22/12/2015

ESTUDIO DE PAR DE INSTALACIÓN EN TORNILLOS AUTORROSCANTES PARA

PLÁSTICOSTorque

Angle

ÍNDICE

Estado del arte

Trabajo realizad

oConclusiones Futuras

líneas

Mejoras prestacion

esReducción de coste

• Par de stripping mayor• Resistencia mejorada a la

relajación• Valor de extracción mayor

• Reducción del material utilizado• Tiempo de ciclos reducidos• Eliminación de insertos y

adhesivos• Agilizar el montaje

Introducción

Estado del arte

60º

30º-48º

30º

R1FRAD1

15º

R2 FRAD2

FRAD1=0.5*R1

FRAD2=0.259*R2

Perfiles de rosca estrechos maximizan las prestaciones

Unión estándar vs tornillo para plástico

Estado del arte

Perfiles de rosca estrechos maximizan las prestaciones

Unión estándar vs tornillo para plástico

Estado del arte

Resistencia mejorada al stripping

Área

Tornillo Boss

Tensión

Tornillo Boss

Unión estándar vs tornillo para plástico

Estado del arte

• Modulo de elasticidad

• Tasa de expansión térmica

• Plástico relleno o reforzado

• RelajaciónTensión

Deformación

170º

70º-40º

250º

Fuerza de

unión

Tiempo

Propiedades de plásticos

Estado del arte

Objetivos

Acoplamiento de rosca ↑↑

Fuerza de unión ↑↑

Par de instalación ↓↓

Par de stripping↑↑

Instalación de un tornillo en plástico

Estado del arte

Acoplamiento de rosca

• Profundidad del perfil de tornillo

en contacto con el material del

boss

• Entre 75% y 80%: valores

frecuentes

Instalación de un tornillo en plástico

Estado del arte

Pares de instalación y de stripping

1 Generación de rosca

2Contacto entre cabeza del tornillo y el boss. Generación de fuerza de unión

3 Par de stripping superado. Boss dañado

Par de instalación

Par de stripping

Par

Ángulo

1

2

3

Fuerza de unión

Instalación de un tornillo en plástico

Estado del arte

Par de ensamblaje

• Valor ideal aproximado a 1/3 de

la diferencia (TS-TI)

• Tener en cuenta la relajación TI

TS

Par

Ángulo

Par de ensamblaj

e

Instalación de un tornillo en plástico

Estado del arte

Transcripción del trabajo previamente realizado

Trabajo realizado

Manual AbaqusReport estado del arte

Diseño de ensayos

Trabajo realizado

• Obtención de planos de los tornillos: PF30° PF Hybrid DeltaPT

• Sketching en Abaqus

• 1° mejora del modelo: Structural Rigid Parts

Diseño de ensayos

Trabajo realizado

• Obtención de propiedades del ABS Novodur E401 experimentalesa. Ley de Hollomonb. Ensayo Brinellc. 16.5% de error

• 2° mejora del modelo: Ampliación de base de datos de tensión-deformación plástica

Trabajo realizado

• Modelización de la instalación de tornillo:a. Proceso de generación de roscab. Roscamiento por puro rozamiento

• Material ABS Novodur E401 experimental

• Temperatura constante

Simulaciones Abaqus

Trabajo realizado

Simulaciones Abaqus

Resultados experimentales

Trabajo realizado

• Análisis de ensayos de par-ángulo

• Comparación de las prestaciones de rozamiento a. Tensión de adhesión b. Par de instalaciónc. Par de stripping*

Resultados de ensayos: ABS

Trabajo realizado

DELTA PT PF HYBRID PF 30

Diferencia en % frente a DELTA PT

*Ts 1.92 NmTi 0.67 Nmτad

h6.91 MPa

*Ts 2.78 Nm

44.3

Ti 1.03 Nm

53.7

τad

h

9.35 MPa

35.3

*Ts 3.38 Nm 75.5Ti 0.63 Nm -6.0

τadh 1.66 MPa -76.0

Conclusiones

• Errores de experimentales: a. Ensayos par-ángulo b. Datos de tensión-deformaciónc. Aproximaciones de la modelización

• Comparación de las prestaciones de rozamiento: a. Par de instalación ⇨ DeltaPT vs PF30°b. Tensión de adhesión ⇨DeltaPT vs PF30°c. Par de generación de rosca ⇨DeltaPT vs PF30° d. Efectos debidos al calentamiento

Futuras líneas

Desarrollo nueva geometrí

a

Transcripción del trabajo

realizado por Mikel

Obtención de un

modelo matemático

Verificación con ensayos

Datos reales ↓

ABS, PBT↓

Simulaciones↓

Resultados reales

Modelo 3D↓

Estudio Stripping

Obtención de un

modelo térmico

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