manual de maquinados upiicsa

PROCESOS DE MANUFACTURA POR ARRANQUE DE VIRUTA

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El objetivo fundamental en los Procesos de Manufactura por Arranque de Viruta es

obtener piezas de configuracin geomtrica requerida y acabado deseado. La operacin

consiste en arrancar de la pieza bruta el excedente ( metal sobrante ) del metal por medio

de herramientas de corte y maquinas adecuadas.

Los conceptos principales que intervienen en el proceso son los siguientes: metal

sobrante, profundidad de corte, velocidad de avance y velocidad de corte.

METAL SOBRANTE ( SOBREESPESOR ). Es la cantidad de material que debe ser

arrancado de la pieza en bruto, para conseguir la configuracin geomtrica, dimensiones,

precisin y acabados requeridos. La normalizacin de sobreespesores en la elaboracin de

piezas es importante, pues si se tiene una cantidad excesiva del material sobrante,

originar un mayor tiempo de maquinado, un mayor desperdicio de material y como

consecuencia aumentar el costo de fabricacin.

PROFUNDIDAD DE CORTE. Se denomina profundidad de corte a la profundidad de la

capa arrancada de la superficie de la pieza en una pasada de la herramienta; generalmente

se designa con la letra t y se mide en milmetros en sentido perpendicular entre las

superficies a trabajar y la obtenida.

En las maquinas donde el movimiento de la pieza es giratorio (Torneado y Rectificado)

o de la herramienta ( Mandrinado ), la profundidad de corte se determina segn la

frmula:

t = Di Df

2

en donde:

Di = Dimetro inicial de la pieza ( mm ).

Df = Dimetro final de la pieza ( mm ).


2

En el caso de trabajar superficies planas ( Fresado, Cepillado y Rectificado de

superficies planas ), la profundidad de corte se obtiene de la siguiente forma:

t = E - e ( mm )

en donde:

E = espesor inicial de la pieza ( mm ).

e = espesor final de la pieza ( mm ).

VELOCIDAD DE AVANCE. Se entiende por Avance al movimiento de la herramienta

respecto a la pieza o de esta ltima respecto a la herramienta en un periodo de tiempo

determinado.

El Avance se designa generalmente por la letra s y se mide en milmetros por una

revolucin del eje del cabezal porta-pieza o porta-herramienta, y en algunos casos en

milmetros por minuto.

VELOCIDAD DE CORTE. Es la distancia que recorre el filo de corte de la

herramienta al pasar en direccin del movimiento principal ( Movimiento de Corte )

respecto a la superficie que se trabaja. El movimiento que origina la velocidad de corte

puede ser rotativo o alternativo; en el primer caso, la velocidad de corte o velocidad

lineal relativa entre pieza y herramienta corresponde a la velocidad tangencial en la zona

en que se esta efectuando el desprendimiento de la viruta, es decir, donde entran en

contacto herramienta y pieza y debe medirse en el punto ms desfavorable. En el segundo

caso, la velocidad relativa en un instante dado es la misma en cualquier punto de la

pieza o la herramienta.

En el caso de maquinas con movimiento giratorio ( Torno, Taladro, Fresadora, etc. ), la

velocidad de corte esta dada por:

Vc = pi D n ( m/min ) o ( pies/min ).

en donde:

D = dimetro correspondiente al punto ms desfavorable ( m ). n = nmero de revoluciones

por minuto a que gira la pieza o la herramienta.


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Para mquinas con movimiento alternativo ( Cepillos, Escoplos, Brochadoras, etc. ), la

velocidad de corte corresponde a la velocidad media y esta dada por:

Vc = L

T

en donde:

L = distancia recorrida por la herramienta o la pieza ( m ).

T = tiempo necesario para recorrer la distancia L ( min ).

MAQUINA-HERRAMIENTA Y HERRAMIENTA

La optimizacin en el proceso de fabricacin de piezas en la industria es funcin de la

maquina-herramienta as como de la herramienta misma, por lo que a continuacin se

presentan las caractersticas ms sobresalientes de cada una de ellas.

MAQUINAS-HERRAMIENTA. Son aquellas mquinas que desarrollan su labor mediante

un utensilio o herramienta de corte convenientemente perfilada y afilada que maquina y

se pone en contacto con el material a trabajar produciendo en ste un cambio de forma

y dimensiones deseadas mediante el arranque de partculas o bien por simple

deformacin.

La eleccin de la maquina-herramienta que satisfaga las exigencias tecnolgicas, debe

hacerse de acuerdo a los siguientes factores:

1. Segn el aspecto de la superficie que se desea obtener. En relacin a la forma de

las distintas superficies del elemento a maquinar, se deben deducir los movimientos

de la herramienta y de la pieza, ya que cada maquina-herramienta posee sus

caractersticas que la distinguen y resulta evidente su eleccin.

2. Segn las dimensiones de la pieza a maquinar. Se debe observar si las dimensiones

de los desplazamientos de trabajo de la maquina-herramienta son suficientes para las

necesidades de la pieza a maquinar. Adems, se debe tomar en consideracin la

potencia que ser necesaria durante el arranque de la viruta; la potencia estar en

funcin de la profundidad de corte, la velocidad de avance y la velocidad de corte.


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3. Segn la cantidad de piezas a producir. Esta sugiere la eleccin ms adecuada entre

las mquinas de tipo corriente, semiautomtico y automtico ( en general, se emplean

mquinas corrientes para producciones pequeas y mquinas automticas para

producciones grandes ).

4. Segn la precisin requerida. Con este factor se est en condiciones de elegir

definitivamente la maquina-herramienta adecuada.

CLASIFICACION DE LAS MAQUINAS-HERRAMIENTA

Las maquinas-herramienta se distinguen principalmente por las funciones que desempean,

as como el tipo de piezas que pueden producir y en general se pueden dividir tomando

en consideracin los movimientos que efectan durante el maquinado de las piezas. En el

cuadro No. 1 se presenta un resumen de las principales maquinas-herramienta y los

movimientos que realizan, movimiento de trabajo ( principal o de corte ) y de

alimentacin ( secundario o de avance ) asumidos por la herramienta o la pieza.

HERRAMIENTAS DE CORTE

Por herramienta se entiende a aquel instrumento que por su forma especial y por su

modo de empleo, modifica paulatinamente el aspecto de un cuerpo hasta conseguir el

objeto deseado, empleando el mnimo de tiempo y gastando la mnima energa.

MATERIALES PARA LAS HERRAMIENTAS DE CORTE

La seleccin del material para la construccin de una herramienta depende de distintos

factores de carcter tcnico y econmico, tales como:

1. Calidad del material a trabajar y su dureza.

2. Tipo de produccin ( pequea, mediana y en serie ).

3. Tipo de maquina a utilizar.

4. Velocidad de Corte.


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MOVIMIENTO DE

TRABAJO

MAQUINA

MOVIMIENTO DE

CORTE

REALIZADO POR:

MOVIMIENTO DE

AVANCE

REALIZADO POR:

ROTATORIO

CONTINUO

TORNO PARALELO

TORNO REVOLVER

TORNO AUTOMATICO

TORNO COPIADOR

TORNO VERTICAL

PIEZA

HERRAMIENTA

ROTATORIO

CONTINUO

TALADRO DE:

COLUMNA

RADIAL

MULTIPLE

HERRAMIENTA

HERRAMIENTA

ROTATORIO

CONTINUO

MANDRINADORA HERRAMIENTA HERRAMIENTA O

PIEZA

RECTILINEO

ALTERNATIVO

LIMADORA

CEPILLADORA

ESCOPLEADORA

HERRAMIENTA

PIEZA

HERRAMIENTA

PIEZA

HERRAMIENTA

PIEZA

RECTILINEO

INTERMITENTE

BROCHADORA HERRAMIENTA INCREMENTO DE

LOS DIENTES

ROTATORIO

CONTINUO

FRESADORA:

HORIZONTAL

VERTICAL

UNIVERSAL

HERRAMIENTA

PIEZA

ROTATORIO

CONTINUO

SIERRA DE DISCO HERRAMIENTA HERRAMIENTA

RECTILINEO

CONTINUO

SIERRA CINTA HERRAMIENTA HERRAMIENTA

ROTATORIO

CONTINUO

RECTIFICADORA:

UNIVERSAL

VERTICAL

SIN CENTROS

FRONTAL

HERRAMIENTA

HERRAMIENTA Y

PIEZA

ROTATORIO

ALTERNADO

ROSCADORA HERRAMIENTA HERRAMIENTA

RECTILINEO

ALTERNADO

GENERADORA DE

ENGRANES CON

SISTEMA PFAUTHER

HERRAMIENTA PIEZA

CUADRO No. 1. RESUMEN DE LAS PRINCIPALES MAQUINAS-HERRAMIENTAS.


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Los materiales empleados para herramientas generalmente son:

1.ACEROS.

a ) Al carbono.

b ) Rpidos.

c ) Extra.rpidos.

2.ALEACIONES DURAS ( ESTELITAS ).

3. CARBUROS METALICOS.

4.METERIALES CERAMICOS.

1.ACEROS.

a ) Al carbono. Tienen una porcin de carburo que vara entre 0.7 y 1.5 % con una base

de hierro, residuos de manganeso, silicio, fosforo y azufre. Las herramientas construidas

con este material ofrecen ventajas de ser fcilmente maquinables y de bajo costo, pero

presentan la desventaja de prdida de filo de corte a temperatura de 200-250 oC.

El acero al carbono se emplea para construir herramientas cuando se tienen los siguientes

casos:

1. Producciones en baja escala.

2. Trabajos de acabado a baja velocidad de corte ( entre 10 y 15 m/min ).

En algunos casos a la aleacin hierro-carbono se le mezclan otros elementos (con la

fialidad de aumentar la resistencia al desgaste ) tales como: cromo, cobalto, manganeso,

molibdeno, nquel, silicio, tungsteno, vanadio. En estos casos los aceros asumen la

denominacin de especiales y pueden emplearse para trabajar a una velocidad de corte de

hasta 25 m/min.


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b ) Rpidos. Se denomina acero rpido a la aleacin hierro-carbono con un contenido de

carbono de entre 0.7 y 0.9 % a la cual se le agrega un elevado porcentaje de tungsteno

( 13 a 19 % ), cromo ( 3.5 a 4.5 % ) y de vanadio ( 0.8 a 3.2 % ). Las herramientas

construidas con estos aceros pueden trabajar con velocidades de corte de 60 m/min. a 100

m/min ( variando esto con respecto a la velocidad de avance y la profundidad de corte ),

sin perder el filo de corte hasta una temperatura de 600oC y conservando una dureza

Rockwell de 62 a 64.

c ) Extra-rpidos. Estos aceros estn caracterizados por una notable resistencia al desgaste

del filo de corte an a temperaturas superiores a los 600oC por lo que las herramientas

fabricadas con este material pueden emplearse cuando las velocidades de corte requeridas

son mayores a las empleadas para trabajar con herramientas de acero rpido.

Los aceros extra-rpidos tienen la misma composicin que los aceros rpidos, a los

cuales se les aade del 4 al 12 % de cobalto.

2. ALEACIONES DURAS ( ESTELITAS ). Es una aleacin cuyos principales

componentes son tungsteno ( 10-20 % ), cromo ( 20-35 % ), cobalto ( 30-35 % ),

molibdeno ( 10-20 % ), pequeos porcentajes de carbono ( 0.5-2 % ) y de hierro hasta 10

%.

Dichas aleaciones son preparadas en forma de pequeas placas fundidas, las cuales se

sujetan en la extremidad maquinada de un mango de acero al carbono. Las

herramientas construidas con estas aleaciones presentan las siguientes ventajas:

a ) Se pueden trabajar metales duros con altas velocidades de corte ( de 5 a 10 veces

superiores a las velocidades utilizadas con herramientas de acero rpido ).

b ) Conserva los filos de corte a temperaturas hasta de 800oC.

c ) El afilado se realiza fcilmente a la muela como todas las herramientas de acero

rpido y extra-rpido.

3. CARBUROS. Son aleaciones en forma de pequeas placas obtenidas por sinterizacin

a temperaturas comprendidas entre 1400oC y 1700

oC. Sus principales componentes son:

carburo de tungsteno ( WC ), carburo de titanio (TiC ) o carburo de cobalto ( CoC ).

En el cuadro No. 2 se dan las composiciones y aplicaciones de los carburos ms

comnmente empleados:


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4. MATERIALES CERAMICOS. Es el producto obtenido por sinterizacin del xido de

aluminio combinado con xido de sodio y xido de potasio. Estos materiales aleados

con xido de silicio forman el compuesto para sinterizar a temperaturas prximas a

1800oC.

Las placas de cermica no resisten cargas de flexin superiores a los 40 kg/mm2, pero

en cambio presentan una gran resistencia a la abrasin; por tal motivo se emplean

especialmente para el maquinado de metales no ferrosos, grafitos, etc.

TIPO COMPOSICION APLICACIONES

S1

78% TUNGSTENO

16% CARBURO DE TITANIO

6% COBALTO

Trabajo a altas velocidades de

corte ( 200m/min ) y pequeos

avances.

S2

76% TUNGSTENO


8% COBALTO

Trabajo con velocidad de corte

media y avances medios.

S3

89% TUNGSTENO


6% COBALTO

Trabajo con velocidad de corte

de 120m/min, buena resistencia

a la flexin y resistencia media al

desgaste .

G1

94% CARBURO DE

TUNGSTENO

6% COBALTO

( GRANO NORMAL )

Trabajo de las fundiciones

( bronce, cobre, latn, aleaciones

ligeras ).

G2

94% CARBURO DE

TUNGSTENO

6% COBALTO

( GRANO FINO )

Trabajo de las fundiciones duras,

aceros templados, materiales

sintticos.

CUADRO No. 2. COMPOSICIONES Y APLICACIONES DE LOS CARBUROS MAS COMUNMENTE

UTILIZADOS.

TIPOS DE VIRUTAS

A partir de la apariencia de la viruta se puede obtener mucha informacin valiosa acerca

del proceso de corte, ya que algunos tipos de viruta indican un corte ms eficiente que

otros. El tipo de viruta est determinado primordialmente por:


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a ) Propiedades del material a trabajar.

b ) Geometra de la herramienta de corte.

c ) Condiciones del maquinado ( profundidad de corte, velocidad de avance y velocidad de

corte ).

En general, es posible diferenciar inicialmente tres tipos de viruta:

1. Viruta discontinua.

2. Viruta continua.

3. Viruta continua con protuberancias.

Viruta discontinua. Este caso representa el corte de la mayora de los materiales frgiles

tales como el hierro fundido y el latn fundido; para estos casos, los esfuerzos que se

producen delante del filo de corte de la herramienta provocan fractura. Lo anterior se

debe a que la deformacin real por esfuerzo cortante excede el punto de fractura en la

direccin del plano de corte, de manera que el material se desprende en segmentos muy

pequeos. Por lo comn se produce un acabado superficial bastante aceptable en estos

materiales frgiles, puesto que el filo tiende a reducir las irregularidades.

Las virutas discontinuas tambin se pueden producir en ciertas condiciones con

materiales ms dctiles, causando superficies rugosas. Tales condiciones pueden ser bajas

velocidades de corte o pequeos ngulos de ataque en el intervalo de 0o a 10

o para

avances mayores de 0.2 mm. El incremento en el ngulo de ataque o en la velocidad de

corte normalmente elimina la produccin de la viruta discontinua.

Viruta continua. Este tipo de viruta, el cual representa el corte de la mayora de

materiales dctiles que permiten al corte tener lugar sin fractura, es producido por

velocidades de corte relativamente altas, grandes ngulos de ataque ( entre 10o y 30

o ) y

poca friccin entre la viruta y la cara de la herramienta.

Las virutas continuas y largas pueden ser difciles de manejar y en consecuencia la

herramienta debe contar con un rompevirutas que retuerce la viruta y la quiebra en

tramos cortos.


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Viruta continua con protuberancias. Este tipo de viruta representa el corte de materiales

dctiles a bajas velocidades en donde existe una alta friccin sobre la cara de la

herramienta. Esta alta friccin es causa de que una delgada capa de viruta quede cortada

de la parte inferior y se adhiera a la cara de la herramienta. La viruta es similar a la

viruta continua, pero la produce una herramienta que tiene una saliente de metal

aglutinado soldada a su cara. Peridicamente se separan porciones de la saliente y quedan

depositadas en la superficie del material, dando como resultado una superficie rugosa; el

resto de la saliente queda como protuberancia en la parte trasera de la viruta.

FLUIDOS DE CORTE ( REFRIGERANTES )

Para mejorar las condiciones durante el proceso de maquinado, se utiliza un fluido que

baa el rea en donde se est efectuando el corte. Los objetivos principales de este

fluido son:

a ) Ayudar a la disipacin del calor generado.

b ) Lubricar los elementos que intervienen en el corte para evitar la prdida del filo de

la herramienta.

c ) Reducir la energa necesaria para efectuar el corte.

d ) Proteger a la pieza contra la oxidacin y la corrosin.

e ) Arrastrar las partculas del material ( medio de limpieza ).

f ) Mejorar el acabado superficial.

Las propiedades esenciales que los lquidos de corte deben poseer son los siguientes:

1. Poder refrigerante. Para sePr bueno el lquido debe poseer una baja viscosidad, la

capacidad de baar bien el metal ( para obtener el mximo contacto trmico ), un alto

calor especfico y una elevada conductibilidad trmica.

2. Poder lubrificante. Tiene la funcin de reducir el coeficiente de rozamiento en una

medida tal que permita el fcil deslizamiento de la viruta sobre la cara anterior de la

herramienta.

Dentro de los fluidos de corte ms utilizados se citan los siguientes:

1. Aceites minerales. A esta categora pertenecen el petrleo y otros productos obtenidos

de su destilacin; en general, estos aceites tienen un buen poder refrigerante, pero son

poco lubrificantes y poco anti-soldantes. Se emplean para el maquinado de las


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aleaciones ligeras y algunas veces para las operaciones de rectificado. Tienen la ventaja

de no oxidarse fcilmente.

2. Aceites vegetales. A stos pertenecen el aceite de colza y otros obtenidos de plantas o

semillas; tienen buen poder lubrificante y tambin refrigerante, adems de tener un

escaso poder anti-soldante. Se oxidan con facilidad por ser inestables.

3. Aceites animales. Pertenecen a stos el aceite de sebo y otros obtenidos de rganos

animales; como los vegetales, tienen un buen poder lubrificante y refrigerante, pero se

oxidan.

4. Aceites mixtos. Son las mezclas de aceites vegetales o animales y minerales; los

primeros entran en la proporcin de 10% a 30%. Tienen un buen poder lubrificante y

refrigerante. Son ms econmicos que los vegetales.

5. Aceites al bisulfuro de molibdeno. Ofrecen como caracterstica la lubrificacin a

elevadas presiones y la de facilitar el deslizamiento de la viruta sobre la cara de la

herramienta; no son adecuados para el maquinado de metales no ferrosos, ya que

originan corrosiones en la superficie de las piezas trabajadas. No obstante, existen los

aceites llamados inactivos obtenidos con mezclas de bisulfuro de molibdeno y

aceites vegetales o animales.

6. Aceites emulsionables. Se obtienen mezclando el aceite mineral con agua en las

siguientes proporciones:

a ) De 3 a 8% para emulsiones diluidas. Tienen un escaso poder lubrificante; se emplean

para trabajos ligeros.

b ) De 8 a 15% para emulsiones medias. Poseen un discreto poder lubrificante; se

emplean para el maquinado de metales de mediana dureza con velocidades medianamente

elevadas.

c ) De 15 a 30% para emulsiones densas. Presentan un buen poder lubrificante; son

adecuados para trabajar los metales duros de elevada tenacidad. Protegen eficazmente

contra las oxidaciones las superficies de las piezas maquinadas.


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ELECCION DEL FLUIDO DE CORTE

Esta eleccin se basa en criterios que dependen de los siguientes factores:

a ) Del material de la pieza en fabricacin. Para las aleaciones ligeras se utiliza

petrleo; para la fundicin, en seco. Para el latn, bronce y cobre, el trabajo se realiza en

seco o con cualquier tipo de aceite que este exento de azufre; para el nquel y sus

aleaciones se emplean las emulsiones. Para los aceros al carbono se emplea cualquier

aceite; para los aceros inoxidables austenticos se emplean los lubrificadores al bisulfuro

de molibdeno.

b ) Del material que constituye la herramienta. Para los aceros al carbono dado que

interesa esencialmente el enfriamiento, se emplean las emulsiones; para los aceros rpidos

se orienta la eleccin de acuerdo con el material a trabajar. Para las aleaciones duras, se

trabaja en seco o se emplean las emulsiones.

c ) Segn el mtodo de trabajo. Para los tornos automticos se usan los aceites puros

exentos de sustancias nocivas, dado que el operario se impregna las manos durante la

puesta a punto de la mquina; para las operaciones de rectificado se emplean las

emulsiones. Para el taladrado se utilizan los aceites puros de baja viscosidad; para el

fresado se emplean las emulsiones y para el brochado los aceites para altas presiones de

corte o emulsiones.

CORTE CON SIERRAS

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CORTE CON SIERRAS

El corte de los materiales es un factor importante en los procesos de manufactura, ya que la mayora de las veces es una operacin preliminar y si la preparacin de los trozos de material, no se efecta racionalmente, influye en sentido negativo sobre la produccin. Las herramientas utilizadas en las maquinas de corte se llaman sierras, las cuales, por su forma constructiva, son consideradas muy similares a las fresas; pues se caracterizan por poseer una sucesin ordenada de dientes de corte. Existen tres tipos de maquinas utilizadas para el corte de materiales, cada una basada en el movimiento de corte que efectan. Todas funcionan en tal forma que una sucesin de dientes pasan a travs del corte, pero los diferentes tipos varan en facilidad, capacidad y aplicacin. La clasificacin es la siguiente: 1) Sierras alternativas o de arco. 2) Sierras de disco (circulares) 3) Sierras de cinta o de hoja continua. 1) SIERRAS ALTERNATIVAS O DE ARCO.- Este tipo de sierras se caracterizan por el movimiento alternativo de la hoja de sierra en el corte. El corte se efecta en una direccin solamente y la sierra no corta durante la carrera de retorno. Todas las sierras alternativas o de arco siguen la misma configuracin general: una base y una mesa para soportar las piezas, las cuales permanecen estacionarias durante el corte, y un arco para el montaje y movimiento de la hoja de la sierra. Se utilizan tanto mecanismos de accionamiento mecnico, como hidrulico junto con una gama de velocidad y se emplean dos tipos diferentes de avances. Avance por gravedad.- En este avance el peso mismo del arco proporciona la presin para el avance de la sierra dentro del corte, para un corte ms rpido se puede forzar el arco durante el corte por medio de la utilizacin de un contrapeso deslizante. Avance hidrulico.- En este caso, el avance de la sierra dentro del corte es proporcionado

mediante el uso de un pistn hidrulico cuya parte inferior est sujeta ala bancada de la mquina y la flecha que aplica la fuerza est sujeta al arco.

Se dispone de una gran variedad de modelos y tamaos, desde la mquina sencilla de sujecin manual para un solo corte, hasta la mquina completamente automtica, con manejo automtico de las barras de sujecin y ciclo automtico. An la ms sencilla de las mquinas automticas, est diseada para cortar largas barras en trozos cortos sin la constante atencin del operador.

CORTE CON SIERRAS

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Las hojas se hacen de acero al carbn, y en algunas ocasiones con aceros aleados con tungsteno molibdeno para lograr altas velocidades en el corte. Se fabrican en largos normalizados 30.48 cm. (12), 35.56 cm. (14), 40.64 cm. (16), 60.96 cm (24), 76.20 cm. (30). Junto con la longitud de la herramienta, la cual depende de la capacidad de la mquina, es necesario seleccionar adecuadamente el nmero de dientes por pulgada de la hoja, a continuacin se mencionan los de uso ms general. 1) Hoja de 4 dientes/pulg. para cortar barras slidas pesadas. 2) Hoja de 6 dientes/pulg. para cortar acero de mquinas, metales blandos, metales de seccin gruesa, bronce, latn, aluminio, etc. 3) Hoja de 10 dientes/pulg. para cortar acero de alta velocidad, acero de herramientas, perfiles pesados, tubos de pared gruesa, hierro fundido, perfiles estructurales pesados, etc. 4) Hoja de 14 dientes/pulg. para cortar aceros para herramientas y aceros de alta velocidad. En la figura 1 se ilustra una sierra de tipo alternativo.

FIG. No. 1 SIERRA ALTERNATIVA

CORTE CON SIERRAS

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RESISTENCIA DEL MATERIAL kg/mm2

HASTA 70 70...100 100 ... 130

V media ............ m/min. V mxima ......... m/min. Nmero de carreras dobles por minuto con una carrera

de la hoja. 140 mm. 150 160

30 47

106 98 93

20 31.6

73 67 63

14 22

50 47 43

2) SIERRAS CIRCULARES DE DISCO .- Todas las sierras circulares se distinguen por una hoja de sierra circular montada en un eje accionado mecnicamente y que gira a travs del centro. Las mquinas de este tipo se dividen en tres clases: La Sierra para cortar en fro que tiene una hoja de metal con dientes en la periferia, la mquina cortadora de disco abrasivo, y la sierra de friccin, que utiliza una hoja de metal que puede tener o no dientes. Una sierra tpica para corte en fro es capaz de efectuar cortes muy precisos dejando un acabado comparable con el fresado. En comparacin, la sierra para corte en fro es la ms rgida y potente de los tres tipos de sierras mecnicas, y se utilizan principalmente para operaciones de corte de produccin. Su mecanismo engranado permite la aplicacin de gran potencia y velocidad de corte. Este tipo de diseo se presta a la automatizacin y a la combinacin con otras mquinas en la maquinaria especial de produccin. En las sierras de disco el movimiento fundamental (giratorio) y el de alimentacin (avance), lo tiene la herramienta, la cual gira alrededor de su eje y avanza transversalmente hacia el material a cortar. La mquina est constituida esencialmente de la bancada A, sobre la que se desplaza el cabezal porta-herramientas B en donde se coloca la sierra D, que es accionada por la palanca C; tambin sobre la bancada se encuentra la prensa E que sostiene firmemente a la pieza con ayuda del volante F; en la parte posterior de la maquina, se encuentra la bomba hidrulica G que suministra el refrigerante a la zona de trabajo una mquina de este tipo se ilustra en la figura 2.

CORTE CON SIERRAS

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FIG. 2 SIERRA DE DISCO Los cortadores empleados pueden dividirse en dos tipos distintos: a) Tipo Integral. b) Tipo de Sectores Insertados. Los discos integrales se construyen de dimetro de 20 a 315 mm., con espesores de 0.20 a 6 mm. a fin de que los dientes estn triscados como los de las hojas de sierra, se adelgazan de la periferia hacia el centro. Para discos corrientes, delgados y de pequeo dimetro, es suficiente la forma sencilla del diente agudo, para los de gran rendimiento se prefiere el dentado reforzado y convenientemente perfilado, para facilitar la salida de la viruta y consumir la mnima energa. El afilado de los discos debe hacerse sobre el dorso de cada diente. Para esta operacin se emplean maquinas especiales, provistas de un divisor automtico que permite el giro de la

CORTE CON SIERRAS

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herramienta en fracciones de vuelta, para presentar cada diente a la muela, la cual a su vez, recibe un movimiento alternativo para el perfilado. Los discos de sectores insertados, por ser de gran dimetro, requieren una tcnica constructiva especial, reservada a casas especializadas. Los dientes de estas sierras deben tener un perfil racional a fin de cumplir las exigencias de mxima productividad. Estas sierras en su conjunto, estn constituidas por un disco de acero especial tratado, en cuya periferia estn dispuestos una serie de sectores dentados (de acero extra-rpido). Dichos sectores van remachados y fijos sobre el disco, de modo que pueden resistir el esfuerzo tangencial que se produce durante el corte. En la figura No.3 puede observarse la forma especial del diente delineado con amplias curvas unidas, de modo que facilite la formacin de la viruta. El dentado se compone de dos series de dientes alternados entre s: Una serie de desbaste 0.2 mm ms altos, en forma de cspide con dos chaflanes a 45, y una serie de acabado de forma plana, dispuestas sobre el dimetro menor.

FIG. 3 SECTOR PARA INSERTAR El objeto de arrancar viruta queda supeditado a las dos series de dientes del siguiente modo: mientras las primera serie inicia el corte sobre un espesor reducido y sin producir rozamiento sobre los flancos, la segunda lo completa, destacando dos virutas laterales distintas.

CORTE CON SIERRAS

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El nmero de dientes y el paso, varan segn el tipo de material a arrancar y segn la forma. La eleccin puede hacerse refirindose al nmero de dientes de un solo sector segn la siguiente clasificacin: 1) DENTADO ENTRADO: 3 dientes por sector. Es apto para grandes barras, de seccin

cuadrada redonda. 2) DENTADO BASTO NORMAL: 4 5 dientes por sector. Es adecuado para barras de

tamao medio y perfiles especiales. 3) DENTADO SEMIFINO: 6 8 dientes por sector. Es apto para perfiles laminados llenos, de

pequeo dimetro y perfiles de espesor medio. 4) DENTADO FINO: 10 12 dientes por sector. Es adecuado para placas, tubos y perfiles

delgados. Las mquinas de corte por abrasin utilizan un disco muy delgado que es realmente una forma de rueda abrasiva. Las mquinas funcionan a grandes velocidades, unos 3,000 m/min. de velocidad perifrica y quitan mucho material, aunque las hojas son muy frgiles y se desgastan, con mucha rapidez, las mquinas especiales de corte por abrasin diseadas para utilizar rueda de diamante, son valiosas para cortar substancias muy duras no metlicas, as como muchas de las nuevas aleaciones especiales utilizadas en las industria espacial. Las sierras de corte por friccin funcionan a velocidades an mayores, a ms de 6,000 m/min. de velocidad perifrica y rpidamente funden o queman al metal que cortan. Las hojas que se emplean en el corte por friccin pueden o no tener dientes. Si se les proporcionan con dientes, estos se utilizan principalmente para transportar oxgeno dentro del corte para quemar el metal. Las sierras para corte en caliente, que se emplean en las laminadoras de acero para cortar los tochos mientras estn calientes, son tambin de esta categora; debido a que combinan potencia y rigidez.

SIERRA DE DISCO VELOCIDAD DE CORTE ( V en m/min. Y AVANCE S en mm/min.)

MATERIAL SIERRAS DE

MESA SIERRAS DE PATN Y DE PALANCA

SIERRAS EN CALIENTE

ACEROS SEGN SU DUREZA

V 9 ... 30 S10 ... 400

V ... 6000 S.50.250

ZINC Y BRONCES V ... 300 S ... 400

V 200 ... 800 S 300 ... 600

METALES LIGEROS V ... 500 S ... 1000

V ......... 500 S ......... 608

CORTE CON SIERRAS

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3) SIERRAS DE CINTA.- Las sierras de cinta estn constituidas por una delgada y flexible hoja sinfn que pasa a travs del corte. Esta hoja o cinta pasa sobre dos ruedas, unas de las cuales proporciona el movimiento y la otra es conducida. Las piezas a cortar se montan en la mesa que se encuentra entre las dos ruedas. Con las mquinas de corte por cinta se pueden cortar barras metlicas hasta de 800 mm . Las ventajas que presentan estas maquinas con respecto a las de movimiento alternativo, son las siguientes: 1a. Eliminacin del tiempo pasivo de retorno de la hoja. 2a. Eliminacin del desgaste debido al calentamiento, ya que la cinta al ser de una longitud de casi 13 veces el dimetro mximo de corte, las 12/13 partes de la cinta recorren una zona de reposo y se enfran. Esta mquina est provista con un pequeo aditamento para unir la hoja, de manera que se pueda hacer el aserrado de contornos interiores. Esto se hace taladrando la pieza con una broca del dimetro suficiente para recibir la hoja y entonces cortando sta y volvindola a unir segn se requiera. Las sierras de cinta de trabajo pesado para operacin de gran velocidad de corte que utilizan cintas de sierra de acero rpido, tienen muchas aplicaciones para el corte de formas estructurales slidas y para tubos. Este tipo de mquina conserva muchas de las caractersticas universales asociadas con las sierras de cintas, y adems puede hacer operaciones de corte de tipo pesado y usar avance automtico de las barras, debido a las grandes presiones requeridas para el corte de gran velocidad, la ms leve imprecisin de los dientes o el desgaste de la cinta puede ocasionar la desviacin de corte, limitando la exactitud del mismo, para reducir este defecto debe emplearse algn tipo descompensado o dispositivo para dirigir la cinta. Algunas de las caractersticas de este tipo de mquinas herramienta son : 1) Corta cualquier clase de material, desde el asbesto al zinc, cualquiera que sea su espesor, tenacidad, dureza, resistencia y su carcter ms o menos abrasivo. En esta mquina, se pude cortar acero, goma, piedra y plsticos. 2) Corta todo el tiempo, porque emplea una cinta sinfn, con millares de dientes agudos que se mueven en una direccin, no hay carrera de retorno, lo que significa que no hay tiempo perdido en carreras durante las cuales no hay accin de corte. 3) Corte directamente, siguiendo las lneas de trazo, debido a que no existe vibracin por parte de la cinta de corte, es fcil seguir la pieza contra la sierra de cinta siguiendo unas lneas de trazo, ya sea haciendo piezas tridimensionales o confirmando piezas iguales en una sola operacin. 4) Esta mquina, usando la herramienta de cinta adecuada, puede aserrar, limar, y pulir la pieza para su acabado. 5) Esta mquina-herramienta ofrece visibilidad completa y permite al operario vigilar el progreso de la operacin, mientras sigue las lneas de trazo. La sierra de cinta para el corte de metales se fabrica en varios tamaos, que permiten trabajar piezas cuyas dimensiones varan entre 200 x 400 mm. y 600 x 1500 mm.

CORTE CON SIERRAS

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La mayor parte de las mquinas disponen de velocidades variables, pero algunas estn equipadas con velocidades fijas. Las mquinas de velocidad variable tienen un rango de 10 a 300 m/min. Lo que permite un corte eficaz de toda clase de materiales. Algunas mquinas estn accionadas hidralicamente, otras manualmente. Los trminos corrientes, tales como: sierras de cinta, cintas para limar y pulir indican tipos especficos de herramientas utilizadas en la sierra de cinta. Hay 4 funciones en una herramienta de cinta que la diferencian de todas las dems herramientas de corte. 1) Proporcionan una accin de corte continua. 2) Corta directamente segn lneas de trazo interiores o exteriores. 3) No hay limitacin en la longitud de corte. 4) Separa material en secciones. TIPOS DE HOJAS De los diversos tipos de hojas que se fabrican para fines industriales, se hace mencin a continuacin de algunos de ellos :

TIPO DE HOJA USOS GENERALES De precisin Metales ferrosos, no ferrosos, y sus aleaciones

en algunos casos madera y plsticos. De friccin Metales de gran dureza, acero inoxidable,

aleaciones de cromo, vanadio. De dientes de estribo Madera, plstico, metales no ferrosos. De dientes de ua Metales y aleaciones ligeros, madera. De dientes de zig zag Materiales blandos. De filo de cuchillo Materiales blandos y fibrosos. Con temple de resorte Metales ligeros, aluminio y magnesio. De filo de hlice Metales y aleaciones ligeras, corta en cualquier

direccin sin necesidad de dar giros a la pieza. De dientes de diamante Materiales duros y frgiles. TRMINOS DE LAS HERRAMIENTAS DE CINTA. DIENTE.- Es la parte de la herramienta de cinta que ejecuta la operacin de corte. La operacin de hacer estos dientes se llama dentado.

CORTE CON SIERRAS

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CARA DEL DIENTE.- Es la superficie del diente sobre la cual choca la viruta al separarse de la pieza.

DORSO DEL DIENTE.- Se le llama as a la superficie opuesta de la cara.

GARGANTA DEL DIENTE.- Es la cavidad formada en la base curvada del diente entre la cara y el dorso del diente siguiente. Trabaja separando las virutas del corte. SESGO DEL DIENTE.- Es la mayor o menor inclinacin dada al diente para crear un desahogo lateral en el cuerpo de la cinta mientras corta a travs del material. TIPOS DE SESGADO. TIPO RASPADOR.- Es aquel que tiene un diente sin sesgo, seguido de dos con sesgo opuesto. TIPO ONDULADO.- Es aquel que tiene un diente sin sesgo, seguido de tres dientes con sesgo a la derecha y los siguientes tres con sesgo a la izquierda. SESGADO RECTO.- Todos los dientes estn dispuestos simtricamente, con un diente a la derecha seguido de un diente a la izquierda.

TORNEADO

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T O R N E A D O El torneado es una operacin con arranque de viruta que permite la elaboracin de piezas de revolucin (cilndricas, cnicas y esfricas), mediante el movimiento uniforme de rotacin alrededor del eje fijo de la pieza. Mediante el torneado se pueden generar diferentes tipos de superficies, tales como: cilndricas externas e internas, cnicas externas e internas. Durante el torneado se llevan a cabo tres movimientos relativos entre pieza y herramienta, que permiten se realice la operacin, estos son: Movimiento principal o de corte.- Este movimiento es giratorio constante y lo posee la pieza a trabajar. Movimiento de avance.- Este movimiento es rectilneo que obliga a la herramienta a desplazarse a lo largo de la superficie del material, para encontrar siempre nuevo material a cortar. Movimiento de penetracin.- Es el movimiento que determina la profundidad de corte al empujar la herramienta hacia el interior de la pieza, y regular as la profundidad de cada pasada y la seccin de la viruta.

FIG. No. 1 MOVIMIENTOS EN EL TORNEADO.

TORNEADO

23

En el torno se pueden efectuar las operaciones siguientes: Torneado Cilndrico exterior o cilindrado. Este se puede efectuar con o sin contrapunto, dependiendo de la longitud de la pieza, esta operacin se realiza con pasadas de desbaste y de afinado.

FIG. No. 2 CILINDRADO EXTERIOR Torneado cilndrico interior o mandrinado.- Este se efecta con herramienta acordada o usando una barra para interiores, con pasadas de desbaste y afinado.

FIG. No. 3 CILINDRADO INTERIOR

Refrentado o careado.- Mediante esta operacin se logra que las caras frontales queden planas y normales al eje de la pieza, se realiza con pasadas de desbaste y afinado.

TORNEADO

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FIG. No. 4 REFRENTADO FIG. No 5 TORNEADO CNICO

Torneado cnico.- Esta operacin se puede realizar con el desplazamiento del contrapunto con la rotacin del carro porta-herrmienta, se efecta con pasadas de desbaste y de afinado. Roscado o fileteado.- Consiste en generar una rosca con un paso determinado, ya sea exterior o interior, esto se hace utilizando el husillo de roscar con la caja de engranes de roscar, y en algunas ocasiones se utilizan herramientas como el machuelo y la tarraja en dimetros pequeos. Tronzado.- Es la operacin final que se realiza en el torneado, cuya finalidad es la de separar la pieza ya maquinada del resto del material.

FIG. No. 6 TRONZADO

TORNEADO

25

En el torno se pueden efectuar algunas otras operaciones como: moletear, taladrar, rimar, rectificar, fresar. HERRAMIENTAS PARA TORNEAR. Las herramientas usadas en el torneado son de tipo monocortantes, y normalmente constituidas por una barra de seccin cuadrada rectangular, generalmente llamadas buriles o cuchillas y en algunos trabajos se usan barras de seccin circular. La eleccin de la herramienta est en funcin del tipo de material a trabajar ya que la parte cortante de la herramienta debe tener una dureza superior a ste. La construccin de la punta cortante de la herramienta para torneado se muestra en la figura No. 7, y generalmente consta de: 1) Superficie frontal o de ataque 4) Vrtice 2) Superficie principal o de incidencia 5) Arista de corte auxiliar 3) Superficie auxiliar 6) Arista de corte principal

FIG. No. 7 PUNTA CORTANTE DE LA HERRAMIENTA PARA TORNO.

Durante el torneado se generan dos superficies en la pieza que se maquina: Superficie de corte (Sc); es la superficie que se forma debajo del filo. Superficie de trabajo (St); es la superficie que se obtiene en la pieza mediante el proceso de corte.

TORNEADO

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En la figura No. 8 se muestran ambas superficies as como los ngulos principales. Los ngulos principales que se forman entre las superficies de la pieza y las superficies de la herramienta son: ngulo de incidencia (), es el formado por la superficie de corte y la incidencia. ngulo de filo (), se encuentra entre las superficies de incidencia y de ataque. ngulo de ataque (), es el ngulo formado entre la normal a la superficie de corte y la superficie de ataque. ngulo de corte (), est formado entre la superficie de ataque y la superficie de corte. Estos ngulos se ilustran en la figura No. 8 tanto para una herramienta de filo frontal (A) como para una herramienta de filo lateral (B).

FIG. No. 8 NGULOS PRINCIPALES, Sc y St

Otros ngulos importantes en el afilado de la herramienta son: ngulo de posicin (), es el formado por la arista de corte principal con la superficie de trabajo. Cuando el ngulo de posicin es grande, el ancho de la viruta es pequeo y la fuerza de corte se reparte sobre un pequeo trozo de la herramienta, la cual sufre un trabajo muy fuerte y dura poco. Un ngulo de posicin pequeo da lugar para la misma profundidad de corte, a que la viruta sea ancha, dando lugar a un esfuerzo de flexin grande, sobre todo cuando la pieza es larga y delgada. El caso ms general es cuando el ngulo de posicin es de 45. ngulo de punta (), es el formado por la arista principal y la arista auxiliar, el cual suele valer 90, cuando una herramienta tiene un ngulo de punta pequeo se desafila rpidamente. Los ngulos de posicin y de punta se ilustran en la figura No. 9.

TORNEADO

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FIG. No. 9 NGULO DE POSICIN Y DE PUNTA DE LA HERRAMIENTA a) ANG. DE POSICIN GRANDE, b) ANG. DE POSICIN PEQUEO c) ANG. DE POSICIN NORMAL (45). Direccin de corte.- La pieza a trabajar puede ser torneada haciendo avanzar la herramienta hacia la derecha o hacia la izquierda. En el primer caso, la herramienta vista desde la parte cortante y con la arista auxiliar hacia arriba, presenta la arista principal (o filo principal) a la izquierda, se le llama por tanto herramienta a la izquierda (A). En el segundo caso la herramienta presenta la arista principal a la derecha y por esto se llama herramienta derecha (B). Ambos casos se ilustran en la figura No. 10.

FIG. No 10 DIRECCIONES DE CORTE.

TORNEADO

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La forma de las herramientas para torneado varia sensiblemente segn la forma de la pieza a trabajar y el tipo de operacin a efectuar, para distinguirlas entre s, toman diversas denominaciones dependiendo de: 1.- De la forma de la punta: la cual puede ser de ua, de corte, de pasada, etc. 2.- De la forma del cuerpo; el cual puede ser recto, de cuello de cisne, curvado, de costado o acodado. 3.- De la posicin del filo de corte respecto al eje del cuerpo; a la derecha, a la izquierda. 4.- Del tipo de trabajo que la herramienta debe realizar; de desbaste, de acabado, de tronzar, etc. A continuacin se muestra esquemticamente algunas de estas herramientas.

HERRAMIENTAS PARA DESBASTE

A.- Recta, derecha para cilindrar, B.- Acodada, derecha para cilindrar, C.- De bisel, derecha para cilindrar, D.- Acodada, derecha para refrentar.

HERRAMIENTAS PARA ACABADO.

TORNEADO

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A.- De ua, simtrica para cilindrar, B.- De una, acodada derecha para cilindrar, C.- De cuchillo, derecha para refrentar, D.- De cuchillo, acodada para refrentar, E.- De refrentar.

HERRAMIENTAS DE FORMA

A.- De tronzar, B.- Para entallar derecha, C.- Para entallar central D.- Para filetear, E.- Para radios convexos, F.- Para radios cncavos.

HERRAMIENTAS PARA TORNEADO INTERIOR

A.- Acodada derecha, para agujeros pesados, B.- Recta derecha para agujeros ciegos, C.- Acodada para ranuras interiores, D.- De garfio, para fileteado interior.

TORNEADO

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MAQUINAS PARA TORNEAR. Las mquinas que permiten la transformacin de un slido indefinido, hacindolo girar alrededor de su eje y arrancndole perifricamente material, a fin de transformarlo en una pieza, bien definida, se denominan tornos. Los tipos de tornos empleados en la Industria son muy numerosos y se distinguen entre si por la forma, tamao, precisin, potencia, etc. A continuacin se da la clasificacin ms general de los tornos y se describirn brevemente los tipos principales. Paralelo Vertical * De una torreta * De doble torreta

T O R N O S Revolver * Con cabezal cilndrico * Con cabezal prismtico vertical Automtico TORNO PARALELO Esta mquina se caracteriza por tener el eje de giro del plato porta pieza en posicin horizontal; debido a lo anterior tambin se le llama Torno Horizontal, es la mquina herramienta ms utilizada en los procesos de manufactura aunque no presenta grandes posibilidades para trabajos en serie por la dificultad que presenta para el cambio de las herramientas. En la figura No.11 se ilustra esta mquina sealando sus partes principales que son: 1.- Bancada. 2.- Cabezal fijo. 3.- Carro principal. 4.- Contrapunto o cabezal mvil. 5.- Carro porta-herramienta. 1.- Bancada.- Es una pieza compacta de fundicin que lleva en su parte superior y en toda su longitud libre las guas que alinean a la izquierda el cabezal fijo, al centro, el carro principal, y a la derecha, el contrapunto. Las guas constituyen la parte mas delicada de la bancada y pueden ser: a) De cola de milano b) Planas c) Trapezoidales o prismticas Las guas prismticas, son las ms empleadas, pues presentan la ventaja de impedir deslizamientos laterales del carro y garantizan la perfecta alineacin de los puntos.

TORNEADO

31

2.- Cabezal fijo.- Se encuentra montado sobre la bancada, y comprende el rbol principal, cuya finalidad es la de sostener el plato que sirve para sujetar la pieza a trabajar. Existen cabezales que contienen directamente distintos pares de engranajes convenientemente programados, que permiten un cambio fcil del nmero de revoluciones mediante palancas exteriores; y en ocasiones el cabezal puede recibir el movimiento de un cambio de velocidades separado dispuesto debajo. 3.- Carro principal.- Puede desplazarse longitudinalmente sobre las guas de la bancada para Proporcionar el movimiento de avance de la herramienta.Un carro secundario puede deslizarse transversalmente, por lo que la herramienta puede moverse segn una lnea oblicua, o sea como resultante de los movimientos mencionados, longitudinal y transversal.

4.- Contrapunto o cabezal mvil.- Est montado sobre las guas de la bancada y tiene como funcin sujetar a las piezas que giran, se utiliza preferentemente en piezas largas o cuando se desea evitar las variaciones del extremo de la pieza durante el movimiento giratorio. Puede desplazarse a lo largo de la bancada y fijarse en la posicin ms conveniente en relacin a la pieza a maquinar.

FIG. No. 11 TORNO PARALELO O TAMBIN LLAMADO TORNO HORIZONTAL

TORNEADO

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5.- Carro Porta-Herramienta.- Est montado sobre el carro principal y como su nombre lo indica lleva sujeta a la herramienta de corte, dicha sujecin se hace de diversas formas dependiendo del fabricante y en ocasiones sujeta a ms de una herramienta. Otro componente importante del torno es la caja de avances, que se encuentra situada en el lado izquierdo del torno debajo del cabezal fijo y tiene por objeto comunicar el movimientodel rbol principal del cabezal y husillo de roscar y a la barra de cilindrar, imprimindoles un nmero de revoluciones que dependen de los distintos juegos de engranes predispuestos en serie en la caja, lo que se traduce en la velocidad de avance de la herramienta. En el torno paralelo se pueden utilizar los siguientes accesorios dependiendo del tipo de pieza que se trabaje: Plato Universal de dos o tres mordazas. Plato Independiente de cuatro mordazas. Luneta fija y Luneta mvil o viajera. Plato de arrastre, Brida de arrastre ( perro de arrastre). Las dimensiones con las cuales se define bsicamente la capacidad (en cuanto a dimensiones) de un torno paralelo son : 1.- Dimetro mximo de la pieza a trabajar (volteo). 2.- Longitud mxima de la pieza a trabajar (distancia entre centros). TORNO REVOLVER. Este tipo de torno se emplea para produccin en serie, existen de muy diversos tipos y tamaos, algunos de ellos estn diseados para fabricar piezas procedentes de barra, en este caso tienen el rbol principal hueco, estn provistos de dispositivos de sujecin mediante boquillas cnicas de expansin y de otro dispositivo para avance de la barra cuando la boquilla se abre. Tambin hay tornos revolver que permiten el maquinado d piezas previamente estampadas o fundidas, para lo cual se tienen los platos especiales que permiten la rpida sujecin de la pieza. El torno revolver se caracteriza por estar previsto del carro longitudinal normal con su torreta porta-herramienta y adems posee un segundo carro longitudinal que lleva una torreta porta-herramienta hexagonal giratoria. En ambas torretas se colocan las herramientas en forma ordenada segn el tipo de pieza a maquinar.

TORNEADO

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FIGURA No.12 TORNO REVOLVER

A) BANCADA B) CABEZAL MOTOR C) PLATO PORTA PIEZA D) PORTA-HERRAMIENTAS GIRATORIO PARA FIJAR CUATRO HERRAMIENTAS E) CARRO TRANSVERSAL F) PUENTE DEL CARRO LONGITUDINAL G) VOLANTE DE MANDO DEL CARRO TRANSVERSAL H) VOLANTE DEL MANDO DEL CARRO LONGITUDINAL I) CREMALLERA PARA EL AVANCE DE CARRO LONGITUDINAL L) PALANCA DEL EMBRAGUE DE LA BARRA DE CILINDRAR M) CAJA DE CAMBIOS PARA LOS AVANCES AUTOMTICOS N) BARRA DE CILINDRAR (PARA AVANCES AUTOMATICOS) O) PROTECCIN DE LA CORREA DE TRANSMISIN P) TORRETA REVOLVER Q) CARRO DEL REVOLVER R) PALANCA DE MANDO DEL AVANCE DEL CARRO REVOLVER S) PATN FIJO SOBRE CUYAS GUAS SUPERIORES SE MUEVE EL CARRO DEL REVOLVER Q.

T) GUAS DE LA BANCADA SOBRE LAS QUE DESLIZAN EL PUENTE DEL CARRO LATERAL F Y EL PATIN FIJO S. U) TORNILLOS DE AJUSTE DE LA CARRERA DELCARRO DEL REVOLVER, UNO PARA CADA UNA DE LAS HERRAMIENTAS FIJADAS EN LATORRETA REVOLVER

TORNEADO

34

En un torno, revolver pueden realizarse casi todas las operaciones de torneado, ya que en el maquinado de las piezas es necesario utilizar sucesivamente diversas herramientas de corte. Existen tornos revolver de rbol horizontal como el que se ilustra en figura No. 12 y tornos revolver de rbol vertical. TORNO VERTICAL Esta mquina se caracteriza por tener el eje de giro del plato porta pieza en posicin vertical, este tipo de torno es empleado para el maquinado de piezas pesadas de gran dimetro y longitud relativamente pequea, se pueden generar superficies exteriores e interiores, cilndricas y cnicas. Las dimensiones principales de los tornos verticales son el dimetro y la altura mxima de la pieza, existen tornos que pueden maquinar piezas de 6 m de dimetro y an mayores. Para un mejor aprovechamiento de este tipo de torno, se fabrican con un cabezal revolver y dos porta-herramientas, uno con movimiento horizontal y otro con movimiento vertical, como el que se ilustran en la figura No. 13. Los tornos verticales pueden ser de uno o dos montantes. TORNO AUTOMTICO Son aquellas mquinas-herramienta en las que despus de ponerse en marcha, todos los movimientos del ciclo de maquinado de las piezas, as como la alimentacin del material a maquinar y la extraccin de la pieza terminada se efecta sin la intervencin del operario. Los movimientos principales de este tipo de tornos estn controlados automticamente y son: 1.- Avance del material (generalmente barras), originado por un contra peso. 2.- Movimiento de rotacin del rbol principal. 3.- Movimiento de rotacin del rbol de levas, sincronizado con el movimiento de rotacin del rbol principal. 4.- Movimiento de avance longitudinal del cabezal mvil. Dentro de este grupo de tornos se encuentra una gran variedad de ellos, pero una clasificacin general es en cuanto al nmero de husillos, los hay de un husillo y de varios husillos. Adems de los cuatro tipos de tornos mencionados, se hace notar que existe una gran variedad de tornos especiales llamados de esta manera ya que han sido diseados para el maquinado de cierto tipo de piezas, por ejemplo: Tornos copiadores, Tornos al aire, Tornos roscadores, Tornos destalonadores, etc.

TORNEADO

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FIG. No. 13 TORNO VERTICAL A) Bastidor o Montante E y F) Carros porta-herramienta B) Base G) Torreta porta-herramienta giratoria C) Plataforma Giratoria de cinco posiciones D) Travesao H) Carro porta-herramienta transversal I) Soporte

TORNEADO

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CALCULO DE PARMETROS

Potencia efectiva utilizada durante la operacin expresada en C. V.

Ne = Nu

Donde : Nu = Potencia til de la mquina C.V. = Rendimiento mecnico de la mquina.

Nu = FcVc

4500 C. V.

Donde : Fc = Fuerza de corte Kg. Vc = Velocidad de corte m/min. Fc = qs q = Seccin de viruta mm2 s = Esfuerzo unitario de corte Kg / mm2

Nu = q

C V sVc

4500. .

Por lo tanto Ne = q sVc

4500 C.V.

q = ts t = Profundidad de corte para una pasada mm. s = Avance de la herramienta mm / rev. Tiempo de maquinado. La expresin general para determinar el tiempo de maquinado se presenta a continuacin :

Tp = L

ns (min)

L = Longitud a maquinar en mm n = Nmero de revoluciones de la pieza RPM. s = Avance de la herramienta mm / rev. Esta expresin se vera afectada por el nmero de pasadas m

m = Pr .

Pr .

of decorte total dedesbasteodeafinado

of decorte parcial dedesbasteodeafinado

El valor de m siempre deber ser un nmero entero, ya que no hay fracciones de pasada.

TORNEADO

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Por lo tanto : T = L

nsm min

Esta expresin tambin se puede representar de la siguiente manera :

T = n

nm' min

Donde: n = Nmero de revoluciones necesarias para realizar una carrera completa y es igual a :

n = L

S

Como el torneado se realiza en dos etapas como es el desbaste y el afinado, habr que determinar dos tiempos; tiempo de desbaste y el tiempo de afinado, utilizando para cada uno de sus parmetros correspondientes, finalmente se sumarn estos tiempos para obtener el tiempo de maquinado para la operacin de torneado. Ejemplo: Calcular la potencia efectiva y el tiempo de maquinado empleado en tornear una flecha de 101.6 mm de dimetro exterior y se pretende reducir a un dimetro final de 76 mm. en un material que tiene un esfuerzo unitario al corte de 150 Kg/mm2 y una longitud de 150 mm, se considerar un rendimiento mecnico del 85%. Los valores de la velocidad de corte y del avance son los siguientes.

Pt

Df Di

L

TORNEADO

38

Para desbaste Vc = 110 m

min S = 0.3

mm

rev

Para afinado Vc = 225 m

min S = 0.1

mm

rev

Antes de hacer cualquier clculo se procede a establecer la forma en que se har el torneado, lo cual se hace de la siguiente forma.

Pt = Di Df

2

Que se le llamar profundidad de corte total o sea todo lo que hay que quitarle a la pieza.

Pt = Di Df

2 =1016 76

2

. = 256

2

.= 12.8 mm

Estos 12.8 mm se retirarn de la siguiente manera En el Desbaste 12 mm En el Afinado 0.8mm En el Desbaste se harn tantas pasadas como sean necesarias segn los siguientes factores: El volumen de material a remover, la potencia de la mquina a utilizar y por supuesto el tiempo, por lo que se debern hacer las mnimas posibles. El valor de la profundidad de corte para una pasada se recomienda que tenga el siguiente valor; de 0.3 mm a 5 mm.

De donde m = Pr .

Pr .

of corte total dedesbaste

of corte parcial dedesbaste = 12

3

mm

mm= 4 Pasadas

El valor de 3 mm cae dentro del rango establecido. En el Afinado se harn de 2 a 3 pasadas, dependiendo de el acabado superficial que se desea obtener, y cuando ste no es de muy buena calidad o bien la pieza ser sometida a un maquinado posterior se podra dar una solo pasada. El valor de la profundidad de corte para una pasada se recomienda que tenga un valor mximo de 0.3 mm.

De donde m = Pr .

Pr .

of corte total deafinado

of corte parcial deafinado =

08

0 266

.

.

mm

mm= 3 Pasadas

Clculo de la potencia efectiva de desbaste la cual ser la mxima por lo que no es necesario determinar la potencia efectiva para el afinado.

TORNEADO

39

Ne = q sVc

4500=

( )( )( )( )( )

0 9 150 100

4500 085

2 2. / /

.

mm kg mm m min= 3.88 C.V.

q = t s = (3 mm)(0.3mm/rev) = 0.9 mm2 Clculo del tiempo durante las operaciones de desbaste: Se calcula el nmero de revoluciones por minuto a las cuales gira la pieza, para lo cual se parte de la expresin general de la velocidad de corte.

Vc = piDn n = Vc

Dipi= ( )( )

110

31416 01016

m min

m

/

. .= 344.63 RPM

T = L

nsm = ( )( ) ( )

150

344 63 0 34

mm

RPM mm rev. . / = 5.80 min.

Clculo del tiempo durante las operaciones de afinado: El nmero de revoluciones por minuto a las que girar la pieza deber ser mayor que en el desbaste. El dimetro que tendr la pieza ser muy cercano al dimetro final, y ser igual al dimetro inicial menos lo que se le haya retirado durante las operaciones de desbaste.

Dx = Di - 24 = 101.6 - 24 = 77.6 mm

n = Vc

Dxpi= ( )( )

225

31416 0 0776

m min

m

/

. .= 922.96 RPM

T = L

nsm = ( )( ) ( )

150

922 96 013

mm

RPM mm rev. . /= 4.87 min

Tiempo Total = Tdesbaste + Tafinado = 5.80 + 4.87 = 10.66 min. Ejemplo: A una barra hueca que tiene un dimetro interior de 38.1 mm se le agrandar este dimetro hasta 55.5 mm en una longitud de 120 mm, el material tiene un esfuerzo unitario al corte de 120 kg/mm2, el rendimiento mecnico de la mquina se considera de 85% y se dan los siguientes valores de la velocidad de corte y del avance. Calcular la potencia efectiva y el tiempo de maquinado.

TORNEADO

40

L

Pt

Di Df

Para desbaste Vc = 90 m

min S = 0.3

mm

rev

Para afinado Vc = 220 m

min S = 0.1

mm

rev

En la solucin de este ejemplo se seguirn los mismos pasos del ejemplo anterior.

Pt = Di Df

2 = como Df > Di

Pt = Di Df

2 =555 381

2

. . = 17 4

2

.= 8.7 mm

Estos 8.7 mm se retirarn de la siguiente manera En el Desbaste 8.2 mm En el Afinado 0.5 mm Desbaste: Rango de profundidad de corte para una pasada (0.3 - 5 mm)

m= 8 2

2 05

.

.

mm

mm= 4 pasadas

Afinado: Valor mximo de la profundidad de corte para una pasda 0.3 mm

TORNEADO

41

m= 05

0 25

.

.

mm

mm= 2 pasadas

Clculo de la potencia efectiva desbaste, siendo esta la mxima.

Ne=q sVc

4500=

( )( )( )( )( )

0 615 120 90

4500 085

2 2. / /

.

mm kg mm m min=1.73 C.V.

q = t s = (2.05mm)(0.3mm/rev) = 0.615 mm2 Clculo del tiempo durante las operaciones de desbaste

Vc = pi Dn n = Vc

Dipi = ( )( )

90

31416 0 381

m min

m

/

. .= 751.94 RPM

T = L

n sm = ( )( )

120

75194 0 3

mm

RPM mm rev. . /(4) = 2.12 min

Clculo del tiempo durante las operaciones de afinado. El dimetro que tiene la pieza en el momento en que se iniciar el afinado ser: Dx = Di + 16.4 = 54.5 mm

n = Vc

Dxpi= ( )( )

220

31416 0 0545

m min

m

/

. .= 1284.97 RPM

T = L

n sm = ( )( )

120

1284 97 01

mm

RPM mm rev. . /(2) = 1.86 min

Tiempo total = T Desb + T Afinado = 2.12 + 1.86 = 3.98 min. REFRENTADO: Para calcular el tiempo invertido en esta operacin se sigue el procedimiento anterior con algunas variantes como son:

TORNEADO

42

- La profundidad de corte total se obtendr de la diferencia de la longitud inicial menos la longitud.inicial menos la longitud final ( tener presente si se va a carear de uno o ambos extremos).

- Del valor anterior se debern obtener el nmero de pasadas. (Las cuales debern ser las menores posibles en el desbaste y se har una sola para el afinado.

- La longitud (L) que interviene para el clculo del tiempo ser igual al radio de la pieza a maquinar.

D

L

FRESADO

43

F R E S A D O

El fresado es un proceso de fabricacin con arranque de viruta, mediante el cual se maquinan superficies en piezas de diversas formas y dimensiones, lo cual se efecta con una herramienta llamada fresa. La fresa es una herramienta multicortante, es decir, est constituida por varios filos de corte dispuestos radialmente sobre una circunferencia. Al girar, la herramienta arranca de la pieza que avanza con movimiento rectilneo, virutas de dimensiones relativamente pequeas. Cada filo penetra en la pieza como si fuese un cincel y arranca una viruta en forma de coma. Esto se ilustra en la Fig. 1.

FIG. 1 ILUSTRACION DE UN FRESADO

FRESADO

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Movimientos relativos entre pieza y herramienta. Los movimientos relativos entre pieza y herramienta que hacen posible se realice el fresado son: Movimiento de avance (s). Que es un movimiento rectilneo que posee la pieza, con el objeto que la herramienta encuentre nuevo material que arrancar. Movimiento de penetracin (t). Que es un movimiento rectilneo el cual regula la profundidad de corte sobre el material, normalmente este movimiento lo posee la pieza, y en algunas ocasiones lo puede presentar la herramienta (en algunas fresadoras verticales). Forma de trabajar de las fresas. El fresado puede efectuarse de dos formas diferentes, segn la herramienta utilizada. Fresado Cilndrico.- La rotacin de la herramienta en este fresado se efecta alrededor de un eje paralelo a la superficie de la mesa, Fig. 2.

FIG. 2 FRESADO CILINDRICO

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Fresado Frontal.- La rotacin de la herramienta se efecta alrededor de un eje perpendicular a la superficie de la mesa Fig. 3. Los filos cortantes (c) estn dispuestos sobre la superficie exterior de la herramienta y adems tambin sobre la base del cilindro que constituye la herramienta.

FIG. 3 FRESADO FRONTAL MOVIMIENTO DE AVANCE EN EL FRESADO. Durante el fresado cilndrico, por lo general el movimiento de avance se dirige contra el sentido de rotacin de la fresa, pero tambin puede efectuarse en el sentido de rotacin. AVANCE EN CONTRA DE LA FRESA. Durante el fresado cilndrico, por lo general el movimiento de avance se dirige contra el sentido de rotacin de la fresa, pero tambin puede efectuarse en el sentido de rotacin.

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AVANCE EN CONTRA DE LA FRESA. En este fresado el avance que presenta la pieza es en direccin contraria al movimiento de rotacin de la herramienta. Al avanzar el diente penetra progresivamente en el material, de tal manera que el espesor de la capa cortada varia desde cero, en el momento de penetracin del diente, hasta un valor mximo al salir el diente del contacto con la pieza, esto origina que el proceso de corte sea uniforme y las cargas sobre la mquina aumenten en forma gradual. El espesor mximo de la viruta es igual a lo que se conoce como avance por diente. Este se ilustra en la Fig. 4.

FIG. 4 FRESADO EN CONTRA DEL AVANCE AVANCE A FAVOR DE LA FRESA. Durante este fresado tanto el movimiento de avance de la pieza como el movimiento de giro de la herramienta son en el mismo sentido. En el momento de la entrada del diente en contacto con la pieza, se produce un choque, pues justo en ese momento tendr lugar el espesor mximo de corte, esta forma de fresado debe efectuarse en mquinas de gran rigidez y resistentes a las vibraciones. Fig. 5

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FIG. 5 FRESADO A FAVOR DEL AVANCE

Dentro del fresado frontal se pueden presentar dos casos, los cuales se mencionan enseguida. FRESADO FRONTAL CENTRAL. Este fresado se caracteriza por que el eje de la herramienta se hace coincidir con el eje de la pieza, este tambin se considera cuando el dimetro de la herramienta es igual al ancho de la pieza. Fig. 6

FIG. 6 FRESADO CENTRAL

Durante este fresado el espesor de la viruta presenta variaciones, desde un valor cero hasta un valor mximo descendiendo paulatinamente hasta el valor cero nuevamente. Esto sucede ya que durante la primera parte. (1) el diente trabaja en contra del avance y durante la segunda parte (2) trabaja a favor del avance.

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FRESADO FRONTAL INTERMEDIO En este fresado el eje de la herramienta no coincide con el eje de la pieza, siendo este ms recomendable cuando se presenta la condicin de: Dimetro de la herramienta es aproximadamente 7/5 del ancho de la pieza Fig. 7.

FIG. 7 FRESADO INTERMEDIO En la prctica el dimetro de la fresa se mantiene ms grande a los 7/5, con ello se obtiene un corte ms ventajoso. Es conveniente ajustar la fresa de tal modo que la mayor parte corte en contra del avance (1), es decir de modo que la fresa sobresalga por el lado de la salida de los dientes algo ms que por la entrada. Estructuras de las fresas. La fresa es una herramienta multi-cortante, esto es, est formada por varios filos cortantes dispuestos radialmente sobre una circunferencia. La forma geomtrica de los filos de la fresa queda definida, al igual que en todas las herramientas que trabajan con arranque de viruta, por los tres ngulos fundamentales formados por las caras A y B que delimitan el filo: Angulo de Incidencia Angulo de Filo Angulo de desprendimiento o ataque

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Para las fresas con dentado helicoidal se considera tambin el ngulo , que mide la inclinacin del filo respecto al eje de fresa. Fig. 8

FIG. 8 ANGULOS DE LA FRESA

Es importante seleccionar adecuadamente los valores de los ngulos , , y ; tomando en consideracin el tipo de material a maquinar, en la tabla 1 se muestra algunos valores para diversos tipos de fresas segn el avance sea en contra o a favor de la fresa.

TABLA 1. VALORES DE ANGULOS DE LA FRESA.

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CLASIFICACION DE LAS FRESAS.

Las fresas se pueden clasificar en las dos formas siguientes, dependiendo de: I. Su estructura. II. El tipo de trabajos a efectuar. I.- De acuerdo a su estructura puede ser:

1. Por la direccin de los dientes 1. Rectas. 2. Inclinadas. 3. Helicoidales.

2. Por la construccin de los dientes a) Agudas. b) Destalonadas.

3. Por el mtodo de sujecin. a) Con orificio. b) Con mango cilndrico c) Con mango cnico. d) Con mango cnico y agujero roscado.

II. De acuerdo al tipo de trabajo a efectuar.

1. FRESAS CILINDRICAS PARA PLANEAR. Como su nombre lo indica se utilizan para el maquinado de superficies planas, existe una gran variedad de ellas, estas herramientas solo tienen filos perifricos, las hay de dientes rectos o dientes helicoidales, de alto rendimiento, para maquinar materiales duros y tenaces, para maquinar aleaciones ligeras, en la figura 9 se ilustra una herramienta de este tipo.

FIG. 9 FRESA CILINDRICA DE DIENTES HELICOIDALES

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2. FRESAS CILINDRICO-FRONTAL (Con cuero longitudinal).

Sirven para generar superficies planas y superficies perpendiculares entre si, tanto en fresadoras horizontales como verticales, esta fresa est provista de dientes en la periferia y en la base, en la figura 10 se ilustra esta fresa.

FIG. 10 FRESA CILINDRICO-FRONTAL (CON CUERO LONGITUDINAL)

3. FRESAS CILINDRICO-FRONTAL (CON CUERO TRANSVERSAL).

Es adecuada para el maquinado de aceros blandos y de dureza media, son de alto rendimiento.

FIG. 11 FRESA CILINDRICO-FRONTAL (CON CUERO TRANSVERSAL)

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4. FRESAS CILINDRICO-FRONTAL (CON DIENTES CORTANTES POSTIZOS).

Estas fresas se utilizan para planear, pueden tener los dientes cortantes superpuestos principalmente de los tres tipos siguientes: a) Utilizando dientes postizos de acero rpido. b) Utilizando buriles con insertos de carburos metlicos. c) El uso de plaquitas (pastillas) de carburos metlicos. d) En cualquiera de los casos anteriores, la forma de sujecin del inserto se realiza de

diversas formas.

FIG. 12 FRESA CILINDRICO-FRONTAL (CON DIENTES SUPERPUESOS)

5. FRESAS CILINDRICAS DE TRES CORTES.

Sirven para elaborar ranuras, estas fresas tienen filos cortantes en la periferia y en ambas caras de la herramienta, dentro de este grupo de fresas se pueden mencionar dos tipos: a) Fresa de tres cortes con dentado helicoidal alterno. (Los dientes se inclinan

alternativamente a la derecha y a la izquierda). b) Fresas de tres cortes, de tipo normal, de dientes rectos.

Para ambos casos, las hay en el mercado de acero rpido y de insertos (pastillas) de carburos metlicos.

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FIG. 13 FRESAS CILINDRICAS DE TRES CORTES.

a) DIENTES ALTERNOS b) DIENTES RECTOS

6. FRESAS PARA MAQUINAR FORMAS DIVERSAS.

En este grupo se encuentra una gran variedad de herramientas, tanto fresas cilndricas como fresas frontales. Dentro de las fresas cilndricas se pueden mencionar: De dos cortes con dientes rectos, inclinados o de zig-zag. Fresas cilndricas para ranurados profundos y de tronzar. Fresas angulares simples, angulares dobles simtricas y asimtricas. Fresas de medio crculo cncavo, medio crculo convexo, de cuarto de crculo convexo. Fresas para roscar. Fresas para generar dientes de engrane, fresa madre. Juego de fresas, etc. Dentro de las fresas frontales se mencionan las siguientes: Para ranuras cuadradas. Para ranuras en T y de alto rendimiento. Para ranurar chaveteros de media luna. Fresas para ranuras inclinadas con conicidad convergente o conicidad divergente. Fresas de forma diversa para utilizar en fresadoras copiadoras, etc. La sujecin de las fresas frontales es muy variada, las formas de sujecin ms importantes son: Mango cnico y agujerado roscado. Mango cnico y lengeta de arrastre. Mango cilndrico y agujero roscado. Con boquilla de apriete y porta-boquilla.

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FIJACION DE LAS PIEZAS A MAQUINAR. En la preparacin de la fresadora para una buena sujecin durante el maquinado, adems del perfecto montaje de la fresa es necesario asegurar una correcta sujecin de la pieza sobre la mesa de trabajo. Si la pieza no se ha fijado con fuerza y rigidez, bajo el empuje de la fresa sufre desplazamientos que comprometen el maquinado y que pueden provocar la rotura de la propia fresa. FIJACION CON PRENSA GIRATORIA (TORNILLO DE MORDAZAS) Cuando las piezas a maquinar son de dimensiones limitadas y su forma es regular, se fijan mediante prensas de mordazas paralelas. Se llama de mordazas paralelas cuando la mordaza fija G y la mvil M se mantienen constantemente paralelas entre s. La prensa se fija a la mesa mediante tornillos que entran en las ranuras en T de la propia mesa. La mayora de las prensas usadas en la freidora pueden girar alrededor de un eje vertical; como la que se muestra en la figura 14, los desplazamientos angulares se leen sobre una escala graduada dispuesta en la base del accesorio.

FIG. 14 PRENSA GIRATORIA

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PRENSA GIRATORIA UNIVERSAL (TORNILLO DE MORDAZAS ORIENTABLE). Para fresas superficies inclinadas respecto a la mesa porta-piezas, se emplean prensas giratorias universales que giran sobre su base en un eje vertical y adems son inclinables en torno a un eje horizontal. FIJACION POR MEDIO DE BRIDAS Las piezas que por su forma o tamao no pueden fijarse con un tornillo de mordazas, se sujetan directamente sobre la mesa de la mquina mediante bridas. La presin de la brida sobre las piezas se obtiene al atornillar una tuerca sobre un tirante de cabeza cuadrada, cuya cabeza est introducida en la ranura en T de la mesa. La forma de las bridas es muy diversa, segn las necesidades particulares de fijacin. Las bridas pueden tener el extremo posterior plano, extremo que se apoya sobre gradillas sobre soportes de altura regulable; la parte anterior puede ser plana S1 o quebrada S2, como se ilustra en la figura 15.

FIG. 15 PRINCIPALES TIPOS DE BRIDAS

Las bridas pueden estar sujetas a un bloque hexagonal (A) mediante un pasador segn un eje excntrico, de manera que al girar el bloque se obtienen seis posiciones diferentes en altura.

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Las bridas curvas (B) presentan la ventaja de no flexionarse y de tener una mayor facilidad de aplicacin, ya que pueden sujetar piezas de diferente altura sin que vare la altura del apoyo del otro extremo. Si se debe fijar con bridas una pieza por una superficie ya maquinada se interpone una plaquita P, de metal blando, entre la brida y la pieza.

FIG. 16 BRIDA HEXAGONAL A, BRIDA CURVA B. SUJECION SOBRE MESA GIRATORIA (CON BRIDAS). Esta fijacin depende directamente de las exigencias del maquinado de piezas especiales. Por ejemplo, piezas que requieren fresados circulares o contorneados de sectores cilndricos, que por esta razn necesitan un movimiento de avance circular. Las mesas giratorias son accesorios constituidos por una placa base, fijada mediante pernos de cabeza cuadrada a la mesa de la mquina, y por una plataforma que gira alrededor del eje vertical de la placa base. En la figura 17 se ilustra una mesa giratoria que se ha fijado sobre la mesa porta-piezas de una fresadora vertical. La rotacin de la mesa puede conseguirse por accionamiento manual o bien automticamente al motorizar la propia mesa o mediante conexin a los rganos de transmisin del movimiento de la fresadora. Los desplazamientos angulares de la plataforma pueden leerse en una escala circular integrada a ella.

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FIG. 17 MESA GIRATORIA CON ACCIONAMIENTO MANUAL APARATOS DIVISORES En muchas ocasiones es necesario fresar piezas, generalmente de forma circular, siguiendo subdivisiones circulares exactas. El principio en que se basa una aparato divisor es el de imprimir a la pieza que s esta maquinando rotaciones de amplitud cualquiera pero rigurosamente iguales entre s. Segn el mecanismo que regula la rotacin de la pieza se tienen aparatos de divisin directa, indirecta y diferencial. APARATOS DE DIVISION DIRECTA Esta constituida por un disco D, en cuya periferia se han elaborado una serie de entallas equidistantes. El disco est unido al plato autocentrante M y sobre este plato se monta la pieza, que gira junto con l. Un dispositivo de enclavamiento 0, formado por una clavija empujada por un muelle, que penetra en las entallas del disco divisor y fija al plato en la posicin deseada. Mediante el tornillo de presin B se fija el plato y, por o tanto, la pieza a maquinar, pudindose proceder al fregado.

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Para permitir un mayor nmero de subdivisiones, cada aparato lleva en dotacin un cierto nmero de discos divisores con diferente nmero de entallas. En la figura 18 se muestra un aparato divisor de este tipo.

FIG. 18 APARATO DE DIVISION INDIRECTA.

La divisin indirecta se efecta con un aparato llamado de varias formas diferentes: cabezal divisor universal, cabezal divisor, divisor universal, aparato divisor o simplemente divisor. Su principio de funcionamiento es el de aprovechar la relacin de reduccin entre rotacin de la manivela y rotacin de la pieza, de forma que permite un nmero de subdivisiones mucho ms elevado que el que se puede obtener con la divisin directa. El mecanismo que permite esta reduccin de la relacin se muestra, en esquema, en la figura 19. El tornillo sin fin tiene una sola entrada, en tanto que la rueda helicoidal tiene 40 dientes, por lo que a una vuelta completa del tornillo corresponde 1/40 de giro de la rueda helicoidal y de la pieza.

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FIG. 19 MECANISMO DEL DIVISOR UNIVERSAL APARATO DIVISOR DIFERENCIAL La divisin indirecta no permite obtener todas las subdivisiones que posiblemente se necesiten en los maquinados. El divisor diferencial es, en esencia, un divisor indirecto al que se aplica un grupo de engranes que asegura una determinada relacin de transmisin entre el husillo del divisor y el disco de agujeros que, en este caso, puede girar libremente alrededor de su propio eje. Los engranes pueden sustituirse para obtener diferentes relaciones, y se montan en un soporte diseado para tal fin. LA FRESADORA Las mquinas-heramienta utilizadas para fresar se llaman fresadoras. El movimiento principal o de corte lo tiene la herramienta, mientras el de alimentacin o avance es asumido por la pieza.

Las fresadoras se distinguen principalmente por la posicin del rbol porta-herramienta, por lo que se pueden mencionar dos grandes grupos:

Fresadoras horizontales y Fresadoras verticales, habiendo de cada una de estas una gran variedad.

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FRESADORA HORIZONTAL Este tipo de fresadora se caracteriza por la posicin horizontal del rbol porta-herramienta, y la mesa de trabajo presenta tres movimientos perpendiculares entre s; longitudinal, transversal y vertical. En la figura 20 se muestra esquemticamente una fresadora horizontal ordinaria, sus partes fundamentales son: Base (1), Bastidor (2), Brazo porta-herramienta (3), Consola (4), Carro (5), Mesa de Trabajo (6), Caja de velocidades provista del husillo y Caja de avances. El bastidor sirve para la sujecin de todas las partes y mecanismos, dentro del bastidor en la parte superior se encuentra colocada la caja de velocidades del husillo. El brazo porta-herramienta se desplaza por las guas superiores del bastidor lo que permite se pueda fijar para diferentes alcances.

FIG. 20 FRESADORA HORIZONTAL

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La consola es una pieza fundida en forma de caja, provista de guas verticales para su desplazamiento transversal del carro. Dentro de la consola se encuentra la caja de avances. La mesa va montada sobre las guas del carro y se desplaza por ellas en sentido longitudinal. El husillo sirve para transmitir la velocidad de rotacin a la fresa. De la precisin del giro del husillo, de su rigidez y capacidad antivibratoria depende en gran porcentaje la precisin del fresado. Dentro del grupo de las fresadoras horizontales se pueden mencionar las siguientes: a) Fresadora horizontal de un montante para el fresado frontal con un cabezal. b) Fresadora horizontal de dos montantes para el fresado tangencial. c) Fresadora horizontal de dos montantes para el fresado frontal con dos cabezales.

FRESADORA VERTICAL

Estas mquinas se caracterizan por la posicin vertical del husillo porta-herramienta.

Las fresadoras verticales, especialmente las de gran potencia, tienen una forma caracterstica constituida por una pesada columna curvada hacia delante, en cuyo extremo contiene el cabezal porta-herramienta. El cabezal puede girar en ambos sentidos hasta disponer el eje del husillo en posicin horizontal. La consola, el carro y la mesa de trabajo, proporcionan mediante sus mecanismos los movimientos vertical, transversal y longitudinal respectivamente, de forma anloga que en la fresadora horizontal. Los trabajos que se efectan en una fresadora vertical son muy diversos, dependiendo de la fresa colocada en la mquina, pero siempre caern den la clasificacin del fresado frontal. En la figura 21 se ilustra una mquina de este tipo.

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FIG. 21 FRESADORA VERTICAL

Dentro del grupo de las fresadoras verticales se pueden mencionar las siguientes: a) Fresadora Vertical con mesa giratoria. b) Fresadora de torreta y mesa inclinable. c) Fresadora vertical de dos montantes con un cabezal. d) Fresadora vertical de dos montantes con dos cabezales. e) Fresadora copiadora, etc.

FRESADORA UNIVERSAL. La Fresadora universal es una mquina que se caracteriza por que adems de efectuar los trabajos que permite una fresadora horizontal, puede realizar los trabajos que se hacen en una fresadora vertical.

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Una fresadora universal es muy similar a la fresadora horizontal en su aspecto general, disponiendo de un giro de la mesa sobre el plano horizontal hasta de 45 a ambos lados. Adems, la fresadora universal ofrece la posibilidad de sustituir el rbol porta-herramienta vertical, de tal forma que en esta mquina se pueden realizar tanto el fresado cilndrico como el fresado frontal. En la figura 22 se ilustra dos tipos de cabezales con eje vertical: a) Cabezal con giro en el plano perpendicular al eje del husillo, con lo que la herramienta

puede colocarse en posicin oblicua, adems de vertical. b) Cabezal con giro alrededor de dos ejes perpendicualres entre s.

FIG. 22 CABEZALES PORTA-HERRAMIENTA CON EJE VERTICAL

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CALCULO DE PARAMETROS

Potencia efectiva utilizada durante la operacin expresada en C. V.

4500VcFc

Ne=

Donde: Fc = Fuerza de Corte ( en Kg ) Vc = Velocidad de corte ( en m/min ) = Rendimiento mecnico de la mquina.

VcZ

tDtbsFc

1000

)(2 =

pi

Donde: s = Avance por minuto ( en mm/min ) b = Ancho del fresado ( en mm ) = Resistencia al corte del material ( en kg/mm2 ) t = Profundidad de corte para una pasada ( en mm ) D = Dimetro del cortador ( en mm ) Z = Nmero de dientes del cortador. Tiempo de maquinado: La expresin utilizada para determinar el tiempo de maquinado se

presenta a continuacin.

minms

LTp=

Donde: L= Longitud total de desplazamiento de la pieza (en este caso). se debe considerar la entrada y salida de la herramienta ( en mm ) m= Nmero de pasadas. Para determinar la longitud total de desplazamiento de la pieza, se utiliza la siguiente expresin .

L = le + l + ls

Donde: l = Longitud de la pieza a fresar ( en mm ) ls = longitud de salida de la herramienta, este valor vara entre los lmites de 2 a 5 mm. le = Longitud de entrada de la herramienta, la cual se determina en

funcin del tipo fresado que se est realizando, para lo cual se presentan las siguientes expresiones ( en mm )

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Para el fresado cilndrico, as como el fresado con herramientas de forma o con juego de fresas y tambin para fresas frontales durante el fresado lateral.

le = )( tDt

Para el fresado de ranuras durante el fresado cilndrico.

Para el desbaste le = 2tDt ls = 2...5 mm

Para el afinado le = 2tDt ls = le + 2 mm

En el fresado frontal, la longitu

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