Maquina y Herramienta

8/19/2019 Maquina y Herramienta

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MÁQUINA- HERRAMIENTA

Es un tipo de máquina que se utiliza para dar forma a piezas sólidas, principalmente

metales. Su característica principal es su falta de movilidad, ya que suelen ser máquinasestacionarias. El moldeado de la pieza se realiza por la eliminación de una parte delmaterial, que se puede realizar por arranque de viruta, por estampado, corte oelectroerosión.

El término máquina herramienta se suele reservar para herramientas que utilizan unafuente de energía distinta del movimiento humano, pero también pueden ser movidas por

personas si se instalan adecuadamente o cuando no hay otra fuente de energía. uchoshistoriadores de la tecnología consideran que las auténticas máquinas herramienta nacieroncuando se eliminó la actuación directa del hombre en el proceso de dar forma o troquelar los distintos tipos de herramientas..

!as máquinas herramienta pueden utilizar una gran variedad de fuentes de energía. !aenergía humana y la animal son opciones posibles, como lo es la energía obtenida a travésdel uso de ruedas hidráulicas. Sin embargo, el desarrollo real de las máquinas herramientacomenzó tras la invención de la máquina de vapor, que llevó a la "evolución #ndustrial.$oy en día, la mayor parte de ellas funcionan con energía eléctrica.

!as máquinas%herramienta pueden operarse manualmente o mediante control automático.!as primeras máquinas utilizaban volantes para estabilizar su movimiento y poseíansistemas comple&os de engrana&es y palancas para controlar la máquina y las piezas en quetraba&aba

. En los a'os ()*+ se a'adieron computadoras para aumentar la fleibilidad del proceso.-ales máquinas se comenzaron a llamar máquinas /, o máquinas de ontrol /umérico

por omputadora. !as máquinas de control numérico y / pueden repetir secuenciasuna y otra vez con precisión, y pueden producir piezas mucho más comple&as que las que

pueda hacer el operario más eperimentado.

#magen /0(


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Entre las máquinas convencionales tenemos las siguientes máquinas básicas1

• Torno, es una de las máquinas más antiguas y trabaja mediante elarranque de material, y una herramienta de corte. Para ello la pieza

gira, un carro en el que se sitúan las herramientas se aproxima a lapieza provocando que esta se desgaste, obteniendo partes cilíndricaso cnicas. !i se coloca una broca en la posicin correspondiente, sepueden realizar barrenos.

"ay varios tipos de tornos# los paralelos, que son los convencionales$los de control num%rico, que están controlados por un sistemaelectrnico programable$ los de levas, en que el control se realizamediante unas levas, %stos tambi%n son llamados de decoletaje$ lostornos revlver, que poseen una torreta que gira, el revlver, en lacual se sitúan los di&erentes útiles de trabajo.

• Taladros, destinados a per&oracin, estas máquinas herramientas son, junto con los tornos, las más antiguas. 'n ellas el trabajo se realizapor medio del giro de la herramienta y la pieza permanece (ja pormedio de una prensa. 'l trabajo realizado normalmente, en lostaladros, es hecho por una broca la que realiza el agujerocorrespondiente. Tambi%n se pueden realizar otras operaciones condi&erentes herramientas, como avellanar y escariar.

)n tipo especial de taladradora son las punteadoras que trabajan conpeque*as muelas de esmeril u otro material. !on utilizadas para

operaciones de gran precisin y sus velocidades de giro suelen sermuy elevadas.

• +resadora, con la (nalidad de la obtencin de super(cies lisas o deuna &orma concreta, las &resadoras son máquinas complejas en lasque es el útil el que gira y la pieza la que permanece (ja a unabancada mvil. 'l útil utilizado es la &resa, que suele ser redonda condi&erentes (los cuya &orma coincide con la que se quiere dar a lapieza a trabajar. a pieza se coloca slidamente (jada a un carro quela acerca a la &resa en las tres direcciones, esto es en los ejes -, y /.

0on di&erentes útiles y otros accesorios, como el divisor, se puedenrealizar multitud de trabajos y &ormas di&erentes.

• Pulidora, trabaja con un disco abrasivo que va eliminando el materialde la pieza a trabajar. !e suele utilizar para los acabados de precisinpor la posibilidad del control muy preciso de la abrasin.1ormalmente no se amercepresin mecánica sobre la pieza.

De vaivén

• imadora o per(ladora, se usa para la obtencin de super(cies lisas.

a pieza permanece (ja y el útil, que suele ser una cuchilla, tiene unmovimiento de vaiv%n que en cada ida come un poco a la pieza a


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trabajar, que cuenta con mecanismo de trinquete que avanzaautomáticamente la herramienta 2cuchilla3.

• 0epilladora, al contrario de la per(ladora, en la cepilladora es la piezala que se mueve. Permite realizar super(cies lisas y di&erentes cortes.!e pueden poner varios útiles a la vez para que trabajen

simultáneamente.


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'jercicio

4eterminar el diámetro de una polea que gira 566rpm transmitiendomovimiento a la correspondiente un a la otra que gira 7866rpm conradio 9:6mm. ;demás calcule su relacin de transmisin. !i es unaampliacin o reduccin

4atos#

.n7< 566rpm

.d7


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'n un sistema de engranajes el pi*n gira a ?:9rpm ya transmite a laotra rueda dentada gira a :66 rpm cuyo número de dientes es 56.

4eterminar la relacin de transmisin el número de dientes del pi*n,y si es ampliacin o reduccin.

4atos#

.n7


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z 1= rpm∗ entes

i=n

i= i=

'squinas cinemáticas Tienes de engranajes las esquinas cinemáticas3

4eterminar las propiedades básicas

0alcular el número de revoluciones en el eje de salida, relacin detransmisin de pares de movimientos.

4atos

.z7


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n = z n 2=

z ∗n n 2= en es∗ rpm

n:< ::88.rpm

.n7


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!ongitud en sistema de poleas

!2(.34 567d879:7 56%d8 ;9


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=roducto de n>mero de dientes conductora

=roducto de n>mero de diente conducido

E&ercicio (

?elocidad de rotación de maquinas con rozamiento.

: cada revolución de la pieza que se traba&a pasa un perímetro una vez por lasherramientas de corte la velocidad circunferencial es el recorrido del punto máseterior de la herramienta de corte.?2n@dA(+++

?elocidad de corte 5?8.nB revoluciones diámetro herramientas o piezas mecanizados.

E&erciciosEncontrar la velocidad de corte del sistema escalonamiento para las etapas (191C6atos

= mm

=

= mm =

=n

n 1= ∗n

n 1= mm∗ rpm

=

v =

n π


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v = . rpm . .

v = . mm m n

En un taladro de pedestal se desea calcular la velocidad de corte de la brocadimensione la misma y eli&a que material será de acuerdo taladrar

=

=

= mm

=n

n 1=

mm∗ rpm

=

v =n π

v = . rpm . . .

v = . mm m n

omposición de las maquinas herramientas, sistema de transmisión aplicada a

las maquinas convencionales cadenas bandas engranes.


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aracterísticas de mecanizado6e taladro de herramienta bicorte

:ngulo de depresión y determina

6eterminar el tipo de viruta que se forma.?iruta continua o fluyente?iruta troceada

:ngulo de inclinaciónEvita el roce entre el talón de la herramienta y la parte ya mecanizada.

ondiciones de corte


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!as operaciones de mecanizado suelen dividirse en dos categorías desbastes seutiliza para desprender grandes cantidades de material de la pieza en bruto:cabado1 ompletan las piezas logrando las dimensiones finales tolerancias yacabados superficiales.En desbaste1 los avances van de +,< a (,93 mm Avuelta y profundidad desde 9,3 a93 mmEn acabados +,(93 a +,< mm Avuelta y profundidad desde +,43 a 9 mm .

odelo de corte ortogonal

:rranque de viruta en forma ortogonal"elación de grueso o ancho de viruta.

"D r 2 hAhDc

h.2 profundidad


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=or adhesión1 que produce cuando no se alcanzan las temperaturas adecuadasdurante el mecanismo

=or difusión1 es un proceso químico produce por entre los materiales piezaherramienta

=or fatiga1uando el material de herramienta no es adecuado=or oidación1 Se produce un efecto anódico y catódico.

6esbaste del filo dela herramientaalculo del tiempo principal y disponible


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Seg>n la norma "E:, la determinación del tiempo de traba&o está establecidaen la siguiente gráfica1

-iempo de preparación 5-r8.

E&.1 !ectura de planos, preparación de maquinaria traer y volver a llevarherramientas.

-iempo principal 5-h81 mecanizado de la pieza funcionamiento de la maquinatiempo de corte.

-iempo perdido a prorratear 5-v81 Engrase de maquinas, afilado no provisto dela herramienta tiempo perdido en perturbaciones de accionamiento.

-iempo accesorio o secundario 581 su&eción y soltar, aplicar filo medir en anafilar >til

-iempo principal 2 rayec o e ra a o

-rayecto 2!AsDn

!ongitud de traba&o en el torneado

T " Tr

T

TD T1


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l 2 profundidad de agu&eros

!2-rayecto de traba&o de la broca

=rofundidad agu&eros7 la punta de la broca

! 2l7+.Cd

.d1 de al broca

.n1 G de revoluciones

S1 avance mmArev

:vanceAminuto2sDn

-iempo disponible 5-8

=t +tv∗+tn+tr

EHE"#I(

!e desea taladrar :@ agujeros con una broca de EF en una placa de7@ mm de espesor con una velocidad de corte ::mmGmin con avance6.:mm tiempo de preparacin 7min tiempo secundario a agujerar7min tiempo a prorratear 7:H de los tiempos principal y secundario.

4atos#

Vc=

. n

Vc= . n n=

c∗

< 7@mm


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#magen(

#magen9

#magenC


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-ornillo de potencia

#magen

L1 arga

"1 Frazo de palanca

r 1"adio de la rosca

p1 =aso de la rosca

1 uerza aplicada en el etremo de la palanca.

órmula sin estimar la fricción.

2L D =A*.9MC9D"

órmula para estimular el rozamiento de fricción en dirección de L.

2LD =N*+9MC9DuDr D r

+.9MC9DrDuDp"

2 L D=7*.9MC9DuDr D r

*+9MC9Dr%uDp "

6iferencial

2= 5"Dr8

9"

u'aSin fricción


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=29LD-an5O8

on fricción

P2tan5Q8

=29LD-g 5O7 Q8

-ornillo sin fin

#magen

!a corona gira al menos la velocidad que el tornillo produciéndose una reaccióny giro en e&e perpendicular

-ransforma un movimiento circular en un movimiento rectilíneo intermitente

#magen leva


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Consulta

sistema de cadena,

Cadena de transmisión

-ransmitir el movimiento de los pedales a la rueda en las bicicletas o del cambio a larueda trasera en las motos.

En los motores de < tiempos, para transmitir movimiento de un mecanismo a otro. =or e&emplo del cigRe'al al árbol de levas, o del cigRe'al a la bomba de lubricación del

motor.

$ay algunos modelos de motos que usa un cardán para transmitir el movimientoa las ruedas. Sin embargo, el sistema de cadena da una cierta elasticidad queayuda a iniciar el movimiento, sobre todo en cuestas. Su inconveniente es que se

puede enganchar y es más débil que un cardan. Eiste un dispositivo llamadofalcón utilizado para absolver parte de la vibración de la cadena lo que impide lafragmentación de alg>n eslabón.

-ambién hay sistemas hidráulicos o por correa.

En los motores de ciclo Itto de < tiempos se usan cadenas para el árbol de levasdesde hace mucho tiempo, sobre todo desde la aparición de los motores SI$ y6I$ por su mayor silencio y menor coste que los pi'ones de distribución. !ascorreas dentadas sin embargo han ido ganado terreno para esta función.

ada vez se tiende más a sustituir la cadena del árbol de levas por una correa yaque hace menos ruidoso el motor. : cambio, hay que sustituir la correa con másfrecuencia que una cadena y consume un poco más de potencia del motor. !a

cadena de distribución, siempre que su engrase y su mecanismo tensor funcionencorrectamente, dura lo que dura el motor


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http1AAcommons.iTimedia.orgAiTiAile1hain.gif

ENGRANAJES HELICOIDALES

Un engranaje helicoidal puede considerarse como un engranaje recto común

maquinado en un equipo de láminas delgadas donde cada una de ella ha girado

ligeramente con respecto a sus vecinas (Figura A). En la (figura B) se muestra una

transmisin por engranaje helicoidal! con los dientes del engranaje cortados en una

espiral que se envuelve alrededor de un cilindro.

engranajes helicoidales tienden a ser menos ruidosos. "tra caracter#stica positiva

de los engranajes helicoidales (con relacin a los engranajes rectos) es que la carga

que se transmite es un poco más grande! lo cual implica que la vida de los

engranajes helicoidales sea más larga para la misma carga. Un engranaje helicoidal

más peque$o puede transmitir la misma carga que un engranaje recto más grande.


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El mecanismo de biela - manivela es un mecanismo que transforma unmovimiento circular en un movimiento de traslación, o viceversa. El e&emploactual más com>n se encuentra en el motor de combustión interna de unautomóvil, en el cual el movimiento lineal del pistón producido por la eplosiónde la gasolina se trasmite a la biela y se convierte en movimiento circular en el

cigRe'al.En forma esquemática, este mecanismo se crea con dos barras unidas por unaunión de revoluta. El etremo que rota de la barra 5la manivela8 se encuentra 'unida a un punto fi&o, el centro de giro, y el otro etremo se encuentra unido a la

biela. El etremo restante de la biela se encuentra unido a un pistón que semueve en línea recta.

http1AAes.iTipedia.orgAiTiAFiela%manivela

:coplamiento

-iene por función prolongar la transmisión de e&e o conectar tramos dediferentes e&es entre los tipos conocidos tenemos1

:coplamientos "ígidos

(. anguito o con pi'ones9. =latillos

C. Su&eción cónica:coplamientos fleibles

(. ango de goma9. 6isco fleibleC. uelle helicoidal


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#magen

Parámetros

Potencianominal a

Jrregularidad de par

Para nominala transmitir0oe(ciente

de Delocidad4erestauracin máx.

;seguradaPara 1om>min

; seleccionar4esalineamientos

4i&erencias

Preseleccin delacoplamiento4imensiones

de losextremos de

'ntornotiempo

;gentesexteriores

4eterminacindelacoplamiento


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=ar nominal o transmitir

Es el factor principal de dimensionamiento del acoplamiento de los e&es y de lasmáquinas directamente conectadas.5/Dm82 4(*+ D p=ar nominal de acoplamiento=ar nominal de acoplamiento 2 par nominal por coeficiente de seguridad/ 2 T6onde1T 2 T ( D T 9 D T C

'jercicio

Notor el%ctrico O bomba

Naquina motriz

Notor el%ctrico normalizado 786mm

Potencia 79 Q

Revoluciones ?666rpm

'xtremo del eje y S @:mm long 76mm

Naquina receptora

omba de agua normalizada 0:

'xtremo del eje y S?:mm longitud

?6 de arranque Ghora

= ∗m

=

= .

=

∗ = ∗

Sistema oleo hidráulicosSon representaciones de circuitos con fluido circulante que determina el

funcionamiento de máquinas simples y comple&as. ediante la de una bomba deleído circular por coneiones de tubería de alta presión para accionar cilindros


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E&emplo

#magen (

?álvulas de distribuciónEstas distribuyen el fluido en las entradas y salidas de aumatadosE&emplo

C=%


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6IF!E EE-I

#magen

"epresentación del sistema olehidráulicoEs un circuito que describe el funcionamiento de cAu de los elementos

componentes del sistema

#magen

6escripciónEl dispositivo pasa por el dispositivo a través de un filtro y sancionado por una

bomba que es por un motor mono físico con coneión de embriaguezdistribuyendo por una válvula Cp %


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!as piezas de traba&o de distintos tama'os se tornean ordinariamente alrededorde un e&e horizontal por medio de un totno . ! as operaciones de torneado

pueden dirigirse en dos clases.

:quellas que se efect>an colocando las piezas de traba&o en los centros y en lasque se realizan con la pieza su&eta a un mandril o a un etremo con o sin apoyo

en un etremo superior:&uste del >til al torno

#magen

Vtil para encima del centro de la reunión recta de la pieza

#magen

: la altura del centro

#magen

=or deba&o del centro /ota1 /o su&etar ni soltar nos >tiles del torno con la maquina en marcha


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'jercicio

Tratar de calcular la velocidad de corte con la que se tornea una pieza

4atos#

4


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ilindrado1 =roduce un corte recto sobre el radio eterior de la pieza.

#magen"efrentado1 !a cara de la pieza perpendicular al e&e es cortada para desbastar.

#magen

-ronzado1 ! acuchilla se dirige a la pieza#magen-orneado cónico1 ! a herramientas de corte es movida diagonalmente.#magen"oscado1 !a herramienta de corte avance sobre la pieza asegurando el corte de

la rosca.#magenE&ercicios

( Es el beneficio económico obtenido por6esplazamiento lateral de la contra puntaEn los procesos de torneado conico6elta 2 ma%min longitud total

!ongitud conica 9#magenE&ercicio(y 9onicidad#magen

o2 6%d

E&ercicio sobre procedimiento de torneado

'n el torno se desea realizar un cilindro sobre un eje 56mm dediámetro si la longitud del eje es de @U6mm y la longitud antes derealizar el contacto con el eje es de 9mm igual al retirada y se empleaun velocidad de corte :6mm Gmin y un avance por revolucin de6,9mmGmin

!ugerencia

l< IaIu$ encontrar el tiempo principal de dicha operacin


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4atos#

D


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Th=∗

=r∗ a

= ∗

=

Th= mm

∗

=

E&ercicio C

Se desea ranular y tronzar un e&e mediante el torno si el diámetro es de (*+mmen el ranura do, de desea llegar a una profundidad de corte (*mm y a partir deesa dimensión se requiere tronzar, estime el tiempo necesario para realizar dicho

proceso si el e&e gira 99rpm, encontrar la velocidad de corte si debe alcanzar (mmAmin a +.*mmAmin y calcule el tiempo principal usando la tabla adecuada

4atos#

B


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álculos para traba&os de torneado

?elocidad de corte 5mAmin8

?2@DdDnA(+++

Vc=∗

-iempo de duración de la pasa de corte 5min8

Th=∗

=otencia necesaria en caballo de vapor

?2=DTDvA43 *+

Sección de viruta

W2as

a1 profundidad de corte

s1 avance por revolución

p1 presión o esfuerzo específico 5WgAmm98

=otencia en vatios

X2 =as vA5(+++ D*+8 Eficiencia

Ef1 eficiencia de transmisión

5+,*%+,M38

=25 /Amm98

Economía del mecanizado

álculos de los tiempos y cortes de fabricación


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-iempo de producción

El tiempo de producción de un lote de /b piezas será la suma de las siguientescomponentes1

-iempo de arranque de viruta /b, tDm.

-iempo de no arranque de viruta com>n a todas las piezas /b, tl.-iempo invertido ben los cambios de la herramientas.

/bD-ct

El n>mero de herramientas invertidas en la fabricación de un lote será tal quequeden desgastadas cada vez que se cambien

/tDt2/bDtm

- la vida de cada de los filos de la herramienta que dependen de la velocidad decorte seg>n la ley de -aylor

El tiempo promedio por pieza será.-pc2tl7tm7/tA/bD-ct

/bA/t1 racción correspondiente al campo de la herramienta que se realizaracada /bA/t pieza.

oste de producción

oste medio por filo de la herramienta Dt

-asa horaria de la maquina que son gastos de maquina solo por eistir amortización, salarios de operarios, gastos de mantenimiento, gastos generales

materia prima Yenergía.Dpr2 DtpDr 7/DtA/bDDt

Eficiencia económica

Pnidad de tiempo s precio de la venta por cada pieza.

Eficiencia por pieza 2 S%prAtpr

-Dpr1 tiempo promedio por pieza.

Epansión de la fuerza principal de corte por distintos materiales.

=or la ley de -aylor para los casos de morta&ado, cepillado, limado, y torneado,

la fuerza principal de coste p varia para distintos materiales.#magen(

=2MMD aCA< e(


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2=D dA9

Elección de la máquina herramienta

a8 Seg>n el aspecto de la superficie que se desea obtener. b8 Seg>n las dimensiones del elemento a someter a la operación establecida

previamentec8 Seg>n la de piezas producidasd8 Seg>n la precision requerida

onvencía de la elección de una $ en función de la cantidad de la pieza producir.

Pna pieza cualquiera de fecho puede ser realizada en un maquina a com>n, semiautomática, automática o especial la elección no puede hacerse mediante unaestimación arbitraría , 6icho seg>n un balance económico , la automatización de

la maquinaria forma parte de los gastos generales con los cuales se adicionan elcoste de la mano de obra .

Supongamos que queramos comparar los costes de producción de un ciertoelemento que puede indiferentemente construirse con una maquina : derendimiento menor que con una maquina F de rendimiento mayor.

-:1 -iempo en minutos necesario para preparar la maquina : de hundimientomenos.

-F1 -iempo en minutos necesario para preparar la maquina F de hundimiento

menor.ta1 -iempo en minutos necesario para producir una pieza con la maquina :.

tb1 -iempo en minutos para producir una pieza con la maquina F.

m1 coste de la mano de obra

:1 oste total de la pieza mecanizada con la maquina :

F1 oste total de la pieza mecanizada con la maquina F

np1 />mero de piezas a producir.

a25ta7-:An8cmB F25tb7-bAn8cm

Z si el numero limite de piezas para el cual es indiferente emplear una máquinade otra quiere que :2F por lo tanto

/p2 -F%-:Ata%tb

resado de la pieza

on este proceso mecánico se obtienen piezas de me&or calidad superficial asilas guías de maquinas %herramienta.


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=rocesos de traba&o a fresar las virutas son arrancadas en el fresado por medio dela rotación de la fresa cuyos filos están dispuestos en forma circunferencial.

a8 ovimiento de avance b8 ovimiento principal o decortec8 amino de traba&o un diente de fresa

!os movimientos principales y de avance son originados por la maquinafresadora

aquina fresadora

-ipos de fresas

Vtiles de fresar

:&uste del n>mero de revoluciones

El n>mero de revoluciones depende de la velocidad de corte admitida y eldiámetro de la fresa 5mAmin8

Si v los dientes de la fresa se embotan permanentemente

Si el rendimiento del fresado es numero de revoluciones de cada fresa por

minuto

n=v∗

d. diámetro fresa 5mm8

e&ercio(

:&uste del avance

El avance se da en un fresado por medio de la velocidad de avance en mmAmin

a8 =rofundidad de corte al fresar en mm b8 :nchura del fresado mmc8 antidad máima posible de viruta [cmCAmin\

?2 ?]/

?^2 cantidad admisible en [cmCAWmin\

/2potencia de maquina W

?2 ?elocidad de avance [mmAmin\


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S^2?D(+++AaDb

/umero de dientes seg>n el modulo de la fresa.

númer o defresa 1 2 3 4 5 6 7 8

númer o dedientesdelpiñón

12

14

17

21

26

35 55

135

15

que lafresapuedetallar

13

20

25

34

54

134

16

6ivisores

E&ecuta divisiones en una fresadora así como el tallado del engrana&e.

6ivisor simple con engrana&es.

6ivisor simple con plato y engranes

6ivisor con tornillo sin fin

6ivisor diferencial

6ivisor universal

6ivisor con engranes

=artes

abeza giratoria con posibilidad de giro de )+J

6isco divisor fi&ado a la cabeza

_rbol para la toma de movimiento etremo.

E&e divisor

Fase sobre lo que pueda girar la cabeza

6isco para conseguir divisiones directas. 5En cuatro, seis partes etc8

anivela que pone en rotación el tornillo sin fin palanca de bloca&e de posición

de la cabeza


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Frida de ancla&e

En el divisor simple una rotación completa del disco divisor corresponde a unavuelta completa de la pieza.

Si n1 el n>mero de entalladas de divisiones que se requieren obtener

/1 el numero de entalladas o divisiones del disco de que se dispone

/An 2vueltas

omo el sistema se puede realizar solamente 9, C,


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44/48

/omenclatura


45/48

6e la corona


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Engranes cónicos

=rofundidad total


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ht = . + .

=rofundidad de traba&o

hk =

Espaciamiento

c= . + .

abeza de la rueda

Ig(2 . + .

abezal del pi'ón

:Dp2hDT% Ig(

6iámetro eterior de la rueda6e2dDp7 9a Ig(cos-

6e 2 dDp 79apcost

6istancia entre conos eteriores

:2 p 2 p

Espesor del ancho de la cara

f =

fma!=

:ngulo de cono de paso


48/48

C2tg;%( 5/pA/Ua8

V 2 tg;%( 5/UaA/p8

=aso diametral

=d2/pAdp2/UaAdp

Maquina y Herramienta

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