¿Por qué se rompe la raíz de la garra de un anillo de Zamak?

La rotura de la raíz de la garra en un anillo de retención de bisel de Zamak requiere dos fallos a la vez: un radio de raíz demasiado pequeño para repartir la carga y una fuerza de prensado fuera de la ventana de 80–200 N. La aleación rara vez es la causa. Un anillo de Zamak 5 fundido según ASTM B86 AC41A, prensado dentro de esa ventana, se dobla antes de agrietarse.

La pieza es un anillo de 26 mm con pared de 0,8 mm y tres garras interiores a 120°, todos objetivos de diseño. Cada garra pasa la carga por una sección de raíz de unas pocas décimas de milímetro de espesor.

¿Por qué se agrieta la raíz de la garra en lugar de doblarse?

La raíz se agrieta porque es la sección más fina del camino de la carga, y la fuerza de prensado llega allí primero. El zinc se dobla bajo una carga repartida y se desgarra bajo una concentrada, así que una esquina viva convierte un empuje normal en una tensión local muy por encima de la que soporta la banda.

Tres garras a 120° reparten esa carga solo cuando las tres tocan a la vez. Una garra que sobresale de las otras dos se lleva casi toda la fuerza sola, y su raíz rompe primero. El grado de aleación es la palanca equivocada, porque la selección de aleación deja el radio donde lo cortó la herramienta. El montaje no se separa dos veces.

¿Qué fuerza de prensado debe recibir un anillo de retención?

Entre 80 N y 200 N, medidos en un banco de prueba de fuerza de prensado con la caja de montaje. Por debajo de esa banda el anillo queda lo bastante suelto para que el cristal se levante o gire. Por encima, la raíz queda cargada más allá de lo que su sección soporta, y el anillo puede pasar una inspección visual mientras aloja una grieta.

En un registro de ejemplo, se rompieron 7 raíces de garra en 1.000 piezas y la prensa que las asentó medía 320 N, 1,6 veces el límite de 200 N. La fuerza sale del recorrido, no del criterio de un operario, así que la corrección es un tope en la prensa, cotizado como utillaje y no como precio por pieza.

¿Qué característica de la fundición fija la resistencia de la raíz?

La resistencia de la raíz la fijan la entrada y el rebosadero, así que un grado más duro no aporta nada en la raíz. Aquí el objetivo de diseño es una entrada central con el rebosadero por fuera de las raíces de las garras, para que el metal que llena la raíz al final siga recibiendo alimentación mientras solidifica. Mueva el rebosadero hacia dentro y la raíz solidifica sin nada de donde tirar.

La intensificación de presión importa menos de lo que supone la mayoría de los talleres. Unos 20–30 MPa típicos en una pieza de Zamak 5 tan fina reproducen la cavidad, pero no pueden cerrar a presión una raíz que ya se ha sellado. El molde es un inserto 8407 de ocho cavidades con un objetivo de diseño de 500.000 ciclos, así que mover ese rebosadero es trabajo de molde, no de recorte.

¿Cómo se distingue una raíz rota de un rechupado?

La cara de fractura separa un fallo de fundición de un fallo de prensa. Una raíz que rompió por exceso de fuerza muestra metal estirado y mate en toda la sección, con los bordes estirados antes de separarse. Una raíz que rompió porque la pieza salió hueca muestra una cavidad lisa y redondeada en el centro de la rotura, sin ese desgarro.

Los rechupados quedan donde la sección solidifica al final, que aquí es la raíz. Asiente el anillo en la caja de montaje y lea la fuerza. Después mire la cara: fuerza dentro de la banda con cara limpia apunta al plano, fuerza por encima de la banda apunta a la prensa, y un hueco en la cara apunta de vuelta a la fundición.

¿Qué cambia en el plano después de romperse una raíz?

Dos acotaciones llevan la corrección: un radio de raíz y un límite de fuerza de prensado con la caja contra la que se midió. El registro de ejemplo usó R0,2 mm en la raíz más un tope de recorrido que mantuvo la prensa dentro de la banda, y el recuento de roturas en el mismo banco volvió a cero.

El radio solo no basta, y un tope de fuerza solo tampoco. Una raíz generosa sigue desgarrándose cuando la prensa pasa de recorrido, y un recorrido perfecto sigue rompiendo una raíz cortada con esquina viva.

La altura de la garra es una tercera acotación, fijada después de la fundición al mecanizar las garras interiores. Las filas de abajo son objetivos de diseño del plano.

Envíe el plano con el radio de raíz y la banda de fuerza de prensado marcados, más la caja de prueba contra la que se lee la fuerza. Esas tres entradas convierten una pregunta sobre la raíz de la garra en una línea de cotización que un segundo proveedor debe responder.