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Curso:
Tecnologa de Fabricacin
Universidad de Montevideo
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Procesos de fabricacin con
eliminacin de material
Universidad de Montevideo
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Mecanizado:
Procesos Convencionales Arranque de viruta (herramientas de geometra definida)
Torneado
Fresado Taladrado
Cepillado, Limado
Roscado (macho o terraja)
Arranque de viruta por abrasin (herramientas de geometra indefinida) Rectificado
Bruido
Procesos no Convencionales Electroerosin
Mecanizado electroqumico
Laser
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Proceso de reduccin de masa:
Pieza original cinscunscribe la forma final
Reduccin de masa: la masa inicial del proceso en todos los casos es superior a lade la pieza una vez finalizada
Trabajo con material en estado slido Proceso tipo primario: arranque de material por el proceso de fractura del mismo
Material excedente se elimina como desechos (rebabas, viruta, partculas)
Desechos van desde 5-10% hasta 70-80%, dependiendo de la geometra a realizar
El tipo de material que frecuentemente se procesan mediante estos procesos son:metales, maderas y plsticos (principalmente metales)
Muy utilizado pero disminuyendo su utilizacin por nuevos desarrollos(principales causas: escasez de materiales, alto costo de los materiales, reduccinde gastos, reduccin de desperdicios)
Procesos sin arranque de material aun son muy caros, por eso continan teniendouna amplia utilidad
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Caractersticas de los procesos:
Los procesos de reduccin de masa se pueden Clasificar como:
Mecnicos:Fractura del material de forma dctil o frgil, dependiendo del material quese procese.La geometra final estar definida por la herramienta utilizada y el patrn demovimiento entre la pieza y la herramienta.
Ej: torneado, fresado, taladrado, esmerilado, cizallado
Qumico: disolucin o combustin del material procesado.Ej. Maquinado electroqumico, oxicorte
Trmico: microfusin del materialEj: electroerosin
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Fundamentos
Mquina Herramienta (proceso de conformado con reduccin demasa con arranque de viruta):Son mquinas no portables (hay aplicaciones particulares
porttiles), operadas por una fuente de energa exterior.Conforman los materiales por: arranque de viruta, abrasin,choque, presin, tcnicas elctricas, etc. (o combinan varias deellas)
La mayora realizan dos movimientos:
* Movimiento fundamental decorte (Mc)
* Movimiento de avance (Ma)
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Torneado
Proceso ms conocido y usado Reduccin de masa con arranque de viruta
Eliminacin de rebabas con una herramienta de corte Manufactura de todo tipo de geometras cilndricas y cnicas Material de trabajo gira (movimiento rotatorio movimiento de
corte) y la herramienta se desplaza longitudinalmente o
radialmente (movimiento de avance). Material de la herramienta ms duro y resistente que el material
de trabajo
Reciben energa desde un motor elctrico exterior Movimiento transmitido mediante caja de engranajes Diversidad de equipos y tamaos, hoy automticos CN
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Fresado
Mismo principio de corte que el torneadoEliminacin de material se realiza mediante rebaba (tambin
llamada viruta), producidas por la interaccin de la herramientade corte con el material de trabajo Distinta maquinaria (equipo) y diferentes herramientas de corte Mayor variedad de movimientos (herramienta, pieza) que el
torneado Permite procesar piezas con geometras variadas y sin
limitaciones de revolucin como el torneado La pieza normalmente se mantiene fija La herramienta gira (movimiento de corte) y se desplaza en una o
dos dimensiones (movimiento de avance)
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Fresado
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Taladrado
Mismo principio de corte del metal que el torneado y fresadoEliminacin de material se realiza mediante rebaba (tambinllamada viruta), producidas por la interaccin de la herramienta de
corte con el material de trabajo Diferentes tipos de mquinas (equipos) que el torneado y el fresado
Mayor restricciones de piezas fabricadas pues nicamente se
utilizan para mecanizar agujeros Con sus limitaciones igualmente es muy utilizado, ya que la
realizacin de orificios est ampliamente difundida en aplicacionesindustriales
Habitualmente pieza se mantiene fija
La herramienta gira y se desplaza longitudinalmente
Pueden realizarse en una fresadora
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Taladrado
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Maquinado Electroqumico
Proceso de eliminacin de material por proceso del tiposecundario, qumico
El material se elimina por efecto qumico, combustin,disolucin electroltica
El material de trabajo es el nodo
La herramienta, que posee la forma inversa a la formadeseada, es el ctodo
El electrolito (habitualmente una solucin salina, cloruro desodio o nitrato de sodio) contribuye con la disolucin.
La tasa de eliminacin de material oscila entre 0.5 y 6cm3/min
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Maquinado Electroqumico
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Oxicorte
Proceso bsico del tipo secundario, qumicoEl material se elimina por el efecto qumico de combustin
Caliento material (material ferroso) hasta la temperaturaque en presencia de O2 comienza la combustin El calor liberado en la combustin es capaz de mantenerla
Las ms conocidas son: Oxi- acetileno, Oxi- GLP, Oxi-GN El Acero inoxidable no puede ser cortado ya que el O2 no
lo oxida (mismo efecto que la fundicin)
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Maquinado por Electroerosin
Reductor de masa del tipo terciario, trmico
El material se elimina por efecto trmico, fusin y evaporacindel material procesado
La erosin se produce por numerosas descargas elctricas
La herramienta es un electrodo que posee una forma inversa a laforma deseada
El agente erosivo son las descargas elctricas
Pieza sumergida en material dielctrico-refrigerante (aceite), estemantiene uniforme la corriente y retira el material erosionado
Miles de chispazos por segundo Apariencia del material: numerosos y pequeos poros
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Maquinado por Electroerosin
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Maquinabilidad
Adaptacin de un material a los procesos de corte (fractura)
Buena o mala interaccin entre herramienta de corte y material
Se puede medir mediante:
desgaste de la herramienta
calidad superficial de la pieza
fuerza de corte
forma de la viruta
Depende de:
Propiedades mecnicas del material
Composicin qumica
Tratamiento trmico (estructura cristalina)
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Maquinabilidad
Piezas con baja ductilidad y baja dureza, poseen una buenamaquinabilidad (propiedades deseables)
Aleaciones de plomo (Pb), manganeso (Mn), azufre (S),incrementan la maquinabilidad sin alterar las propiedades mecnicasde la pieza
Menor nmero de inclusiones y estructura cristalina ms homogneamejoran la maquinabilidad
Para Procesos qumicas importa composicin qumica
(Ej: oxicorte no puede ser aplicado a acero inoxidable)
Para procesos trmicos es necesario conocer las propiedadestrmicas del material (Ej conductividad)
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Materiales de trabajo:
La maquinabilidad depende:
dureza del material
composicin qumica del material
tratamiento trmico del material
dureza (de 170 a 200 HB es la ptima) parmetro ms importante
A menores durezas se producen virutas continuas con protuberancias
A mayores durezas tienden a desgastar laherramienta
En estos casos se acepta la menor vida de
la herramienta o se hace un recocido y setempla nuevamente (x economa)
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Materiales de trabajo:
Algunos elementos aleantes favorecen la maquinabilidad (sinafectar otras propiedades)
+ 0.2 % Azufre (ayuda a la maquinabilidad de aceros)
+ Plomo, + Telurio, + Selenio, + Bismuto (desventaja elcosto)
Un grano grueso tiene mayor maquinabilidad que los granos
finos Aceros con Carbn > 0.35% templados (estructura martensitica)
son muy difciles de maquinar
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Definiciones:
Material sobrante:Se elimina mediante la herramienta de corte
Se le denomina viruta
Finalidad: obtener geometra, tolerancias, acabados superficiales deseados
Procesos de corte o maquinado precisan de 2 movimientos relativos entre
herramienta de corte y material de trabajo
Movimiento Primario: determina la velocidad de corte
Movimiento Avance: proporciona material a la zona de corte
Ej: Taladro - avance, translacin de la herramienta (avance de la torre);
- movimiento primario, giro de la herramienta
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Velocidad de corte: (m/min)
Es la velocidad instantnea del movimiento primario(movimiento de corte) de la herramienta en relacin con la piezade trabajo (se mide sobre el borde de la pieza a cortar, velocidadtangencial)
Para movimientos primarios de giro:v= .d.n
d- dimetro de la pieza a cortar
n- velocidad primaria en RPM
Avance: (f) (m/revolucin) movimiento que se le da a la pieza o a la herramienta puede ser gradual o continuo
influye directamente con la remocin de la viruta se mide sobre el borde cortante
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Profundidad del corte: (a)
cuanto entra la herramienta en al pieza a maquinar distancia que el borde cortante (filo) penetra por debajo de lasuperficie original de la pieza
determinar las dimensiones de la pieza (una vez maquinada)Ej: Torno:
avance axial (profundidad de corte radial) dimensiona el radio de la pieza;
avance radial (profundidad de corte axial) dimensiona el largo de la pieza
Ej: Taladrado:
avance axial profundidad de corte, avance radial (dimensiones del orificio)dimetro de la broca
Espesor de la viruta:
h1 es el espesor de la viruta en estado no deformado.Grosor de la viruta perpendicular al filo, perpendicular a ladireccin de corte
h2
espesor de la viruta despus del corte
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Ancho de la Viruta: (b)
ancho de la viruta a lo largo del filo en el plano perpendicular ala direccin de corte
rea de corte:
es el producto entre el espesor de la viruta sin deformar por enel ancho de la viruta
A= h1 . b h1= f . sen k b = a /sen k
A= f . aPara herramientas de una sola punta
Tasa de eliminacin o remocin:V = A . v V = f . a . v
f- avance (mm/revolucin) a- profundidad de corte (mm)
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Herramienta de corte:
Clasificacin: Conformacin Material Cantidad de filos
Clasificacin de Herramientas por su conformacinLas mismas pueden ser, independiente de su aplicacin:
Herramientas enterizas Herramientas de placas soldadas
Herramientas de placas intercambiables (muy usadasactualmente en todos los procesos)
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Herramienta de corte:
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Herramienta de corte:
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Herramienta de corte: (Material)
La formacin de viruta implica:
altas esfuerzos locales
friccin entre herramienta y pieza desgaste
elevada temperatura
El material de la herramienta debe tener entonces: alta resistencia
alta dureza
resistencia al desgaste a altas temperaturasCuanto mayor sea la diferencia de estas propiedades con elmaterial a procesar, mayor ser la vida de la herramienta.
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Herramienta de corte: (Material)
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Herramienta de corte: (Material)
Teniendo en cuenta las apreciaciones anteriores, existendiferentes tipos de materiales de las herramientas, con
sus respectivas aplicaciones.
Los materiales utilizados son:
Aceros al carbono para herramientas (ACH) Aceros rpidos (AR)
Carburos cementados o simentados (CC)
Cermicas (C) Diamantes (D)
i d ( i l)
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Herramienta de corte: (Material)
Aceros al C para herramientas: ACH aceros al carbono endurecidos, templados (porcentajes de
carbn entre 0.5 a 2%) poseen una dureza y resistencia media o baja
se utiliza como herramienta de corte para materiales suaves a
baja velocidad resistencia al desgaste bajo
temperatura mxima soportable por el filo deber ser v de avance y corte,
> ngulo de rebaje,
mejorando lubricacin)
Falso Filo
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Calidad de las superficies:
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Fin del maquinado es la buena calidad superficial Para especificar una calidad superficial hablamos de: ondulaciones,
orientaciones, rugosidad Ondulacin:
Amplitudes de onda mayores a 0.1 mmCausadas por deformaciones de la herramienta o por vibracin de la piezaHerramienta y pieza sujetada lo mejor posible para que esto no ocurra
Orientacin:
Direccin del padrn superficial dado por las marcas de avance de laherramienta
Rugosidad:Irregularidades espaciadas
Se define entonces: Altura mxima de la irregularidad (Rmax) es la altura entre crestas y valles Ra es el promedio de las desviaciones respecto a la lnea media
Calidad de las superficies:
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Procesos de Mecanizado
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Ejemplos procesos tpicos de reduccin de masa:
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Proceso 1: Torneado
Proceso 2: Fresado Proceso 3: Taladrado
Proceso 4: Cepillado
Proceso 5: Limado Proceso 6: Esmerilado
Proceso 1: Torneado
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Trabaja sobre materiales slidos Realiza conformaciones bidimensionales Esfuerzos cortantes Pieza (w) sujeta por mandril (c) y punta
Pieza posee mov. rotativo, herramienta (v)tiene mov. de avance (translacin de avanceaxial Ta, de avance radial Tr)
Aplicaciones:
produccin de cualquier componente cilndrico muy usado en la industria puede hacer tanto formas regulares como irregulares (rectificados, roscas,
poleas) Requisitos del material:
no para materiales demasiados duros (HB
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Tipos de maquinarias:Existen varios tipos
comn revolver
de roscar (de uno o varios arboles)
automticos
control numricos
Proceso 1: Torneado
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Movimiento fundamental de corte: pieza rotativo
Movimiento fundamental de avance:
herramienta rectilneo en (dos dimensiones)
Cabezal: proporciona el par necesario para:hacer girar a la pieza y producir el corte
Bancada: posee gas paralelas al eje de girode la pieza, desplazan la herramienta a lolargo de la pieza
Carros: - longitudinal, se desplaza sobre las
gas de la bancada - transversal, sedesplaza sobre el anterior y soporta la torretadel portaherramientas
Proceso 1: Torneado (exterior)
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1- Cilindrado (desbastado) 2- Refrentado o frenteado
3- Capiado (hacia afuera o hacia adentro) 4- Cortes perfilados
5- Roscados
6- Tronzado
Proceso 1: Torneado (interior)
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1- Cilindrado (desbastado) 2- Refrentado / Copiado
3- Perfilados 4- Roscados
Proceso 1: Torneado
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Modos de sujecin de la pieza en el tornoSujeto la pieza por uno de susextremos al plato que le transmiteel movimiento (piezas noesbeltas, como viga simplemente
empotrada)Sujeto la pieza por uno de losextremos y por el otro seencuentra apoyada en un punto
(para piezas semi esbeltas, piezacomo una viga empotrada yapoyada)
Sujeto la pieza en puntos de susdos extremos, comunico elmovimiento por una mordaza(para piezas semi esbeltas, piezacomo viga doblemente apoyada)No superficie para mordaza.
Proceso 1: Torneado
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Sujecin de la pieza: Entre puntos:Pieza apoyada entre punto y contrapunto, si la pieza cuenta conlos orificios pertinentes realizados colocando una mecha en el
contrapuntoEl movimiento es dado por el plato y por medio de pernos dearrastreCuando piezas muy largas secolocan dispositivos llamadoslunetas mviles para evitar laflexin
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Proceso 1: Torneado
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Sujecin de la pieza: Otras formas: Montaje con garra y punto (para piezas largas);
Montaje sobre plata con brida y escuadra (piezas irregulares)
Precauciones: No encender torno hasta que pieza bien sujeta Balancear plato con contrapesas cuando pieza irregular Colocar limite de maquinado a una distancia prudente del
plato para eliminar la posibilidad de que la herramienta seclave en el plato
Proceso 1: Torneado
P d f i d i
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Proceso de conformacin por arranque de viruta Junto con la fresa en el equipo ms importante del taller
Pieza sometida a movimiento de rotacin, conformado por una herramienta conavance paralelo al eje de rotacin
Material de la herramienta corta material de la pieza (por eso debe ser ms dura) La herramienta se clava y el movimiento giratorio permite el corte y la
eliminacin del material
La fuerza de corte la hace el material al girar
Movimiento de corte: giro de la pieza, principal movimiento que permite el corte
Movimiento de avance: movimiento rectilneo de la herramienta a lo largo de lasuperficie de la pieza (fin es encontrar nuevo material)
Profundidad de la pasada: Movimiento que da la profundidad de la pasada(regula espesor de la viruta)
Usado para generar todo tipo de piezas de revolucin
Proceso 1: Torneado
A B d
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A- BancadaB- Cabeza motrizC- PlatoD- CarroE- Punto
I- Caja de revolucin de avanceJ- Palanca de cambio de velocidadK-Inversin de avanceM-Palanca velocidad del carroN- Barra de roscarO- Palanca de barra de roscar
P- Barra de cilindrarQ-Palanca de transmisin de movimientoR- PortaherramientasS- Torretas portaherramientasT- Carro transversal
U- Soporte inferiorV- Volante para el movimiento del carroW- Barra de transmisin para cilindrarX- ContrapuntoY- Volante para avance del contrapunto
Proceso 1: Torneado
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F- MotorG- PoleaH- Correa trapezoidal
I- Caja de revolucin deavanceJ- Palanca de cambio develocidad
K-Inversin de avanceL- Pin de mando plato y cajaM-Palanca velocidad del carro
N- Barra de roscar
P- Barra de cilindrarA1-Soporte para engranajes
Proceso 1: Torneado
B d
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Bancada: Parte ms robusta del torno (soporte del resto de componentes)
Normalmente es de fundicin
Guas de cabezal mvil, contrapunto y carro portaherramienta
Debajo posee bandeja recoge lubricante Espacio en medio
de guas es para
tornear piezas demayor dimetro
Parte importante
ya que da precisinal maquinado
Proceso 1: Torneado
Cabezal Fijo:
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Cabezal Fijo: Caja de fundicin Ubicada en el extremo izquierdo de la bancada Contiene engranajes que
transmiten el movimiento alplato y a la pieza Comnmente contiene 3rboles que combinndolos
dan 8 velocidades para unamisma velocidad del motorA- PoleaB- Engranaje de arranque suaveC- Freno de friccin para parada suaveD- Tren de engranajes
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Carros:M l h i t l d l l f did d
Proceso 1: Torneado
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Mueven a la herramienta, le dan el avance y la profundidad Existen tres carros diferentes (Principal, Transversal y superior) Carro principal: Desliza sobre las guas de la bancada, de movimiento
manual o automtico Carro Transversal: Desliza sobre elCarro principal, de movimiento manualo automtico
Carro superior (orientable):formado por base,charriot y
portaherramientas
Sujecin de la herramienta:
Proceso 1: Torneado
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Sujecin de la herramienta: Torretas portaherramientas contienennormalmente de una a cuatro herramientas
Sujetadas por medio de tres piezas:platina, tornillo de nivelacin y tuerca de anclaje La herramienta no debe sobresalir mucho, de lo
contrario se puede generar unapalanca importante y partirse Posicin de la herramientafundamental para evitar excesivorozamiento, desgaste y rotura(reduccin de costos)
Proceso 1: Torneado
Movimiento de la herramienta:
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Movimiento de la herramienta: Movimiento longitudinal de avance y transversal de profundidad Movimiento de avance, puede
ser manual (volante) o automtico Movimiento transversal, serealiza manualmente mediantevolante
Todos los movimientos tiene undispositivo de inversin demarcha que permite movimientos
en ambas direcciones
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Torneado cnico:
Proceso 1: Torneado
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Torneado cnico: Inclinacin de carro orientable
Taladrado: Cambio contrapunto por broca y realizo los orificios
Proceso 1: Torneado
Moleteado:
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Moleteado:
Roscado:
Proceso 1: Torneado
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Roscado:
Torneado
Proceso 1: Torneado
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Torneadode interiores:
Tronzado:
Proceso 1: Torneado
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Tronzado:
Proceso 2: Fresado
Trabaja sobre materiales slidos
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j Realiza conformaciones bidimensionales
Conforma mediante esfuerzos cortantes
Pieza (w) de trabajo se afirma en la mesa (b), que posee movimientode avance (t)
Herramienta (v) tiene movimiento primario de giro (R), (tambinpuede tener movimiento de translacin)
Aplicaciones:
Proceso 2: Fresado
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Aplicaciones:
Proceso verstil de alta produccin (muchos filos cortantes)
capaz de producir distintas y variadas formas (comparteformas con el torneado, aunque mayor variedad y mejorcalidad superficial)
Requisitos del material:
dureza del material no muy alta (250
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Tipos de maquinarias:
Existen varios tipos columna y codo
de banco
fresadora cepilladora
Proceso 2: Fresado
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Proceso 2: Fresado
Movimientos herramienta- pieza:Movimiento fundamental de avance: es rectilneo en ambas
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Movimiento fundamental de avance: es rectilneo en ambasdirecciones (efectuado por la pieza y/o por la herramientas)
Movimiento fundamental de corte: es rotativo (efectuadonicamente por la herramienta)
Proceso 2: Fresado
Fresado Frontal:Avance es perpendicular al eje de giro
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Avance es perpendicular al eje de giro
La profundidad de corte es dada en direccin axial
El corte es producido por los filos perifricos El acabado superficial es producido por los filos de la cara
frontal
Proceso 2: Fresado
Fresado Perifrico:El avance es perpendicular al eje de giro
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El avance es perpendicular al eje de giro
La profundidad de corte es dada en direccin radial
El corte es producido por los filos perifricos El acabado superficial es producido por el mismo filo
Proceso 2: Fresado
Fresado de Avance Axial: El avance es en direccin axial (similar al proceso de taladrado)
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El avance es en direccin axial (similar al proceso de taladrado)y a posterior puede haber avance radial
La profundidad de corte es dada en direccin axial El corte es producido por los filos de la cara frontal
Generalmente se taladra hasta una profundidad y luego se avanzaradial
Proceso 2: Fresado
Fresado en oposicin (o hacia arriba)
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p ( ) El sentido de movimiento es opuesto
para el corte y para el avance Espesor de corte va en aumento
Fresado en concordancia (hacia abajoo a favor) Sentidos de movimiento iguales para
el avance y para el corte El espesor de corte va disminuyendo
Proceso 2: Fresado
Husillo: lugar donde se monta la herramienta, debe producir el parnecesario para realizar el corte
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Mesa: lugar donde se monta la pieza
Entre husillo y mesa se realizan movimientos en los 3 ejes.
Proceso 2: Fresado
1- Planeado
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2- Planeado en escuadra
3- Escuadrado 4- Ranurado
5- Canteado
6- Alojamiento o vaciado 7- Copiados
8- Ranuras y cortes
9- Chaflanes
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Proceso 2: Fresado
Alojamiento o vaciado taladro hasta una determinada profundidad, fresando
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taladro hasta una determinada profundidad, fresandoposteriormente
Copiados o contornos
fresas para ranurar con
filos de cortes redondos(mecaniza formas convexas
y cncavas)
fresas de puntas esfricas
Proceso 2: Fresado
Ranuras y cortes se utilizan fresas de
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se utilizan fresas de
disco en lugar de fresas
de ranurar problema la vibracin
Proceso 2: Fresado
Torno - Fresa combinacin de ambos
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combinacin de ambosprocesos
una fresa rotativamecaniza una pieza quegira
aplicaciones (formasexcntricas, piezas conelementos que sobresalen,para maquinar a alta
velocidad)
Mecanizado muy utilizado para maquinado de piezas pequeas
Proceso 2: Fresado
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Tiene mayor rendimiento que los dems maquinados, pues elcontacto entre la herramienta y la pieza dura nicamente unaporcin de la revolucin de la fresa
Menor fatiga de la herramienta
Menor desgaste de la herramientaMenor temperatura del filo
No se considera trabajo intermitente ya que siempre tengo
un filo en contacto con la pieza
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Partes principales de la fresa: Base: generalmente de fundicin donde se apoya el conjunto del
Proceso 2: Fresado
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Base: generalmente de fundicin, donde se apoya el conjunto delequipo (normalmente se fija al suelo)
Cuerpo o Montante: dimensin y forma para obtener la mayorrigidez posible. Alberga el motor y la mayora de los mecanismosde engrase y refrigeracin
La consola (carro inferior): soporte de la mesa de la mquina
La mesa: la superficie ranurada, fija la pieza a maquinar. Estaapoyada sobre dos carros (longitudinal y transversalmente).Posee un dispositivo (carro portamesa) que permite la rotacinde la misma.
El puente: puede ser utilizado como soporte para el ejeportafresa. Posee cojinetes de bronce ajustable lubricadomediante un dispositivo de engrase.
Transmisin de movimiento a la fresa: (Cadena Cinemtica)Eje principal de transmisin de movimientoCaja de cambio para el avance de la transmisin de
Proceso 2: Fresado
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Caja de cambio para el avance de la transmisin demovimiento
Caja de cambio para avance e inversinTransmisin de movimientos a los mecanismos de la consolaMecanismos de los avances automticos y manuales de la mesa
La lubricacin de la cadena cinemtica puede ser:Lubricacin forzada (motobomba acoplado a la mquina,automtica, recorre los mecanismos)
Lubricacin semiautomtica (sistema de tubos, motobombaexterna)Barboteo (inmersin en bao de aceite y movimiento lubrica)
Funcionamiento del grupo porta piezasGrupo portapieza compuesto por 3 carros (consola, carro
Proceso 2: Fresado
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p p p p ptransversal y mesa porta pieza)
La consola se desliza mediante manivelas a lo largo de guasverticales fijadas en el montante de la fresa
El carro transversal corre horizontalmente por medio de husilloa lo largo de guas que posee la consola
La mesa porta pieza corre horizontalmente en sentidoperpendicular al rbol porta fresa, deslizando sobre carrotransversal
El movimiento de los mismos es mediante manivela rosaca yturca, pudiendo ser accionada de forma manual o automticapor un motor externo o el motor principal de la fresa
Refrigeracin:Realizado por abundante lquido (aceite de corte)Evacua el calor provocado por el rozamiento entre pieza y herramienta
Proceso 2: Fresado
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p p p yen el arranque del material
Ventajas de la refrigeracin: menor desgaste del filo de la herramienta reduccin de la viruta acumulada entre dientes mejor acabado superficial
Requisitos: elevado poder refrigerante capacidad de evitar adhesin de la viruta a la herramienta reducida viscosidad
capacidad antiespumante capacidad antioxidante y sin agentes corrosivos
Ininflamable
Sujecin de la herramienta:
Ej h t d ill d
Proceso 2: Fresado
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Eje hueco atravesado por una varilla roscada
Extremo del eje portaherramientas de forma cnica
Extremo opuesto tambin roscado, fijado con tuerca o
volante
Chavetero de la herramienta calza en la herramienta y lasujeta
Centrado se realiza mediante comparador
Movimientos de la herramienta:
Existen tres tipos de movimiento de la herramienta :
Proceso 2: Fresado
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p
Fresado tangencial enoposicin (Normal)
Fresado tangencial enconcordancia (equicorriente)
Fresado frontal
Proceso 2: Fresado
Fresado tangencial en oposicin (Normal)
El eje de la fresa es paralelo a la
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j psuperficie de trabajo y gira en sentido
contrario al avance de la piezaEl espesor de la viruta crece al girar lafresa y avanzar la pieza, por lo que elesfuerzo cortante va creciendo.
Desventajas:Por las fuerzas, las piezas tienden a levantarse (se generanvibraciones)
Rozamiento en el inicio muy grande, desgasta mucho laherramientaSe generan ondulaciones (imperfecciones superficiales)
Fresado tangencial en concordancia (equicorriente)La fresa de eje horizontal, gira
Proceso 2: Fresado
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en el mismo sentido del avance
de la piezaSe inicia el corte con la viruta ensu mximo espesor, entonces se
necesita mayor esfuerzos de corteVentajas:Fuerzas hacia abajo, elimino vibraciones
Los dientes no sufren el alto rozamiento inicialPotencia inferior por el bajo rozamientoMejor acabado superficial
Fresado frontal
El eje de la herramienta es perpendicular a la superficie de
Proceso 2: Fresado
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trabajo y el espesor de la viruta arrancada es constante
En el proceso trabajan nicamente los extremos de los dientesSe puede combinar con los otros tipos de fresado obteniendofresados mixtos
Modos de sujecin de las piezas en el fresado:
Objetivos:
I ili i d l i
Proceso 2: Fresado
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Inmovilizacin de la pieza
Accesibilidad de las zonas a mecanizarCapacidad de absorber los esfuerzos que se generan en elmecanizado
Tiempos de amarre y desamarre cortos
Tipos de sujecin:
1 - Sujecin con mordazas o tornillos de mquinas
2 - Sujecin con platos divisores3 - Sujecin directa sobre la mesa
4 - Sistema de sujecin modulares
1- Sujecin con mordazas o tornillos de mquinas
La pieza es sujetada por presin
Proceso 2: Fresado
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Las mordazas son accionadas mecnicamente,
neumticamente o hidrulicamenteSegn los grados de libertad del movimiento podremostener:
- Mordazas fija
- Mordaza giratoria
2- Sujecin con platos divisores
El plato permite la sujecin de la pieza y posibilita el giro
Permite trabajar en diferentes orientaciones
Proceso 2: Fresado
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Permite obtener los procesos de torno - fresado
La sujecin de la pieza es similar a la del torno:
- Al aire - Entre plato y punto - Entre puntos
3- Sujecin directa sobre la pieza
Se emplea para piezas grandes
L i fij di t l d b id t ill t
Proceso 2: Fresado
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La pieza se fija mediante el uso de bridas, tornillos, cuas, etc
4- Sujecin sistema modular
Consta de una placa base con
agujeros y ranuras
Los elementos de sujecin estn
estandarizados (bridas)
La estandarizacin es para utilizar
sistemas CAD o automticos
Proceso 3: Taladrado
Trabaja sobre materiales slidos Realiza conformaciones bidimensionales
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Conforma mediante esfuerzos cortantesPieza (w) de trabajo se afirma en la mesa (b)
Herramienta (v) tiene movimiento primario de giro (R) y
de avance (t) translacin Si taladro entornos, la piezaes la que gira
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Proceso 3: Taladrado
Movimientos: Fundamental de avance, rectilneo y lo hace laherramienta
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herramienta
Fundamental de corte, rotativo y lo genera laherramienta tambin
El corte es continuo, estable y favorable para laherramienta.
El problema es la extraccin de viruta del orificio
Tambin puedo taladrar en tornos y en fresas
Proceso 3: Taladrado
Tipos de herramientas: Broca helicoidalP l l h i t t i
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Por lo general son herramientas enterizas
Las ranuras helicoidales permiten que por ella sedeslice la viruta generada desde el fondo
Los filos de corte se encuentran el el extremo inferiorde la herramienta
Proceso 3: Taladrado
Tipos de herramientas: Broca no helicoidal
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Por lo general herramientas de placas intercambiables o de placassoldadas
Las placas producen virutas de menores dimensiones(discontinua)
Al producirse menores virutas se facilita la extraccin de lamisma
Proceso 3: Taladrado
Tipos de maquinarias:Existen varios tipos
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de banco vertical
radiales
de perforaciones profundas mltiples
Proceso 3: Taladrado
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Proceso 3: Taladrado
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Depende de la versatilidad buscada los grados de libertad del taladro
Proceso 3: Taladrado
Tipo de operaciones realizadas por un taladro
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Proceso 4: Mecanizado por abrasivos
El proceso ms conocido es el esmerilado El conformado es tambin por arranque de viruta pero de
tamao menor
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tamao menor
Comnmente conocemos la herramienta como tela deesmeril
Diferencias con los otros procesos:
n indefinido de filos cortantes
puntos de corte situados aleatoriamente
Tamao de la viruta muy pequeaAltas velocidades de corte
Muy buenos acabados superficiales
Proceso 4: Mecanizado por abrasivos
Identificacin de las telas
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Proceso 4: Mecanizado por abrasivos
Identificacin de las telas
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Proceso 5: Cepillado
Trabaja sobre materiales slidos Conformaciones bidimensionales (pueden serunidimensionales)
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unidimensionales)
Conforma mediante esfuerzos cortantesPieza (w) de trabajo se afirma en la mesa (b), con mov. detranslacin T
b.
Herramienta (v),
mov. de avance (Tv)
Proceso 5: Cepillado
Aplicaciones:- retira material de superficies planas horizontales,
verticales o inclinadas
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verticales o inclinadas
Requisitos del material:- dureza HB
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Proceso 6: Limado
Trabaja sobre materiales slidos Conformaciones bidimensionales (pueden serunidimensionales)
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u d e s o es)
Conforma mediante esfuerzos cortantesPieza (w) de trabajo se afirma en la mesa (b), con mov. deavance T
b.
Herramienta (v),
mov. primario de corte
(Tv)
Proceso 6: Limado Aplicaciones: (mismas que el cepillado)
retira material de superficies planas horizontales,verticales o inclinadas
limado y cepillado se pueden sustituir por fresado
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limado y cepillado se pueden sustituir por fresado
Requisitos del material: dureza HB
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Proceso 7: Esmerilado Trabaja sobre materiales slidos
Conformaciones bidimensionales (pueden serunidimensionales)
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Conforma mediante esfuerzos cortantesPieza (w) de trabajo se afirma en un par de puntos (p) o se afirmaa la mesa (m), con
movimiento rotatorio (R)o translacin (T).Herramienta (v),movimiento de giro (Rv)
(puede avanzar tb).
Proceso 7: Esmerilado Aplicaciones:
principalmente usado en acabados superficiales(cilndricos y planos)
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actualmente con esmerilado de alta velocidad se sustituyeel fresado, torneado y cepillado
Requisitos del material:
no hay lmites de dureza una elevada ductilidad puede generar problemas
Tolerancias superficiales: muy buenas 0.001 mm (pero baja tasa de eliminacin del
material)
Proceso 7: Esmerilado
Maquinarias:
Existen varios tipos (esmeriladoras, rectificadoras)
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Cilndricas
Sin punta
De superficie
Proceso 7: Esmerilado
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Diseo y Automatizacin
CAD: Computer Aided Design (diseo asistido porcomputadora) solo diseo 2 y 3 D
CAE: Computer Aided Engineering (ingeniera asistida porcomputadora) clculos (pesos, momentos de inercia, resistencia,
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computadora) clculos (pesos, momentos de inercia, resistencia,
centros de gravedad), comportamiento de la pieza frente acargas, vibracin, calor, etc.
CAM: Computer Aided Manufacturing (fabricacin asistida por
computadora) simulacin de mecanizado, se dan instrucciones yel equipo realiza el procesamiento (torno CN)
CIM: Computer Integred Manufacturing (fabricacin integradapor computadora) Paquete integrado de herramientas dibuja,simula, genera proceso de fabricacin (trayectoria de laherramienta)
CAD
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CAM
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CIM
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CN - Control Numrico Definicin:
Automatizacin programable, en base ainstrucciones codificadas (programa), haciendo
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que mquinas y mecanismos desarrolleoperaciones y movimientos establecidos
Usado para neconmico de
piezas
CN - Control Numrico Programa de instrucciones: cuenta con una serie de
sentencias que dirigen el equipo de procesado, seescribe en cdigos
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El CN: es la unidad que interpreta el programa,convierte las ordenes en acciones y comprueba susresultados
Una Pc normal y el software sonnecesarios para la programacin.
CN - Control Numrico
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CN - Control Numrico Tipo de control puede ser: hidrulico, elctrico o
neumtico
El sistema de referencia puede ser: fijo o flotante
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Desventajas: personal especializado en
programacin y mantenimiento mas complejo queel tradicional
Ventajas: rapidez de los trabajos, reduccin decostos, facilidad de tornear formas difciles
CN - Control Numrico
Tipos de programacin: Manual: del plano calculo manualmente la trayectoriade la herramienta, codifico dicha trayectoria utilizando
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lenguaje contenido en el manual Pseudo - asistida: utilizo CAD, con herramientas de
fabricacin
Asistido: CAM, a partir del CAD el programa genera elcamino o trayectoria de la herramienta sobre la pieza
Convencional: programador es conducido a travs de
preguntas con la finalidad de introducir laprogramacin (CIM)
CN - Control Numrico
Informacin necesaria: Geomtrica: para delimitar contornos (largos, radio,
dimetros), cotas absolutas e incrementales (manual) y
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Tecnologa de Fabricacin 2010
trayectorias Tcnicos: tipo de material a maquinar, tipo de
herramienta, caractersticas de la mquina
Equipo:caractersticas y limitaciones de la mquinadisponible
Secuenciamiento: definir secuenciamiento de lasoperaciones
CN - Control Numrico
Codificacin
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CN - Control Numrico
Ciclos de mecanizado del CN
1 Posicionamiento de los ejes
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Tecnologa de Fabricacin 2010
2 Movimiento rpido al puntode inicio
3 Mecanizado del cuerpo 4 Final del recorrido
5 Regreso al punto de referencia
6 Regreso al punto inicial
CN - Control Numrico
El torno de CN
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CN - Control Numrico Operaciones que puede realizar:
Tornear al aire (refrentear)
Tornear en forma longitudinal
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Tornear contornos Roscar (exterior e interior)
Tronzar
Ranurar
Taladrar
CN - Control Numrico Accesorios para la automatizacin:
Plato neumtico
Contrapunto elctro-neumtico
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Automatizacin de la puerta Parta herramientas automtico (herramientas
intercambiables)
CN - Control Numrico Datos tcnicos del torno de CN
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Tecnologa de Fabricacin 2010
CN - Control Numrico Precauciones:
Simular previamente le programa
Realizar pruebas en vaco antes del maquinado
C b l li i d l h i
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Tecnologa de Fabricacin 2010
Comprobar la no colisin de la herramienta Comprobar velocidades de avance y del plato
Comprobar sistemas de referencia utilizados
Comprobar el uso de coordenadas (polares, cartesianas)
Comprobar las unidades (inch, mm)
Comprobar la numeracin de la torreta
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