Diseño mecánico de una sargenta de apriete rápido

Enrique Angulo Elizari (A903911)
Estudiante de Ing. Mecánica
Javier Biera Muriel (A903939)
Estudiante de Ing. Mecánica
DISEÑO MECÁNICO DE UNA SARGENTA DE APRIETE RÁPIDO

Enrique Angulo Elizari
Javier Biera Muriel
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Expresión Gráfica 20 de diciembre del 2014
Índice
1. Presentación del proyecto
1.1. Modelo
1.2. Estructura del proyecto
2. Conjunto mecánico
2.1. Funcionamiento
2.2. Despiece
2.3. Árbol del assembley general
3. Planos
3.1. Planos de piezas
3.2. Planos de conjunto

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1. Presentación del proyecto.
El proyecto que en esta memoria se presenta consiste en la reproducción de una sargenta de
apriete rápido en Creo Parametric 2.0, un software de diseño CAD desarrollado por la compañía
PTC. La herramienta de Creo Parametric permitirá diseñar, analizar y simular en 2D y 3D
productos realistas, todo ello basado en parámetros matemáticos y relaciones geométricas.
Entre otras funciones del software, se encuentran la simulación de movimientos mediante
mecanismos cinemáticos y dinámicos así como su captura, la creación de planos normalizados y
la creación de fotorrealismos.
Una sargenta de apriete rápido es una herramienta manual usada sobre todo en carpintería
que sirve para sujetar piezas de cualquier tipo con el objetivo de mantener juntas las piezas que
quedan sujetas por la herramienta. Se usa para amarrar pegados en caso de madera y para
mecanizados si hablamos de metales. En este tipo de herramientas se dispone de un gatillo para
ir acercando las mordazas de la sargenta. Al apretar dicho gatillo, la mordaza se desplazará sobre
la barra central acercándose así a la segunda.
1.1 Modelo.
El modelo usado para este proyecto es la sargenta SL300 One Handed Bar Clamps/Spreaders
Irwin Quick-Grip (modelo 506QCEL7) de la compañía estadounidense Irwin Tools. Esta sargenta
soporta una presión de hasta 135kg. Los
brazos del sargento se pueden invertir de
forma que se pueda usar tanto para
apretar como para separar dos piezas. En
este segundo caso la sargenta hace la
función palanca. En su posición estándar
la herramienta puede amarrar un grosor
de hasta 150mm (6’’). Si se invierten las
mordazas disponemos de una amplitud
de entre 195mm (7,5’’) y 340mm (13,4’’).
La altura relativa de la barra con respecto
a los cojinetes de apoyo es de 75mm
(2,9’’).
1.2 Estructura del proyecto.
En este apartado, se explicará el proceso seguido para el desarrollo del proyecto, una vez
adquirido el modelo de sargenta ya presentado.
Lo primero que se realizó fue el desmontaje del sargento con su respectiva documentación
gráfica y textual. Se realizó un estudio de todas las piezas y se nombraron de manera
característica cada una de ellas. Previamente se había estudiado el mecanismo y se había
grabado para su posterior reproducción en el diseño virtual. Una vez desmontada la sargenta y

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clasificadas cada una de las piezas se pasó al diseño de cada una de ellas en Creo Parametric,
por separado. Esta sargenta dispone de 20 piezas y por tanto al finalizar esta parte se obtuvieron
20 documentos (.prt). Cada una de estas piezas había sido medida con un calibre electrónico y
ajustada con el resto de piezas con las que entraba en relación ya sea por contacto o por el
funcionamiento. Dichas medidas fueron recogidas en documentos escritos para una mayor
facilidad a la hora de realizar modificaciones.
Tras la realización de los documentos (.prt) se prepararon los planos de cada una de las piezas
generando 14 nuevos archivos (.drw) todos ellos debidamente acotados y definidos. El objetivo
de estos planos es la definición de la correspondiente pieza suponiendo que esta va a ser
fabricada. En cuanto a las piezas normalizadas, sus correspondientes planos no fueron
realizados, por el correspondiente hecho de estar normalizadas.
Con las piezas ya definidas, se empezó a ensamblar la sargenta mediante un proceso lógico
del montaje, que consistía en hacer varios sub-assembleys antes del assembley final llamado
“General.asm”. Para el montaje se comenzó por el sistema de bloqueo de la mordaza fija,
siguiendo por la fijación de dicha mordaza a la barra (previamente ensamblada con su tope).
Una vez fijada la mordaza (denominada en este proyecto “Pieza_principal_1”) se añade la
segunda mordaza junto a los gatillos y todo el mecanismo interior: chapas, taco y muelles
(“Interior_pp2.asm”). Finalmente se ensamblan la tapa delantera junto a los tornillos para
esconder el mecanismo. Tras esto se realizan los correspondientes planos de conjunto y planos
explosionados.
Para acabar con el diseño, se realizaron las pequeñas modificaciones referidas a
interferencias de material y se pasó a darle la apariencia deseada a nivel de color y apariencia
de materiales. Además se realizó una render creando un espacio donde poner nuestra
herramienta para su mejor visualización.
Una vez terminada la herramienta se pasa a realizar la simulación de movimiento, para lo
cual se necesita colocar motores cinemáticos y/o dinámicos a cada una de las piezas que afectan
al mecanismo. Una vez definidas las velocidades y relaciones de estos motores se pasa al
montaje del video y a la redacción de la memoria.
2. Conjunto mecánico.
2.1 Funcionamiento.
Una sargenta, como ya se ha dicho, sirve para amarrar
objetos. La cuestión es cómo debe funcionar para un amarre
seguro.
Comencemos suponiendo que los cojines están lo más
alejados posible (a 150mm). Apretaremos el gatillo trasero
(denominado “gatillo_lento”). Este gatillo esta en contacto
permanente con 4 chapas y las chapas a su vez en contacto
superficial con la barra. Al apretarse el gatillo las chapas se
desplazan hacia atrás junto con la barra y al volver el gatillo
a su posición natural las chapas regresan con él, mediante la

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fuerza de un muelle, quedando la barra atrás. Así la barra avanza paulatinamente gracias a este
rozamiento de las chapas que la desplazan.
Si en lugar de apretar el gatillo trasero, lo hacemos con el
delantero (“gatillo_rápido”), las dos chapas que están en contacto
con él se posicionan en perpendicular a la barra dejando pasar a
esta libremente hacia dentro y fuera. La posición original del gatillo
y de las chapas es oblicua a la barra de forma que actúan como
bloqueo para que la barra avance lentamente cuando pulsamos el
“gatillo_lento”.
Además del movimiento de la barra, en este modelo de
sargenta encontramos un sistema de bloqueo en el “cojín” de la
“pieza_principal_1”. Este cojín tiene un grado de libertad de
rotación (de 7 grados) que permite girarlo y sujetar superficies
oblicuas. En el momento en el que el cojín está en el límite
superior de rotación hay una articulación que permite bloquear el
conjunto en esta posición al desplazar dicha pieza hacia un lado.
En el momento en el que se quiera inclinar de nuevo el cojín, se
debe desplazar a la derecha la articulación amarilla de bloqueo de
forma que adquiera de nuevo el grado de libertad perdido.
2.2 Despiece.
Este modelo de sargenta dispone de 20 piezas tras su total desmontaje, teniendo en cuenta
que por ejemplo la tornillería se cuenta como una sola pieza, pero realmente disponemos de
seis tornillos. Igualmente pasa con los dos cojines y las chapas que son seis. A continuación
analizaremos las piezas más destacadas de la sargenta: las dos mordazas, los gatillos, la pieza
del sistema de bloqueo, una chapa, la barra y un cojín.
Bloqueo amarilla:
Es la pieza clave del sistema del bloqueo de la sargenta. Consta de unas elevaciones en uno
de sus laterales, una especie de rampas, que colisionan con otras relativas a la
“pieza_principal_1”, de forma que producen el bloqueo de la rotación de la “articulación de
bloqueo”.

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Barra:
Sujeta todo el sistema y es sobre la que se realiza el movimiento del conjunto.
Chapa:
Es la pieza esencial para el movimiento de la sargenta así como del bloqueo para impedir el
movimiento del mismo. Por un lado, se posicionan un par de chapas tras el “gatillo_rápido” que
o bloquean la barra o se desplazan a una posición perpendicular a ella para dejar el movimiento
libre. Por otro lado, se posicionan cuatro chapas detrás del “gatillo_lento” y generan un
movimiento pausado por medio de un arrastre de dichas chapas con la barra.
Cojín:
Sirve de apoyo entre las dos piezas principales en una posición cerrada de la sargenta y de
apoyo con las superficies de contacto a la hora de sujetar una pieza cualquiera. Son de un
material plástico, similar a la goma, de manera que no estropeen el material sobre el que se
superponen.

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Gatillo lento:
Se encarga de generar un movimiento pausado del mecanismo, por medio del arrastre de las
chapas, explicado anteriormente. Dicho movimiento una vez accionado, vuelve a su posición
inicial por medio de la actuación de un muelle.
Gatillo rápido:
Similar al gatillo lento. Realiza el movimiento de liberación o bloqueo de la barra, por medio
de las chapas, explicado con anterioridad. El gatillo volverá a su posición inicial por medio del
contacto con dos muelles uno arriba y otro abajo.
Tapa:
Cierra todo el mecanismo de manera que no salte ninguna pieza y que no entre suciedad que
pueda impedir el funcionamiento del mismo. Por otro lado, aporta un diseño atractivo a la

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sargenta. Como se aprecia en la fotografía, la tapa realizada en Creo Parametric es una versión
simplificada de la del modelo adquirido, ya que los nervios cruzados, hendiduras etc. son
innecesarios para el funcionamiento del mecanismo. Además al simplificar la pieza, la acotación
de su correspondiente plano es más sencilla.
Pieza Principal 1:
Esta es una de las dos mordazas. Es la más pequeña y está fija a la barra. Debe tener una
forma adecuada para soportar las cargas y las fuerzas que recaen sobre ella. En la parte superior
de la pieza se presenta un relieve para acoplar el sistema de bloqueo.
Pieza principal 2:
Esta pieza consta de tres partes: una superior que se asemeja a la pieza principal 1
usada para soportar y distribuir las cargas; otra central, que alberga el mecanismo de la
sargenta; y una inferior, que hace las veces de mango con una forma ergonómica a la
mano del usuario.

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2.3 Árbol del assembley general.
El modelo final del sargento se denomina General.asm y ahí se encuentran recogidos los
demás sub-assembleys. De forma esquemática se presenta el árbol del modelo.
General.asm
Grupo Tornillo_PP1
Grupo Tornillos
Tapa_delantera.prt
Interior_PP2.asm
Pieza_principal_2.prt
Taco.prt
Grupo gatillo_Rápido
Grupo gatillo_Lento
Cojín.prt
PP1.asm
Pieza_principal_1.prt
Sistema_bloqueo.asm
Cojín.prt
Bloqueo.asm
Articulación_bloqueo.prt
Bloqueo_amarilla.prt

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Barra.asm
Barra_definitiva.prt
Tope.prt
Fotorrealismo de General.asm
3. Planos.
3.1 Planos de piezas.
Como previamente se ha dicho, no todas las piezas tienen planos, pues son piezas
normalizadas y por tanto se conocen las dimensiones de ellas. Esto pasa con las
arandelas, muelles, tornillos y tuercas. En ocasiones, la forma de un tornillo o de una
tuerca no está del todo definida en la norma y es necesaria la construcción de su
correspondiente plano acotado.
En estos planos no todo está acotado, pues las piezas son de tal complejidad que se
necesitarían vistas auxiliares para cada una de las dimensiones. Se ve claramente en los
redondeos de las piezas, los cuales son insignificantes para el mecanismo y para la
definición de la pieza en su totalidad. Estos redondeos tan solo tienen la función de
embellecedores externos. Otro ejemplo que no ha sido acotado es el serigrafiado con
los nombres de los miembros del equipo, debido a su irrelevancia.
Todos los planos llevan un cuadro de rotulación reglamentario adjunto en el que se
indican las características de dicho documento como por ejemplo el formato, la escala
o los autores del mismo. Aquí se aprecia un ejemplo de este cuadro de rotulación.

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A continuación se presentan los planos de todas las piezas que componen la sargenta.
Articulación bloqueo:

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Barra:
Bloqueo Amarilla:

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Chapa:
Cojín:

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Gatillo lento:
Gatillo rápido:

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Pieza principal 1:
Pieza Principal 2:

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Taco:
Tapa delantera:

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Tope:
Tornillo PP1:

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Tuerca hexagonal:
3.2 Planos de conjuntos.
Una vez se ensamblan todas las piezas y el sargento queda diseñado por completo,
se deben realizar los planos de conjuntos y planos explosionados que definan el
producto en su totalidad de una manera visual y clara. Cada uno de estos lleva su
correspondiente cuadro de rotulación y su caja de piezas. A continuación, se presentan
estos planos. La caja de piezas será en todos los planos del producto igual, pues la
sargenta la forman las mismas piezas. Dicha caja de piezas es la siguiente:

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En este proyecto se presentan dos planos explosionados desde distintas perspectivas
y un plano de conjunto seccionado por su plano medio.
Plano explosionado frontal:
Plano explosionado en perspectiva:

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Plano de conjunto:

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