7/23/2019 Equipo 7 - Maquinado de Alta Velocidad

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INSTITUTO TECNOLOGICO DE

CHIHUAHUA

Maquinado de Alta Velocidad

Equipo 7

Integrantes:Adán Ceniceros González

Roy Villalobos Portillo

Santiago Acosta

Eduardo Alfredo Macías González

Edgar Villalba Amador

iego Mogoll!n "rtiz

#berto $re%o

Edmundo Vázquez

PROFESOR: &'G( RA#) SA)AS M"$&S

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INTRODUCCIÓN

&niciado el siglo **& es +rácticamente inimaginable lare,oluci!n e-+erimentada +or la tecnología de fabricaci!n enlos .ltimos /0 1 /2 a3os( )a e,oluci!n de los ordenadores4 delas nue,as tecnologías de comunicaci!n4 etc(4 estánre,olucionando el mundo en general y en +articular el mundoem+resarial( En el cam+o que nos concierne4 mecanizado1fresado4 5el cambio o la re,oluci!n6 ya 7a llegado y4 aunquetoda,ía queda muc7o camino +or recorrer4 el denominadoMecanizado a Alta Velocidad 8MAV9 es ya una realidad quemuc7as em+resas y muc7a gente toda,ía desconocen( 

En el MAV +odemos decir que la 7erramienta es un factorcla,e( El MAV no e-istiría si no se dis+usiera de 7erramientasca+aces de so+ortar las nue,as condiciones de mecanizado4en es+ecial las ele,adas tem+eraturas de o-idaci!n( Eldesgaste y los altos costes de las 7erramientas su+onenactualmente una limitaci!n en el mecanizado( #na limitaci!nque ,a decreciendo +oco a +oco( Pero cuales son las causasmás comunes +or las que se desgastan las 7erramientas:

Desgaste por abrasión: desgaste +roducido +or el contacto

entre materiales más duros que la 7erramienta y la +ro+ia7erramienta rayándola y desgastándola(

Desgaste por adhesión: cuando en la zona de corte debido alas altas tem+eraturas4 el material de corte y la 7erramientase sueldan y4 al se+ararse4 +arte de la 7erramienta sedes+rende(

Desgaste por difusión: desgaste +roducido +or el aumento de

la tem+eratura de la 7erramienta4 con lo que se +roduce unadifusi!n entre las redes cristalinas de la +ieza y la7erramienta4 debilitando la su+er;cie de la 7erramienta(

Fallas mecánicas: fallas +roducidas +or estrategias4condiciones de corte4 7erramientas4 etc( inadecuadas(

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El material de la 7erramienta debe cum+lir con 7abilidadeses+ecí;cas tales como:

• Ser su;cientemente dura +ara resistir el desgaste ydeformaci!n +ero tenaz +ara resistir los cortes

intermitentes e inclusiones(

• Ser químicamente inerte en relaci!n al material de la+ieza de traba%o y estable +ara resistir la o-idaci!n4 +arae,itar que se genere el ;lo recrecido y desgaste+rematuro(

Estas +ro+iedades +ermitirán mecanizar con altas ,elocidadesde corte4 aumentar la ,ida de las 7erramientas4 +ermitirobtener la me%or calidad su+er;cial y dimensional +osible enla +ieza a mecanizar(Pero4 <c!mo sabremos qu= 7erramientas utilizar4 qu= +a+el

 %uega cada una de sus +ro+iedades> <C!mo seleccionaremosla 7erramienta adecuada +ara cada material> ?4 +ara cadaa+licaci!n en concreto4 <cuáles son los factores que in@uyentanto en la ,ida de la 7erramienta como en la calidadsu+er;cial de la +ieza: los recubrimientos4 su geometría4 el@uido refrigerante4 el @uido de corte y la estrategia demecanizado4 longitud de la 7erramienta4 etc(>

Para conocer un +oco más a fondo estas característicasrealizaremos un estudio de las 7erramientas(

El MAV 7oy en día es una tecnología de corte con basess!lidas que abre las +uertas del mecanizado de materiales y;guras que antes no se +odían mecanizar mediante elmecanizado con,encional4 como +or e%em+lo: materiales conuna dureza su+erior a 20 rc o +aredes delgadas de 0(B mm(4etc(

DESARROLLO

¿QUÉ ES EL MECANIZADO DE ALTA VELOCIDAD?

  Es mecanizar a altas ,elocidades de corte 8Vc9> Esmecanizar a altas ,elocidades de 7usillo 8n9> Es mecanizar a

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altos a,ances 8Vf9> Actualmente4 el MAV tiene muc7asde;niciones( Pero una cosa clara es que no signi;caobligatoriamente mecanizar a altas re,oluciones de 7usillo4 yaque muc7as de las a+licaciones se realizan con ,elocidadesde 7usillo moderadas 8(000 1 D(000 r+m9 y 7erramientas degran diámetro 8B2 1 0 mm(9( )as condiciones del +roceso8,elocidad de corte4 a,ance4 +rofundidades de corte radial ya-ial4 etc(9( e+enderán del material a mecanizar4 así comode las máquinas y 7erramientas dis+onibles(

 Cada material y aleaci!n que +retendamos mecanizar+osee sus +ro+ias características de maquinabilidad4 lo quenos marcará los límites o+erati,os del +roceso( Por e%em+lo4no es lo mismo mecanizar:

Materiales blandos 8aluminio4 cobre4 magnesio4 etc(9 queduros 8aceros tem+lados4 titanio4 níquel4 etc(9(  Materiales de gran maquinabilidad 8aluminio4 magnesio4F9que de +oca maquinabilidad 8titanio4 inconel4 acero +ara7erramientas4 etc(9(

Así4 el triángulo material17erramienta1máquina limitará los+arámetros de corte4 estrategias de mecanizado4 ,olumen de

material e-traído +or unidad de tiem+o4 etc( )a ,elocidad decorte y las condiciones de +roceso en general de+enderán delmaterial a mecanizar( )a siguiente grá;ca muestra los rangosde ,elocidades de corte en funci!n del material mecanizado(

MECANIADO DE ALTA !ELOCIDAD "MA!#

El MAV tiene muc7as de;niciones( Pero una cosa clara esque no signi;ca obligatoriamente mecanizar a altasre,oluciones de 7usillo4 ya que muc7as de las a+licaciones serealizan con ,elocidades de 7usillo moderadas 84000D4000r+m9 y 7erramientas de gran diámetro 8B210 mm(9(

)as condiciones del +roceso 8,elocidad de corte4 a,ance4+rofundidades de corte radial y a-ial4 etc(9 de+enderán del

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material a mecanizar4 así como de las máquinas y7erramientas dis+onibles(

Así4 el triangulo material17erramienta1máquina limitará los+arámetros de corte4 estrategias de mecanizado4 ,olumen dematerial e-traído +or unidad de tiem+o4 etc(

Cara$ter%sti$as &e un $entro &e 'e$ani(a&o

)a ,ersatilidad y @e-ibilidad que debido al alto gradode automatizaci!n4 las 7ace ca+aces de e%ecutar diferentes

o+eraciones de mecanizado en una sola +ieza( Hrinda un buenacabado su+er;cial4 lo que las 7ace indicadas +ara dar laforma ;nal a las +iezas que se fabrican(

Estas máquinas son recon;gurables4 ya que +ueden cambiarrá+idamente de con;guraci!n +ara realizar di,ersas tareas demecanizado sobre una +ieza(#niformidad en la +roducci!n4 condici!n necesaria +ara la+roducci!n en serie(

Alta ,elocidad de +roducci!n4 debido a que realizan una grancantidad de o+eraciones de una forma automática sobre la+ieza traba%ada(Algunas de las ,irtudes que demuestran la @e-ibilidad yrecon;guraci!n mencionadas son4 el cambio automático de7erramientas4 las utilizaciones de +aletas trans+ortadoras y el+osicionado automático de la +ieza de traba%o(

Estru$tura &e) $entro &e 'e$ani(a&o

Algunas características a tener en cuenta en el dise3o de laestructura de un centro de mecanizado son los materialesem+leados4 la rigidez4 las dilataciones t=rmicas y la ca+acidadde amortiguamiento de ,ibraciones(

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• Materiales - Siem+re tener en cuenta que los materialesa utilizar tienen algunos requisitos(

• Rigidez 1 +ara que se +ueda minimizar las deformaciones

al ser cargados y minimizar ,ibraciones(• Ha%a dilataci!n t=rmica 1 Ha%a densidad4 +ara que sea

+osible minimizar las fuerzas inerciales(• Alta conducti,idad t=rmica 1 que es deseable en algunas

+artes4 +ara que sea más fácil e-traer rá+idamente elcalor que es generado +or el corte(

• Ca+acidad de absorber ,ibraciones(

• Ha%o costo()os materiales que com+onen el armaz!n de un centro de

mecanizado son4 7ierro gris o fundido4 concreto de +olímero4cerámico y materiales com+uestos(

El hierro fundido. Este tiene un ba%o ni,el en su costo y unamuy buena absorci!n de ,ibraciones4 +ero las +artesresultan ser muy +esadas en relaci!n a sus 7abilidadesmecánicas( Este es el +rimer material usado +ara máquinas7erramientas(

Concreto de polímero( Este material es una mezcla de

concreto triturado y +lástico4 que +uede ser fundido congran facilidad4 +ara que +ueda tomar diferentes formas( $iene gran ca+acidad de ,ibraciones +ero muy ba%a enrigidez y tambi=n ba%a conducti,idad t=rmica(

Cerámicos.  Estos se usan en máquinas a,anzadas4 susgrandes ,enta%as son la rigidez4 resistencia es+ecí;ca4resistencia a la corrosi!n4 buen acabado su+er;cial y unagran estabilidad t=rmica(

Materiales compuestos( Estos +ueden estar formados +oruna gran ,ariedad y combinaci!n de matrices4 tambi=n+resentan buenas +ro+iedades mecánicas(

Tipos &e $entro &e 'e$ani(a&o

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E-iste una gran ,ariedad de centros demecanizado caracterizados +or sus tama3os4 ti+os4funcionalidades y grados de automatizaci!n(

)as +otencias nominales llegan a los I2JK y las ,elocidadesdel 7usillo de las maquinas más comunes y usadas4 son losque tienen límites de L a N RPM4 aunque +ara algunasa+licaciones más es+eciales4 +ueden llegar a I2 RPM(En la actualidad se construyen muc7as maquinas de formamodular4 que de tal manera +uedan instalar y modi;cardi,ersos accesorios y equi+os +erif=ricos4 seg.n sea necesarioen los cambios a los +roductos a manufacturar(

Entre los ti+os de centros mecanizados +odemos diferencias

los de 7usillos ,erticales y los de 7usillos 7orizontales(

)os centros de mecanizados con 7usillo ,ertical son másadecuados +ara realizar o+erados en su+er;cies +lanas conca,idades 7ondas4 un e%em+lo es la fabricaci!n de matrices4moldes o dados( ?a que en el maquinado ,ertical los em+u%esse dirigen 7acia aba%o4 estas máquinas cuentan con una granrigidez y +roducen +iezas con buena +recisi!n dimensional(

)os centros de mecanizados con 7usillo 7orizontal sonrecomendadas +ara su uso en +iezas grandes y altas4 querequieren maquinarse en ,arias +artes de sus su+er;cies(

ESTUDIO DE LAS *ERRAMIENTAS

Para realizar el estudio de las 7erramientas seleccionaremoslos tres cam+os cla,e en una 7erramienta: 8material de la7erramienta94 geometría y recubrimiento(

!ENTA+AS ,UE OFRECE EL MA!

isminuci!n de las fuerzas de corte en los materialesd.ctiles4 +osibilidad de mecanizar +aredes delgadas 804B mm(9

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  Mayor +recisi!n de los contornos4 me%or calidad su+er;cial ytolerancias dimensionales más +recisas  Reducci!n del tiem+o de +ulido Mecanizado de una sola atada +ara el desbaste y acabado Mecanizado de +aredes ;nas Reducci!n del tiem+o de mecanizado y coste global isminuci!n del coe;ciente de rozamiento ,iruta17erramienta E,acuaci!n casi total del calor +or medio de la ,iruta Aumento en la ,ida de la 7erramienta Posibilidad de mecanizado de aceros duros 8O20 rc9 comosi fuera mecanizado en caliente

So-t.are CAD/CAM para Me$ani(a&o &e A)ta !e)o$i&a&

esde que el conocimiento del +roceso de mecanizado aalta ,elocidad 7a llegado a ser una tecnología e-tendida en elsector industrial4 las em+resas que desarrollan softare 7an+retendido 5no +erderse el carro6 de la inno,aci!n4 colocando

el sello 5Softare +ara el mecanizado de Alta Velocidad6 ensus +roductos(

Esta cam+a3a de mareting 7a su+uesto el desconciertoentre los usuarios4 +rimero +or conocer si su +aquete deCAQCAM está o estará a la altura necesaria y4 segundo4 +orquienes deben incor+orar en sus em+resas un softare dealto ni,el y les es difícil 5des+e%ar el camino6(

A continuaci!n describimos las diferentes estrategias decorte que se em+lean 7abitualmente en las o+eraciones demecanizado a alta ,elocidad4 las cuales deben estardis+onibles +or aquel sistema de CAQCAM que quieracom+etir en el área del mecanizado de alta ,elocidad(

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• Raster: esta trayectoria se genera a +artir de un ángulodado en *?4 manteniendo un con +aso lateral ae y un+aso ,ertical ae( El softare debiera incluir +or defectodiferentes o+ciones +ara ada+tarse al mecanizado de

alta ,elocidad4 como son radios en los cambios dedirecci!n4 entradas en es+iral4 etc(

•  $rocoides o E+icicloides: +ocos +aquetes incor+oran esteti+o de estrategia a,anzada( )a no,edad de esta formade traba%o es que se consigue e,acuar grandes,ol.menes de material con ba%os ni,eles de consumo de+otencia del cabeza4 caso que es muy frecuente en loscentros de mecanizado de alta ,elocidad(

• Per;lado u "set: consiste en obtener trayectoriassiguiendo el contorno de la geometría( e la mismamanera que la trayectoria Raster4 el softare debieraincluir +or defecto diferentes o+ciones +ara ada+tarse almecanizado de alta ,elocidad como son radios en loscambios de direcci!n4 entradas en es+iral4 etc(

• Entradas en : debe de incor+orar diferentes formas deentrar la 7erramienta sobre la +ieza: taladro4 ram+a o

es+iral4 =sta .ltima es la más recomendable +arasal,aguardar la integridad de la 7erramienta(

• Arcos: el softare debiera generar automáticamenteradios o arcos +ara e,itar +aradas bruscas ante uncambio de trayectoria(

El mecanizado de alta ,elocidad requiere altas +recisionesde concentricidad de la 7erramienta de corte con el ;n de

e,itar errores y aumentar la seguridad del +roceso en elmecanizado a altas re,oluciones de corte( Actualmente losconos +orta7erramientas más utilizados son los es+ecialesti+o SJ( $ambi=n se utilizan los conos SJ L0 T 20 8&'DUNI/9 y H$ L0 T 20(

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)as ,enta%as de los sistemas de amarre ti+o SJ4 frente a los+orta7erramientas más con,encionales4 se resumen en lossiguientes puntos

Pro+orcionan mayores e-actitudes de cambio yre+etiti,idad( $ransmisi!n segura de un ele,ado +ar con un+osicionamiento radial de;nido 8ausencia de run1out9( Gran rigidez a la @e-i!n estática y dinámica( isminuci!n del +eso y de la longitud total4 con lo que sedisminuyen los +roblemas de ti+o inercial(

A+USTES

El a%uste de la 7erramienta en el +orta7erramientas debe sere-tremadamente +reciso( )os diferentes sistemas em+leados+ara el a%uste de 7erramientas en las +ortas de alta ,elocidadson:

Mecánico- Este ti+o de a%uste es el conocido uni,ersalmentecomo a%uste de tuerca y +inza 8+orta1+inzas9( En el caso de

tuerca de gran a+riete4 la +inza es cilíndrica4 en cambio4 en elcaso tradicional4 de una tuerca normal4 la +inza es c!nica(

Hidráulico- 'o es una o+ci!n muy recomendable4 ya que algirar a altas re,oluciones 8a +artir de B0000 r+m(94 la limitadarigidez4 7ace aumentar el salto radial de la 7erramienta( )as,enta%as que +resenta este +orta7erramientas es que nonecesita ning.n mecanismo secundario4 sin embargo el costeindi,idual del +orta7erramientas 8sin contar el mecanismo de

calentamiento de los t=rmicos9 es más ele,ado que lost=rmicos(

Trmico-  El +orta7erramientas se somete a un +roceso decalentamiento4 con lo que aumenta el diámetro interior +ordilataci!n( #na ,ez dilatado se introduce la 7erramienta4 ytras el subsiguiente +roceso de contracci!n queda su%eta la

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7erramienta( Esta o+ci!n es la más recomendada4 +eroactualmente tambi=n es la más com+le%a y cara4 ya que obligaa dis+oner de una +orta +or diámetro de 7erramienta4 y undis+ositi,o t=rmico au-iliar +ara la su%eci!n( )a elecci!n delti+o de +orta7erramientas de+enderá del centro demecanizado y la +recisi!n con la que se +iense traba%ar(

CONCLUSION

oy +or 7oy el MAV no re+resenta una soluci!n general demecanizado4 +ero su+one una o+ortunidad de o+timizaci!n endeterminados cam+os de a+licaci!n

0I0LIO1RAFIA7tt+:QQcam+us(;(uba(arQ;le(+7+QBU2QMaterialCom+lementarioQMecanizadode AltaVelocidad(+df 7tt+:QQ(e7u(eusQmanufacturingQdocenciaQLIca(PW7tt+:QQ(aserm(netQ+royectosQ+royecto1@e-manQtecnologiasQmecanizado1de1alta1,elocidadQ7tt+:QQ(interem+resas(netQWerreteriaQWeriaVirtualQVideos1Emuge1Wranen1S1)1NDB2D(7tml>$VX4/000BDL07tt+:QQ(tecsafer(comQ+dfQ&ntroduccionYB0alYB0MecanizadoYB0deYB0AltaYB0Velocidad(+df