Diseño del proceso de fabricación de una llanta delantera de motocicleta

Abstract

El presente proyecto engloba el diseño del proceso de fabricación de un prototipo de la llanta delantera de una motocicleta, a escala real, mediante mecanizado con control numérico. En primer lugar, se ha estudiado la geometría y la funcionalidad de la llantas delanteras de motocicleta, así como los elementos adyacentes a ésta (neumático, eje de la rueda, sistema de freno…). Se ha decidido rediseñar la llanta de una motocicleta comercial, con el fin de mejorar los aspectos estéticos y estructurales de ésta. El proceso de diseño del prototipo está compuesto por dos etapas: la generación de diversas propuestas de rediseño y la selección y optimización de la más adecuada, en cuanto a reducción de peso y resistencia estructural. En la fase de rediseño se ha empleado el método de los elementos finitos, con la ayuda del software Ansys. En primer lugar, se ha planteado la dinámica de la motocicleta para extraer las hipótesis de carga que se han utilizado en la simulación. De esta manera, se asegura una mejora en las deformaciones y tensiones máximas de la nueva llanta rediseñada. Se han analizado las distintas alternativas para la fabricación del prototipo de la llanta y se ha optado por el mecanizado con control numérico. Se ha seleccionado el aluminio para mecanizar el prototipo, pero previamente se ha realizado un preprototipo en pasta máster, que es un material más barato y blando, para comprobar las trayectorias de las herramientas y asegurar que la herramienta o portaherramientas no colisionen bruscamente con la pieza durante el proceso de mecanizado definitivo en aluminio. Se ha diseñado de forma detallada el proceso de fabricación del prototipo. En concreto, se han definido las diferentes fases del mecanizado y las distintas operaciones a realizar en cada fase. Además, se han seleccionado las herramientas y utillajes necesarios, tanto para la fabricación como para la verificación de la llanta. Asimismo, se han generado los programas de control numérico necesarios para el mecanizado en un centro de mecanizado Haas VM-2 con la ayuda del CAM Cimatron. Se han elaborado las hojas de fase, que contienen las distintas operaciones a realizar en cada fase, así como la hoja de ruta que resume el contenido de las cuatro fases: preparación, mecanizado de la cara del disco de freno, mecanizado del perfil del cerco y mecanizado de la cara del cuentaquilómetros Este documento también incluye el cálculo de los costes del prototipo y del proyecto en general, y también se ha considerado el impacto ambiental de éste.