Guía de SUJETADORES AYA|Proceso de fabricación de pernos y tuercas
Oct 24, 2023
Las tuercas y los pernos no solo son sujetadores de uso común, sino también uno de los componentes más básicos utilizados durante la construcción y otros procesos mecánicos. Si bien el sujetador en sí puede parecer simplista, en realidad se ha necesitado mucha investigación y desarrollo para avanzar en su proceso de fabricación. Su producción es un proceso de alta tecnología y de múltiples pasos que, si se hace mal, podría tener efectos significativos en la eficiencia, la longevidad y la calidad del producto final. En este artículo, lo ayudaremos a comprender mejor este proceso y al mismo tiempo cubriremos algunos de los puntos más importantes que debe recordar cuando se trata de este tipo de sujetadores.
¿Qué son las tuercas y los tornillos?
Un perno es un sujetador roscado que generalmente se usa para conectar dos o más piezas o materiales. Son la rosca macho externa, lo que significa que en la mayoría de los casos será necesario combinarlas con una rosca hembra preformada para que la fijación sea exitosa.
La tuerca es un agujero roscado, o lo que es lo mismo, la rosca hembra preformada que se va a conectar al perno. La tuerca es la que proporcionará la fuerza de sujeción y así detendrá cualquier movimiento axial.
¿Cómo funcionan las tuercas y los tornillos?
Las tuercas y los tornillos son algunos de los componentes más comunes en la fabricación, la construcción y la ingeniería. Normalmente, la mayoría de los equipos y maquinaria utilizarán una amplia variedad de tuercas y pernos que se seleccionan en función del entorno, el material y otras necesidades del proceso.
Las tuercas y sus pernos correspondientes se utilizan con mayor frecuencia para unir varias piezas diferentes. Si bien los pernos son roscas externas, no se pueden usar sin una rosca interna, como una tuerca.
¿Qué hay que decidir antes de que comience el proceso de fabricación de pernos?
Antes de comenzar el proceso de fabricación, es necesario decidir las especificaciones que desea que se ajusten a los pernos. Esto incluye tener las especificaciones correctas en términos de tamaño, forma y material necesario. Si bien el proceso de producción puede ser aproximadamente el mismo independientemente de la especificación en la fabricación básica de tuercas y pernos, en el diseño de pernos más preciso y complejo es posible que se agreguen pasos para ajustarse a las especificaciones que usted haya determinado.
¿Cuál es el proceso de producción de pernos?
El proceso de producción de pernos suele incluir siete pasos distintos. Estos son importantes para garantizar la forma, las especificaciones, la resistencia, la durabilidad y otras cualidades adecuadas de los pernos que está fabricando.
1. Cable- El primer paso de la fabricación consiste en desenrollar el alambre de acero y cortarlo a la longitud predeterminada. La longitud debe cumplir con los requisitos de ISO 898-1.
2. Forja en frío- A continuación se moldea el acero con la forma adecuada. Este proceso se completa a temperatura ambiente.
3. Cabeza del perno- Formar la cabeza del perno forzando al acero a adoptar varias formas bajo alta presión.
4. Enhebrado- Las roscas de los pernos se crean mediante un proceso de laminado y corte.
5. Tratamiento térmico- Se utiliza calor extremo para endurecer el acero utilizado.
6. Tratamiento de superficies- Dependiendo del tipo de perno que necesite; Se añaden diferentes tipos de revestimiento al acabado del perno. Estos ayudan a agregar diferentes cualidades al perno.
7. Embalaje/almacenamiento y control de calidad- Una vez fabricados los pernos, es necesario realizar un control de calidad antes de empaquetarlos y enviarlos. El proceso de control de calidad ayuda a garantizar que los pernos sean consistentes y uniformes y, al mismo tiempo, cumplan con los estándares internacionales ISO que se supone que deben cumplir.
¿Cómo funciona el proceso de producción de pernos?
El proceso de producción del perno correcto puede tener varios pasos diferentes dependiendo de cuán complejo sea el diseño del perno necesario. En general, para convertir alambre de acero en un perno, el proceso es el siguiente:
1. Forja en frío
El proceso comienza tomando un alambre de acero grande y desenrollándolo. Luego se corta en la longitud requerida por la norma internacional ISO 898-1 que sea aplicable al tipo de perno que está creando. Durante este proceso, se utilizan herramientas y equipos especiales para darle al alambrón la forma correcta. Todo este proceso se produce a temperatura ambiente y se utiliza calor bastante alto.
Durante el proceso de forjado en frío que es lo que le da a los pernos la forma que van a tener, se utiliza alta presión para darle diferentes formas al alambre y moldearlo en diferentes formas. El requisito de tolerancia establecido durante esta etapa solo puede ser de una centésima de milímetro, lo que demuestra cuán alto es el requisito de precisión.
Uno de los beneficios de la forja en frío es que puede ser un proceso muy rápido que produce pernos de forma uniforme. Sin embargo, cuando se trata de diseños de pernos más complejos, a menudo ocurre que la forja en frío no se puede utilizar exclusivamente para darles la forma correcta. En esos casos, existen dos procesos adicionales que podrían usarse para el desarrollo del perno. Estos se conocen como torneado o taladrado.
El torneado se refiere a un proceso en el que los pernos se pudren a muy alta velocidad mientras se corta acero para darle el diseño y la forma correctos. Por otro lado, la perforación se puede emplear cuando es necesario perforar agujeros en el perno. Durante esta etapa del proceso, algunos pernos también podrían tener arandelas.
El procesamiento del hilo es el paso final que se lleva a cabo mientras el acero aún está blando, ya que implica mucho laminado y corte. El laminado como proceso es extremadamente similar al forjado en frío, ya que también incluye mover pernos a través de una matriz para formar y moldear el acero para tener las roscas necesarias. El corte se refiere a la eliminación de acero para formar roscas.
2. Tratamiento térmico
Una vez que se ha dado forma a la totalidad del perno, desde la cabeza hasta las roscas, llega el momento del tratamiento térmico. El tratamiento térmico es un requisito para todos los pernos. El proceso implica la exposición de pernos a temperaturas extremas para endurecer el acero. El tratamiento térmico cambia las características del acero haciéndolo más resistente. Como tal, si el subproceso se produjera durante esta etapa del proceso, sería mucho más costoso y más difícil de completar.
Aún así, existen beneficios potenciales al roscar después del tratamiento térmico, ya que podría garantizar que el perno tenga un mejor rendimiento ante la fatiga.
En el caso de pernos largos que tienen una longitud superior a diez veces el diámetro del perno, se requiere un proceso de enderezamiento para evitar que el tratamiento térmico devuelva el acero a la forma que tenía durante la etapa de alambre de acero.
3. Tratamiento superficial
La aplicación y los requisitos del perno establecidos por el cliente determinarán qué tipo de tratamiento superficial se utilizará. Generalmente, el tipo de tratamiento superficial más común incluye tratamientos que hacen que los sujetadores sean mucho más resistentes a la corrosión. Para ello se aplica el recubrimiento galvanizado mediante un tratamiento electrolítico.
Durante este proceso, el perno se sumerge en un líquido que contiene zinc y se utiliza una corriente eléctrica para forzar que el zinc cubra el perno. Si bien este proceso es excelente para hacer que los pernos sean más resistentes a la corrosión, existe un riesgo adicional de fragilización por hidrógeno relacionado con él.
En los casos en los que la resistencia a la corrosión no es una preocupación principal, también es habitual aplicar fosfato durante este paso. Este es un proceso más rentable y por eso se elige a menudo. En diseños de pernos más avanzados también pueden existir requisitos de ensamblaje adicionales, como soportes. Otros pernos también podrían requerir parches. Un parche de bloqueo puede ayudar a mejorar el agarre de tres hilos mediante la aplicación de una capa gruesa de nailon, mientras que un parche líquido es excelente para mejorar el torque de formación del hilo.
4. Control de calidad
El control de calidad es el paso final en el proceso de fabricación y ayuda a garantizar que se pruebe la calidad de cada uno de los pernos antes de empaquetarlos y enviarlos.
Conclusión
Cuando se trata de fabricar tuercas y pernos, el proceso puede ser relativamente sencillo, especialmente para pernos y tuercas estándar. Sin embargo, cuanto más complicado y personalizado se vuelve el diseño del perno, es posible que sea necesario agregar más pasos para ayudar a garantizar que el sujetador final tenga la calidad necesaria. Los requisitos del cliente también podrían afectar al acabado superficial del perno en cuestión.
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