𝑡(𝐾𝑡𝑠 − 1) ….. Ec. XX
GRÁFICA DE FACTORES TEÓRICOS DE CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS.
Dónde:
𝐷 = 50.8 𝑚𝑚
𝑑 = 49𝑚𝑚
𝑟 = 0.9 𝑚𝑚
57
Figura 12. Eje redondo con filete en el hombro en flexión.
Figura 13. Eje redondo con filete en el hombro en torsión.
Desarrollando y reemplazando de las ecuaciones N° 28 y N° 29, tenemos que:
𝐾𝑓 = 1 + 𝑞(𝐾𝑡 − 1)
58
𝐾𝑓 = 1 + 0.75(2.35 − 1)
𝐾𝑓 = 2.0125
𝐾𝑓𝑠 = 1 + 𝑞𝑐𝑜𝑟𝑡(𝐾𝑡𝑠 − 1)
𝐾𝑓𝑠 = 1 + 0.9(1.8 − 1)
𝐾𝑓𝑠 = 1.72
Una vez que se encuentra dichos valores modificadores, es sustituida en ecuación
de Marín, ecuación.
𝑆𝑒 = 𝑘𝑎 𝑘𝑏 𝑘𝑐 𝑘𝑑 𝑘𝑒 𝑘𝑓 𝑆′𝑒
𝑆𝑒 = 0.8988 𝑥 0.814 𝑥 1 𝑥 1 𝑥 1 𝑥 2.0125 𝑥 220
𝑆𝑒 = 323.926 𝑀𝑃𝑎
De la ecuación N° 25, reemplazamos para calcular el diámetro del eje mediante la
ecuación de ED-GOODMAN, teniendo en cuenta que: Mm = Ta = 0
1⁄
1⁄ 3
2 2 2
16𝑛 𝐾𝑓 𝑀𝑎 𝐾𝑓𝑠 𝑇𝑚
𝑑={ [4 ( ) + 3( ) ] }
𝜋 𝑆𝑒 𝑆𝑦
4.3.14 Cálculo de esfuerzos fluctuantes
Determinamos esfuerzos fluctuantes 𝑀𝑎 𝑦 𝑇𝑚
Momento alternante (𝑀𝑎 )
𝑀𝑚𝑎𝑥 +𝑀𝑚𝑖𝑛
𝑀𝑎 = 2
59
2601+(−11036.2)
𝑀𝑎 = 2
𝑀𝑎 = −4217.6
Torque Medio (𝑇𝑚 = 26.6 𝑁𝑚)
1⁄
1⁄ 3
2 2 2
16 𝑥 1.69 2.01 𝑥 (−4217.6) 1.72 𝑥 26.6
𝑑={ [4 ( ) + 3 ( ) ] }
𝜋 323.9 𝑥 106 330 𝑥 106
𝑑 = 0.0508 𝑚𝑚
𝑑 = 5.08 𝑐𝑚
4.4 EVALUAR ECONÓMICAMENTE EL DISEÑO DE LA PRENSA
EXCÉNTRICA, A TRAVÉS DE LOS INDICADORES VAN Y TIR
4.4.1 Materiales utilizados en una máquina prensa excéntrica.
En la Tabla N° 9 se detalla cada uno de los materiales y componentes mecánicos
y eléctricos que se serán utilizados en la fabricación de la prensa excéntrica de 15
toneladas para optimizar procesos de maquinado sin arranque de viruta en la
empresa inca Pachacútec SAC. Chiclayo 2019, así mismo los costos de
mantenimiento, teniendo una idea general de la magnitud de la inversión para la
elaboración y manufactura del proyecto.
60
Tabla 6: Materia prima.
MATERIA PRIMA
COSTO COSTO
ÍTEM DESCRIPCIÓN CANTIDAD UND
UNIT. TOTAL
Plancha de acero ASTM-
1 3 m2 S/100.00 S/300.00
36Ade 3/8" de espesor
2 Angulo de 1/2" x 2" 4 m S/59.20 S/236.80
3 Eje de acero AISI 1020 0.7 m S/314.29 S/220.00
4 Soldadura supercito 7018 7 kg S/17.86 S/125.00
5 Discos de corte y devaste 20 unidad S/6.00 S/120.00
S/
Sub Total:
1,001.80
Tabla 7: Componentes eléctricos y electrónicos.
COMPONETES ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS

ÍTE CANTIDA COSTO COSTO
DESCRIPCIÓN U.M
M D UNIT. TOTAL
Motor 4 HP ABB unida S/1,200.0 S/1,200.0
1 1
americano d 0 0
unida
2 Llave trifásica 15A 1 S/95.00 S/95.00
d
unida
3 Llave monofásica 10A 1 S/43.60 S/43.60
d
unida
4 Contactor 15 A 1 S/260.00 S/260.00
d
unida
5 Relé 15 A 1 S/70.00 S/70.00
d
Cable N° 12 vulcanizado metro
6 20 S/2.50 S/50.00
INDECO s
metro
7 Cable N° 16 AWG 6 S/1.67 S/10.00
s
Elementos eléctricos y
8 - S/135.00
electrónicos varios
S/1,863.6
Sub Total:
0
61
Tabla 8: Accesorios.
ACCESORIOS
ÍTE UNIDA COSTO COSTO
DESCRIPCIÓN
M D UNIT. TOTAL
Rodamiento rodillo cilíndrico S/150.0 S/300.0
1 2
Di=500mm, De= 120mm 0 0
S/120.0
2 Acoples 4 S/30.00
0
Pernos de 3/8"x1" grado 8, con
3 20 S/1.75 S/35.00
tuerca, arandela y anillo de presión
S/455.0
Sub Total:
0
Tabla 9: Ingresos
FABRICACIÓN Y ENSAMBLAJE
ÍTEM DESCRIPCIÓN PERSONAL TIEMPO (días) COSTO TOTAL

1 Mano de obra 2 S/10.00 S/2,500.00
2 Pintura 2 S/10.00 S/400.00
Sub Total: S/2,900.00
Continuando con el cálculo económico, se realizará el análisis para determinar los
costos de la construcción de la prensa excéntrica de 15 toneladas para optimizar
procesos de maquinado sin arranque de viruta en la empresa inca Pachacútec
SAC. Chiclayo estableciendo costes de los mecanismos que se estableció por
representaciones del boceto.
El siguiente estudio se traza como una determinación del tiempo en meses para la
recuperación de la inversión inicial para la construcción de la prensa excéntrica de
15 toneladas para optimizar procesos de maquinado sin arranque de viruta en la
empresa inca Pachacútec SAC. Chiclayo. El capital mensual de realización de
62
maquinado de diversos tipos de figuras y perímetros de diversos materiales, y la
tasa de interés que estaría cobrando el banco por la capital que brindara para esta
inversión. Este método de análisis se conoce como el Periodo de Recuperación de
la inversión (PRI) y se calcula de la siguiente manera.
𝑗
𝑃 = ∑ 𝐶𝐹𝑗 (𝑃⁄𝐹, 𝑖%, 𝑗)
1
𝑗
𝑃 = ∑ 𝐶𝐹𝑗 (1 + 𝑖)−𝑗
1
P: valor Monetario de la Inversion Inicial (soles)
CFj : Flujo de caja Positivo al final del año (soles)
i: Tasa de Interes Mensual (adimensional)
j: Numero de Periodos hasta que se iguale al valor monetario actual (años)
63
Figura 14. Tasa de Retorno de Inversión (TIR).
En este proyecto se realizó un análisis del periodo de retorno de la inversión con la
finalidad de saber con exactitud en cuanto tiempo se tendría el dinero de la inversión
en recuperación, teniendo un gasto o inversión inicial de S/. 3320 y gracias al
trabajo que se realizará con la máquina y a las encuestas se logró determinar el
ingreso mensual del trabajo a realizar con la quina teniendo un ingreso mensual de
S/. 650.00, teniendo en cuenta el interés que cobra el banco al momento de realizar
un préstamo para la inversión del proyecto el cual es de 1.5% mensual. Teniendo
como resultado final un PRI (PERIODO DE RETORNO DE INVERSION) del 7.57,
siendo recuperado en el trascurrir de 10meses y 25 días.
64
Figura 15. Ensamblado final de la prensa excéntrica.
Figura 16. Prensa excéntrica parte inferior.
65
V. DISCUSIÓN
✓ Las principales necesidades de la empresa mediante entrevistas a los
trabajadores, las cuales fueron 5 en total, dichos trabajadores tenían la
disposición de poder contar con una máquina para poder cumplir con las
necesidades primordiales de la empresa.
✓ Gracias a los conceptos generados se logró determinar el diseño y los
elementos que implican el diseño en su totalidad, del mismo modo se tomó
en cuenta las dimensiones para el futuro diseño y también se logró observar
las ventajas y desventajas de cada uno de los diseños.
✓ Tomando en cuenta la información que se obtuvo de las entrevistas
realizadas de trabajo la configuración de diseño, teniendo en cuenta el juicio
ingenieril y las investigaciones que posteriormente se realiza antes de
empezar con el diseño del proyecto, donde rescatamos información como el
dimensionamiento de la máquina teniendo como dimensiones 1m x 1.5m x
1,9 m.
✓ Por previo cálculo de escritorio se logró determinar las dimensiones del eje
de trasmisión de potencia arrojando como resultado un eje en material AISI
1020, con un diámetro de 2” y 70 cm de longitud, logrando trasmitir una
fuerza de corte de 14967.89 𝐾𝑔 − 𝐹.
66
VI. CONCLUSIONES
✓ Se determino las principales necesidades de la empresa gracias a una
encuesta realizada a sus trabajadores con la finalidad de tomar datos
importantes para el futuro diseño del proyecto, teniendo en cuenta el costo
de producción del mismo modo, se puso mayor énfasis en el diseño de la
volante y las dimensiones de la maquina en general.
✓ Se generaron 3 conceptos donde se logró determinar las ventajas y
desventajas que posee cada una de las maquinas que se tomaron en cuenta
en los conceptos, una vez determinado el concepto ganador se diseñó y
realizo el cálculo teniendo en cuenta las dimensiones y fuerzas que influyan
en dicho diseño.
✓ Gracias al cálculo de escritorio podemos mencionar que el proyecto tiene
como una capacidad de 15 toneladas impulsada por un motor de 4 HP, del
mismo modo se logró determinar el diámetro del eje de transmisión de
potencia para realizar un corte perfecto teniendo como resultado un material
de acero AISI 1020 para el diseño del eje con un diámetro de 2“ y una
longitud de 70 cm.
✓ Al evaluar desde el punto económico se determinó gracias al PERIODO DE
INVERSION DE RETORNO (PRI), que teniendo una inversión inicial de S/.
4618.00 y obteniendo ingresos de S/. 650.00 soles por los servicios
prestados por la empresa, se determinó un PRI de 7.57 recuperando la
inversión en su totalidad en 7 meses y 18 días.
67
VII. RECOMENDACIONES
✓ Se recomienda verificar las diferentes medidas y el estado en donde se
podría colocar la prensa con la finalidad de organizar bien el ambiente de
trabajo y anexar el acople exacto de todos sus elementos.
✓ Utilizar la prensa solo para materiales los cuales han sido diseñados
específicamente debido a que no podrá seguir las precauciones para evitar
algún tipo de desgaste al estar en contacto con otro tipo de material.
✓ Realizar sus mantenimientos respectivos del mismo modo la lubricación
necesaria a las matrices, punzones para poder garantizar y asegurar la vida
útil de la máquina y de cada uno de sus elementos.
✓ En el caso del elemento de la volante, se recomienda utilizar un material de
clase 30 -Hierro Gris perlítico/ferrítico, la cual se genera gracias a la fundición
y continúa según la norma ASTM A48. Se escoge este material debido a su
fácil maquinabilidad, menor desgaste y buena absorción a las vibraciones y
de bajo costo.
68
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74
ANEXOS
Figura 17. Partes principales de la prensa excéntrica.
75
PROCESOS DE TROQUELADO
Figura 18. Procesos de troquelado.

DOBLADO Y CURVADO EN FRIO
Figura 19. Curvado y doblado en frio

PROCESOS DE SOLDADURA
Figura 20. Procesos de soldadura eléctrica

TIPOS DE RODAMIENTOS
Figura 21. Rodamientos san lorenzo.com

PRENSA EXCENTRICA (ANTES Y DESPUES)
Figura 22. Diseño de prensa excéntrica.

VOLANTE DE INERCIA
Figura 23. Volante de inercia.

MOTOR ELECTRICO
Figura 24. Motor eléctrico.

INSTRUMENTOS DE RECOLECCION DE DATOS
Figura 25. Instrumentos de recolección de datos 01.

INSTRUMENTOS DE RECOLECCION DE DATOS
Figura 26. instrumentos de recolección de datos 02.

FICHAS DE OBSERVACION
Figura 27. Instrumentos de recolección de datos.

INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS
Figura 28. Instrumentos de recolección de datos 04.

FICHA DE ANALISIS DE DATOS
Figura 29. Ficha de análisis de datos.

FICHA DE VALIDACION DE INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS
Figura 30. Ficha de validación de datos.

Tabla 10: Resumen de necesidades de la empresa inkapachacutec S.A.C. respecto al diseño de una prensa excéntrica de 15 tn
para optimizar procesos de maquinado sin arranque de viruta
SERVICIOS BRINDADOS ASPECTOS
Juan Carlos Bryan Cajusol Freddy John

Entrevista Carlos Saavedra
Barboza Sosa Vite Balladares Sánchez
Preguntas (Gerente General) (Ayudante) (Técnico) (Técnico) (Técnico)
¿Qué materiales cortan Aluminio, bronce,

Latón, bronce bronce Aluminio, bronce latón
frecuentemente? latón
¿Cuál sería el perímetro que
más se solicita de servicio de
120 mm 100 mm 90 mm 120 mm 125 mm
mecanizado sin arranque de
viruta?
¿De qué manera realiza el
Con
personal de la empresa los Con Herramientas Prensa Prensa
Herramientas manual
procesos de mecanizado sin artesanales manual manual
artesanales
arranque de viruta?
¿Qué características debería
poseer una máquina de 0.8 x 0.8 x 1 x 0.8 x 1.8
DISEÑO
0.7 x 0.7 x 1.9 m 1 x 1.05 x 2 m 0.7 x 0.7 x 1.8 m

mecanizado sin arranque de 1.9 m m
viruta?
¿Mecanismo de transmisión de Cadena o
Cadena o fajas. fajas fajas fajas
Potencia? faja
Tabla 11: Especificaciones ingenieriles.
SUB- FUNCIÓN CARACTERÍSTICAS UNIDADES LÍMITES

INGENIERILES
Largo: 0.6 1 >=0.9 Altura:

Tamaño de la maquina Dimensiones metros 1<=h>=1.2 Ancho:
0.70<=a>>=1
Conteo de giro del eje del

motor mientras realiza el
Giro del eje por segundo RPM Corte
mecanizado sin arranque de
viruta
Arranque del motor Tiempo de arranque segundos 5
Encendido del motor Tiempo de apagado segundos 5
Detener el giro del motor

Tiempo del término del corte segundos 0<x<1
cuando termine el corte

RESISTENCIA A LA TENSIÓN Y AL CORTE DE LOS MATERIALES
LAMINADOS MÁS COMUNES
Figura 31. Tabla de los materiales laminados más comunes.

TABLA DE DATOS DE MOTORES ELÉCTRICOS Y PARAMETROS DE
ACBADOS DE MAQUINADOS.
Figura 32. Seleccionar el tipo de motor adecuado de 4 HP 1750.
Figura 33. Parámetros del factor de la condición superficial de Marín.

PROPIEDADES MECÁNICAS Y EJE REDONDO CON CHANFLADO
Figura 34. Propiedades mecánicas del AISI 1020.
Figura 35. Eje redondo con chaflado en su interior para evitar cizallamiento.

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FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

“Diseño de una prensa excéntrica de 15 toneladas para optimizar

procesos de maquinado sin arranque de viruta”

TESIS PARA OBTENER EL TÍTULO PROFESIONAL DE:

Ingeniero Mecánico Electricista

Br. Coronado Llonto, Richard Francisco (ORCID: 0000-0002-2015-925X)

Mg. Salazar Mendoza, Aníbal Jesús (ORCID: 0000-0003-4412-8789)

Modelamiento y simulación de sistemas electromecánicos

Esta tesis va dedicada a mi familia y a

todos los que fueron participes a lo largo de

A los docentes que fueron pieza

fundamental para lograr mi desarrollo

profesional en aulas y fuera de ellas.

Richard francisco coronado llonto

Un agradecimiento especial a mi casa de

estudios Universidad Cesar Vallejo filial

Chiclayo, por habernos permitido que en

sus aulas y con su plana docente

fortalezcamos nuestras habilidades y

capacidades para nuestro futuro como

profesionales para el bien de la sociedad.

Richard francisco coronado llonto

Tabla 1: Definiciones del estudio...........................................................................24

Figura 1. Prensa excéntrica. .................................................................................32

El presente proyecto de desarrollo de tesis tiene por principal objetivo tecnificar y

optimizar los procesos de maquinado sin arranque de viruta en las empresas

dedicadas al rubro metalmecánico en nuestra cuidad de Chiclayo cuyos procesos

son el troquelado de piezas de aluminio y bronce comercial con distintas figuras

Para el diseño y desarrollo de cada elemento electromecánico que conforma la

prensa mecánica se debe calcular todos los parámetros constructivos de su

estructura, para el troquelado en aluminio y bronce comercial que conforman las

distintas figuras de acuerdo a las necesidades del mercado.

Determinaremos los diámetros y espesores de cada elemento electromecánico que

estarán sometidos a esfuerzos de trabajo ya que gracias a nuestros conocimientos

adquiridos a lo largo de nuestra carrera profesional como ingenieros mecánicos en

nuestra casa de estudios y los conocimientos adquiridos en nuestra formación

diseñar y cada elemento electromecánico que forman su estructura de la prensa de

15 tn. Asegurando así el diseño de nuestro proyecto.

Palabras clave: Diseño de elementos electromecánicos, optimizar los procesos de

maquinado sin arranque de viruta, calcular los parámetros constructivos de la

estructura para el troquelado en aluminio y bronce.

machining processes without chip removal in companies dedicated to the metallurgy

with different geometric figures.

to the needs of the market.

We will determine the diameters and thicknesses of each electromechanical

acquired throughout our professional career as mechanical engineers in our study

the design of our project.

Keywords: Design of electromechanical elements, optimize machining processes

stamping in aluminum and bronze.

1.1 Realidad problemática

Actualmente los procesos de maquinado sin arranque de viruta en las industrias

dándoles forma con diferentes troqueles con figuras geométricas de diversas

formas de acuerdo a la necesidad del mercado.

Es por ello que actualmente las industrias a nivel internacional y nacional de

acuerdo a nuestras investigaciones hay un cierto porcentaje de empresas

aún se realizan estos trabajos de una manera artesanal.

Toneladas para Optimizar Procesos de Maquinado sin Arranque de Viruta en