República Bolivariana de Venezuela.

Ministerio del poder popular para la educación universitaria

Universidad politécnica territorial del estado Barinas

“José Félix Rivas”

Procesos de mecanización

en el torno.

Profesor:

Maiko Varona

Barinitas, Enero del 2015.

Bachiller:

Jhoan Montilla.

C.I 23.002.486.

Eduardo Márquez

C.I

P.N.F Mecánica

Sección ¨A¨,Trayecto II

Resumen.

Durante las prácticas realizadas en el torno fue necesaria la utilización de una barra cilíndrica de un aproximado de 28 milímetros de un acero 1020 para poder generar la mayoría de los procesos de mecanizados posibles en el torno todo esto se da a través de unas velocidades correspondientes para cada proceso de mecanización, teniendo en cuenta también que el enfrentamiento entre la herramienta de corte y la pieza con determinados ángulos o dependiendo del tipo de herramienta de corte que se esté empleando dará con las variantes en los procesos de mecanizados. Sobre la pieza de acero se realizaron los siguientes procesos: cilindrado, taladrado, refrentado, moleteado, ranurado, conicidad, roscado. Teniendo en cuenta los requerimientos para cada proceso y el implementar los mecanismos de seguridad adecuados.

Introducción.

El poder realizar estos procesos de mecanización sobre piezas cilíndricas facilitara el desarrollo del llegar a tomar un diseño o una necesidad sobre la cual pueda ser solventada con estos conocimientos y habilidades que serian puestos en práctica para cumplir a cabalidad un determinado proyecto, para adquirir estas destrezas es necesario poder comprender que existen una determinaciones sobre cada proceso de mecanizado como los son la velocidad de corte y la profundidad de corte que depende tanto del material como tan bien si se desea una desbaste o acabado superficial sobre la pieza, por otro lado el conocer principalmente la composición o los componentes del torno formo parte de lo esencial puesto que esto ayudo a entender la función de cada parte del torno para concretar las practicas realizadas.

Para el desarrollo de los actuales proyectos socio-integradores podría facilitar la creación de determinadas partes que formarían el diseño deseado y de esta forma cumplir tanto académicamente como el poder asumir una responsabilidad de compromiso hacia las comunidades donde se estarían centrando estas propuestas que como estudiantes de una universidad territorial.

Se impulsa en innovar y figurar las ideas en las regiones de producción para así poder generar un nuevo orden económico que se base en la producción endógena y así poder formar parte del nuevo periodo 2013-2019 que se centra en (El plan de la patria) donde luego del poder generar estas ideas, plasmarlas y llegarlas al plano real sirvan más adelante para el beneficio del área industrial de Venezuela. Y así poder cumplir con el III gran objetivo histórico, que precisa: Convertir a Venezuela en un país potencia en lo social, lo económico y lo político dentro de la gran potencia naciente de América latina y el caribe, que garantice la conformación de una zona de paz en nuestra América. De esta forma podemos decir que este tipo de conocimientos serán la base que nos ayudara a solucionar los problemas del mañana así como el desarrollar de las tecnologías que nos impulsara a la culminación exitosa para el programa de gobierno.

Fundamentos teóricos.

Acabado: El acabado en una pieza corresponde la textura de la superficie que por lo general en la actualidad se ve directamente afectada la tolerancia en piezas funcionales que sin el mismo generan desgastes y menos tiempo de vida útil. El radio de punta en combinación con la gama de avance afecta el acabado superficial y la precisión.

Herramientas con ángulo de desprendimiento negativo: Es aplicable casi exclusivamente a las herramientas de metal duro cuando trabajan con ciertos materiales. Ventajas: Mayor duración de la herramienta entre afilados, mayor resistencia a los choques, mejoras en el acabado superficial, Menor calentamiento de la pieza. El trabajo con ángulo negativo exige mayor potencia de la maquina, pero permite el uso de velocidades de corte y de avance mayores.

Enlaces del filo y contrafilo: se realiza mediante dos formas.

1° Por un arco de círculo

A.- Cuyo centro coincida con la bisectriz de los dos filos de corte

B.-Cuyo centro no coincida con la bisectriz de los dos filos de corte

2° Por un chaflán

A.- Como la viruta en el chaflán es mucho más delgada, resulta inferior la fuerza de corte en esta zona.

B.- No se producen vibraciones.

C.- La potencia consumida es casi la misma que la absorbida por una cuchilla acabada en punta sin chaflán.

Rompe Virutas en herramientas de HSS: La profundidad a la que debe esmerilarse el rebaje es de aproximadamente 0,8 mm. Lo ideal es que la viruta obtenida con el rebaje tenga forma de 9.

PARAMETROS DE CORTE DE LAS HERRAMIENTAS DE MECANIZADO:

Profundidad de corte (Ap): Es la diferencia, expresada en mm, de los radios de la pieza (en el caso del torneado) antes y después del paso de la herramienta. En el caso del fresado, es la diferencia de altura de la pieza (en planeado) antes y después del paso de la fresa.

Velocidad de corte (Vc): Es el desplazamiento en mts/min de la periferia de la pieza ante el filo de la herramienta. En el caso de la fresadora, es la velocidad tangencial de la fresa en su diámetro nominal.

Método Taylor: Taylor determinó las velocidades de corte de las cuchillas para que la duración de su filo fuese de veinte minutos.

Variando el avance y la profundidad de corte demostró que:

1º Un aumento de profundidad de pasada debe ir acompañado de un reducción de velocidad de corte para que la duración del afilado se mantenga constante. Esta reducción no es proporcional.

2º El aumento del avance debe ir acompañado de una reducción de velocidad de corte, para que no se altere la duración del filo de la herramienta.

Método del Comandante Denis: Denis determinó la máxima producción, el peso máximo del metal cortado, en función de la velocidad de corte a igualdad de avance, profundidad de pasada y material mecanizado llegando a los siguientes resultados:

Partiendo de valores bajos, a medida que aumentaba la velocidad de corte, aumentaba también la duración de la cuchilla.

Al rebasar una velocidad crítica, la duración del afilado disminuye rápidamente, por elevar demasiado la temperatura de la herramienta.

La velocidad de máxima producción de viruta coincide, con la mayor duración del filo de la herramienta.

Hay una velocidad denominada de menor desgaste (Vo) la cual permite la máxima producción antes de su reafilado y ello en las mejores condiciones.

Si se aumenta la velocidad de menor desgaste, la producción de la herramienta disminuye. Pero si tal aumento es limitado y el ahorro de tiempo obtenido para la elaboración de una pieza es superior al tiempo necesario para el reafilado, por lo que resulta interesante utilizar esta velocidad particular (Ve) correspondiente a un régimen económico de trabajo.

Velocidad económica: Ve = V0 + 1/3 V0 = 4/3 V0.

Velocidad límite: Provoca casi inmediatamente el deterioro de la herramienta. La producción entonces se hace casi nula.

Vl = V0 + 2/3 V0 = 5/3 V0.

Torneado con lubricación: Para ciertos metales, el empleo de refrigerante aumenta la posibilidad de incrementar la velocidad de corte V0

Vb = V0 + 1/2 V0 = 3/2 V0.

PARAMETROS DE CORTE:

Velocidad de Avance ( a ) (fz): Es desplazamiento longitudinal o transversal de la herramienta durante una vuelta completa de la pieza ( en el torno), y se expresa en mm/rev. En el caso de la fresadora, es el desplazamiento que realiza la pieza ante la herramienta (fresa) por minuto (mm/min).

La velocidad de avance en el torneado es seleccionada básicamente en función del radio de punta de la herramienta o en función del acabado de la pieza.

El radio de punta: Se selecciona según las condiciones de mecanizado (desbaste, acabado, material a mecanizar, acabado superficial, etc.)

Desbaste: Para el avance en desbaste debe seleccionarse el mayor radio de punta con el propósito que éste sea más fuerte. Usualmente el avance recomendado para operaciones de corte en desbaste debe ser la mitad del tamaño de radio de punta de la herramienta.

Procesos del torno:

Cilindrado: Es una operación realizadas en el torno mediante la cual se reduce el diámetro de la barra de material que se esté trabajando, para esto la herramienta de corte y el carro transversal deben situarse a 90 grados a la pieza a mecanizar.

Refrentado: Consiste en un mecanizado frontal y perpendicular al eje de la pieza que se mecaniza.

Ranurado: Consiste en mecanizar una ranuras cilíndricas de anchura y profundidad variables.

Moleteado: Es un proceso conformado en frio del material mediante unas moletas que presionan la pieza mientras da vuelta.

Chaflán: Consiste en matar los canto tanto exteriores como interiores para evitar cortes con los mismos y a su vez facilitar el trabajo y montaje posterior de la pieza.

Taladrado: se realiza mediante una broca sujeta en el contra punto.

Roscado: Una rosca es un saliente helicoidal que se desarrolla externa o internamente alrededor de una superficie cilíndrica o cónica. Este saliente se denomina filete. Se compone de:

Paso

Diámetro exterior, También llamado diámetro nominal.

Diámetro interior, se conoce comúnmente como diámetro del núcleo.

Diámetro medio

Angulo de la rosca:

Altura del filete: Es la distancia entre la cresta y la base del filete.

- Rosca Whitworth.

Sus dimensiones básicas se expresan en pulgadas inglesas. El tornillo está engendrado por el enrollamiento en hélice, de un triángulo isósceles cuyo ángulo en el vértice superior es de 55º. La base de este triángulo, situada paralelamente al eje del cilindro soporte, es, antes de truncarla, igual al paso del tornillo.

La parte superior y la base del triángulo primitivo isósceles se redondean hasta 1/6 de la altura teórica.

CARACTERISTICAS DE LA ROSCA WHITWORTH:

D=Diámetro nominal del tornillo expresado en pulgadas

P=Paso expresado en número de hilos por pulgada

h=Altura de los filetes = 0,6403 P

r=Radio de las truncaduras = 0,1373 P

d=Diámetro mandrinado de la tuerca = D-1,2806 P

Equipos.

Barra de acero 1020: Es un acero clasificado en el grupo de los aceros bajo carbono. Su composición química le permite entregar un mejor desempeño en sus propiedades mecánicas, soldabilidad y maquinabilidad que otros aceros del mismo grupo. Tiene un rango de maquinabilidad de alrededor del 76% .

Para el corte de la barra a 20 mm se utilizo los siguientes equipos:

Segueta: Es una herramienta cuya función es cortar o serrar, principalmente madera o contrachapados, aunque también se usa para cortar láminas de metal o molduras de yeso.

Prensa mecánica: Es una máquina que acumula energía mediante un volante de inercia y la transmite bien mecánicamente (prensa de revolución total) o neumáticamente (prensa de revolución parcial) a un troquel o matriz mediante un sistema de biela-manivela.

Para el maquinado de la pieza:

Torno Horizontal automático: Es una máquina mecánica de extrema

precisión que es capaz de dar forma a bloques o piezas de metal, madera y

otros materiales mediante el raspado y/o perforación de estas con una

herramienta de corte o con una broca. Es ampliamente usado en la industria

para crear partes como cigüeñales, cilindros, válvulas, piezas de motores y

cualquier otra cosa que se pueda montar en el torno y que este compuesta de

un material que la herramienta pueda trabajar.

Partes del torno:

Cabezal estático: Esta parte tiene forma de caja y está encargada de

almacenar las poleas y engranajes que transmiten la fuerza producida por el

motor que generalmente suele estar dentro de esta caja, también almacena al

husillo, el plato (que sujeta la pieza a tornear) y el selector de avance y

velocidad. Cuando se enciende el torno y se ajusta la velocidad el husillo

recibe toda la energía producida por el motor por lo que comienza a girar

sobre su eje haciendo girar también al plato y a la pieza a tornear también.

Está ubicado justo donde empieza la bancada y se queda frente al carro

portaherramientas y al contrapunto, nótese que con este último comparten el

mismo eje.

Bancada: Es una especie de guía paralela al eje del torno por la cual se

deslizan otros elementos, se usa para mantener alineado todos los

componentes del torno. De un extremo de la bancada tenemos al cabezal

estático y del otro extremo tenemos al cabezal móvil y en el centro está el

carro portaherramientas. Se recomienda tenerla siempre en buen estado

porque esta parte del torno nos asegura un eje central a través del cual se

moverán las otras partes.

Cabezal móvil o contrapunto: Este elemento se desliza por la bancada y

se ajusta según la necesidad de la pieza a tornear. Sirve para montar las

herramientas de perforación como brocas mediante la instalación de un

mandril. También sirve para colocar el elemento a tornear entre puntos. Su eje

coincide exactamente con el eje del torno o mas precisamente con el eje del

cabezal estático.

Carro portaherramientas: Se ubica y se desliza en la bancada, justo entre

el contrapunto y el cabezal estático. Es de suma importancia ya que en esta

estructura se fija la herramienta de corte que dará forma a la pieza a tornear.

En la mayoría de los tornos el carro portaherramientas permite montar cuatro

herramientas de corte y cuando se desea cambiar se gira la torre

portaherramientas. Nos permite un movimiento paralelo al eje del torno, es

decir a través de la bancada mediante el carro longitudinal. También nos

permite un ajuste perpendicular de la torre portaherramientas con respecto al

eje del torno mediante el carro transversal. Es decir el carro porta herramienta

se compone del carro longitudinal, carro transversal y de la torre porta

herramienta (que está justo encima del carro transversal).

Caja Norton: Es una caja de engranajes que nos permite mediante el uso

de una palanca seleccionar el paso o avance de la pieza a mecanizar.

Plato: Elemento cilíndrico que va montado en el husillo y que permite

sujetar la pieza que se desea modelar mediante unas mordazas que pueden

sujetar por dentro o por fuera según lo que se desee afirmar.

Husillo: También se le llama eje del torno, es una pieza tubular que en uno

de sus extremos tiene conectada una polea que recibe el movimiento del

motor, y en el otro extremo tiene conectado el plato. Fija un eje imaginario que

se extiende por sobre la bancada y que llega justamente al contrapunto.

Equipos de seguridad como: Braga y lentes de seguridad.

Método experimental.

Pasos para la realización de la pieza.

Refrentado: El primer proceso realizado se concentro en el refrentado de la pieza para darle una superficie más pareja en la zona donde anteriormente se dispuso a ser cortada con la ayuda de una segueta, una vez centrada la herramienta de corte con el centro y fijada la barra al plato giratorio fue determinado las velocidad de giro de plato a través de la tabla correspondiente del torno mediante un sistema de palancas que generarían las rpm del torno, se procedió rallar la pieza con el fin de determinar la profundidad de corte deseada todo para una superficie plana.

Cilindrado: Una vez centrada la barra en el plato giratorio y la herramienta de corte con el centro punto, fue puestos a revolucionar la pieza a mecanizar identificando la velocidad necesaria mediante un sistema de palancas que posee el torno para la calibración d las rpm necesarias durante el desbaste o el acabado dependiendo del diámetro que pudiera tener la barra y al que se deseará llegar teniendo en cuenta que el diámetro final sería el requerido para generar una rosca.

Taladrado: Este proceso se realizo cambiando el centro punto por un mandril que posee una especie de broca, esta broca fue enfrentada sobre la superficie de la barra de manera que se le fuese aplicado una fuerza constante hasta el llegar a dar con la profundidad total de la broca.

Moleteado: En esta ocasión con ayuda de una moletas después de haber afirmado la pieza sobre el plato giratorio y con una velocidad lenta se le fue imprimiendo sobre la superficie.

Ranurado: Al igual que en ocasiones anteriores se realizo los mismo procesos de centraje de la herramienta de corte y posicionamiento de la barra sobre el plato giratorio con la diferencia que se empleo una cuchilla para tronzar.

Conicidad: Este proceso consto de aplicar una fórmula para el diámetro exterior de la barra y el desahogo hecho durante el ranurado o el diámetro interior entre la distancia total de la zona, donde se aplicaría este proceso.

Roscado: El roscado fue el último proceso realizado en este debió determinarse el ángulo de la roca la cantidad de hilos por paso, la velocidad de giro de en plato todo con el fin de obtener un roscado exterior de 3/4.

Resultados.

Refrentado.

Antes. Después.

Superficie imperfecta. Superficie plana.

Cilindrado.

Diámetro exterior antes. Diámetro exterior después.

28 mm. 24 mm.

Taladrado.

Antes. Después.

Superficie solo refrentado. Superficie perforada por broca.

Conicidad

Ap. Profundidad de corte.

3.70 mm

Roscado

Ranurado.

Diámetro exterior. Diámetro interior.

24 mm. 19 mm.

Tipo Roscado final.

WHITWORTH a 55º. 3/4

Discusión de los resultados.

Durante las prácticas realizadas se hizo notar la cantidad de pasos necesarios para cada uno de los procesos de mecanizado y el tiempo que requeriría terminar la pieza para poder asumir un precio de venta de los componentes que se estén realizando, estos resultados obtenidos demuestran la culminación de la práctica de forma exitosa y llevando uno a uno los pasos requeridos para la misma, también fue fundamental la utilización de los implementos seguridad para evitar posibles accidentes. Durante cada procedimiento se debió estar muy atento a cada movimiento en los implementos de corte ya que llevan una alta precisión y era de gran importancia el evitar dañar o variar en los ajustes necesarios para que los siguientes procesos también fuesen cumplidos.

Para lo que fue el refrentado el objetivo consistió en dejar una superficie plana, en el cilindrado se tuvo que llevar de un diámetro mayor al que fue necesario, para el taladrado fue necesario para obtener la perforación que luego sería requerida para poder ser centrada la barra de acero con el centro punto, el ranurado permito realizar el desahogo de viruta que nos daría el espacio suficiente para que la herramienta de corte terminara los siguientes procesos sobre la periferia de la pieza, el moleteado consistió en fabricar con área aplicándole fuerza con unas moletas que le imprimirían unas posteriores marcas para poder sujetar mejor la pieza con las manos, la conicidad se dio con el diámetro exterior y el diámetro interior que resulto de un ranurado o el desahogo de viruta anteriormente realizado aplicando un formula y por último el roscado fue un conjunto de designaciones que se hicieron en el torno para definir velocidades de corte etc. Además de de el ángulo de corte de la cuchilla y el tipo de rosca a generar que en esta ocasión fue 3/4 dentro de sistema whitworth.

Conclusiones.

La fabricación de la pieza durante todo el trimestre semana a semana fue de gran ayuda para poner en práctica los conocimientos que se obtuvieron durante las teóricas permitiéndonos desarrollar nuevas habilidades en el área de la mecanización ya ahora con la utilización de diferentes equipos De tal manera se pudo conocer que:

Cada proceso de mecanizado necesita de buena concentración y el buen manejo de las partes del torno.

Dependiendo del material a mecanizar se necesita la adecuada herramienta de corte para evitar el daño de la misma o la pieza a mecanizar.

Es necesario comprender las velocidades de corte o giro del plato para las aplicaciones en desbaste o acabado.

Todos los procesos de mecanizado son muy diferentes y es necesario conocer y aplicar todos los conceptos antes de su manejo.

Recomendaciones.

Utilizar los implementos de seguridad como la braga y los lentes seguridad ya que el torno constantemente arroja virutas.

Conocer bien los accionamientos de velocidades en el torno.

Utilizar tanto el lubricante o el refrigerante para alargar la vida útil de la cuchilla.

Evitar el tener prendas que puedan quedar sujetas en las parte del trono.

Mantener el área de trabajo limpia para evitar posibles accidentes.

Realizar el correspondiente mantenimiento y limpieza luego de utilizar el torno.

Anexos.

Cilindrado.

Diámetro exterior inicial.

28 mm.

Diámetro exterior necesario.

24 mm.

Profundidad de corte necesaria.

28-24= 4 mm.

Ranurado.

Diámetro exterior.

24 mm.

Diámetro necesario al ranurar.

19 mm.

Profundidad de corte necesaria.

24-19= 5 mm.

Conicidad.

Ap.= D−d2

.

Ap.= 24−192

=

Referencias Bibliográficas.