Informe del piñon maquinado

7/22/2019 Informe del piñon maquinado

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Universidad Tecnológica del Perú

Carrera: Ingeniería Mecatrónica

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CAD CAM II Página 1

DISEÑO Y MAQUINADO DE UN PIÑON A DOBLE CARAPRODUCTO TERMINADO

Maycol Meza [email protected]

Bryant chuquirimay vallesteros [email protected]

Eduardo Vilchez [email protected]

Henry Mariano Balabarca [email protected]

Asesor:

Ing. Saúl Santivañez Puente

Curso: CAD CAM II

RESUMEN

Este proyecto ha realizado el mecanizado de un piñon terminado en Fresadora CNC . Para la

realización de ello se abarcan los conocimientos de diseño en Solid Works , diagramando el

volumen en 3D y posteriormente pasando a un formato que sea comprensible para Edge Cam

donde se elabora las estrategias de simulación de mecanizado y generación de códigos G que será la información necesaria para la máquina Fresadora CNC .

1. INTRODUCCION

En mecánica, se denomina piñón a la rueda

de un mecanismo de cremallera o a la

rueda más pequeña de un par de ruedas

dentadas, ya sea en una

transmisión por engranaje, cadena de

transmisión o correa de transmisión.

También se denomina piñón tensor a larueda dentada destinada a tensar una cadena

o una correa dentada de una transmisión.

En una etapa de engranaje, la rueda más

grande se denomina "corona", mientras que

en una transmisión por cadena como la de

una bicicleta, la rueda mayor se denomina

"plato". En un tren de engranajes de varias

etapas, la corona de la una etapa gira

solidariamente con el piñón de la etapa

consecutiva.

En las transmisiones por cadena y porcorrea, un piñón demasiado pequeño dalugar a mayores curvaturas en el elementoflexible de la transmisión, lo cualincrementa el desgaste y disminuye la vida

útil de los elementos.

Fig1.1 Piñones y cadena





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2. PROBLEMÁTICA Y SOLUCIONDEL PROYECTO

El reto de ingeniería fue elaborar un piñón

producto terminado de material acrílico enuna fresadora vertical, para esto se

elaboraron las siguientes estrategias.

a. Mecanizar a 2 tiempos la pieza mecánica.

b. Usar más de un diámetro de Fresa de

desbaste.

c. Ubicar el "carro" de la mordaza en la

fresadora que sujete la pieza correctamente.

3. DESCRIPCIÓN DE LA

SOLUCIÓN

Primer Mecanizado

En el mecanizado de la primera etapa se

realizo un agujero central de Ø 24mm y un

esparrago en pieza, menor al diámetro

exterior del piñón y con las dimensiones de

longitud efectiva de 24mm y altura de 10

mm para ser sujetado por la mordaza para el

segundo mecanizado.

Después del desbaste del esparrago, serealizo el mecanizado de los "dientes"exteriores del piñón de Ø 32.5 mm y altura6.5mm.

Para este proceso se uso una fresa de Ø 8mm para desbaste y acabado.

Segundo Mecanizado

En el segundo mecanizado se sujeto elesparrago de la pieza en la mordaza.

Procediendo a desbastar el exceso de

material de altura 8 mm hasta que se note la

cara plana del piñón y seguido de los

últimos detalles alrededor del agujero

central.

Para este proceso se uso una fresa de Ø 6mm para desbaste y acabado.

3.1 ANALISIS DE DISEÑO

Optamos por el acrílico por ser un material

de fácil y menor tiempo de mecanizado,

para la fabricación de este prototipo.

El Acrílico es un material que deriva del

plástico que tiene diferentes aplicaciones y

usos. Dentro de sus ventajas podemos

mencionar que resiste estar expuesto por

periodos de tiempo muy largos a rayos

ultravioleta sin que esto dañe su superficie.

Su gran flexibilidad hace que

el Acrílico sea uno de los materiales más

utilizados en las construcciones.

Características del acrílico:

Buena resistencia térmica y química.

Muy buena procesabilidad por

métodos empleados para los

termoplásticos, como inyección y

extracción.

Transparente.

Copia detalles de molde con gran

fidelidad.

El acrílico o metacrilato es utilizado en

innumerables aplicaciones:

Componentes para automóviles.

Utensilios de cocina.

Bandejas.

Artículos médicos.

Artículos para el hogar, etc.

El acrílico se destaca por tener una dureza

tres veces mayor a la del vidrio y por teneruna superficie lisa y brillante similar a este.

4. PROCESO DE DISEÑO

Se muestra la pieza en 3d diseñada en

SolidWork s a continuación.

http://www.acrilfrasa.mx/

http://www.acrilfrasa.mx/





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Fig1.2 Piñones en 3D

Pero eso sería el acabado que deberíamos

obtener después del mecanizado, entonces

preparamos las capas para mecanizar en

ambos lados.

Fig1.3 Pieza N1 en 3D

Fig1.4 Pieza N2 en 3D

Luego de elaborar en 3d las dos piezas,

estas son simplemente las dos caras del

piñón.

Ahora debemos guardar como formato*.x_t cada archivo. Debemos asegurarnos

que la pieza tenga la posición mostrada en

la figura 1.3 al momento de guardar, luego

importamos a Edge Cam para trabajar.

Antes de importar a Edge Cam, debemos

tener instalado el procesador en la ruta

mostrada.

C:\Program Files (x86)\Planit\Edgecam

2011 R1\Cam\Machdef

Continuamos con la apertura del programa

Edge Cam y abrimos la pieza N1 en

formato *.x_t, este formato fue exportado

desde SolidWork s como se detallo líneasarriba y es necesario para trabajar.





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Paso 1. Abrimos el archivo y buscamos laopción que visualice una vista isométrica.

Paso 2. Seleccionar Stock/Fixture

Paso 3. Verificar opciones como se muestra

Paso 4. Seleccionar línea

Paso 5. Dibujar línea desde punto inferiorhasta superior

Paso 6. Click en opcion CPL

Paso 7. Ingresar nombre y elegir opción

Paso 8. Con la opción elegida

anteriormente, seleccionamos la carasuperior y luego un vértice y quedaraconfigurado como se muestra

Paso 9. Elegimos esta opción para hacer unmejor control de la secuencia a mecanizar





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Paso 10. Seleccionamos las aristas

Paso 11. Seleccionamos la herramienta

derecha

Paso 12. Verificamos estas opciones y dedamos un nombre a la secuencia

Paso 13. Apagamos el sólido paraquedarnos solo con las aristas

Paso 14. Elegimos esta opción para

desbaste

Paso 15. Seleccionamos las aristasmostradas y doble click derecho

Paso 16. Seleccionamos la fresa de Ø 8

Paso 17. Configuramos las velocidades demecanizado como se muestra





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Paso 18. En esta opción verificamos elavance de corte por capaz de 1.5 mm y la profundidad de -10 mm

Paso 19. Seleccionamos la opción mostrada(Digitise Stock)

Paso 20. Seleccionamos los bordesexteriores

Paso 21. Repetir el paso 13 y seleccionar elagujero interno

Paso 22. En esta opción verificamos elavance de corte por capaz de 1.5 mm y la profundidad de -20 mm

Paso 23. Desabilitar la opción (DigitiseStock)

Paso 24. Repetir el paso 13 y seleccionarlos dientes del piñón y doble click

Paso 25. En esta opción verificamos elavance de corte por capaz de 1.5 mm, nivela -10 y la profundidad de -6.5 mm





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Paso 26. Repetimos el paso 18 y 19

Paso 27. Seleccionamos opción de

simulación de mecanizado

Paso 28. Primera fase de mecanizado

Paso 29. Segunda fase de mecanizado

Paso 30. Tercera fase de mecanizado

Paso 31. Cargamos la segunda pieza, en lacual hicimos una altura ficticia para el

desbaste de 8mm

Paso 32. Repetir los pasos del 1 al 17, elegirfresa Ø 6 mm, altura de desbaste -8.25 mm

Paso 33. No es necesario desbastar el centro porque es un agujero

Paso 34. Para los hacer los agujerosseleccionar la opción mostrada

Paso 34. Realizar el paso 21 para losagujeros

Paso 35. Primera fase de mecanizado





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Paso 36. Segunda fase de mecanizado

Paso 37. Generar código G

Paso 38. Guardar en ruta con nombre

Paso 39. Copiar código y guardarlo en

formato *.txt para ambos archivos condiferentes nombres

5. Pasos de maquinado en Fresa CNC

A continuación se muestra las imágenes y

se hace una explicación del proceso de

mecanizado.

Antes debemos pasar los códigos G que

fueron generados en EDGE Cam, a la computadora que controla la máquina Fresa

CNC. Configurar las dimensiones de la

pieza en bruto y diámetros de herramienta.

Por último simular el desbaste para

comprobar el código.

Paso 1. Sujetar la pieza en mordazas

Paso 2. Centrar la pieza en 0,0,0

Paso 3. Ver las coordenadas en la pantalladel software de la máquina Fresa CNC





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Paso 3. Iniciar en proceso de mecanizado

Paso 4. El desbaste exterior tiene los datos

siguientes:Velocidad de husillo: 2500 rpm

Velocidad de avance: 250 mm/min al 80%Velocidad de bajada: 200 mm/minEl tiempo de desbaste por cara fue de 6 mina 1.5 mm de profundidad, con una alturatotal de 10 mm con un tiempo total de 42mm, antes realizo un agujero central Ø 24mm en 3 minutos.

Paso 5. El tiempo de desbaste para laformacion de los dientes fue de 4.5 min a1.5 mm de profundidad, con una altura total

de 6.5 mm con un tiempo total de 22.5minutos

Paso 6. Limpiamos el espacio de trabajo y

recogemos la pieza final, el tiempo efectivode mecanizado fue de 1 hora con 7.5

minutos.

Así terminamos la primera parte delmecanizado.

Paso 7. Sujetamos la pieza en las mordazascon la finalidad de hacer el desbaste y los

últimos detalles en la superficie del piñón.

Paso 8. Realizamos los pasos del 1 al 3

nuevamente, esto nos garantiza que la piezaestá completamente centrada para iniciar laúltima operación del mecanizado.





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Paso 9. El desbaste exterior tiene los datossiguientes:Velocidad de husillo: 2500 rpm

Velocidad de avance: 250 mm/min al 80%-

70%Velocidad de bajada: 200 mm/minEl tiempo de desbaste por cara fue de 7.5min a 1.5 mm de profundidad, con unaaltura total de 8.25 mm con un tiempo totalde 60 min, debido a que se regulaba lavelocidad de avance.

El diagrama flujo mostrado indica las

operaciones realizadas en el maquinado

6. RESULTADOS

El resultado del proceso de mecanizado se

muestra a continuación

Piñón terminado

El peso del producto terminado es de 21 gr.

y ahora comprobamos con la simulación en

Solid Work

Para agregar material al objeto en 3D,seleccionaremos Editar material yescogeremos de la lista desplegable elmejor material que requerimos para nuestrodiseño.





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En nuestro caso elegimos el materialAcrílico, cuya densidad es de 1200 Kg/m

3

Elegimos propiedades físicas

Vemos que la masa es de 21.85 gr

VT = 21.85 grVE = 21.2 gr

%e=

2.97%

Esto nos dice que el valor teórico con elvalor experimental tienen una diferencia de2.97%.Esto se debe a que posiblemente hemostomado las medidas en una balanza con esemargen de error o sino que al momento demaquinar hemos desbastado algunasdecimas de milimetro con lo quesignificaría que ha tenido perdida de

material.

7. CONCLUSIONES

El mecanizado CAD/CAM es hoy en día la

alternativa más competitiva en el sector de

diseño de piezas mecánicas. Esto implicaun alto volumen de producción,

disminuyendo tiempos en la manufactura y

agregando mucha precisión lo que por

resultado es igual a decir elaborar productos

con calidad.

El acrílico es un material de muy buen

comportamiento en la manufactura de

piezas para elaborar prototipos mecánicos,

la superficie es de alto impacto y resistentea la temperatura generada por la fricción

entre la fresa y la superficie de contacto.

El acabado superficial al finalizar la

manufactura es superior si comparamos con

el nylon.

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