SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
OCUPACIÓN
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
MANUAL DE APRENDIZAJE
FRESADORA I
Técnico de
Nivel Operativo
AUTORIZACIÓN Y DIFUSIÓN
MATERIAL DIDÁCTICO ESCRITO FAMILIA OCUPACIONAL
METALMECÁNICA
OCUPACIÓN
MECANICO DE MANTENIMIENTO
NIVEL
TÉCNICO OPERATIVO
Con la finalidad de facilitar el aprendizaje en el desarrollo de la formación y capacitación en la ocupación de MECÁNICO DE MANTENIMIENTO a nivel nacional y dejando la posibilidad de un mejoramiento y actualización permanente, se autoriza la APLICACIÓN Y DIFUSIÓN de material didáctico escrito referido FRESADORA I Los Directores Zonales y Jefes de Unidades Operativas son los responsables de su difusión y aplicación oportuna.
DOCUMENTO APROBADO POR EL GERENTE TÉCNICO DEL SENATI N° de Página……312……
Firma …………………………………….. Nombre: Jorge Saavedra Gamón Fecha: …………04.06.09………….
Registro de derecho de autor:
TAREA Nº 01 BLOQUE PRISMÁTICO • MONTAR PRENSA EN LA FRESADORA • MONTAR EL MATERIAL EN LA PRENSA • MONTAR PORTA FRESA Y FRESA • FRESAR SUPERFICIE PLANA HORIZONTAL (FRESADO TANGENCIAL)
N8 Tol. +- 0,1
60 +- 0,1
60 +- 0,1
5
4
60 +- 0,1
5
22
90º
5
Nº
01 02 03 04 05 06
01 PZA.
ORDEN DE EJECUCIÓN
HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS
• Nivel y reloj comparador • Escuadra de 90º • Calibrador Vernier • Martillo de goma • Paralelas • Destornillador plano • Llave de boca 24, 27 y 34 • Llave francesa de 10” • Fresa frontal de 2 cortes • Fresa cónica y/o bicónica • Brocha de 2”
Monte el cabezal universal Monte y alinee la prensa Monte y alinee el material Monte la portafresa y la fresa Frese Verifique las medidas
01 CANT.
BLOQUE PRISMATICO EN “V” DENOMINACIÓN
60 x 60 x 60 NORMA / DIMENSIONES
CALZO EN “V” CON RANURA
34 CrNi6 MATERIAL HT
OBSERVACIONES
03/MM
TIEMPO: 1 6 H r s .
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
ESCALA: 1 : 1
REF. HO-11 HOJA: 1 / 1 2003
FRESADORA I OPERACIÓN: MONTAR PRENSA EN LA FRESADORA Esta operación consiste en ubicar y fijar la prensa la fresadora mediante pernos de anclaje (Fig. 1) su montaje permite sujetar el material que deba trabajarse, en forma rápida y sencilla. En casos necesarios, suelen ser montadas sobre la mesa circular (Fig. 2) o sobre la mesa angular (Fig. 3).
Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
PROCESO DE EJECUCIÓN 1º PASO : Limpie la mesa y la base de la prensa con la brocha. 2º PASO : Ubique la prensa sobre la mesa.(Fig. 1) OBSERVACIÓN Las guías de la prensa deben penetrar totalmente en la ranura de la mesa.
Fig. 4
3º PASO : Seleccione los tornillos o pernos de anclaje en la ranura de la mesa hasta que encajen en las muescas de la prensa. (Fig.4 y 5). Fig. 5
4º PASO : Fije la prensa, apretando las tuercas o tornillos. Vocabulario Técnico Prensa : Morsa, tornillo de banco. Brocha : Cepillo, pincel. Tornillos: Pernos de anclaje. Fig. 6
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
4
REF. H.O.01/MM 1/1
FRESADORA I OPERACIÓN: MONTAR EL MATERIAL EN LA PRENSA Esta operación consiste en ubicar la pieza sobre la prensa. Fijándolas con las mordazas interponiendo calzos en el fondo de la prensa o paralelas y teniendo en cuenta el nivel de la pieza (Fig. 1). Se realiza como paso previo a operaciones de fresado en general, tales como planear, ranurar y mandrinar.
Fig. 1
PROCESO DE EJECUCIÓN 1º PASO : Separe las mordazas y limpie la prensa.
Material
OBSERVACIÓN Calzos
Si el material trae rebabas o viene con escorias, elimínelas antes de montar el material en la prensa. 2º PASO : Ubique y fije el material, apretando suavemente las mordazas.
Fig. 2
Calzos paralelos para material de espesor menor que la altura de las mordazas.
OBSERVACIÓN Para algunas formas del material se utilizan calzos o mordazas especiales. (Algunas de las cuales se indican en las figuras 2, 3, 4, 5, 6 y 7). Calzos
Fig. 3 y 4 Calzes en “V” para material de sección circular.
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
5
REF. H.O.02 MM 1 /2
FRESADORA I Calzos
Fig. 6 Mordazas postizas de cobre, latón o aluminio para proteger superficies pulidas.
Fig. 5 Calzos para material de poco espesor.
3º PASO : Golpee con un mazo de plomo, de plástico o madera sobre el material, procurando un buen apoyo, sobre los calzos o el asiento de la prensa. OBSERVACIÓN: Cuando la mordaza móvil de la prensa tiene juego en las guías, para facilitar el apoyo, se utilizan calzos cilíndricos como el de la (figura 7).
Fig. 7 Calzos cilíndricos para material no rigurosamente paralelo.
4º PASO : Apriete fuertemente el material. PRECAUCIÓN • AJUSTE LA PRENSA CON UNA LLAVE ADECUADA Y EVITE QUE EL MATERIAL SE DESNIVELE. • NO GOLPEE EL MATERIAL CON MARTILLO DE FIERRO Y EVITE LA DEFORMACIÓN DE LA SUPERFICIE. Vocabulario Técnico Calzos : Suplementos, bridas, calces. Mandrinar : Alesar, mandrilar.
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
6
REF. H.O.02 MM 2/2
FRESADORA I OPERACIÓN: MONTAR PORTA FRESA Y FRESA Esta operación consiste en montar sobre el husillo principal un árbol llamado porta fresa y sobre él se monta la fresa. Esta operación se realiza como operación previa al fresado de piezas. (Figs. 1 y 2).
Fig.1
Fig.2
Pota fresa
PROCESO DE EJECUCIÓN MONTAR PORTA FRESA HORIZONTAL 1º PASO : Seleccione el porta fresa. ranura
OBSERVACIÓN Limpie su cono y el agujero del husillo donde se va a alojar. 2º PASO : Monte el Porta fresa. Fig.3
OBSERVACIÓN 1) Introduzca el extremo cónico del porta fresa en el agujero del husillo, cuidando que las ranuras del eje encajen en las chavetas de arrastre. 2) Apriete por medio del tirante (Figs. 3 y 4). PRECAUCIÓN SE DEBE SOSTENER EL PORTA FRESA EL APRIETE PARA EVITAR QUE CAIGA.
Fig.4 Tirante
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
7
REF. H.O.03 MM 1 / 2
FRESADORA I 3º PASO : Monte la fresa a) Seleccione la fresa, cuidando que el diámetro interior deba ser igual el exterior del porta fresa. b) Introduzca la fresa cuidando la orientación de los dientes según el sentido de corte previsto (Fig. 5).
Fig. 5
OBSERVACIONES 1.Si se trata de ejes con separadores se retiran los necesarios para colocar la fresa en posición. 2.Cuando se trata de ejes largos montados en el husillo principal se montan los dos soportes (Fig. 6).
Fig. 6
c) Fije la fresa. PROCESO DE EJECUCIÓN MONTAR PORTA FRESA VERTICAL 1º PASO : Limpie el cono del husillo, del porta fresa y la espiga de la fresa. 2º PASO : Monte la fresa en el porta fresa y apriete suavemente (Figs. 7 y 8). PRECAUCIÓN Fig. 7
TOME LA FRESA CON UN TRAPO O UN GUANTE PARA EVITAR CORTARSE. 3º PASO : Introduzca el porta fresa en el husillo de la fresadora y fíjelo con el tirante. Vocabulario Técnico Separadores : Anillos distanciadores.
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
Fig. 8
8
REF. H.O.03 MM 2/2
FRESADORA I OPERACIÓN: FRESAR SUPERFICIE PLANA HORIZONTAL (Fresado Tangencial) Este proceso consiste en mecanizar la parte superior de una pieza con la fresa cilíndrica montada en un porta fresa en posición horizontal. Este proceso se ejecuta para planear piezas de forma horizontal, con el material montado en la prensa o directamente sobre la mesa ( (Fig. 1 y 2).
Fig. 1
Fig. 2
PROCESO DE EJECUCIÓN 1º PASO : Monte la prensa. 2º PASO : Monte el material (Fig. 3). OBSERVACIÓN 1) Sujete el material con la prensa. 2) Apoye el material sobre los paralelos.
paralela Fig. 3
3º PASO : Monte el porta fresa y fresa de planear (Fig. 4). OBSERVACIÓN 1) Seleccione el porta fresa, según la fresa a utilizar.
chaveta
2) Limpie el cono interior del husillo principal.
porta fresa
3) Limpie el cono exterior del porta fresa. 4) Coloque la fresa y fíjela con la chaveta.
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
9
Fig. 4
REF. H.O.04/MM 1/3
FRESADORA I 4º PASO : Prepare la fresadora para el corte. a) Regule la revolución y el avance a trabajar con la fresa. b) Aproxime manualmente la herramienta sobre la superficie del material. (Fig. 5). c) Elija el sentido de rotación adecuada para el trabajo. Fig. 5
PRECAUCIÓN EVITE EL FRESADO POR TREPANACIÓN O PARALELO.
0 3
2
1
0
d) Ponga en cero el anillo graduado que acciona la consola (Fig. 6). Fig. 6
5º PASO : Frese la superficie plana horizontal. a) E j e c u t e u n a p a s a d a manualmente desplazando la mesa y según el sentido de giro de la fresa (Fig. 7). b) Controle el corte por medio del anillo graduado. c) Ejecute otras pasadas si es necesario trabaje con el automático de la mesa.
Fig. 7
d) Ubique y fije los topes para limitar el recorrido automático de la mesa (Fig. 8).
tope
Fig. 8
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
10
REF. H.O.04 MM 2/3
FRESADORA I tornillos
e) Bloquee la consola (Fig. 9). - Ajuste los tornillos para bloquear la consola. consola
f) Ponga en funcionamiento el avance longitudinal automático de la mesa. (Fig. 10).
Fig. 9
g) Ejecute las otras pasadas para fresar las otras caras repitiendo el cuarto paso. (Fig. 11).
Fig. 10
PRECAUCIÓN
3
USE REFRIGERANTE PARA EVITAR QUE LA FRESA SE DESAFILE O SE QUIEBRE.
2
4 1
Fig. 11
6º PASO : Compruebe la planitud y la medida. a) Verifique con la regla biselada o de pelo, si la superficie quedó totalmente plana. (Fig. 12). b) Ve r i f i q u e c o n e l r e l o j comparador las caras paralelas. (Fig. 13).
Fig. 12
c) Compruebe la medida con el calibrador Vernier. (Fig. 14).
Fig. 13
Fig. 14
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
11
REF. H.O.04 MM 3/3
FRESADORA I FRESADORA - PARTES PRINCIPALES La máquina de fresar o fresadora, como generalmente se le llama, es una máquina herramienta de movimiento continuo, destinada al mecanizado de materiales por medio de una herramienta de corte llamada fresa. Permite realizar operaciones de fresado de superficies de las más variadas formas: planas, cóncavas, convexas y combinadas. Constitución En las máquinas de fresar corrientemente usadas en los talleres de construcciones mecánicas, se distinguen las siguientes partes principales. (Fig. 1). CARNERO O CABEZAL MÓVIL
CAJA DE VELOCIDADES BRAZO SOPORTE
ARBOL PORTA FRESA
HUSILLO PRINCIPAL
MESA
CAJA DE AVANCES
CARRO TRANSVERSAL
BASTIDOR
MENSULA ZOCALO GUÍAS VERTICALES Fig. 1
Partes Principales 1º El Bastidor Es el cuerpo principal de la máquina en el que se alojan, giran o se deslizan los diferentes mecanismos de la fresadora. (Fig. 2). Está hecho de un material fundido con base reforzada la cual la máquina se apoya en el suelo. Fig. 2
12
FRESADORA I 2º El Husillo Principal Es el órgano esencial de la máquina que transmite el movimiento giratorio al árbol porta fresa (Fig. 3) este movimiento puede ser transmitido por medio de poleas escalonadas, con contraeje y retardo, o bien del tipo monopolea directamente del motor a la caja de velocidades, siendo éste último el más empelado en la actualidad.
Husillo
Las características de ambos sistemas son parecidos a las del cabezal fijo del torno. Fig. 3
3º La Mesa Es el órgano de la máquina especialmente concebido para soportar y sujetar las piezas o los accesorios mediante apropiadas ranuras en forma de “T” invertidas. (Fig. 4). Su accionamiento se realiza girando las manivelas que posee en sus extremos, de manera manual o automáticamente por medio de tornillo, tuerca y por intermedio de la caja de avances.
Fig. 4
4ºCarro Transversal Es el órgano que se desliza horizontalmente sobre la ménsula. En las fresadoras universales se compone de dos piezas articuladas que pueden formar ángulos con inclinación de más de 45º a la derecha e izquierda (Fig. 5), sobre su parte superior es donde descansa y se desliza la mesa de trabajo. Su accionamiento puede hacerse manual y automáticamente por medio de la caja de avances. Su estructura es de fundición constituida con guías para ser ensamblado a la consola. Fig. 5
13
FRESADORA I 5º La Ménsula o Consola Es la parte de la máquina que tiene la forma de un triángulo macizo, sujeto por dos robustas guías al bastidor. Su desplazamiento vertical en el bastidor se efectúa gracias a un tornillo telescópico y a una tuerca fija, accionado manual o automáticamente. En su parte superior soporta y se desliza el carro transversal. (Fig. 6).
Fig. 6
Desplazamiento de los carros (Fig. 7) La penetración de la herramienta en la pieza y el avance de ésta se obtienen mediante el movimiento de tres carros que constituyen el grupo portapiezas: ménsula o carro vertical, carro transversal y mesa o carro superior. Ménsula o carro vertical E Se mueve a lo largo de las guías verticales labradas en la columna de la máquina, accionada por el mando D. A
B
C
D F E Fig. 7
Carro transversal B Accionado por el mando C, se mueve horizontalmente a lo largo de las guías en cola de milano de la ménsula. Mesa portapiezas o carro superior A Es accionada por el mando F y se mueve horizontalmente sobre el carro transversal B y perpendicularmente al árbol portafresas. El movimiento de los tres carros se obtiene por medio de tornillo y tuerca, ya sea manualmente (como en la figura), ya sea automáticamente, por medio de un motor propio o del motor principal. 14
FRESADORA I 6º Caja de velocidades Las diferentes revoluciones a que gira el husillo principal se obtiene por medio de la caja de velocidades que se encuentra alojada en la parte superior del bastidor. Su accionamiento es independiente de la caja de avance. D
Esta particularidad permite regular las condiciones de corte adecuadamente. En la Fig. 8 tenemos conectadas las palancas en la posición B-C para un determinado número de revoluciones por minuto.
A
C E
B Fig. 8
Cambio de velocidades del husillo (Fig. 9) El cambio de velocidades del husillo está situado en la parte superior de la columna de la máquina. El número de velocidades suministradas por el cambio varía según la máquina. Ejemplo: Caja de cambios de una fresadora horizontal pequeña cuyo husillo puede girar con 6 velocidades diferentes. La polea A, que recibe el movimiento del motor situado en la parte inferior de la columna, transmite su movimiento al grupo B de tres ruedas dentadas, que puede deslizar a lo largo del árbol ranurado I. Sobre el árbol intermedio II se encuentran, montadas fijas, las ruedas del grupo C que pueden engranar con las del grupo B y dos ruedas del grupo D deslizables a lo largo de un tramo ranurado del árbol, que pueden engranar con las ruedas del grupo E, enclavadas sobre el husillo F. E
El husillo, sobredimensionado en la figura, es hueco y va montado sobre cojinetes de rodamiento. En el interior del husillo se encuentra el tirante G, que puede deslizarse a lo largo de aquél y gira conjuntamente son él; el tirante está roscado en sus dos extremos y sirve para fijar, mediante la tuerca H, el árbol porta fresas al cono K del husillo.
G
H
K
C II D
El tipo de cambio descrito se llama monopolea, porque dispone de una sola polea y el resto lo constituyen engranajes.
F
A
I B
Fig. 9
15
FRESADORA I 7º Caja de avances La caja de avances de una fresadora es idéntica a la del tipo Norton de un torno paralelo. Su accionamiento independiente de la caja de velocidades del husillo principal, se efectúa directamente por el motor, o a través de un inversor de los avances; este último se encuentra a veces situado entre la caja de avances y la ménsula. La transmisión del automatismo a uno u otro de los carros es posible gracias a barras telescópicas con articulaciones de cardán. (Fig. 10).
Fig. 10
Movimiento longitudinal Se realiza en la mesa de trabajo de un lado a otro. (Fig. 11). Movimiento Transversal Se efectúa sobre la guía superior de la ménsula, transversalmente al cuerpo de la máquina y en sentidos opuestos. (Fig. 11-A). Movimiento vertical Es realizado por la ménsula deslizándose en las guías del bastidor hacia arriba y hacia abajo. Estos movimientos se pueden efectuar en los dos sentidos manual y automáticamente. (Fig. 11-B).
Movimiento longitudinal
A
B
Movimiento Transversal
Movimiento Vertical
Fig. 11-A
Fig. 11-B
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FRESADORA I FRESADORAS - CLASES La fresadora se clasifican según la orientación del husillo de trabajo respecto a la superficie de la mesa. De allí que reciben la denominación de:
1. Fresadora horizontal Es cuando el husillo de trabajo está orientado paralelamente a la superficie de la mesa. (Fig. 1).
Fig. 1
2. Fresadora vertical Es cuando el husillo de trabajo está orientado verticalmente a la superficie de la mesa. (Fig. 2).
Fig. 2
3. Fresadora mixta Cuando, auxiliándose con accesorios, el husillo puede orientarse en las dos posiciones precedentes. (Fig. 3).
Fig. 3
17
FRESADORA I
4. Fresadora universal La fresadora universal es una máquina adecuada para efectuar, además de los trabajos que permite una simple fresadora universal horizontal, algunos trabajos especiales, como ranuras helicoidales sobre superficies cilíndricas y sectores circulares perfilados. Los movimientos que es posible mecanizar a la pieza en una de las fresadoras universales se indican esquemáticamente en la Fig. 4. Fig. 4
En su aspecto general la máquina no difiere mucho de una simple fresadora horizontal. Se puede afirmar que una fresadora horizontal se convierte en fresadora universal cuando dispone de una plataforma giratoria A con su eje vertical, que puede estar equipada con los siguientes accesorios: (Fig. 5).
B
A
C A
Cabezal divisor universal B, que permite dar un movimiento rotativo a la pieza. Soporte C con contrapunto, análogo al empleado en el torno, que sirve para fijar piezas entre puntos. Además, la fresadora universal ofrece la posibilidad de sustituir el árbol porta fresas horizontal por un cabezal con el árbol porta fresas vertical, inclinable en un plano perpendicular al eje del husillo. Fig. 5
18
FRESADORA I Plataforma giratoria (Fig. 6) La plataforma giratoria D está situada sobre el carro transversal E y gira alrededor de su eje vertical mediante un perno H. En la figura se muestra una sección del grupo de los carros con los órganos que transmite el movimiento de avance a la mesa, tanto manual como automáticamente. Con el manguito del embrague en su posición central, los dos piñones cónicos giran locos sobre el árbol acanalado y solamente puede efectuarse el avance a mano. Según el piñón que se embrague se tiene el avance automático en uno u otro sentido.
A
Mesa seccionada.
B
Tornillo de traslación de la mesa.
C
Barra acanalada.
F
Ménsula o carro vertical.
G
Árbol para el movimiento automático.
I
Tuerca fijada a la plataforma.
B
A
I
H
C
D
E
F
G
Fig. 6
19
FRESADORA I Cabezal divisor universal (Fig. 7) El cabezal divisor universal es un dispositivo constituido esencialmente por un par reductor tornillo sin fin rueda helicoidal M-L. El tornillo sin fin recibe el movimiento del tornillo de mando (de traslación) de la mesa a través de un cambio de velocidades por engranajes N. A su vez, la rueda helicoidal transmite el movimiento a un husillo sobre el que está enclavada, el cual pone en rotación a la pieza P. A cada desplazamiento longitudinal de la mesa corresponde un movimiento rotativo de la pieza, que asume un desplazamiento helicoidal Q. El cabezal divisor universal sirve precisamente para la construcción de brocas para taladradoras, ruedas helicoidales, etc. La plataforma giratoria D se gira un ángulo cuya amplitud señala el índice de referencia O.
L
P
Q
M
N
D
O
Fig. 7
20
FRESADORA I Cabezal Porta fresas vertical (Fig. 8) Todas las fresadoras horizontales modernas, destinadas a trabajos de utillaje, permiten la sustitución del árbol porta fresas horizontal por un cabezal que dispone de un árbol porta fresas vertical. Gracias a esta sustitución es posible efectuar trabajos que la disposición horizontal del árbol porta fresas no permitiría realizar: por ejemplo el alisado cuidadoso de superficies de cualquier inclinación Algunos cabezales pueden girar en el plano perpendicular al eje del árbol del husillo, con lo que la herramienta puede colocarse también en posición oblicua, además de vertical. Otros cabezales pueden girar alrededor de dos ejes perpendiculares entre si.
Fig. 8
Características de las fresadora universales Otras características importantes que nos dan idea de las posibilidades de la máquina son: (Fig. 9) l • Giro de la mesa en ambos sentidos (45º). • Máximo desplazamiento longitudinal de la mesa. • Máximo desplazamiento transversal de la mesa. • Máximo desplazamiento vertical de la consola. • Máxima altura de la superficie de la mesa al husillo principal. • Máximo y mínimo número de rpm del husillo principal. • Avances en m/minuto. • Velocidad y potencia del motor. • Peso de la máquina.
O
h
Fig. 9
Estás características son las que permiten identificar la máquina en los catálogos comerciales, donde vienen explicadas en detalle. 21
FRESADORA I Otros tipos de fresadoras Fresadoras de planear. (Fig. 10) Las fresadoras de planear se utilizan, como su nombre indica, en trabajos de planeado de superficies de piezas muy pesadas. Tienen una estructura diferente de las fresadoras horizontales, puesto que deben permitir una gran carrera de trabajo a una mesa muy robusta. Su característica principal la constituye el hecho de que la mesa solamente puede moverse en dirección longitudinal. La regulación en altura de árbol porta fresas se obtiene moviendo el árbol conjuntamente con el grupo motor y el cabezal a lo largo de una o dos columnas laterales. Las fresadoras de planear de grandes dimensiones disponen frecuentemente de más de un husillo. Las partes principales que constituyen una fresadora de planear son: A Bancada. B Mesa. C Columnas o montantes. D Guías verticales. E Cabezal deslizable. F Motor (uno para cada cabezal). G Fresa. H Brazo para dar rigidez a un eventual árbol porta fresas horizontal.
H
C
C D
G E
E
B
Fig. 10
A
22
F
FRESADORA I Fresadoras semiautomáticas para trabajos de serie Las fresadoras semiautomáticas son, por lo general, fresadoras horizontales de pequeñas dimensiones, sin ménsula ni carro vertical. La regulación de la profundidad de pasada, en estas máquinas, se obtiene por desplazamiento vertical del árbol portafresas. La pieza a fresar se fija a un portapiezas sujeto a la mesa que efectúa solamente una doble pasada bajo la fresa (pasada activa, de trabajo y pasada en vacío o de retorno). La pasada doble se regula en velocidad y amplitud por medio de una leva perfilada construida especialmente para mecanizar una pieza determinada. La operación de fresado, en esta máquina, se ejecuta en una sola pasada, durante la pasada activa. Fresadoras para roscar y dentar Se utilizan fresadoras especiales, de diversos tipos constructivos, para tallar con la fresa el filete de las roscas y los dientes de los engranajes. Las herramientas usadas en estas máquinas son fresas especiales. Fresadora para copiar Las fresadoras para copiar se emplean para la construcción de piezas contorneadas de superficies irregulares, como son moldes, coquillas, piezas en relieve, etc. Un palpador recorre un perfil igual al que se quiere fresar. A través de un aparato de mando hidráulico o electrónico, los desplazamientos del palpador se transmiten a los mandos de los avances de la máquina. De esta forma la pieza es obligada a desplazarse, en contacto con la fresa, a lo largo de un recorrido igual al del perfil del modelo. Así, la pieza resulta igual al modelo. Generalmente este tipo de máquina se utiliza solamente para trabajos de serie.
23
FRESADORA I PRINCIPALES TRABAJOS EN EL FRESADO Teniendo en cuenta que la fresado universal es en sí una máquina bastante completa, presentamos los tipos de trabajo que en ella se realizan. 1. Fresado de superficies planas Fundamentalmente, se realiza de dos clases:
a) F r e s a d o P l a n o (cilíndrico)
Ta n g e n c i a l
• Con la pieza montada en la prensa. (Fig. 1). Fig. 1
• Con la pieza directamente sobre la mesa. (Fig. 2).
Fig. 2
• Con la pieza montada en el aparato divisor. (Fig. 3).
Fig. 3
24
FRESADORA I b) Fresado Plano Frontal o Combinado • Con el husillo en posición vertical. (Fig. 4).
A Fig. 4
h L
• Con el husillo en posición horizontal. (Fig. 5).
Fig. 5
2. Fresado de ranuras Tienen una forma variada en su mecanizado, y son los siguientes: a) Ranuras para Chavetas (Chaveteros) • Chavetero con fresa de disco. (Fig. 6).
Fig. 6
• Chavetero con fresa de espiga de 2 dientes. (Fig. 7). • Chavetero con fresa tipo Woodruff. (Fig. 8).
Fig. 8
Fig. 7
25
FRESADORA I b)Ranuras en cola de milano, en V, en T (Figs. 9, 10 y 11 respectivamente).
Fig. 9
Fig. 10
Fig. 11
c) Ranuras rectas En la superficie interna y externa del material dentado interior y exterior. (Figs. 12 y 13 respectivamente).
Fig. 12
Fig. 13
26
FRESADORA I 3. Fresado de superficies de forma Los trabajos que se obtienen mediante el fresado de forma son muy variados: a) Utilizando un juego de fresas en el árbol portafresa (Fig. 14). b) Utilizando una fresa con perfil de forma especial (Fig. 15).
Fig. 15
Fig. 14
c) Utilizando una fresa de forma para dientes de engranajes (Fig. 16).
Fig. 16
4. Fresado de excéntricas y levas En superficies exteriores e interiores (Figs. 17 y 18).
Fig. 18
Fig. 17
27
FRESADORA I FRESAS - CLASES Y CARACTERÍSTICAS Por lo que respecta a la forma de actuar, se pueden distinguir dos grupos de fresas. Fresas que actúan con un corte periférico, llamadas fresas cilíndricas. Fresas que actúan con un corte frontal llamadas fresas frontales. Son muy numerosas las fresas con filos dispuestos tanto en la superficie cilíndrica como en la base. Estas fresas trabajan simultáneamente con dientes periféricos y frontales, y se llaman fresas cilíndrico-frontales. Las fresas solamente frontales son poco frecuentes. Pertenecen a este tipo las pequeñas fresas que se emplean para labrar los alojamientos para las cabezas de tornillos preferentemente en las taladradoras. Las fresas de dientes fresados, son adecuadas para los mecanizados de superficies planas y curvas:
1. Fresa cilíndrica de dientes helicoidales, de tipo normal Estas fresas tienen solamente filos periféricos. (Fig. 1).
Fig. 1
2. Fresa cilíndrica de dientes helicoidales para el mecanizado de materiales duros y tenaces. (Fig. 2). Es una fresa de alto rendimiento.
Fig. 2
3. Fresa cilíndrica de dientes helicoidales para el mecanizado de materiales de resistencia media. (Fig. 3). Fig. 3
4. Fresa cilíndrica de dientes helicoidales para el mecanizado de aleaciones ligeras. (Fig. 4). Fig. 4
28
FRESADORA I 5. Fresa cilíndrico frontal de tipo normal, con chavetero longitudinal. (Fig. 5). Esta fresa está provista de dientes en la periferia y en una base. Sirve para fresar superficies planas y superficies perpendiculares entre sí, tanto en fresadoras horizontales como verticales. Es apropiada para el mecanizado de materiales duros y tenaces.
Fig. 5
6. Fresa cilindro frontal de alto rendimiento Es apropiada para mecanizar aceros blandos y de dureza media. (Fig. 6).
Fig. 6
7. Fresa cilindro frontal con chavetero transversal .(Fig. 7). Tipo de alto rendimiento Es adecuada para el mecanizado de aceros blandos y de dureza media.
Fig. 7
8. Fresa de ángulo para fresar guías de deslizamiento de máquinas herramienta. Fig. 8
Tipo de chavetero transversal. (Fig. 8).
9. Fresa de disco de tres cortes, de alto rendimiento, con dentado helicoidal alternado. (Fig. 9). Los dientes se inclinan alternativamente a la derecha y a la izquierda.
29
Fig. 9
FRESADORA I 10. Fresa de disco de tres cortes, de tipo normal, de dientes rectos. (Fig. 10). Sirve para fresar ranuras estrechas. Los flancos de los dientes están destalonados para reducir el rozamiento durante el mecanizado.
Fig. 10
11. Fresa cilíndrico frontal de dientes helicoidales, con mango cónico Morse y agujero roscado. El mango sirve para fijar la fresa al husillo. (Fig. 11). El agujero roscado sirve para fijar con seguridad la fresa al husillo mediante un tirante roscado.
12. Fresa para ranuras en T, con dentado cónico Morse y mecha de arrastre. (Fig. 12).
Fig. 11
Fig. 12
13. Fresa para ranuras en T, con dientes helicoidales alternados, de alto rendimiento y mango cónico con agujero roscado. (Fig. 13). Fig. 13
14. Pequeña fresa de ángulo, de conicidad convergente, con mango cilíndrico. Se utiliza en trabajos de utillaje. (Fig. 14). Fig. 14
15. Pequeña fresa de ángulo, de conicidad divergente y mango cilíndrico. (Fig. 15). Fig. 15
16. Fresa cilíndrico frontal con mango cónico Morse y mecha de arrastre. Es adecuada para el mecanizado de aleaciones ligeras. (Fig. 16) 30
Fig. 16
FRESADORA I Fresas de perfil constante (Fig. 17) Las fresas de perfil constante se utilizan para mecanizar superficies perfiladas. Para estos mecanizados es necesario que el perfil de los filos permanezca inalterado a pesar de los sucesivos afilados. Las superficies que constituyen el dorso de los filos de estas fresas se obtienen mediante operaciones de torneado en un torno especial, llamado de destalonar. El torno de destalonar tiene una leva situada en el puente del carro, la cual, gracias a la acción de un muelle, apoya constantemente sobre un rodillo unido al carro transversal. A cada rotación completa de la leva, el carro transversal es obligado a efectuar juntamente con la herramienta, una pasada de ida y otra de vuelta, perpendiculares ambas al eje del torno. La fresa a construir, fijada al husillo del torno, verá de este modo torneado el dorso de cada uno de sus dientes según el perfil de la leva, si el número de revoluciones del árbol del husillo y del árbol de levas están sincronizados. Mediante este sistema de construcción el dorso de los filos se perfila según el arco de espiral y cada diente presenta el mismo perfil en todas las secciones con planos que pasen por el eje de la fresa.
Fig. 17
Se puede sacar la conclusión de que los dientes de las fresas de perfil constante tienen el filo formado por una cara anterior S sobre la que desliza la viruta, constituida por un plano que pasa por el eje de la fresa, y por una cara posterior P constituida por una superficie formada por segmentos de espiral. A causa del reducido valor del ángulo de desprendimiento y a la falta de ángulo de incidencia las fresas de perfil constante, a igualdad de las demás condiciones de trabajo, no alcanzan nunca el rendimiento de las fresas de dientes fresados.(Fig. 18).
31
S P Fig. 18
FRESADORA I Perfil de los dientes (Fig. 19) Para poder mantener sin alteración el perfil de los dientes de la fresa, los afilados sucesivos se efectúan por amolado de solamente la cara anterior según planos radiales, o sea, que pasan por el eje de la fresa. En la figura se muestra una fresa de perfil constante para la construcción de ruedas dentadas I. El diente D de la fresa afilado según planos radiales sucesivos R, mantiene su perfil igual después de cada afilado, pero con reducción del diámetro exterior.
D
Fig. 19 R
I
Ejemplos de fresas de perfil constante Fresa de forma Esta fresa sirve para obtener una superficie determinada convexa. (Fig. 20-A). Fresa de Módulo Esta fresa sirve para tallar los huacos entre diente y diente de un engranaje, es decir, para la construcción de ruedas dentadas. (Fig. 20-B). Se llama de módulo porque se elige según el módulo del engranaje que se debe efectuar.
Puesto que en las ruedas de un mismo módulo los perfiles del diente varían al variar el número de dientes de la rueda, para dentar ruedas es necesario tener una serie de fresas de diferente perfil.
5
M3
Nº
Para cada módulo se establece una serie de fresas, cada una de las cuales puede tallar ruedas con un número de dientes que varía dentro de unos límites.
Fig. 20-A
32
Fig. 20-B
FRESADORA I Por ejemplo, para los módulos inferiores a 9 bastan 8 fresas diferentes para dentar cualquier rueda del mismo módulo. Estas fresas se identifican por un número en la tabla. Número de la fresa Número de dientes de la rueda que pueda cortar la fresa.
1
2
3
4
5
6
7
12 13
14 15 16
17
21
26
35
55
20
25
34
54
134
Grupos o trenes de fresas Por grupo o tren de fresas se entiende un conjunto de dos o más fresas montadas sobre el mismo árbol porta fresas. El grupo puede estar formado por fresas de dientes fresados y de perfil constante de diferente diámetro. Utilizando un grupo de fresas es posible obtener, en una sola operación, piezas fresadas según perfiles de forma complicada. (Fig. 21).
Fig. 21
Las fresas con dientes helicoidales, cuando forman un grupo, deben tener los dientes con inclinaciones opuestas, a fin de eliminar o reducir al máximo posible los esfuerzos axiales sobre el husillo de la fresadora. (Fig. 22). Fig. 22
Ejemplos de fresas con dientes postizos o plaquitas superpuestas 1.Fresa de planear con plaquitas de carburo metálico para mecanizar acero, fundición y aleaciones ligeras. (Fig. 23). Las plaquitas están soldadas sobre unos dientes postizos que, a su vez, van montados en unos alojamientos adecuados.
33
Fig. 23
8 135
FRESADORA I 2. Fresa cilíndrico frontal de planear con dientes postizos de acero rápido, fijados al cuerpo de la fresa mediante clavijas que, al entrar entre el cuerpo y el diente, actúan de cuña.
Fig. 24
El sistema de fijación de esta fresa al husillo se usa muy raramente. (Fig. 24).
3. Fresa de disco de tres cortes con dentado alternado y plaquitas de carburo metálico. (Fig. 25)
Fig. 25
4. Fresa cilíndrico frontal, de dientes helicoidales, plaquitas de aleación dura y mango cónico Morse con agujero roscado. (Fig. 26) Fig. 26
Rendimiento de las fresas Según su capacidad de trabajo, o rendimiento, las fresas se dividen en fresas de tipo normal y fresas de alto rendimiento. Fresas de tipo normal Las fresas de tipo normal se caracterizan por la pequeña separación entre los dientes. Fresas de alto rendimiento Las fresas de alto rendimiento se diferencian de las fresas normales porque tienen una densidad mucho menor de dientes y, por lo tanto, los huecos entre diente y diente son mayores. Los huecos, grandes y profundos, sirven para facilitar la descarga de considerables cantidades de viruta. Se entiende por el rendimiento de corte de una frase el volumen de viruta arrancado en un minuto, para una determinada potencia de la máquina. Los ángulos de incidencia y de desprendimiento de estas fresas son pequeños: el ángulo de inclinación de la hélice es por lo general inferior a 15º. Los ángulos de incidencia y de desprendimiento de los dientes de estas fresas son mayores que los de las fresas normales. El ángulo de inclinación de la hélice puede alcanzar un valor de 40º. Se utilizan en fresadoras de baja potencia y resistencia limitada, y sirven para mecanizar indiferentemente, materiales de diversos tipos. Estas fresas son capaces de absorber elevadas potencias y por esta razón se utilizan en máquinas robustas y de gran potencia. Se elige la fresa adecuada para cada material o mecanizar. 34
FRESADORA I Descripción de fresas: Los términos que se usan frecuentemente, para nombrar o pedir una fresa en el almacén, o cuando se hace u pedido de compra, deben entenderse con el objeto de que el operario fresador sea efectivo. El Diámetro Es la distancia entre los puntos más salientes de dos dientes opuestos de la fresa. Cuando la fresa es nueva será preciso que las medidas estén dentro de los límites establecidos por la American Standards Association. (Fig. 27).
1
3
2
4
Fig. 27
El Ancho Es la altura del cilindro que forma la fresa. El diámetro y el ancho se encuentran estampados a un costado de la fresa. (Fig. 28). Ejemplo: 3 x ½ ´´ 3 es el diámetro de la fresa. ½ es el ancho de la fresa.
1 Fig. 28
El Agujero Es el hueco del centro de la fresa paralelamente al eje. Su tamaño se encuentra dimensionado a 0.00 y + 0.025 esto es, puede se 0.025 mm mayor que su tamaño nominal y 0.000 menor. El diámetro del agujero es proporcional al diámetro exterior de las fresas, vienen con agujeros de 22, 25 y 32 mm., para árboles normales de la fresadora. (Fig. 29).
TAMAÑO AGUJERO
CUÑERO
Fig. 29
Chavetero o Cuñero Es una ranura de forma rectangular que se corta longitudinalmente a través del agujero de la fresa. Recibe una chaveta o cuña que se ajusta en el cuñero del árbol de la fresadora y evita que la fresa resbale debido a la presión de corte. Los tamaños de los chaveteros en las fresas se han normalizado. Por ejemplo, todas las fresas con agujero de 25 mm de diámetro tienen un chavetero de 6 mm de ancho y 2 mm (3/32 de pulgada) de profundidad; todas las fresas con agujero de diámetro de 22 mm, tienen un cuñero de 3 mm por 1.5 mm (1/8 x 1/16 pulgadas). 35
FRESADORA I PROCEDIMIENTO DEL FRESADO Se ha visto ya que las fresas cilíndricas pueden tener el dentado recto, es decir, con los filos dispuestos paralelamente al eje de la fresa, o bien helicoidal, es decir, con los filos inclinados respecto al eje. El dentado recto produce una superficie irregular porque los dientes entran e contacto con la pieza e toda su longitud y es difícil que trabajen simultáneamente más de dos dientes. Sobre la superficie mecanizada resultan muy evidentes las señales dejadas por los dientes de la fresa. El dentado helicoidal permite obtener una superficie mecanizada más regular, porque cada uno de los filos entra en contacto con la pieza gradualmente y además, en la misma línea de corte actúa siempre más de un diente. El mecanizado se efectúa sin golpes.
Sentido de la hélice El sentido de la hélice de una fresa helicoidal es derecho o izquierdo según que, observando la fresa desde una de sus caras, los dientes se alejen del observador girando en el sentido de las agujas del reloj (dextrorsum) o en sentido opuesto (sinextrorsum). Se dirá respectivamente hélice a la derecha o a la izquierda. (Fig. 1).
12
12 9
9
3
3 6
6 Fig. 1
36
FRESADORA I Sentido de rotación (Fig. 2) El sentido de rotación de la fresa puede ser a la derecha o a la izquierda. Se dice que el sentido de rotación es a la derecha cuando un observador colocado delante de la fresadora ve los dientes inferiores de la fresa, es decir, los que están en contacto con la pieza que se mecaniza, moverse de izquierda a derecha. En el caso de la figura, la fresa gira a la derecha. En el caso contrario girará a la izquierda. Las fresas de dientes rectos están sometidas a un empuje, provocado por la resistencia que ofrece el material, en dirección perpendicular al eje de la herramienta y, por lo tanto, al árbol porta fresas.
Fig. 2
Por el contrario, en las fresas helicoidales, además del empuje perpendicular, se tiene también un empuje paralelo al árbol porta fresas, es decir, un empuje axial.
Fig. 3-A
La fuerza R aplicada al diente de la fresa se puede descomponer, en efecto, en dos componentes F1 y F2 perpendicular y paralela, respectivamente, al eje de la fresa. (Figs. 3A - 3B). El empuje axial se dirige según el sentido de la hélice y puede determinarse fácilmente si se considera la fresa como un tornillo que se atornilla en el sentido de corte .
37
Fig. 3-B
FRESADORA I SUJECIÓN DEL FRESADO Montaje de las fresas sobre árbol porta fresas horizontal (Fig. 1). Las fresas cilíndricas, de disco y de forma, se fijan sobre un árbol porta fresas A. El árbol se fija al husillo B mediante un cono de ataque. El cono del árbol porta fresas se introduce en el cono hueco del husillo y se sujeta mediante un tirante roscado C que atraviesa el husillo, hueco en toda su longitud. Dos dientes D de arrastre obligan a los dos árboles a girar conjuntamente, evitando todo posible deslizamiento. Debe enclavarse siempre la fresa en el árbol mediante la chaveta E. La posición deseada de la fresa se consigue mediante separadores F de caras perfectamente perpendiculares al eje. Otro separador H tiene el diámetro un poco mayor que los anteriores y gira dentro de un manguito I fijado en el extremo del soporte L. Se aprieta la tuerca G después de haber fijado el soporte L.
A
G
H
I
L
F
E
Fig. 1
38
F
D
B
C
FRESADORA I Advertencias sobre el montaje de las fresas Antes de montar una fresa es preciso comprobar que el diámetro de su agujero central sea igual que el del árbol porta fresas. El agujero de la fresa se dimensiona según el diámetro y el tipo de la fresa. Si se monta una fresa con el diámetro de su agujero superior al del árbol porta fresas, lo que se puede conseguir interponiendo un casquillo de reducción, el propio árbol queda sometido a un esfuerzo excesivo que puede provocar la flexión.
Verificación del centrado de la fresa En rotación, la fresa no debe presentar una excentricidad superior a 0,04 mm. En caso contrario, solamente trabajaría un cierto número de dientes de la fresa, dispuestos sobre el radio máximo, por lo que experimentaría un mayor desgaste. Además, la superficie mecanizada resultaría irregular. La verificación del centrado se efectúa mediante un comparador. Se apoya el palpador sobre cada uno de los dientes de la fresa, mientras se hace girar lentamente el árbol en sentido contrario al de trabajo. (Fig. 2).
Fig. 2
39
FRESADORA I Montaje de las fresas en mandril Cuando no se pueden montar las fresas sobre un árbol horizontal por razones de espacio o porque la fresadora de que se dispone no lo permite o es vertical, se fijan aquéllas sobre un mandril. Constructivamente, los mandriles se diferencian según el tipo de fresa. Fresas cilíndrico frontales Las fresas cilíndrico frontales (Fig. 3) se montan en un extremo del mandril B de forma que la lengüeta L se introduzca en la ranura E. El tornillo V fija la fresa al mandril. A su vez, el mandril se introduce en el husillo C, con el que se acopla mediante el tirante roscado G que atraviesa todo el husillo; el mandril es obligado a girar por medio de dos planos de arrastre F. A
B
M
C
M´
G
Fig. 3
G
L
F
Otras fresas cilíndrico frontales (Fig. 4) presentan dos encajes A que se acoplan a dos dientes de arrastre D del mandril B. Estas fresas se fijan mediante el tornillo V. El mandril se introduce en el husillo mediante un cono ASME-S-S´, provisto a su vez de dos dientes de arrastre T que, acoplados a los respectivos acoplamientos U del mandril, lo hacen girar solidario con el husillo. U
S
S´
T
Fig. 4
V
D
A
40
B
T
C
FRESADORA I Fresas de mango Las pequeñas fresas de mango cónico necesitan un mandril de reducción R en el que se introducen con acoplamiento cónico M-M”, siendo arrastradas por rozamiento. La mecha de arrastre D del cono sirve también para la extracción de la fresa. El mandril de reducción, a su vez, se sujeta mediante el tirante roscado V y es arrastrado por medio de los planos F. (Fig. 5 ). M
D
F
M
F
M
V
R
Fig. 5
Fresas frontales de dientes postizos Las fresas frontales de dientes postizos y gran diámetro, tienen su agujero central en parte cónico y en parte cilíndrico, con dos alojamientos para dos dientes de arrastre; se montan sobre el cono anterior del mandril B mediante un tornillo V. El mandril se coloca en el husillo C con acoplamiento cónico. Al interponer la arandela R entre tornillo y mandril, con sus dientes de arrastre y un acoplamiento prismático posterior se impide que la fresa gire alrededor del cono. (Fig. 6).
V
R
Fig. 6
41
B
C
FRESADORA I Mandril para fijar una fresa frontal mediante una chaveta En este tipo de mandriles, fijados a la máquina mediante un tirante interior roscado T, la fresa frontal se monta en su asiento S mediante una chaveta. El enclavamiento se obtiene mediante un separador D, que se elige de acuerdo con la longitud de la fresa, y un tornillo V. (Fig. 7).
D
V
S
T
Fig. 7
Mandril para fijar una pinza Las fresas pequeñas de mango cilíndrico se fijan mediante una pinza que se introduce en el husillo. La pinza es un accesorio que tiene forma de tubo, elástico en sus extremidades gracias a tres o cuatro cortes longitudinales. Al ejercer una presión uniformemente repartida sobre la superficie cónica exterior se obtiene un estrangulamiento del agujero, lo que en este caso provoca el enclavamiento del mango cilíndrico de la fresa. Al colocarla pinza P en el alojamiento del husillo M y fijarla mediante un tirante roscado T que se atornilla en el interior de la propia pinza, se obtiene la presión necesaria para el enclavamiento de la herramienta F. (Fig. 8).
F
P
M
Fig. 8
42
T
FRESADORA I Mandril para fijar directamente fresas de mango cónico El mandril, cuyo cono exterior es siempre del tipo ASME, tiene cono interior Morse al que se acopla el mango cónico de la fresa con su mecha de arrastre. La mecha de arrastre sirve sobre todo para extraer la fresa, operación que se efectúa golpeando con un mazo el extractor E. Las fresas con mango cónico y mecha de arrastre tienen el inconveniente de desprenderse de su alojamiento cónico durante el trabajo a causa de las continuas vibraciones. (Fig. 9).
E
FIG. 9
Ejes porta fresa Son accesorios de la fresadora que se usan para sujetar la fresa y a la vez para transmitirle el movimiento que recibe del husillo. Se construyen de acero duro aleado (acero cromo - níquel), bien tratado y con acabados muy lisos y precisos. Tipos Los ejes porta fresas se seleccionan según el tipo de fresa que se deben montar y el tipo de trabajo que se va a efectuar, para diferenciar estos porta fresas se les agrupa dentro de una primera clasificación en: • Ejes porta fresas largos. • Ejes porta fresas cortos.
43
FRESADORA I Ejes porta fresas largos (Fig. 10) Las partes principales de un eje porta fresas largo por las funciones que cumplen, son: a) Eje cilíndrico b) Collar impulsor c) Cuerpo cónico normalizado
c
b
TUERCA
a
ESPIGA ROSCADA
AGUJERO ROSCADO
RANURA IMPULSORA
CHAVETERO
Fig. 10
En cada una de estas partes hay a su vez detalles constructivos que cumplen funciones especificas en el eje porta fresas. El agujero rosado en el cuerpo cónico permite fijar el extremo de la barra apriete (tirante) con objeto de asegurar su ubicación en el husillo. Las ranuras del collar impulsor, que son dos, encajan en las chavetas de arrastre del husillo, evitando que el eje porta fresa se deslice al transmitir el movimiento que recibe de la caja de velocidades. El chavetero que va a lo largo todo el eje cilíndrico, en el cual se ubica y fija la fresa permite, al colocarse la chaveta, que la herramienta pueda transmitir la potencia del giro del husillo, sin que resbale al entrar en contacto con la pieza y darle la oportunidad de corte correspondiente. La espiga rosada, que va en el extremo del eje cilíndrico, reciba una tuerca que aprieta y fija la fresa en su posición definitiva, a través de los anillos separadores impidiendo su salida del eje.
44
FRESADORA I Cono normalizado El cono más utilizado es el unificado en la tabla UNI 3088, del que se indican las dimensiones más importantes. Este cono es conocido también con el nombre de cono ASME. La norma UNI lo define como “cono de conicidad 7/24”. (Fig. 11). L3 L2
D1
b
D
d3
d2
d1
S
L1 L Fig. 11
Núm. Convenc. 50 40 50 60
D
bH12 D1
31,7 44,450 69,850 107,950
16,1 16,1 25,7 25,7
63 80 115 200
d1
d2
d3
17,40 25,30 39,60 60,20
12,5 17 25 31
12 MA 16 MA 24 MA 30 MA
L
70 95 130 210
L1
L2
L3
S
50 67 105 165
24 30 45 56
50 70 90 110
6 7 11 12
Elementos que complementan el uso y montaje del eje porta fresas: Tirante de fijación (Fig. 12) Es una barra de acero rosada en ambos extremos, que se introduce a través del husillo para atornillarlo en el agujero rosado del eje porta fresa, lo que permite fijarlo por completo al husillo mediante la tuerca y contratuerca que lleva en el otro extremo. TUERCA
CONTRA TUERCA
Fig. 12
45
ROSCA
FRESADORA I Anillos separadores (Fig. 13) Son aros con chaveteros ajustados al eje , que sirven de suplementos para la ubicación de las fresas en el eje cilíndrico. Sus largos son variables para permitir combinaciones de ubicación de las fresas. Sus caras planas laterales son paralelas y están muy bien trabajadas.
ANILLOS SEPARADORES
Fig. 13
Buje Guía (Fig. 14) Sirve de apoyo al eje porta fresa y evita la flexión excesiva del eje debido al esfuerzo durante el trabajo.
Fig. 14
A N I L L O S D E S O P O RT E
Ejes porta fresas cortos o mandriles porta fresas Estos ejes cumplen con la misma función que los ejes porta fresas largos. Su diferencia está en que el eje cilíndrico largo se ha reemplazado por uno muy corto y en otros casos se ha eliminado por completo, según sea el tipo de fresas que se requiere tomar. Estas características permiten clasificar las ejes porta fresas cortos en dos tipos. Para fresas con agujero y fresas con espiga. Para fresa con agujero
a
De agujero liso Estos mandriles se sub clasifican en dos tipos, de acuerdo al chavetero de fresas: •P a r a f r e s a s c o n c h a v e t e r o transversal. (Fig. 15 - a).
Fig. 15-A
b
•P a r a f r e s a s c o n c h a v e t e r o longitudinal. (Fig. 15 - b).
Fig. 15-B
46
FRESADORA I El apriete de la fresa se efectúa por medio de tuerca o tornillo, según sea el diseño del mandril. El largo del vástago cilíndrico del mandril debe ser menor que el ancho de la fresa. En caso de ser mayor, se suplementa el ancho de la fresa con anillos separados con chaveteros, a fin de poder apretar la fresa contra el mandril. De agujero rosado (Fig. 16) Estos porta fresas tienen el vástago roscado lo que permite tomar y fijar aquellas fresas que en lugar de chavetero llevan el agujero rosado. Para fresas con espigas Fig. 16
Con espiga cónica (Fig. 17) Cuando las fresas de espiga cónica no se pueden fijar directamente al husillo por diferencias en los diámetros y por diferencia de conicidades, se emplean estos mandriles que actúan como manguitos cónicos intermediarios entre la espiga de la fresa y el husillo. Debido a las combinaciones que resultan de tener que montar fresas con estas espigas, los mandriles porta fresas, para posible estas combinaciones se construyen con diversas conicidades, por ejemplo: con conicidad interior morsa y conicidad exterior standard americana o viceversa. Con espiga cilíndrica
Fig. 17
Tuerca Tuerca
Pinza Pinza
Porta pinza Porta pinza
Para al sujeción y apriete de las que tienen el mango cilíndrico se dispone de: Fig. 18
Mandriles con agujero cilíndrico (Fig 18) En cuyo agujero ajusta el diámetro de la espiga de la fresa; para fijarlo dispone de un prisionero que se aprieta contra una muesca plana que lleva la espiga de la fresa. Portapinza (Fig. 19) Que por sus características particulares se tratan en tema aparte 47
Tuerca
Pinza
Porta pinza Fig. 19
FRESADORA I Montaje del árbol porta-fresa • Limpiar el cono interior en el extremo del husilllo principal con un trapo limpio para desalojar la suciedad o partículas de viruta que puedan estar adheridos en la superficie del cono. • Limpiar de la misma manera el cono exterior del árbol porta fresa. • Coger con la mano izquierda el árbol porta fresa y alojarlo en el cono interior del husillo principal (Fig. 20) con la mano derecha dar vueltas al tirante roscado y ajustar adecuadamente sin mucho esfuerzo con una llave de boca. De esta manera el porta fresa queda adherido solitariamente con el husillo principal.
Montaje del árbol portafresa
Fig. 20
Desmontaje del árbol porta fresa: • Alojar con una llave de boca la tuerca del tirante roscado dando una o dos vueltas. • Golpear el árbol con mano izquierda y desenroscar el tirante. (Fig. 21). • Retirar el árbol y colocarlo en su soporte.
Forma correcta de quitar un árbol
Fig. 21
48
FRESADORA I SUJECIÓN DE LA PIEZA Para preparar la fresadora para una buena ejecución del mecanizado, además del perfecto montaje de la fresa es necesario asegurar una correcta sujeción de la pieza sobre la mesa. La elección del accesorio adecuado para fijar una pieza depende de la forma y dimensiones de ésta y del tipo de mecanizado que se desea efectuar. Para fijar piezas de grandes dimensiones o de forma irregular se utilizan las bridas. Para fijar piezas en las operaciones de mecanizado en serie, se utilizan accesorios especiales con sistemas de enclavamiento y de maniobra rápidos, a fin de ahorrar cada vez la operación de posicionar la pieza respecto a la fresa. Fijación en la prensa Cuando las piezas a mecanizar son de dimensiones limitadas y su forma es regular, se fijan entre las mordazas de la prensa con mordazas paralelas. Se llama de mordazas paralelas cuando la mordaza fija G y la móvil M se mantienen constantemente paralelas entre si. El tornillo de mordazas se fija a la mesa mediante tornillos de cabeza cuadrada que entran en las ranuras en T de la propia mesa. La mayor parte de los tornillos de mordazas empleados en las fresadoras pueden girar alrededor de un eje vertical; los desplazamientos angulares se leen sobre una escala graduada dispuesta en la base del accesorio. (Fig. 1).
V
G M
Fig. 1
49
FRESADORA I Verificación del paralelismo del tornillo de mordazas respecto al movimiento de avance. La lectura de le escala circular graduada no es suficientemente precisa, por lo que es necesario efectuar, cuando lo requiera el mecanizado, un control más cuidadoso del paralelismo de las mordazas del tornillo respecto al movimiento de avance de la mesa portapieza. Para este control se utiliza una plaquita P, cuyas caras opuestas son paralelas y están rectificadas, y un comparador. Mediante el movimiento horizontal de la mesa se desplaza la plaquita, sujeta en el tornillo, en contacto con el palpador del comparador, cuyo soporte se fija a la columna G mediante por ejemplo, un plato magnético A. (Fig. 2). Se procede, mediante ligeros golpes, a corregir la orientación del tornillo, hasta anular toda desviación de la aguja del comparador. Se enclava ahora la parte giratoria del tornillo y se controla su posición.
A
G
P
Fig. 2
50
FRESADORA I Al fijar la pieza rígidamente entre las mordazas de un tornillo, es necesario que su base se apoye en el fondo del aparato y que su parte superior sobresalga de las mordazas lo mínimo compatible con la operación a efectuar. La regulación en altura de la posición de la pieza se obtiene colocando debajo de la pieza dos reglitas R, templadas y rectificadas, cuyas dimensiones se elegirán cada vez según sean las de la pieza. (Fig. 3).
R R Fig. 3
Prensa de mordazas orientable Para fresar superficies inclinadas respecto a la mesa portapiezas, se emplean tornillos de mordazas que giran sobre su base y son inclinables en torno a un eje horizontal. Por ejemplo, el tornillo de la (Fig. 4) puede girar alrededor de los ejes verticales V-V y horizontal 0-0. La amplitud de la rotación se puede leer en el círculo graduado A y en un sector graduado B.
V
O
Fig. 4
B
O
A
I V
51
FRESADORA I Fijación por medio de bridas Las piezas que por su forma y tamaño no pueden fijarse con un tornillo de mordazas, se sujetan a la mesa portapiezas mediante bridas. La presión de la brida sobre la pieza se obtiene al atornillar una tuerca sobre un tirante de cabeza cuadrada, cuya cabeza está introducida en la ranura en T de la mesa. La forma de las bridas es diferente, según las necesidades particulares de fijación. Las bridas pueden tener el extremo posterior plano, extremo que se apoya sobre gradillas o sobre soportes de altura regulable; la parte anterior puede ser plana (S1) o quebrada (S2) . (Fig. 5).
S1
S2
Fig. 5
Las bridas pueden estar unidas a un bloque hexagonal (Fig. 6) mediante un pasador según un eje excéntrico, de manera que al girar el bloque se obtienen seis posiciones diferentes en altura. Para todos estos tipos resulta esencial que la brida quede horizontal.
P
Fig. 6
Existen además, bridas curvas (Fig. 7), que presentan la ventaja de no flectar y de tener una mayor facilidad de aplicación, ya que pueden sujetar piezas de diferente altura sin que varíe la altura del apoyo del otro extremo. Si se debe fijar con bridas una pieza por una superficie ya mecanizada se interpone una planchita P, de metal blando, entre la brida y la pieza, a fin de evitar que ésta quede marcada. P
52
Fig. 7
FRESADORA I El empleo de las bridas no se limita solamente a la sujeción de la pieza que se mecaniza, sino que sirve también para posicionar la pieza cuando lo exija el tipo de operación. Por ejemplo, en la (Fig. 8) se muestra una serie de tres piezas sujetas en un tornillo de mordazas. Para asegurar la igualdad de su longitud, por el lado opuesto al que se va a mecanizar se apoyan contra una regla fija, sujeta a la mesa mediante bridas. En este caso, el avance de la mesa es transversal.
Fig. 8
Ejemplos de fijación mediante bridas Fijación de una corredera de fundición mediante cuatro bridas planas que apoyan sobre otras tantas gradillas. (Fig. 9).
Fig. 9
53
FRESADORA I Fijación mediante brida acodada El soporte de la brida en este caso es regulable en altura y está formado por dos gradillas acopladas.
Fig. 10
Sujeción combinada Las piezas de forma irregular, además de las bridas normales, requieren accesorios especiales. Por ejemplo, la pieza que se muestra en la figura se sujeta en la parte inferior contra un soporte de altura regulable, llamado gato, y por la parte superior mediante una brida acodada normal. (Fig. 11).
Fig. 11
Brida de cuña Cuando la superficie a mecanizar es la superior de la pieza se debe recurrir a la fijación por los flancos, por ejemplo mediante dos bridas de cuña o de una brida de cuña y un apoyo lateral.}la brida de cuña ejerce una presión lateral sobre la pieza, presión que se regula por medio de un tornillo que empuja la brida a lo largo de un plano inclinado. (Fig. 12). Fig. 12
54
FRESADORA I AJUSTE Y NUMERO DE REVOLUCIONES Velocidad de corte Se entiende por velocidad de corte de un trabajo de fresado, la velocidad de los puntos P periféricos de los dientes de la fresa en contacto con la pieza a mecanizar. (Fig. 1).
P
Fig. 1
En la velocidad de corte influyen muchos factores de los cuales mencionaremos tres de los más importantes: a) Material que se trabaja (pieza en ejecución) Cuanto más duro sea el material a trabajar, tanto menor debe ser la velocidad de corte. b) Calidad del material de la fresa Cuanto más resistente al calor sea la fresa, tanto mayor será la velocidad de corte. c) Refrigeración Con una buena refrigeración se puede emplear mayor velocidad de corte que trabajando en seco. Cada material se trabaja a una velocidad de corte adecuada que generalmente viene indicada por la casa que los suministra. Dado el gran número de factores que intervienen en la elección de la velocidad de corte, las tablas solamente dan valores medios. Velocidad media de corte (Tabla # 1) En la tabla se indican las velocidades medias de corte según el material a mecanizar, el tipo de fresa empelada y según se trate de operaciones de desbaste o de acabado. Para las operaciones de desbaste y de acabado se da el valor medio de la profundidad de pasada. Puesto que la velocidad de corte podrá ser tanto más elevada cuanto menor sea la profundidad de pasada con que se efectúa el mecanizado, en la tabla se indican los valores límite de la velocidad, entendiendo que se deberá usar, a igualdad de las demás condiciones, la velocidad mínima cuando se adopte la profundidad de pasada máxima y viceversa. Los valores indicados en la tabla se refieren a trabajos de producción. Al hacer prácticas, el alumno deberá utilizar los valores indicados,, reducidos en un tercio. Los valores de la velocidad que se van adoptando según las necesidades del trabajo, se sustituyen en la fórmula: , 1000 • V n= • D que da el número de revoluciones que debe efectuar la fresa para que el mecanizado se realice a la velocidad elegida. En el caso en que la fresadora de que se disponga no tenga previsto el número de revoluciones exigido por la operación, de entre los disponibles se elegirá el inmediato inferior al calculado. 55
FRESADORA I
Material a mecanizar
Acero aleado extraduro Acero duro Acero blando Fundición dura y fundición maleable
Fresas cilíndricas de alisar, en acero rápido
Fresas cilíndricofrontales, en acero rápido
Desbaste Acabado Desbaste Acabado Desbaste Acabado pasada pasada pasada pasada pasada pasada 5 mm 0,5 mm 5 mm 0,5 mm 5 mm 0,5 mm 08-12
13-18
08-12
13-18
09-12
13-16
10-16
16-18
12-16
16-25
12-18
16-25
15-20
20-35
16-22
25-35
18-25
20-30
12-18
18-25
12-16
18-25
12-18
18-25
20-25
25-30
16-22
25-30
20-25
25-30
30-40
40-50
30-40
40-50
30-40
40-50
35-50
50-70
35-50
50-70
35-50
50-70
30-50
45-80
30-50
45-80
30-50
45-80
150-220
250+300
200-250
300+350
150-220
300+350
Fundición semidura Bronce Latón Cobre Aluminio y sus aleaciones
Fresas de disco en acero rápido
Diagrama Polar La relación n = 1000 V/ • D puede representarse en un plano cartesiano por una recta que tiene por abscisa el diámetro D y por ordenada la velocidad de corte V. Un diagrama de este tipo se llama diagrama polar. Este diagrama permite leer inmediatamente la solución de la relación antes citada. El diagrama debe construirse para cada fresadora particular, porque se traza según su gama de revoluciones y según el diámetro máximo de fresa que se le puede montar.
56
FRESADORA I Construcción del diagrama polar de una fresadora que tiene los números de revoluciones: 16 - 22,4 - 31,5 - 45 - 63 - 90 - 125 - 180 - 250 - 355 - 500 - 710 y puede recibir una fresa de diámetro máximo 400 mm. En un eje horizontal y según una escala cualquiera se señalan los diámetros de la fresa y sobre un eje vertical las velocidades de corte. Para trazar la recta del número de revoluciones n=16, se elige un diámetro cualquiera por ejemplo D=200, y se determina el valor correspondiente de V. V = 3,14 X 200 X 16 = 10 m/min. 1000 Se señala el punto de abscisa 200 y de ordenada 10. la línea que une este punto con el origen de las ordenadas es la recta de las 16 revoluciones. De la misma forma se trazan las rectas correspondientes a los demás números de revoluciones.
n 7 = 12 5
n = 8 18 0
n9 = 2 50
95
n1 = 3 0 55
n11 = 500
100
= n6
90
90 85 80 n5
75
=
63
70 65 60 n4
55
=4
5
50 45 40
n3
=3
1,5
35 30
n2 = 2
25
2,4
n1 = 1
20
6
15 10 5 400
380
360
340
320
300
280
260
240
220
200
180
160
140
120
100
80
60
40
0 20
Velocidad de corte en m/min
DIAGRAMA POLAR
Diámetro de la fresa en mm
57
FRESADORA I DIAGRAMA LOGARÍTMICO Son diagramas sobre cuyas ordenadas las magnitudes que interesan (en nuestro caso son la velocidad de corte sobre las abscisas y el diámetro de la fresa sobre las ordenadas) se representan siguiendo una escala que corresponde a las graduaciones de la regla de cálculo, escala llamada logarítmica. En estos diagramas las rectas que representan los números de revoluciones son paralelas entre sí. Se procede a la lectura de la magnitud buscada igual que en el diagrama polar. En la figura se ha representado el diagrama logarítmico de la misma fresadora para la cual se ha trazado el diagrama polar descrito anteriormente. DIAGRAMA LOGARÍTMICO
400
= n1
300
16
= n2
5
18 0
50
= 0 35 5
= n 11
50
0 50
n1 = 2 71 0
r/m gi
30
in
Diámetro de la fresa en mm
,4 ,5
45
90
12
= n8 =2 n9
n1
70 60
63
= n6 = n7
100
31
= n4 = n5
140
40
22
= n3
200
20
10
180 140
100
70 50 40
Velocidad de corte en m/min 58
FRESADORA I FRESADO PLANO TANGENCIAL (Fig. 1) Esta operación se realiza con una fresa cilíndrica de un corte, provista de dientes helicoidales en su periferia y montada en el árbol en posición horizontal. La pieza debe estar sólidamente sujeta en la prensa o directamente sobre la mesa de trabajo y en caso especial, en algún otro dispositivo de sujeción. Siempre el ancho de la pieza debe ser menor que la longitud de la fresa. El grado de acabado en el fresado tangencial no es muy bueno, se puede apreciar claramente en la superficie de la pieza continuadas ondulaciones; son más pronunciadas estas ondulaciones, cuando al fresa es de menor diámetro; por consiguiente se debe elegir en lo posible una fresa de mayor diámetro.
Fresa
Pieza Prensa
Fig. 1
Primer principio Cuando una fresa trabaja en redondo (fresa tallada en su periferia), el avance de la pieza debe ser siempre en sentido contrario a la rotación de la fresa. Lo mismo ocurre cuando se trata de una fresa frontal de dos cortes trabajando simultáneamente la parte frontal y tangencial a lo largo de una cara. Operando así, cada diente de la fresa ataca el metal tangencialmente y sin choques provocados por el juego del tornillo del carro; además al llegar a la superficie, el diente levanta la viruta por debajo, rompiéndola por astillamiento. Si el avance se efectuase en el mismo sentido del giro de la fresa, los dientes chocarían constantemente contra la costra exterior, a veces extremadamente dura, y se deterioraría rápidamente, lo que obligaría a frecuentes afilados. (Figs. 2A y 2B).
FRESADO CILÍNDRICO
BUEN sentido de AVANCE
a
MAL sentido de AVANCE
Fig. 2B
Fig. 2A Fresado en contradirección o normal
Fresado por trepanación o paralelo 59
FRESADORA I CÁLCULOS DE VELOCIDADES DE CORTE Y RPM EN LA FRESADORA Vc D n
= Velocidad de corte [m/min] = Diámetro de la fresa en mm, o en metros. = Número de revoluciones que completa la fresa cada minuto [1/min]
p
= (3.14...) 1000 = Número de milímetros contenido en un metro.
Vc = . D x n [m/min] 1000
Si el diámetro esta dado en milímetros
Vc = x D x n [m/min]
Si el diámetro esta dado en metros.
1 n = Vc min xD
Si el
esta dado en metros.
Si el
esta dado en milímetros.
[
]
n = Vc x 1000 [ 1 ] min xD Ejemplo
1. ¿Cual es la velocidad de corte que se esta trabajando para fresar un material de acero duro con un diámetro de la fresa de 200 mm y con un número de revoluciones de 16 1/min?. Datos
Vc = x D x n 1000
D = 200 mm. n = 16 1/min. Vc = ?
Vc = 3.14 x 200 x 16 = 10 1 min 1000
[
]
2. Se desea fresar una pieza de acero blando, con una fresa de acero rápido de 50 mm de diámetro, siendo la velocidad de corte 15 m/min (según tabla). ¿A qué número de revoluciones debe girar la fresa? Datos D = 50 mm. Vc = 15 m/min. N =?
n =
Vc x1000 xD
n =
15 x1000 = 95 1/min 3.14 x 50
Nota: 1)En caso de no encontrar el número de revoluciones calculado se debe elegir el inmediato inferior en la máquina. 2)La velocidad de corte no se calcula, se determina según el material y el tipo de trabajo (Ver Tabla # 01).
60
FRESADORA I FUNCIONES TRIGONOMÉTRICAS
1. Interdependencia
cateto anterior
cateto posterior
sa tenu hipo
A cada ángulo corresponde una determinada relación de lados: Deducción El valor de una relación de lados es una función del ángulo. Atención Función significa relación entre dos magnitudes variables.
2. Relaciones de los lados Para relaciones de los lados se han fijado determinadas denominaciones
3. Relaciones
90º
60º
150º
30º
-180º
=
cateto posterior con la hipotenusa.
coseno
=
cateto anterior con la hipotenusa.
tangente
=
cateto posterior con cateto anterior.
cotangente
=
cateto anterior con cateto posterior.
La función del seno creco de 0 a 1, la función del coseno disminuye de 1 a 0.
curva cosenoidal 120º
seno
Deducción El seno o el coseno de un ángulo se complementan entre si (90º). Se obtiene, p. Ej.
0º
210º 240º
330º 300º 30º 60º 90º 120º 150º 180º
270º
sen 60º = cos 30º, cos 40º = sen 50º,
i.e. i.e.
sena = cos b cosa = senb
curva cosenoidal
4. Resumen
Las relaciones de los lados de un triángulo rectángulo son las funciones trigonométricas.
cot
90º
1
cos
sen
r=
tg
I
sen = cateto posterior hipotenusa
tan
cateto posterior = cateto anterior
cos = cateto anterior hipotenusa
cot
cateto anterior = cateto posterior
0º
61
FRESADORA I 5. Ejemplo
sa nu te po i h
30
Calcule para una cuña de 40 cm de largo y 30 cm de diferencia de nivel la longitud del plano inclinado en cm y el ángulo de la pendiente. Buscado Dado
L,a l = 40 cm raciocinio previo h = 30 cm aclare mentalmente las relaciones de los lados
40
solución tan
cat. post. = 30 cm = 0,75 = cat. ant. 40 cm
= 36º 52´ ó
cot
cat. ant. = cat. post.= 40 cm = 1,33 30 cm
sen
= cat. post. = 30 cm = 0,6 ó L hipo. L = 30 cm = 50 cm 0,6
= 36º 52´
Cos
=
cat. ant. 40 cm = hipo. = L
cm = 50 cm L = 400,8
Atención Una relación de lados determinada significa una función trigonométrica determinada. La relación de lados reducida es el valor de la tabla. Mentalmente se pueden recordar las relaciones con las abreviaturas “ant.”, “post.” e “hipo”.
62
FRESADORA I MATERIALES METÁLICOS NO FÉRREOS Metales ligeros ALUMINIO, símbolo Al El aluminio fue descubierto en 1827 por Friedrich Wohler. No adquirió importancia hasta la invención de la máquina dinamoeléctrica (1867), siendo necesarias para al obtención grandes cantidades de energía. Presentación y Obtención No se presenta puro como metal. Sin embargo, combinado es el metal más abundante en la Tierra (aproximadamente el 8% de la corteza). El mineral más rico en aluminio es la bauxita. En la comunidad Europea abunda en Francia, Italia y Grecia. El corindón es óxido de aluminio cristalino. Puro y claro, es una piedra preciosa (zafiro, rubí, topacio, amatista). De la bauxita se obtiene en primer lugar el óxido de aluminio puro Al2O3 (arcilla). A continuación se elimina el oxígeno de la arcilla en células electrolíticas. Para reducir el punto de fusión de 2 000ºC a 960ºC, se añade criolita (Na3AlF6) como fundente. Los productos finales para semi acabados (chapas, barras, perfiles, tubos) son aluminio puro Al 99,98 R o aluminio, p. ej., Al 99,5 (DIN 171213).(Fig. 1) Propiedades
FABRICACIÓN DEL ALUMINIO
Físicas: 3 Punto de fusión, 658ºC; densidad, 2,7 kg/dm . Después de la plata y el cobre es el mejor conductor eléctrico. Químicas: Resistente a la corrosión, capa de óxido impermeable. Mecánicas: Resistencia a la tracción fundido, 160 a 320 N/mm 2 ; laminado, 150 a 400 N/mm2. alargamiento 2 a 35%. Tecnológicas: El aluminio se puede forjar, laminar (incluso en láminas delgadas), estirar, mecanizar con arranque de virutas, fundir y soldar por diversos procedimientos. La termita, empleada para soldar rieles entre otras cosas, es una mezcla de polvo de aluminio y óxido de hierro. En el alumetado se proyecta una mezcla de polvo de aluminio sobre el acero y se quema recociéndolo. 63
Transformador
Central eléctrica
Rectificador
4. , 5. Voltios Generador 2 toneladas de arcilla 4 toneladas de bauxita 1 tonelada de aluminio Intensidad de corriente 50 000A... 150 000A Consumo de energía 15 000 kWh... 16 000kWh Reducción de la arcilla a aluminio.
Células electrolíticas Fig. 1
Aluminio líquido
FRESADORA I Aleaciones de aluminio Los elementos de aleación más importantes son el cobre, el silicio, el magnesio, el manganeso y el cinc. El magnesio y el manganeso forman con el aluminio unos cristales mezcla. En este caso los átomos extraños disueltos son un obstáculo para los desplazamientos lo que supone un robustecimiento del aluminio. Esta aleación de aluminio se designa como no endurecible. Con el cobre, cinc y silicio, el aluminio forma cristales mezcla a unos 500 ºC si estas aleaciones se almacenan durante algún tiempo. Este tipo de aleaciones se denominan endurecibles. Aleaciones maleables Están normalizadas en DIN 1725 T1. semielaborados comerciales son las chapas, bandas, tubos, barras, perfiles y piezas estampadas. Aleaciones de colada Están normalizadas en DIN 1725 T2, y se cuelan (en arena, en coquilla y a presión), poseen buenas propiedades de pulimentación, son resistentes a las influencias climatológicas y al agua de mar, son mecanizables por arranque de viruta y soldables. Para caracterizar las aleaciones de aluminio se indican las abreviaturas de los elementos químicos por orden de participación porcentual.
Aleaciones de aluminio, DIN 1725, ejemplos Abreviatura
Composición en % de la masa
Propiedades Aplicaciones
Aleación maleable
Cu 3,5 ... 4,5 Mg 0,4 ... 1,0 Mn 0,3 ... 1,0 Resto Al
Resistencia hasta 400 N/mm2, para piezas de máquinas sometidas a altas solicitaciones.
Si 9 ... 11 Mg 0,2 ... 0,4 Mn 0 ... 0,5 Resto Al
Piezas resistentes a las vibraciones, soldable, r e s i s t e n t e a l desgaste y a la corrosión.
AlCuMg 1 Aleación de colada G-AlSi 10 Mg
Mecanización La mecanización de las aleaciones de aluminio se hace con o sin arranque de viruta. La velocidad de corte (hasta 400 m/min) ahorra tiempo. El arranque de viruta se realiza con acero rápido o metal duro. Como refrigerante se utilizan aceites, trementina o linimento alcohólico. En la conformación en caliente deben mantenerse las temperaturas con exactitud. La soldadura no presenta ninguna dificultad si se tiene en cuenta la gran conductividad térmica y la dilatación por el calor. 64
FRESADORA I Magnesio, símbolo Mg El magnesio fue obtenido por vez primera en 1808 por Dhabi, pero impuro. Como metal de consumo adquirió importancia cuando se consiguió prensar aleaciones de magnesio, así como colarlas. Es el metal de consumo más ligero. Presentación y obtención Por su abundancia el magnesio ocupa el octavo puesto entre loe elementos químicos. En primer lugar se prepara el mineral (magnesita, dolomita, carnalita). La magnesita (químicamente carbonato de magnesio MgCo3) por ejemplo, se prepara eliminando Co2 para formar óxido de magnesio MgO. El magnesio puro se obtiene por electrólisis como en el caso del aluminio. En la electrólisis el oxígeno se separa del magnesio. Propiedades 3
Físicas
: Punto de fusión, 657ºC; densidad 1,75 kg/dm es decir, que 1 kg de Mg tiene aproximadamente 4 veces y media el volumen de 1 kg de hierro.
Químicas
: Suficientemente estable en presencia de aire seco.
Aplicación
: En pirotecnia, como desoxidante y como flash. El magnesio ardiendo hay que apagarlo con arena, ya que el agua aviva la reacción.
Ensayo
: Una cinta delgada de magnesio puede encenderse con un fósforo. El magnesio arde con llama clara de olor penetrante, formando óxido de magnesio. El metal puro se transforma pues químicamente en la materia prima de partida.
Mecánica
: En forma de metal puro tiene poca resistencia, 110 a 200 N/mm2.
Tecnológicas : Fácil de mecanizar con arranque de viruta, admite la velocidad máxima de corte, fácilmente conformable y fundible. Aleaciones de magnesio Por su facilidad de combustión y poca resistencia, el magnesio se emplea solamente aleado. Las aleaciones son materiales de construcción ligeros. Los principales componentes de aleación influyen en diversas propiedades. El manganeso aumenta la resistencia a la corrosión. El aluminio mejora el comportamiento mecánico. El cinc le comunica gran alargamiento y mucha resistencia. Igual que las aleaciones de aluminio, están normalizadas en aleaciones maleables y aleaciones de colada.
65
FRESADORA I Ejemplo de aleación de colada magnesio, DIN 1729 Fundición MgAl 8 Zn con 7,5 …9,0% de aluminio, 0,3 …1,0% de cinc, 0,15…0,3% de Mn, y el 2 resto Mg. Resistencia a la tracción 240 …280 N/mm . La densidad es de 1,8 kg/dm3, aproximadamente. Más del 95% de las piezas de aleaciones de magnesio fundidas lo son por procedimiento a presión. Las piezas son un 30% más ligeras y aproximadamente de la misma resistencia que las de iguales dimensiones de fundición a presión de aluminio. Estas aleaciones se emplean para piezas de motores (carter de cigüeñal y carcasa de árbol de levas), cuerpos de ventiladores, tableros de instrumentos, máquinas fotográficas, sierras portátiles y piezas similares, que deben ser ligeras. Titanio, símbolo Ti El titanio es el material del futuro, ya que con su densidad baja posee una elevada resistencia. Propiedades Densidad 4,55 kg/dm3;punto de fusión 1 668ºC; resistente a la corrosión y al calor. El titanio se alea principalmente con aluminio y vanadio. Ejemplo: TiAl 6 V 4 Con una resistencia a la tracción de 980 a 1160 N/mm2, la aleación de titanio es un 43% más ligera que el acero más resistente, posee una gran resistencia al calor y a la corrosión, así como una buena resistencia a la fatiga. Se emplea en aviación, propulsión y construcción de motores (bielas, muelles de válvulas y tornillos de dilatación).
66
FRESADORA I ACOTADO DE ÁNGULOS Los ángulos se acotan dando su valor en grados, y en grados y minutos cuando sea necesario (Figs. 1, 2 y 3). La línea de cota de los ángulos es un arco, su centro está en el vértice del ángulo, y es también el punto de apoyo del compás.
30º
47 º2 C´
57º
Fig. 3C´
Fig. 2
Fig. 1
La línea de cota se puede trazar entre las aristas del cuerpo, cuando hay espacio suficiente (Fig. 4); de lo contrario, los lados del ángulo se pueden prolongar con líneas auxiliares de cota (Fig. 5).
80º 54º
Fig. 5
Fig. 4
Cuando se presenta el caso de acotar un ángulo sin representar su vértice se debe prolongar los lados de dicho ángulo hasta encontrar su vértice (Fig. 6 y 7).
53º
66º
Fig. 7
Fig. 6
El ángulo por acotar se encuentra centrado en posición horizontal a vertical, se acota su vértice (Fig. 8 ). En casos diferentes, se establece la inclinación de un lado respecto a la arista vecina y los puntos donde los lados del ángulo cortan la arista exterior de la pieza (Fig. 9)
70
25
45º
60º
45º
14 Fig. 9
Fig. 8
67
FRESADORA I ESQUEMAS DE LOS DIENTES DE LAS FRESAS Denominación g b a d
= ángulo de salida. = ángulo de cuña. = ángulo de incidencia. = ángulo de corte.
Características de una fresa para aceros duros, hasta una resistencia de 100 kp/mm2 (Fig. 1). Paso
•En ángulo de cuña es grande(¢ 81º) •El filo es más resistente. •El paso entre diente es pequeño con el fin de reducir el avance por diente. 5º
Ejemplo: Avance por vuelta = 0,4 mm. Nº de dientes = 10 Avance por diente = 0,4/10 = 0,04 m.
81
º
4º
Fig. 1
Características de una fresa para aceros blandos hasta una resistencia de 75 kp/mm2 (Fig. 2) • En ángulo de cuña mediano (¢73º) • El paso entre diente es también mediano • El avance por diente aumenta. Ejemplo: Avance por vuelta Nº de dientes Avance por diente
10º
= 0,4 mm. =6 = 0,4/6 = 0,066 mm.
Fig. 2
Ejemplo: Avance por vuelta Nº de dientes Avance por diente
= 0,4 mm. =4 = 0,4/4 = 0,1 mm.
Fig. 3
68
º
7º
Características de una fresa materiales livianos (Fig. 3) • En ángulo de cuña es pequeño (¢57º) • Los espacios entre dientes son grandes. Estos espacios permiten recibir gran cantidad de viruta. • El avance por diente es grande.
73
25º 25º
FRESADORA I SEGURIDAD EN EL USO DE HERRAMIENTAS DE CORTE • No deje caer el árbol porta-fresa al suelo ni tampoco sobre la mesa de la máquina. (Fig. 1). • Cubra el árbol porta-fresa con vaselina cuando no se va a usar, para evitar que ésta se oxide. • Cuide siempre de no torcer el árbol porta-fresa. • Al montar la fresa al árbol debe ponerse el mayor cuidado en no dañar con golpes las superficies cónicas del husillo y del árbol porta fresas. • Además, se deben limpiar siempre, cuidadosamente, todas las superficies de acoplamiento, especialmente los conos del árbol porta fresas y del husillo, así como las superficies de acoplamiento de los separadores y de la fresa. • Entre las caras frontales de la fresa y los separadores no deben encontrarse cuerpos extraños, pues de otra forma el árbol puede flectar en el momento de apretar la tuerca G que sujeta los elementos montados. Además la fresa no girará centrada respecto a su eje. • Si la pieza no se ha fijado con fuerza y rigidez, bajo el empuje de la fresa sufre desplazamientos que comprometen el mecanizado y que pueden provocar la rotura de la propia fresa, con avance contra la fresa, la fuerza de corte tiende a levantar la pieza. (Fig. 2).
L
A
B
Forma incorrecta de quitar un árbol Fig. 1
Fig. 2
• Evite hacer cambios de velocidades y avances cuando la máquina está en pleno funcionamiento. • Cuide cada una de las propias herramientas y las de taller. • Antes de hacer un trabajo piense las diversas maniobras para no malograr el trabajo, la herramienta o la máquina. • Haga los cambios automáticos sólo cuando la máquina esté detenida. • Limpie y lubrique periódicamente su máquina. Evite emplear aire comprimido para limpiar su máquina. 69
FRESADORA I EFECTOS QUE PRODUCEN EN EL MEDIO AMBIENTE LA UTILIZACIÓN DE LOS LUBRICANTES Para determinar la peligrosidad de un lubricante, hay que tener en cuenta varios aspectos: • Biodegradabilidad • Bioacumulación • Toxicidad • Ecotoxicidad • Emisión de gases • Degradación química • Tiempo requerido para ser eliminado del agua. Los aceites vírgenes contienen o pueden contener cantidades pequeñas controladas de PHA's compuestos aromáticos policíclicos que durante el funcionamiento del lubricante, mediante la descomposición de los distintos componentes así como reacciones catalizadas por metales , incrementan su presencia en el aceite usado. Muchos de estos PHA's tienen un efecto marcadamente cancerígeno y plenamente demostrado, y de una forma u otra son arrojados a la atmósfera que respiramos. Se han efectuado estudio para conocer la capacidad mutagénica del aceite de motor usado. Se ha detectado que el 70 % de estos efectos son causados por PHA's con más de tres anillos esta fracción representa sólo el 1 % del volumen de un aceite usado. De esta fracción mutagénica el 18 % del efecto lo produce el benzoa-pireno según IARC ( Intenational Agency on Research for Cáncer).Se considera que el benzo-e-pireno, benzo-a-pireno, benzo-aantraceno y el criseno tienen un elevado potencial carcinogénico . En los crudos de aceite minera¡ se han encontrado cantidades de benzo-a-pireno que oscilan entre 400 y 1.600 mg./kg. Los aceites tienen tendencia en acumularse en el entorno todo aquel aceite que se pierde por las calles, montes, cuando llueve se arrastra a nos, lagos., acumulándose en sus sedimentos . También se produce una acumulación importante en la atmósfera que respiramos, pensemos por ejemplo que un motor de dos tiempos (motos, fuerabordas, motosierras) expulsan aproximadamente con los gases, el 25 % del aceite lubricante que utilizan. El 40 - 70 % de los PHA's que se emiten en los gases, proceden del aceite de motor, otro 30 60 % se origina en el proceso de combustión del combustible, la utilización de esteres sintéticos ayuda a reducir considerablemente estas emisiones. La tendencia lógicamente por los estudios que se realizan se encamina a la utilización de lubricantes sintéticos y aceites vegetales, que debido a su superior rendimiento frente a los minerales, precisan menor aditivación, pero lógicamente son más caros. Citamos a continuación algunos de los efectos de los componentes de aceite usado: • GASES que contienen aldehídos, cetonas, compuestos aromáticos, C02 son irritantes y actúan sobre el tejido respiratorio superior, ahogos, asma, bronquitis, efectos mutantes, Cáncer. 70
FRESADORA I • ELEMENTOS como Cloro NO2, SH2, Sb (antimonio) Cr (cromo) Ni (níquel) Cd (cadmio) Mn manganeso) Cu ( cobre) actúan sobre el tejido respiratorio superior y tejido pulmonar. • OTROS ELEMENTOS como CO , disolventes halogenados (tri, per.) SH2 producen: Efectos asfixiantes, impiden el transporte de oxígeno y por tanto la respiración de la célula. Los disolventes halogenados tienen efectos anestésicos y narcóticos se acumulan en el hígado con posibles efectos cancerígenos. •
METALES como Pb (plomo), Cd (cadmio), Mn (manganeso), tienen efectos tóxicos sobre el riñón, el cadmio además efectos cancerígenos sobre la próstata y el cromo sobre el pulmón.
• COMPUESTOS AROMÁTICOS como tolueno, benceno, pueden llegar a provocar leucemias, otros hidrocarburos más ligeros se acumulan en la sangre y podrían llegar a producir parálisis. Enfermedades ocasionadas por productos químicos Con la industrialización la exposición a agentes químicos es mayor, tales como: plomo, mercurio, arsenio, cadmio y asbesto Por ejemplo: asbestosis, (enfermedad pulmonar), así como diversas formas de cáncer de pulmón y mesotelioma (una enfermedad oncológica de la mucosa que recubre las cavidades torácica y abdominal). • Cáncer de hígado por cloruro de vinilo. • Leucemias relacionadas con la exposición al benceno. • La enfermedad de Minamata (producida por ingerir pescado contaminado por mercurio). •La enfermedad de Yusho, (relacionada con alimentos contaminados con furanos clorinados) Enfermedades producidas por radiaciones Se ha demostrado la existencia de alteraciones cromosómicas en los trabajadores de los astilleros industriales, relacionados con las radiaciones ionizantes a bajas dosis. Formas de enfermedad ambiental Las enfermedades ambientales pueden afectar a cualquier sistema del organismo. Piel, pulmones, riñones, hígado o sistema nervioso son alcanzados por múltiples agentes, muchos de los cuales son peligrosos por su capacidad de inducir cáncer, anomalías congénitas o abortos espontáneos y mutaciones en las células germinales (implica la capacidad de ciertos agentes ambientales de producir enfermedades genéticas en la siguiente generación. Las lesiones cutáneas son muy frecuentes en el medio laboral y se deben a múltiples causas; las enfermedades pulmonares se relacionan con la inhalación de distintas partículas, como el polvo de carbón (pulmón negro), polvo de algodón (pulmón pardo), fibras de asbesto (asbestosis) o polvo de sílice (silicosis). El control de las actividades ambientales y ocupacionales en distintos países está coordinado a través de la Organización Mundial de la Salud (OMS). 71
FRESADORA I
HOJA DE TRABAJO
1. ¿Cuáles son las partes principales de la fresadora? 2. ¿De qué material esta hecho el Bastidor de la fresadora y a donde va apoyada? 3. ¿Qué partes descansa sobre la parte superior de la Ménsula o Consola? 4. ¿En qué se diferencia la Fresadora Universal de las otras? 5. Mencione las características más importantes de la Fresadora Universal. 6. Describa Ud., Otros tipos de fresadoras a parte de las mencionadas. 7. ¿Qué trabajos se realiza en la Fresadora Universal? 8. Para el mecanizado de materiales duros y tenaces ¿Qué tipo de fresa se utiliza?l 9. Para el mecanizado de materiales ligeros y no ferrosos ¿Qué tipo de fresa se utiliza? 10. ¿Para qué se utiliza la fresa Modular? 11 Para mecanizar acero, fundición y aleaciones ligeras ¿Qué tipo de fresa se utiliza? 12. ¿Cuáles son las características que se consideran para pedir una fresa? 13. ¿Cómo se determina el sentido de hélice de la fresa helicoidal? 14. ¿Cómo se sujetan las fresas? 15. ¿Cuáles son los elementos que complementan el uso y montaje del eje porta fresas? 16. Describa los pasos para el montaje del árbol porta fresa. 17. ¿Qué instrumentos se utiliza para verificar el paralelismo de una pieza montada en la prensa? 18. ¿Cómo se sujetan las piezas irregulares o asimétricas? 19. ¿Cuáles son los minerales principales que se obtienen del aluminio? 20. ¿Cuáles son los elementos principales que se utilizan para alear el aluminio? 21. ¿Cuáles son los elementos principales que se utilizan para alear el magnesio?
72
FRESADORA I HOJA DE TRABAJO 1-3 1,0 0,75
Ejercicios
si n
co
0,5 0,25
Funciones Trigonométricas
s
1. Calcule para los ángulos dados los valores de las funciones correspondientes al sena y cosa : a) 45º b) 25º20´ c) 23º43´ d)76,40º
0
4
2. Busque los valores de las funciones por medio de la tabla de ángulos: a) sena=0,342 b)cosa=0,342. ¿Qué relación existe entre estos dos ángulos?
l
a 3. Busque los valores de las funciones en la tabla de ángulos: a) tana=0,3411 b) cota=0,3411. ¿Qué relación existe entre estos dos ángulos?
11 d2
4. Un acero angular de alas iguales de 60 x 60 x 6 ha de ser cortado en un ángulo de chaflán de 60º. Calcule la longitud del canto de corte. 5. Calcule el ángulo de inglete para los esfuerzos diagonales de una puerta rectangular de 1,2 x 1,8 m.
a
perímetro
6. De un acero redondo de 65 mm se quiere fresar un cuadrado de arista viva. Calcule la distancia entre caras.
12-13
7. Calcule para un embudo de 80 mm de diámetro y 120 mm de altura el ángulo del embudo. d
8. ¿Qué ángulo corresponde a la inclinación de cuña 1:10? la
a
9. Un cono truncado de 120 mm de longitud tiene diámetros de 40/60 mm. ¿Cuál es el ángulo de inclinación?
14
h
a
H
10. Calcule el ángulo de la pendiente de un letrero que indica “declive de 10%” 11. ¿Qué ángulo de inclinación tiene una rosca M 22?
L
12. Calcule la longitud de corte de una punta de broca con un ángulo de punta de 118º.
15
b
a
H
13. ¿Qué longitud de filo cortante corresponde a una broca en espiral de 30 mm con un ángulo de punta de 118º?
l
14. A 120 m de distancia de una torre recta se mide, a la altura de ojo de 1,5 m a la punta de la torre un ángulo de 40º. Calcule la altura de la torre. 15. Se quiere calcular el ángulo de las diagonales en el espacio de un cuerpo prismático de 120x80x160 mm respecto a la base. 73
FRESADORA I HOJA DE TRABAJO DIBUJO TÉCNICO
1 Dibujar los ajustes dobles con un espacio intermedio de 50 mm entre los puntos A y B. Acotar ambas piezas. Espesor - 8 mm. La hoja en posición horizontal.
2 A B
2
105 90
5
30
55
2 Dibujar las tres vistas Acotar según norma Pieza de Bloqueo
20
35
80
90
40 74
20
60º
40
3 Dibujar las tres vistas Acotar según norma Pieza de Deslize
70
140
50 120
FRESADORA I
20
4 Dibujar las tres vistas Acotar según norma Chaveta
40
10
30
90
100
60º
60
40 60
Altura total 120 mm
20 5 Dibujar las tres vistas Acotar según norma Pieza de sujeción
45
º
115
40 45
20
20
60
75
50
º
TAREA Nº 02 BLOQUE PRISMÁTICO RANURADO • MONTAR CABEZAL UNIVERSAL EN LA FRESADORA • ALINEAR PRENSA Y MATERIAL • FRESAR SUPERFICIE PLANA HORIZONTAL (FRESADO FRONTAL) • FRESAR SUPERFICIE PLANA VERTICAL • FRESAR SUPERFICIE PLANA PARALELA/ PERPENDICULAR • FRESAR RANURA RECTA
N8 Tol. +- 0,1
60 +- 0,1
5
60 +- 0,1
10
60 +- 0,1
5
14
Nº
ORDEN DE EJECUCIÓN
01 02 03 04 05 06 07
Monte el cabezal universal Monte la prensa, el material Monte el portafresa y fresa Prepare la máquina fresadora Frese la superficie plana horizontal y vertical Verifique planitud y paralelismo Compruebe las medidas
01 PZA.
01 CANT.
BLOQUE PRISMATICO EN “V” DENOMINACIÓN
HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS
• Paralelas • Martillo de cobre y/o goma • Calibrador vernier • Brocha • Destornillador plano • Escuadra de 90º • Reloj comparador • Fresa frontal de 2 cortes • Fresa cilíndrica helicoidal • Llaves de boca 24, 27 y 34 • Llave francesa 10”
60 x 60 x 60 NORMA / DIMENSIONES
BLOQUE PRISMÁTICO RANURADO
34 CrNi6 MATERIAL HT
OBSERVACIONES
02/MM
TIEMPO: 1 6 H r s .
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
ESCALA: 1 : 1
REF. HO-05,06,07,08,09 y 10 HOJA: 1 / 1 2003
FRESADORA I OPERACION: MONTAR CABEZAL UNIVERSAL EN LA FRESADORA Esta operación consiste en ubicar, montar y fijar el cabezal universal en la fresadora, convirtiendo a la máquina de fresadora horizontal a vertical. Con ello se consigue tener el husillo en forma vertical o inclinado respecto a la mesa. Se utiliza para fresar piezas de superficie plana, inclinada, ranuras en forma vertical o oblicuo, con fresas de espiga y frontal de dos cortes. PROCESO DE EJECUCIÓN 1º PASO : Monte el eje intermedio. a) Limpie el cono interior del h u s i l l o p r i n c i pa l d e l a fresadora. (Fig. 1).
Husillo
b) Limpie el cono exterior del eje intermedio. c) Sujete el eje intermedio, e introduzca en el cono interior del husillo y ajuste con el tirante roscado. (Fig. 2).
Fig. 1
OBSERVACIÓN Debe cuidarse que las ranuras del eje penetren en las chavetas de arrastre del husillo. Tirante roscado
Engrase la rueda dentada del eje intermedio. Fig. 2
PRECAUCIÓN AJUSTE EL TIRANTE ROSCADO CON SU CONTRATUERCA PARA UN DESMONTAJE CORRECTO.
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
77
REF. H.O.05/MM 1 / 2
FRESADORA I 2º PASO : Monte el cabezal universal. (Fig. 3). a) Limpie la superficie interiorexterior del cabezal universal. OBSERVACIÓN Engrase la rueda dentada del cabezal universal.
Superficie de apoyo Engranajes
Tirante
b) Monte el cabezal cuidando la conexión correcta de los órganos de transmisión. OBSERVACIÓN Utilizar un taco de madera para apoyar el cabezal sobre la mesa. PRECAUCIÓN AL TRASLADAR EL C A B E Z A L UNIVERSAL, UTILICE UN ELEVADOR MECÁNICO O PROCURE PEDIR AYUDA PARA LEVANTARLO.
Eje Intermedio
Husillo de la máquina
Fig. 3
3º PASO : Fije el cabezal universal. a) Introduzca los tornillos y roscar con suavidad. OBSERVACIÓN Utilice arandelas al colocar los tornillos. b) A p r i e t e l o s t o r n i l l o s , ajustándolos en diagonal.
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
78
REF. H.O.05 MM 2/2
FRESADORA I OPERACION: ALINEAR PRENSA Y MATERIAL Esta operación consiste en orientar la prensa de manera que la superficie plana de la mordaza fija coincida con la dirección de desplazamiento de la mesa. También se puede alinear usando el propio material si se tiene una cara de referencia. Esta operación constituye una etapa previa indispensable para fresar caras, rebajes y ranuras cuya posición está referida a un determinado eje o cara de referencia. Líneas Paralelas
PROCESO DE EJECUCIÓN 1º PASO : Monte la prensa. a) Ubicando las mordazas en la dirección de traslación de la mesa.
Bastidor
2º PASO : Monte el reloj comparador a) Sobre el bastidor. (Fig. 1). Fig. 1
b) Sobre el cabezal universal. (Fig. 2). 3º PASO : Verifique el alineamiento a) Ponga en contacto el palpador con la superficie por controlar (Fig. 3) . OBSERVACIÓN Fig. 2
Deje el palpador presionado de tal manera que la aguja tenga recorrido suficiente para indicar las variaciones positivas y negativas.
90
10
80
20
70
b) Traslade la mesa de manera que el palpador se desplace en toda la longitud de la superficie tomada como referencia.
30
60
40 50
Fig. 3
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
79
REF. H.O.06 MM 1 / 2
FRESADORA I OBSERVACIÓN 90
Verifique hacia qué lado y cuánto se desplaza la aguja del indicador de cuadrante. (Figs. 4 y 5).
0
10 20
80
30
70 60
c) Afloje las tuercas de la colisa de la prensa y haga un giro de corrección, según sentido y magnitud de la variación señalada por la aguja del indicador de cuadrante.
40 50
Figs. 4
d) Repita este proceso hasta conseguir que las variaciones señaladas por la aguja estén dentro de las tolerancias especificadas.
90
0
10 20
80
30
70 60
40 50
e) Apriete las tuercas de al colisa de la prensa. OBSERVACIÓN Verifique si el apriete modificó la posición final de la mordaza. 4º Paso
Fig. 5
: Controle la perpendicularidad de la mordaza fija. (Fig. 6). a) P o n g a e n c o n t a c t o e l palpador del indicador de cuadrante con la mordaza fija.
90
10
80
20
70
b) Haga la traslación de la consola observando si la aguja del indicador del cuadrante se mueve dentro de los límites de tolerancia admisibles. 5º Paso
: Monte el material a) Verifique su alineamiento y repita los pasos anteriores.
30
60 50
40
Fig. 6
VOCABULARIO TÉCNICO Indicador de cuadrante: Comparador, reloj comparador, comparador de carátula.
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
80
REF. H.O.06 MM 2/2
FRESADORA I OPERACION: FRESAR SUPERFICIE PLANA HORIZONTAL - FRESADO FRONTAL Esta operación consiste en mecanizar un material para obtener una superficie plana paralela a la mesa, utilizando una fresa frontal de dos cortes montadas con un árbol corto y sobre el husillo de la fresadora. Se utiliza para producir superficie plana en la construcción de órganos de máquinas, herramientas y accesorios.
PROCESO DE EJECUCIÓN 1º PASO : Monte la prensa. 2º PASO : Monte el material en la prensa y alinear con el reloj comparador. 3º PASO : Monte el árbol porta fresa corto. a) Seleccione el árbol corto con un diámetro igual al agujero de la fresa y móntelo. (Fig. 1).
Fig. 1
4º PASO : Monte la fresa a) Sujete la fresa frontal de dos cortes y móntela sobre el árbol. (Fig. 2). PRECAUCIÓN
Fig. 2
EVITAR CORTAR CON FRESAS CON FILO GASTADO. b) Sujete la fresa roscándola con una llave adecuada. (Fig. 3).
Fig. 3
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
81
REF. H.O.07 MM 1 / 2
FRESADORA I 5º Paso
: Prepare la máquina. a) R e g u l e e l n ú m e r o d e revoluciones por minuto (rpm).
Posición cuand. Antes volver a O
b) Aproxime manualmente al material de manera que la fresa toque la superficie que se quiere planear. Cantidad de juego 0.15 mm.
c) Seleccione el avance de la mesa. d) Ubique y fije los topes para limitar el recorrido de la mesa. 6º Paso
: Frese. a) Aproxime manualmente la pieza para iniciar el corte por un extremo y de la profundidad de corte, controlando en el anillo graduado. (Fig. 4).
Posición del cuadrante después de invertir en 4.85
Fig. 4
b) Bloquee la consola y el carro transversal. c) Ponga en funcionamiento el avance automático de la mesa. OBSERVACIONES Según el material que se esté mecanizando, use refrigerante. d) Efectúe pasadas. (Fig. 5). 7º Paso
: Verifique la planitud.
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
Fig. 5
82
REF. H.O.07/MM 2/2
FRESADORA I OPERACIÓN: FRESAR SUPERFICIE PLANA VERTICAL Esta operación consiste en obtener una superficie plana perpendicular a la mesa mediante el fresado plano vertical con una fresa cilíndrica de dos cortes y dientes helicoidales. Se utiliza para fresar piezas de superficies planas y con mejor acabado (apoyo de partes de máquina en general, soportes de accesorios, etc). PROCESO DE EJECUCIÓN 1º PASO : Monte el cabezal universal en la fresadora. 2º PASO : Monte la prensa y alinéala. 3º PASO : Monte el material y alinéala. Gg
4º PASO : Monte el porta fresa y fresa de planear.
Gm
1 2
4 3
5º PASO : Frese. a) Regule las revoluciones y la velocidad de corte.
R Fig. 1a
b) Aproxime la fresa al material y posicione el anillo graduado a cero de la consola. c) Ponga en funcionamiento la fresadora y avance manualmente la mesa y de la profundidad de corte.
1 4 3
R
d) Efectúe las pasadas. (Figs. 1a, 1b, 1c). 6º PASO : V e r i f i q u e l a paralelismo.
planitud
2
Fig. 1b
y
7º PASO : Compruebe la medida según plano.
1 2
4 3
a) Mida las caras paralelas. b) Si hay exceso de material proceda a la pasada de acabado.
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
83
Fig. 1c
REF. H.O.08 MM 1/1
FRESADORA I OPERACIÓN: FRESAR SUPERFICIE PLANA PARALELA / PERPENDICULAR Esta operación consiste en producir superficie plana paralela a distancias previstas y hechas de forma perpendicular con una herramienta llamada fresa frontal de dos cortes. Se aplica en la construcción de piezas como: moldes, calces escalonados, ranuras, etc. PROCESO DE EJECUCIÓN 1º PASO : Monte el cabezal universal. 2º PASO : Monte la prensa. 3º PASO : Monte el material. A
4º PASO : Monte la fresa y porta fresa.
h
5º PASO : Frese
L
a) Frese la superficie de referencia A. (Fig. 1).
Fig. 1
b) Tome la referencia del anillo graduado. OBSERVACIÓN De la profundidad de corte y realice tantas pasadas como sea necesario.
h L
B
c) Frese la superficie de referencia B. (Fig. 2).
Fig. 2
OBSERVACIÓN Utilice fluido de corte. 0 0
6º PASO : Verifique las medidas
1
2
1 2
3
4
5
6
7
P
a) M i d a y c o m p r u e b e e l paralelismo. (Fig. 3). Fig. 3
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
84
REF. H.O.09 MM 1 / 1
FRESADORA I OPERACIÓN: FRESAR RANURA RECTA Esta operación consiste en fresar en forma recta, ranuras con una fresa de espiga en posición vertical respecto a la mesa. Se aplica en la construcción de apoyo de partes de máquinas en general con guías, alojamientos para chavetas y lenguetas. PROCESO DE EJECUCIÓN 1º PASO : Monte el cabezal universal. 2º PASO : Monte la prensa. 3º PASO : Monte el material. 4º PASO : Monte el árbol porta pinza. (Fig. 1) a) Seleccione la pinza según el diámetro de la espiga de la fresa.
Tuerca
Pinza
Porta pinza Fig. 1
OBSERVACIÓN Limpie los elementos del árbol porta pinza. 5º PASO : Monte la fresa. a) Monte la fresa de espiga dentro de la pinza.
Fig. 2
b) Sujete la tuerca con una llave adecuada. (Fig. 2). 6º PASO: Frese. a) Frese la ranura sobre la línea de referencia. b) Utilice el anillo graduado para profundizar el corte.
0
1
2 0
3
4 1
5
6
7 2
7º PASO : Verifique las medidas a) Compruebe en ancho y la profundidad de la ranura.
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
85
Fig. 3a
Fig. 3b
REF. H.O.10 MM 1/1
FRESADORA I MOVIMIENTOS PRINCIPALES DE TRABAJO EN LA FRESADORA La herramienta y la pieza tienen que moverse, la una respecto a la otra, de una determinada manera, según sea el procedimiento de trabajo. (Fig. 1). Se distinguen los siguientes movimientos:
R
1. Movimiento principal o movimiento de corte.
A
R = rotación del árbol porta fresa. 2. Movimiento de avance. A = desplazamiento de la mesa. 3. M o v i m i e n t o aproximación.
de
ajuste
H
o
de Fig. 1
H = desplazamiento de la mesa. Las mesas de las fresadoras están provistas de 3 movimientos principales:
• Movimiento Longitudinal: Se realiza en la mesa de trabajo, de un lado a otro (Fig. 2 L). • Movimiento Transversal : Se efectúa sobre la guía superior de la ménsula, transversalmente al cuerpo de la máquina y en sentidos opuestos. (Fig. 2 T). • Movimiento Vertical
: Es realizado por la ménsula, deslizándose en las guías del bastidor en forma ascendente y descendente. (Fig. 2 V).
Movimiento Longitudinal (L) Movimiento Transversal (T) Movimiento Vertical (V)
Fig. 2
SEGURIDAD ¡Evite hacer cambios de velocidades y avances cuando la máquina está en pleno funcionamiento!.
86
FRESADORA I Movimiento de avance en el fresado Estas dos formas de fresar se estudian a través de la relación entre los movimientos de giro de la fresa, del avance del material y de su influencia en el perfil de la viruta. Fresado en oposición o contradirección
Mr
Es cuando el sentido de giro de la fresa y el de avance del material se oponen. (Fig.3). r
En cada vuelta de la fresa, cada diente llega a un punto como el (A), donde toma contacto con el material y penetra en él con su filo, en un instante dado.
p A
Mg
Fig.3
A partir de allí y siempre que la profundidad de corte sea menor que el radio de la fresa, aumenta progresivamente el espesor de la viruta, la que al llegar al punto (B), disminuye rápidamente hasta que el diente pierde contacto con el material. Fresado en concordancia o paralelo Es cuando el sentido de giro d ella fresa y el avance del material concuerdan. (Fig. 4). En cada vuelta de la fresa, cada diente llega a la posición donde empieza a cortar y alcanza rápidamente el máximo espesor de viruta en un punto como el (C). A partir de él como la fresa gira más rápido de lo que avanza el material, el espesor de la viruta decrece hasta que se anula en el punto (D).
C Mr D Mo Fig.4
Forma de la viruta Consideremos ahora una fresa con dientes laterales y frontales abriendo una ranura, como muestra la (Fig. 5); se puede ver que la fresa construye un flanco de la ranura (el del punto A), fresando en oposición y el otro (el del punto D), fresando en concordancia.
Mo
Mr
D Mr C B
Mo
Mo Fig.5
87
A
Superficies Fresadas Tangencialmente Superficie Fresada Frontalmente
FRESADORA I Si realmente la huella resultante de los movimientos (de rotación de la fresa y avance del material) fueran circunferencias, como hemos venido considerando hasta ahora, el acabado de esos dos flancos sería el mismo. Pero debido a la oposición de movimientos desde (A) hasta (B), la curva de la traza que deja el diente se hace más amplia (Fig.7) y por el contrario, se hace más cerrada debido a la concordancia de los movimientos, desde (C) hasta (D). esa curva, trayectoria del diente, desde (A) hasta (D) es una curva de género cicloidal. Debido a su forma los cortes sobre el flanco del punto (A), fresado en oposición, dejan unas crestas de altura (h), bastante menores que (h´), altura de las crestas que quedan en el flanco del punto (D), fresado en concordancia (Fig. 7).
D
Mo d
c
b
c
h´
c
C B
b
Mr
d c A
Mo
h
Fig. 7
Diferencias entre dos fresados 1era. Diferencia Fresado en contradirección, el diente comienza a cortar y el espesor de la viruta va en aumento progresivamente; si se fresa en concordancia el diente comienza cortando con el máximo espesor, luego disminuye. 2da. Diferencia La segunda diferencia consiste en que, a igualdad de condiciones para el corte (avance, velocidad y profundidad de corte), resulta una mejor terminación en la superficie cuando se fresa en contradirección. 3era. Diferencia En el fresado en contradirección cuando el diente se pone en contacto con el material, para poder cortar necesita alcanzar una profundidad mínima de corte. Antes de que eso ocurra hay un roce intenso entre el material y el filo, que es perjudicial para éste cosa que no ocurre en el fresado en paralelo, donde el diente comienza cortando sin rozamiento inicial. 4ta. Diferencia Fresando en contradirección, el aumento progresivo del espesor de viruta hace que el esfuerzo aumente también progresivamente. Eso permite a los órganos d ella máquina absorber las holguras existentes son saltos.
88
FRESADORA I En cambio, fresando en concordancia el diente se enfrenta al material en su máximo espesor y se produce el máximo esfuerzo en forma súbita. Eso exige una acomodación tan rápida de los órganos de la máquina, que si las holguras son grandes pueden hacer que la fresa se monte sobre el material, pudiendo provocar un accidente. (Fig. 7).
Mr
Mo Fig. 7
5ta. Diferencia
Fresado en paralelo
A iguales condiciones de corte el arco de trayectoria del diente (Fig. 8) cortando en contradirección, es mayor que el arco (CD), cortando en paralelo. Esto nos indica que fresando en paralelo, el filo de la herramienta tiene mayor contacto con el material y por consiguiente puede durar más.
D C D A Fresado en contradirección Fig. 8
Conclusiones Conocidas las diferencias más importantes entre el fresado en paralelo y el fresado en contradirección, puede decirse que para pasadas de grandes dimensiones es preferible el fresado con concordancia siempre que se disponga de una fresadora son regulación especial de los juegos, para fresar en esa forma. Si en cambio se trabaja en fresadoras corrientes sobre todo con bastante uso y en períodos de aprendizaje, es conveniente fresar en contradirección.
En aquellos casos cuando se hace inevitable fresar en paralelo como cuando se fresa la ranura indicada en la (Fig. 9), se deben tomar las siguientes precauciones:
Sentido de avance en el 2º corte D Mr C
a) Fijar fuertemente el material; b) Eliminar lo más posible el juego en las guías y tornillo de la mesa, y en el porta herramienta y sus apoyos;
B
Sentido de avance en el 1º corte
c) Utilizar un avance menor que el recomendado.
89
Fig. 9
A
FRESADORA I Para dar buena terminación y medida precisa es conveniente además: a) Usar una fresa de menor diámetro que el ancho de la ranura; b) Dar una pasada desde (A) hasta (B). c) Invertir el sentido de avance del material y dar una pasada cortando sólo sobre el flanco desde (C) hasta (D).
Resumen del fresado en contradirección y fresado paralelo
ELEMENTO DE COMPARACIÓN
Espesor de viruta
Esfuerzo durante el corte
FRESADO EN CONTRADIRECCIÓN
FRESADO PARALELO
Aumenta progresivamente , luego de iniciado el corte.
Disminuye Progresivamente, luego de iniciado el corte.
Luego que el diente está c o r ta n d o , e l e s f u e r z o aumenta progresivamente y permite a los órganos de la máquina absorber los juegos (holgura).
Al comenzar cortando en la sección máxima, hay un súbito aumento del esfuerzo. Si los órganos tienen juego la herramienta puede montarse en el material.
Puede hacerse en cualquier fresado.
Puede hacerse sólo en fresadora especial.
Roce intenso, al iniciar el corte.
Comienza cortando sin roce inicial, pero con
La máquina
Contacto del filo con el material, a igualdad de condiciones para el corte. Acabado de la superficie, a Igualdad de condiciones para el corte.
Fresado en contradirección, el contacto es mayor que fresando en paralelo. Mejor estado superficial fresando en contradirección, que fresando en paralelo.
90
FRESADORA I Los movimientos relativos entre pieza y herramienta que permiten el fresado, con el movimiento de trabajo, el movimiento de avance y el movimiento de penetración. (Fig. 10). Movimiento de trabajo L Es el movimiento principal que permite el corte del material. Es un movimiento rotativo y lo posee la herramienta. Movimiento de avance A Es el movimiento rectilíneo que posee la pieza a fin de que la herramienta encuentre siempre nuevo material que arrancar. Movimiento de penetración P Es el movimiento rectilíneo que regula la profundidad de penetración en el material. Normalmente lo posee la pieza. En algunas máquinas especiales lo puede presentar la herramienta.
Modo de trabajar de las fresas El fresado, puede efectuarse de dos maneras diferentes, según la herramienta utilizada.
S L
Fresas cilíndricas (1) La rotación de estas fresas se efectúa alrededor de un eje paralelo a la superficie que se mecaniza.
P
A
1
Fresas frontales (2) La rotación de estas fresas se efectúa alrededor de un eje perpendicular a la superficie que se mecaniza.
L
P
Los filos S (dientes) están dispuestos sobre la superficie exterior y, además también sobre una de las bases del cilindro que constituye la fresa.
A
2
Fig. 10
91
FRESADORA I FRESADORA DE SUPERFICIE PLANA VERTICAL Las fresadoras verticales son máquinas muy robustas, que disponen solamente de cabezal porta fresas vertical. Las fresadoras verticales, especialmente las de gran potencia, tienen una forma característica constituida por una pesada columna curvada hacia adelante. Normalmente, el cabezal porta fresas puede girar hasta disponer el eje del husillo en posición horizontal. Los trabajos más frecuentes que se pueden efectuar con la fresadora vertical son: alisado con fresas cilíndrico frontales, escuadrado de paralelepípedos, contorneado de piezas de forma curva irregular, tallado de ranuras rectilíneas y circulares, etc. La herramienta característica de la fresadora vertical es la fresa cilíndrica y frontal. (Fig. 1).
Fig. 1
92
FRESADORA I Grupo de cambio de velocidades. (Fig. 2) El grupo de cambio A está situado en la parte vertical de la columna G. Un árbol horizontal trasmite el movimiento de rotación al árbol porta fresas vertical D, mediante un par de engranajes cónicos F. El cabezal porta fresas C, según la máquina, puede ser fijo o deslizable; en este último caso, el soporte giratorio B dispone de guías verticales. El avance automático del husillo se obtiene por medio de un cambio de velocidad aplicado al cabezal C. El movimiento rectilíneo se obtiene del propio husillo. Además del avance automático, el husillo puede estar equipado con un dispositivo para el avance sensitivo. Grupo de carros portapiezas El grupo de los carros portapiezas es análogo al de las fresadoras horizontales simples, o sea las fresadoras verticales no disponen de plataforma giratoria, como es característico de las fresadoras universales. Generalmente se trasmite el avance automático a los tres carros. C
B
A
F
D
Fig. 2
93
G
FRESADORA I Fresadora para reparaciones Las fresadoras para reparaciones son máquinas de pequeñas dimensiones, adecuadas para mecanizar piezas de formas complicadas con superficies y agujeros inclinados en direcciones diferentes como, por ejemplo muchos útiles de taller. Característica común de estas máquinas es la posibilidad de usar tanto el cabezal porta fresas horizontal como el vertical. El primero es un carro deslizable transversalmente respecto a la columna. El segundo está situado más o menos en voladizo sobre el primero. De esta forma, la fresadora para reparaciones ofrece numerosas posibilidades de movimiento de sus órganos, para permitir la penetración de la herramienta incluso en piezas de forma muy irregular. Los diferentes movimientos posibles se indican esquemáticamente en la Fig. 3.
Fig. 3
94
FRESADORA I Partes principales de una fresado para reparaciones A B C D E F G H I L M N O
Columna. Carro para el husillo. Husillo del árbol porta fresas horizontal. Mando de la penetración y del avance transversales. Regla graduada en milímetros para el control de los desplazamientos transversales. Soporte del cabezal porta fresas vertical. Cabezal inclinable del husillo vertical. Husillo vertical. Mando del avance sensitivo del árbol vertical. Soporte de la mesa. Mando de los desplazamientos longitudinales de la mesa. Regla graduada en milímetros para el control de los desplazamientos longitudinales. Mando de los desplazamientos verticales de la mesa.
La máquina no dispone de carro transversal. El avance transversal se obtiene por medio del carro del husillo horizontal B. (Fig. 4).
F
G
D
I H
C E L M
N
O
A
Fig. 4
95
FRESADORA I FRESADORA DE SUPERFICIES PLANAS Como ya se ha visto, la mayor parte de las operaciones de mecanizado que se efectúan en la fresadora son fresados de superficies planas. Sin embargo, hay que recordar que la fresadora no es la única máquina herramienta utilizada para efectuar tales mecanizados. Las superficies planas pueden mecanizarse con las siguientes máquinas herramienta. Cepilladoras y limadoras, cuando las superficies a mecanizar son largas y estrechas y sus exigencias de precisión no salen de lo común. Fresadoras cuando las superficies a mecanizar son anchas y no muy largas y se exige un buen grado de planitud y de limpieza. Rectificadoras, cuando se precisan superficies con un grado muy elevado de planitud, limpieza y pulimentado. Tornos, en los trabajos de refrenado. Las superficies que exigen gran planitud y limpieza, como ocurre con los planos de las guías de deslizamiento de elementos mecánicos, se rasquetean después de fresadas. Fresado de un plano con una fresa cilíndrico-frontal. (Fig. 1) Al comparar el fresado por corte periférico con el fresado por corte frontal se han visto las razones por las cuales resulta preferible el uso de la fresa de corte frontal, en lugar de la de corte periférico, para el fresado de planos. Primero deben desbastarse los planos y después deben acabarse.
El desbaste debería efectuarse en una sola pasada, dejando un exceso de material para el acabado de 0,5 mm si se utilizan fresas de acero rápido, y de 1 mm si se emplean fresas con dientes postizos y plaquitas de metal duro.
0,05º Av
Fig. 1
96
Am
FRESADORA I Las velocidades de corte y de avance se eligen para las dos pasadas, según las tablas de taller. La profundidad de pasada se regula con el volante de elevación de la ménsula. Para el movimiento de avance se conecta el mando automático. En las fresadoras de árbol vertical se da al eje del husillo Am una ligerísima inclinación respecto al eje vertical Av. Esta inclinación evita la formación de estrías cruzadas sobre la superficie fresada, es decir, se puede obtener una superficie de aspecto uniforme sin necesidad de hacer salir la fresa completamente de la pieza. Esperar la completa salida de la fresa de la superficie mecanizada es una pérdida de tiempo inútil. El estriado que deja la fresa es uniforme no cruzado cuando el avance tiene el sentido indicado en la figura: es éste el sentido del avance para las operaciones de acabado. El estriado es cruzado cuando el avance se efectúa en sentido contrario: este sentido puede dar buen resultado para el desbaste, pero no es aconsejable porque podría dar lugar a vibraciones de la herramienta. Montaje de la fresa frontal de dos cortes Generalidades Para el montaje de fresas frontales de dos cortes se usan árboles porta-fresas de corta longitud, que aseguran un perfecto arrastre de la fresa. (Figs. 2 y 3).
Tornillo
Árbol
Fig. 2
Fig. 3
97
FRESADORA I La fresa debe trabajar sin sacudidas, en caso contrario se desgastarán rápidamente los dientes más salientes, con lo cual disminuye el tiempo de duración de la fresa. El montaje de la fresa frontal debe efectuarse de la siguiente manera: • Limpiar la espiga y el asiento lateral del árbol corto. • Limpiar el agujero liso de la fresa y sus lados laterales del asiento. • Montar la fresa en el árbol de una manera suave y sin golpear la fresa, haciendo coincidir la ranura de la fresa con el chavetero del árbol. • Fijar la fresa al árbol con tornillo, ajustando adecuadamente. • Limpiar el cono del árbol y del husillo y fijar en el cabezal por medio del tirante roscado. SEGURIDAD • No debe ponerse en marcha una máquina, si no se conoce su funcionamiento. • Evite la adherencia de partículas metálicas en los conos interiores y exteriores. • Emplee un martillo blando para extraer y montar los árboles porta fresas. FRESADO DE RANURAS CON FRESA DE TRES CARAS Antes de tallar la ranura es preciso asegurarse de que la fresa sea adecuada para tal fin. El criterio de elección de la fresa se basa en las siguientes consideraciones. El diámetro de la fresa debe ser el menor posible, siendo suficiente que la distancia entre los separadores y la cara superior de la pieza sea del orden de 2mm para permitir la salida de la viruta. (Fig. 4). D = diámetro de la fresa. d = diámetro del árbol porta fresa. S = espesor del separador empleado en el montaje. P = profundidad de la ranura.
D d
Se elegirá D según la siguiente relación S
(d2 + S+ P( ³ 2 mm
P
Ejemplo
D 2
d = 22 mm S = 4 mm P = 20 mm Fig. 4
El diámetro de la fresa que se necesita será en
este caso de unos 74 mm y se elegirá una fresa de diámetro normalizado D= 75 mm. D 2
(d2 + S+ P ( = 2 mm
D d + + S+ P 2 =2 2
D = 2 + 2 + d + S+ P = 2 + 2 + 11+ 4 +20 = 74 mm 2
(
(
(
98
(
FRESADORA I Fases de la operación de fresado de una ranura con fresa de tres caras Una vez fijada la pieza en un tornillo, se la lleva hasta rozar la fresa con una cara lateral. Para asegurarse de que el contacto entre la herramienta y la pieza sea firme pero suave, se interpone una tirita de papel entre la pieza y la herramienta, de forma que al tirar del papel éste pueda desplazarse oponiendo una ligera resistencia. Accionando las manivelas de mando de la ménsula y del carro transversal, se baja la pieza y se la desplaza lateralmente hasta disponer la fresa centrada respecto al eje de la ranura, de acuerdo con la cota del plano. Se lee el desplazamiento lateral sobre el tambor graduado de la manivela del carro transversal. se roza con la fresa la cara superior de la pieza, dejando libre el husillo y haciendo girar la fresa a mano. Una vez desplazada la pieza longitudinalmente para hacerla salir de debajo de la fresa, se sube verticalmente una distancia igual al valor de la profundidad de la primera pasada. La profundidad de una pasada puede alcanzar, como máximo, un valor igual al espesor de la fresa. (Fig. 5). Se efectúa la primera pasada (1) (Fig. 6) con la velocidad de corte y de avance indicados en las tablas para la fresa de que se disponga y para el material de la pieza a mecanizar. Si es necesario se procede a una segunda pasada (2) en profundidad. Si posteriormente se debe mecanizar la ranura para dejarla en T, deberá dejarse en el fondo un exceso de material de 0,1 mm que arrancará la frase para ranura en T. Con el pie de rey se controla la pasada de desbaste para verificar la simetría con respecto al eje de la ranura. Según sea el resultado de la lectura, se desplazará lateralmente la pieza para fresar uno solo de los lados de la ranura. 99
Fig. 5
1
2
Fig. 6
FRESADORA I Con una tercera pasada (3) se alisa uno de los flancos hasta dejarlo a la cota del plano y se controla con pie de rey. Mediante la lectura del tambor graduado se desplaza la pieza para fresar el otro flanco, que se alisa con una cuarta pasada (4). Si el ancho de la ranura está acotado con tolerancia ISO, el control final de la anchura se efectúa mediante un calibre tampón paso-no pasa. (Fig. 7 - 8).
3 4
Fig. 7
Fig. 8
Fresado de ranuras con fresa mango o espiga El mecanizado de ranuras mediante fresa cilíndrica de mango es menos preciso que el efectuado con fresa de tres caras, y se efectúa principalmente cuando la pieza a mecanizar es de forma especia. (Fig. 9)l.
100
NP
Si, por ejemplo, la profundidad de la ranura es de 5,5 mm se efectuarán dos pasadas en profundidad; una de 3 mm y otra de 2,5 mm en el flanco derecho; igual se procederá sobre el flanco izquierdo. Pero cuando la profundidad de la ranura es inferior, o como máximo igual al diámetro de la fresa, el acabado de los flancos se efectuará con una sola pasada en toda su profundidad. (Fig. 10)
Fig. 9
P
Se procede a posicionar la fresa, para iniciar la operación de al misma forma que en el caso de una fresa de tres caras. Si no se dispone de una fresa de diámetro igual al ancho de la ranura, se elegirá una de diámetro inferior en algunos milímetros y se efectuará la operación en varias pasadas, es decir, procediendo a un primer corte centrado y a otros dos para el acabado de los flancos.
Fig. 10
FRESADORA I Fresado de ranuras Una operación típica de fresado es el labrado de ranuras o entallas. Una ranura puede efectuarse tanto con una fresa de tres caras en una fresadora horizontal (A) como con una fresa cilíndrica en una fresadora vertical (B). con la fresa de tres caras se obtiene una ranura mejor mecanizada, especialmente en los flancos que se obtienen geométricamente mejores que empleando la fresa cilíndrica. Efectivamente, la fresa cilíndrica puede estar sujeta a una rotación ligeramente excéntrica y a pequeñas flexiones laterales, que pueden influir en que la superficie mecanizada y la geometría de la ranura sean menos regulares. Por otra parte sobre piezas de forma especial como d ella figura B. no es posible utilizar la fresa de disco y la operación se efectúa en una fresadora vertical con fresa cilíndrica. (Fig. 11). B
A
Fig. 11
101
FRESADORA I Mecanizado de una ranura en T Para mecanizar ranuras en T se utilizan fresas especiales en T, montadas con mango cónico y acoplamiento Morse al husillo de una fresadora vertical. Si la fresa en T tiene las mismas dimensiones que la ranura, se completa la operación en una sola pasada. Por el contrario, si al fresa es de dimensiones inferiores, se efectúan otras pasadas para arrancar el exceso de material que queda todavía en el fondo y en los flancos de la ranura. En esta operación es importante eliminar continuamente las virutas, soplando aire comprimido en la dirección en que avanza la pieza. El fuerte chorro de aire comprimido exige gran atención por parte del operario, para evitar sobre todo que el polvo metálico o las virutas puedan dañarle los ojos. Por esta razón, es indispensable usar gafas de protección. Bajo cualquier aspecto, si la máquina dispone del equipo adecuado, siempre será preferible la aspiración de las virutas. (Fig. 12)
Fig. 12
102
FRESADORA I Fresado de dos rebajes laterales iguales El fresado de rebajes laterales iguales puede efectuarse tanto con una fresa de tres caras como con una fresa cilíndrica de mango o con un par de fresas. Fresado mediante par de fresas El empleo de un par de fresas cilíndrico frontales ofrece una considerable ventaja por la calidad y rapidez de la operación, pero no siempre es posible su empleo, sobre todo a causa de la falta de útiles adecuados. (Fig. 13). Por lo general, será necesario retocar uno para tenerlo de la longitud exacta. El desplazamiento S que debe efectuarse con el ancho L de las fresas se calcula de la siguiente forma: Si B es el ancho de la pieza y Q la distancia entre los dos rebajes simétricos respecto al eje de la pieza, el espesor A del rebaje será: A= B-Q 2 Fig. 13
El desplazamiento S del carro es: S=B + L - A
Es preciso disponer de dos fresas idénticas adecuadas al mecanizado. Generalmente los diámetros de las fresas son diferentes a causa de los afilados, más o menos numerosos, que hayan sufrido. Es necesario disponer, para interponer entre las dos fresas, de un separador de la amplitud deseada. (Fig. 14). Q L L
Ejemplo A
B = 100 mm Q = 60 mm L = 30 mm 1
A = B - Q = 100 - 60 = 20 mm 2 2
2
y por lo tanto: Q
B
S = B + L - A = 100 + 30 + 20 = 110 mm
B S Fig. 14
103
FRESADORA I Fresado mediante fresa cilíndrica de mango Las dimensiones de las fresas cilíndricas de mango que se utilizan para efectuar esta operación dependen de la altura y del ancho del rebaje que se desea efectuar. El diámetro deberá ser, aproximadamente vez y media el ancho del rebaje. Un diámetro demasiado pequeño presenta el peligro de flexión de la herramienta. A fin de tener un punto de partida para los desplazamientos de la pieza respecto a la fresa y fresar así los rebajes en su posición exacta, en primer lugar se pone la fresa en contacto (Fig. 15) con la cara lateral de la pieza, interponiendo una tirita de papel. A partir de este punto, mediante el tambor graduado de la mesa transversal, se regula la profundidad de las sucesivas pasadas. La profundidad de pasada se determinará cada vez según las dimensiones de la herramienta y las características del material de la pieza. (Fig. 16). El avance debe estar siempre dirigido contra la pieza, tal como se indica en la figura. Si los rebajes en cuestión exigen dimensiones precisas o deben ser utilizados para mecanizar una guía en cola de milano, el control de al cota Q deberá efectuarse con micrómetro; en los demás casos bastará el uso de un pie de rey.
A
Fig. 15
Fig. 16
104
FRESADORA I VERIFICACIÓN DE SUPERFICIES PLANAS El indicador de cuadrante es un instrumento de precisión y de gran sensibilidad. Es utilizado sea en la verificación de medidas, superficies planas, concentricidad y paralelismo o en lecturas directas. Escala
10
La sensibilidad d ella lectura puede ser de 0,01 mm o 0,001 mm. (Fig. 1).
90 20 80 30
Limbo
70 40 60
50
Cuadrante o Dial
Funcionamiento El funcionamiento del indicador de cuadrante está basado en el movimiento de la espiga de contacto, el cual es ampliado 100 ó 1000 veces por intermedio de engranajes alojados en el cuerpo del indicador. (Fig. 2).
Espiga de contacto Palpador
Fig. 1
La escala se extiende en todo el perímetro del dial y está dividida en 100 ó 1000 partes iguales. Una vuelta completa de la aguja corresponde a un desplazamiento de 1 mm de la espiga de contacto. (Fig. 2). Así, cada división de la escala representa una centésima o milésima de milímetro, según el número de divisiones de la escala. El limbo es giratorio para permitir siempre el ajuste de la aguja con el cero de la escala. Los indicadores de cuadrante son construidos con varios diámetros de diales, según la capacidad de medición y la precisión de la lectura exigida.
Fig. 2
105
FRESADORA I La tabla siguiente indica los principales diámetros del mostrador.
Diámetro del dial (mm)
Precisión de la lectura (mm)
Capacidad de medición (mm)
30
0,01
3,5
44
0,01
3,5
58
0,01
10
58
0,001
1
Los indicadores de cuadrantes para uso, se colocan en soportes adecuados, tales como: soporte universal (Fig. 3), mármol con columna y otros para fines especiales.
Columna
Indicador
Base
Fig. 3
El palpador al hacer contacto con la superficie, sufre un desplazamiento, el cual es registrado en el dial por medio de la aguja. Por intermedio del limbo, se hace coincidir el cero de la escala con la posición de la aguja. La verificación de la superficie se obtiene, desplazándose el soporte con el indicador del cuadrante de manera que el palpador recorra los diversos puntos de la superficie. Durante este procedimiento, se observan las variaciones de la superficie, mirando las variaciones de la aguja. Estas variaciones pueden ser para la derecha del cero, indicando una elevación o para la izquierda del cero, indicando una depresión.
106
FRESADORA I FRESADO DE CANAL CHAVETEROS Se desea fresar una ranura para lengüeta sobre el árbol cilíndrico, por ejemplo un árbol de transmisión por embrague.
La ranura para lengüeta debe ser paralela y simétrica respecto al eje sobre el que va fresada. (Fig. 1). El árbol, si es de pequeñas dimensiones, se fija en el tornillo de mordazas. Como operación preliminar es necesario verificar la orientación del tornillo respecto a la dirección de avance de la mesa, lo que se realiza por medio de un comparador, con ayuda de una planchita de caras rectificadas.
Fig. 1
Fases principales del mecanizado El árbol sobre el que debe mecanizarse la ranura se coloca entre las mordazas del tornillo. Su posición en altura se consigue con una regla R convenientemente elegida. Si se puede disponer de un tornillo con mordazas en V horizontal será preferible su empleo, por la comodidad de bloqueo que representa.
Con el comparador se localiza la generatriz más alta del árbol apretado parcialmente en el tornillo. Mediante el movimiento de la mesa, se hace deslizar ahora la pieza bajo el comparador y se verifica así su posición horizontal. De ser necesario, se alcanzará esta posición mediante ligeros golpes de mazo sobre la pieza, una vez apretadas a fondo las mordazas del tornillo. (Fig. 2).
R
Fig. 2
107
FRESADORA I Se procede al centrado del eje del husillo con el eje de la pieza mediante una clavija cilíndrica S, fijada en una pinza P que, a su vez, va fijada al mandril P1. La clavija, en rotación se lleva hasta rozar la superficie cilíndrica de la pieza, interponiendo entre ambas una tirita de papel.
Actuando con el carro transversal, que se controla mediante el correspondiente tambor graduado, se hace coincidir la clavija con el eje de la pieza (Fig. 3).
P1
P
El desplazamiento del carro es: S
S=
(D + d ) 2
Donde: D = diámetro del árbol. d =diámetro de la clavija.
Fig. 3
Con la clavija en rotación se roza la cara del árbol en correspondencia con el eje vertical, interponiendo la tirita de papel. Actuando con la ménsula y con el carro transversal se lleva la clavija a la posición de inicio del fresado y entonces se extrae. (Fig. 4).
Fig. 4
108
FRESADORA I En lugar de la clavija, se inserta en el mandril la fresa con mango para ranuras de lenguetas, sustituyendo también, si es preciso la pinza F para adaptarla al mango de la fresa.
Las fresas más adecuadas son las fresas de dos filos, calibradas, que dan un ancho de ranura con tolerancia H7. Para conseguir esta precisión es necesario que exista un riguroso centrado de la pinza. Además, el diámetro de la fresa debe ser ligeramente inferior (alrededor de 0,02 mm) al ancho de la ranura, para compensar la inevitable excentricidad de los elementos en rotación.
La posición en altura de la fresa respecto a la pieza se controla la habitual tirita de papel bajo la herramienta que, puesta en rotación, roza con la pieza. (Fig. 5).
P
Fig. 5
Se procede al fresado de la ranura mediante varias pasadas sucesivas, con una profundidad de algunas décimas de milímetro cada una, a causa del reducido destalonado frontal S de la fresa. (Fig. 6). Al principio de cada pasada la fresa penetra con avance frontal y, puesto que su zona central no corta, la profundidad de la pasada queda limitada a la profundidad de destalonado de la propia fresa.
La longitud de la carrera se regula mediante el tornillo de avance de la mesa .
S
Par ranuras de longitud reducida el avance de la pieza se regula a mano y puede mantenerse alrededor de los 30 mm/min. por el contrario, las ranuras largas se efectuarán con avance automático.
Fig. 6
109
FRESADORA I VERIFICACIÓN DE CHAVETEROS La simetría de la ranura respecto al eje de la pieza se controla mediante un comparador y un bloque en V. Las fases del proceso de control son las siguientes: • Se introduce una cala en la ranura ligeramente forzada. • Se coloca la pieza en un bloque en V y se dispone la cala en posición horizontal sirviéndose de otras calas.
Si: B es el ancho del bloque en V. b es el espesor de la cala introducida en la ranura. será la altura a que debe quedar
La cara inferior de la cala respecto al plano de referencia. Se fija la pieza en el bloque en V con su brida. Con el comparador se determina el desnivel entre la cara superior de la cala y el plano de referencia. • Se invierte el bloque en V y se comprueba el desnivel entre la otra cara de la cala respecto al plano de referencia. • Si la ranura que se comprueba es simétrica respecto al eje de la pieza los dos desniveles serán iguales. (Fig. 1).
Fig. 1
110
b
B
B-b 2
B-b 2
FRESADORA I Fresas para Chaveteros Woodruff Son fresas circulares que se usan para cortar asientos de chavetas semicirculares para ajustarse a una chaveta Woodruff del mismo radio. (Fig.2).
Todas las fresas desde 8mm., de diámetro se hacen con vástago recto de 13 mm, de diámetro. El cuello (aquella parte del vástago inmediato a la fresa) con fresas pequeñas se reduce el diámetro para permitir el corte de un asiento de chaveta a la profundidad recurrida, sin que el vástago roce el trabajo. Las fresas Woodruff de vástago recta generalmente tienen dientes generalmente en la circunferencia. Los lados se encuentran ligeramente rebajados hacia el centro para evitar rozamiento, el espesor de la fresa se mantiene dentro de tolerancias muy precisas. El número que indica el tamaño de la fresa se encuentra marcado en el vástago. Este número se interpreta de la siguiente forma: los dos últimos números dan el diámetro nominal en octavos de pulgada y los primeros números dan el ancho nominal treintadosavos de pulgada. Ejemplo: la fresa número 204 (Fig. 2) indican un tamaño de (2/32 x 3/8) y (1/16 y ½). Los chaveteros Woodruff se emplean para fijar engranajes, poleas, etc. Fig.2
Las fresas de vástago cilíndrico se sujetan en boquillas de resorte, en un adaptador, y este se ajusta al husillo de la máquina, se construyen fresas de espiga de 2, 4, 6 y más dientes según el diámetro de la fresa y la clase de acabado, hay fresas con dientes en un extremo y de doble extremo (Fig. 3).
Doble Extremo
Fig.3
111
FRESADORA I Las fresas de espiga se usan para una gran variedad de operaciones de maquinado, tales como ranurado, perfilado, fresado de extremo y de superficie. El tamaño del trabajo y la operación que debe efectuarse son factores que deben considerarse al seleccionar una fresa de este tipo. (Fig. 3). Fig. 3
CORTADORA IZQ. ESPIRAL IZQ.
CORTADORA DER. ESPIRAL DER.
Fresas para cortar ranuras en “T” Es una fresa circular del tipo de vástago diseñado, para maquinar la parte de una ranura en T que aloja la cabeza de un perno (Fig.4). Esta fresa se construye de una sola pieza y tiene dientes alternados. El cuello se extiende de un vástago cónico Brow and Sharpe se hace ligeramente más pequeño de diámetro que la parte de la ranura T que recibe el cuerpo del perno. Estas ranuras se maquina antes de usarse la fresa para fresar ranuras. Las fresas ordinarias para ranuras T se hacen para maquinar ranuras en mesa de trabajo para que se ajusten a pernos normales T. Cuyos diámetros varían sw ¼” a 2-49/64”. Fig. 4
112
FRESADORA I AVANCES DE PROFUNDIDAD DE CORTE PARA FRESAS El corte de los materiales por medio de las fresas se hace combinado su movimiento de rotación (Mr) con el avance del material (Ma). Para trabajar correctamente, consideraremos en forma muy simplificada lo que acontece durante el corte con los dientes laterales de una fresa.
B
2
P
1
C Ma.
H
El diente (2) que le sigue, entrará en contacto en el punto (C) del material, cuando llegue a la posición que tiene el (1) en la figura, y dejará de cortar en el punto (D). para ese entonces habrá cortado el material que corresponde al área rayada (BCD), en forma de coma, que se denomina “Sección de viruta”.
D
A
h´
En un momento dado, el diente (1) estará en contacto con el material (Fig. 1) en el punto (A) y continuará hasta el punto (B) debido al giro de la fresa.
3
e
Fig. 1
Avance por diente (e) La distancia (e) que hay entre las trayectorias de dos dientes consecutivos, como lo son el (1) y el (2), denomina avance por diente y se expresa en milímetros. Por ejemplo e = 1 mm. Avance por vuelta (a) Cuando el diente haya dado una vuelta completa volverá a ponerse en contacto con el material, pero entre tanto cada diente de la fresa habrá cortado una viruta. Si la fresa tiene (Z) dientes, el material se habrá desplazado una distancia. Z . e =a (Avance por vuelta) Por ejemplo, si la fresa tiene ocho dientes (Z=8) y el material avanza 1 mm por cada diente (e=1 mm), el avance por vuelta será: a= Z . e = 8 x 1 = 8 mm.
113
FRESADORA I Revoluciones por minuto (N) Se llama así la cantidad de vueltas completas que da la fresa en un minuto. Se designa con la letra (N). Por ejemplo N=800 1/min significa que hace 800 vueltas por minuto. Avance por minuto (A) Si sabemos cuanto avanza el material cada vuelta de la fresa (avance a), y conocemos el número de revoluciones por minuto (N), podemos calcular el avance del material por minuto. Este dato es importante, ya que es lo que se fija en la caja de avances de la fresadora. Por ejemplo si e = 1 mm;
Z = 8;
N = 200
El avance por minuto a = e . Z . N = 1 x 8 x 200 = 1.600 mm/minuto. Tabla Avances por diente en mm
Material
Fresas de dientes Tallados
Fresas de dientes Postizos
Acero
0,05
a
0,2
0,05
a
1
Hierro fundido
0,1
a
0,5
0,1
a
2
Bronce
0,1
a
0,3
0,1
a
1,5
Aluminio
0,05
a
0,15
0,05
a
0,6
Veamos ahora un ejemplo real de cálculo de avance por minuto Número de dientes de la fresa
Z = 10
Número de revoluciones por minuto (1/min) Avance por diente
N = 100
e = 0,1 mm
Avance por minuto del material A = e . Z . N = 0,1 x 10 x 100 = 100 mm/minuto. Con este resultado vamos a la máquina y observamos cuáles son los avances disponibles. Si no hay de A = 100 m/minuto, elegimos el menor inmediato, por ejemplo, A = 96 mm/minuto.
114
FRESADORA I Profundidad de corte (Pr) La diferencia entre la altura (h) del material antes del corte y la altura (h´) después del corte, se llama profundidad de corte (Pr). Es lo que la fresa penetró en la pieza para quitar la capa de material, comúnmente conocida con el nombre de pasada. (Fig. 1). Fresado tangencial Cuando la fresa corta con los dientes laterales, como se muestra en la Fig. 2 se le denomina fresado tangencial. Se puede deducir que cada diente, al cortar deja sobre el material una
e
D
b
curva y que la trayectoria de dos dientes consecutivos determina una cresta (P). esta cresta se repite para cada corte de cada diente, dejando una ondulación sobre el material, característica en esta forma de fresar.
P
Cuando esas crestas tienen una altura (b) que se desea disminuir para tener un mejor estado superficial una forma es disminuyendo el avance (e) y aumentando el diámetro de la fresa. (Fig. 3).
Fig. 2
e´
Fresado frontal Se llama fresado frontal aquel en que la superficie perpendicular al eje de al fresa tiene una terminación producida por los dientes frontales, mientras los laterales trabajan tangencialmente. (Fig. 4). Los dientes frontales tienen su filo coincidiendo con el plano de la superficie trabajada; por tanto, la rotación de la fresa y la traslación simultáneamente del material permiten obtener una superficie plana sin las crestas características del fresado tangencial. Esto haría preferible, de ser posible, trabajar con fresado frontal. Sin embargo conviene advertir que cualquier descentrado de la fresa o su afilado incorrecto hace que en un diente esté más bajo que los otros y entonces su trayectoria queda marcada en el material, perjudicando el acabado.
b´
D´
Fig. 3 Superficie trabajada con fresado tangencial
Mr
Superficie trabajada con fresado frontal
Ma
Fig. 4
115
FRESADORA I CÁLCULO DE TIEMPO DE PROCESAMIENTO EN EL FRESADO l .. lu la L d n a sz s s´ i th
= longitud de pieza a trabajar = movimiento pérdido = arranque = longitud de fresado total = diámetro de la fresa = número de revoluciones de la fresa (1/min) = profundidad de corte = avance por diente (mm) = avance por revolución (mm) = velocidad de avance (mm/min) = número de cortes = tiempo - máquina (min)
1. Cálculo de la
a
d
.. lu
l
Aplicando el teorema de Pitágoras se obtiene: 2 ( d ) = la + ( d - a)2 2 2 2 2 2 2 ( d ) = la + d - 2 . d . a + a 2 4 4 2 2 la = d . a - a 2
la
la
L
2. Cálculo de s´
L
2
= d.a-a .. = l + la + lu
Avance para 1 diente Avance para 1 revolución avance para n rev.
sz
s s´ s´
= sz(mm) = sz . Z (mm) = sz . Z . n = s . n (mm/min)
a s’ su
3. Cálculo de th
tiempo de trabajo
=
trayecto avanzado velocidad de avance
th = L . i = L . i s.n s´
4. Resumen
Para el cálculo del tiempo-máquina en trabajos de fresado vale th = L . I = mm . min s . n mm . 1
116
FRESADORA I 5. Ejemplo
n
Una fresa cilíndrica de 80 mm de diámetro tiene 9 dientes. Con esta fresa se quiere mecanizar una pieza de trabajo de 240 mm de longitud con 4 mm de movimiento perdido y 5 mm de profundidad de fresado. Habiendo ajustado una velocidad de corte de 12 m/min y un avance de diente de 0,15 mm, calcule el tiempo-máquina.
buscando
th
s´ l
dado
d z v sz l lu i
= = = = = = =
80 mm 9 12 m/min 0,15 mm 240 mm 4 mm 1
raciocinio previo tiempo = trayecto avanzado / velocidad de avance
Solución 263,4 mm . 1 = 1,35 mm . 48 1/min
th = L . i s.n
= 4,07 min
L = l + lu + la = 240mm + 4mm + 19,4mm = 263,4 mm 2 la = d . a - a =
2
80 mm . 5 mm - 52 mm = 19,4 min
s = sz . z = 0,15 mm . 9 = 1,35 mm v = d . 3,14 . n 1000 n = v . 1000 = 12 m/min . 1000 d . 3,14 80 mm . 3,14 Atención Pequeños pasos facilitan la solución.
117
48 1/min
FRESADORA I CÁLCULO DE FIGURAS INSCRITAS D = diámetro e = longitud de diagonales centrales
s = entrecaras (también SW)
1. Cuadrado
Según el teorema de Pitágoras se obtiene 2
2 2 s2 = r + r = 2 . r
s
s2 = s 1,414 2 D= s 2 1,414 r =
D = 1,414 . s
D=e
2. Hexágono
Partiendo nuevamente de Pitágoras 2 2 2 D = s + ( D) 2
s
2 2 2 2 s = D - D = 3 D 4 4
D= D 2
D=e
3. Triángulo
2.s 4 . s2 2 = 1,732
D = 1,155 . s Aquí también se parte de Pitágoras 2 D2= a + ( D ) 2
2
a
2
a
Deducción El lado a al lado s del hexágono
a a
Conclusión D = 1,155 . A
D
4. Ejemplo
De un acero redondo de 48 mm se quiere fresar el mayor hexágono posible con arista viva. Calcúlese la longitud de entrecaras en mm. Buscado
s
Dado
D = 48 mm e raciocinio previo
Solución
D = 1,155 . s el teorema de P. es aplicable
D=e
S
119
s =
D 48 mm = 1,155 1,155
s = 41,56 mm 118
FRESADORA I METALES PESADOS - COBRE Y ALEACIONES Cobre, símbolo Cu (cuprum) Es el metal de consumo más antiguo, y que junto con el aluminio es un metal no férreo importante. Resulta inestimable en la electrónica y construcción de maquinaria. Es un metal metálico no ferroso, de color rojo, encontrado en la naturaleza en forma de mineral. Después de fundido, el cobre es buen conductor del calor y de la electricidad. Puede ser laminado, trefilado y forjado. Estas propiedades permiten utilizarlo en la fabricación de cables eléctricos, tubos para vapor y gas, y láminas en general. Es fundamental su empleo en las aleaciones no ferrosas. Por ser bastante blando, el cobre exige que als herramientas de corte tengan las superficies bien pulidas, para evitar que las virutas se agarren. Puede ser endurecido, para ciertos trabajos, por medio de golpes. Puede ser ablandado, calentándolo y, en seguida, enfriándolo en agua. El cobre se utiliza, además en el recubrimiento base de las piezas sometidas a procesos de galvanoplastía (niquelado, cromado y otros). Formas comerciales El cobre se fabrica en forma de barras cuadradas, redondas y otros perfiles. Las redondas pueden ser: agujereadas (tubos) o macizas (alambres y cables). Se utiliza con mayor frecuencia en el campo industrial en forma de alambres, láminas y barras rectangulares de distintas dimensiones. Presentación y obtención El cobre se presenta principalmente en forma de mineral. Los minerales de cobre importantes son la calcosina (Cu2S) y la calcopirita (CuFeS2). El elemento que acompaña al cobre, el azufre, se elimina en un horno de calcinación. Se combina con el oxígeno y forma dióxido de azufre (SO2). El oxígeno prosigue la oxidación del cobre, formando óxido de cobre (CuO). Cu2S + 202
SO2 + 2 CuO
En el horno de cuba se obtiene el cobre bruto por reducción. Mediante afino al fuego y electrólisis se obtiene cobre puro.
119
FRESADORA I Propiedades Ensayo : Calentar por un extremo un redondo de acero y una varilla de cobre de la misma longitud. Si se sostienen ambos por el otro extremo, se observará una mejor conducción del calor en el cobre que en el acero. Ensayo : Si se sujeta una bola de acero duro entre una chapa de cobre y otra de acero, con dos mordazas de tornillo de sujeción, y se aprietan, se observará una huella más profunda en la chapa de cobre que en la de acero. Ensayo : Una chapa de cobre se recubre de una capa de óxido negro si se somete a la acción de una llama. Ensayo : Si se cubre una chapa de cobre con ácido acético diluido, se forma una capa verde venenosa (cardenillo). Ensayo : Si se conecta a un circuito con una fuente de tensión U = 4 V, una lámpara de incandescencia de 4 V. Si se intercalan al circuito un alambre de hierro y otro de 2 cobre de 1 m de longitud y 0,1 mm de sección, la intensidad luminosa de la lámpara es mucho menor con los alambres intercalados. Valoración Física
: Densidad r = 8,9 kg/dm3 punto de fusión 1084ºC; conductibilidad térmica frente al acero, unos ocho veces mejor; conductividad eléctrica frente al acero, unas 7 veces mejor.
Química : En el aire del cobre se oxida formando óxido de cobre (l), CuO; en atmósfera de aire húmedo, el cobre forma con el óxido de carbono una capa superficial protectora de carbonato de cobre (CuCo3). Mecánica: Resistencia a la tracción hasta 250 N/mm2, alargamiento con alambres medios, 30 a 50%; dureza: sólo un 25% de la de acero. Tecnología : El cobre puede forjarse, laminarse, repujarse, embutirse, mecanizarse con arranque de viruta, colarse y soldarse. Consideraciones: En el trabajo en frío, por ejemplo el doblado la retícula cristalina se deforma aumenta la dureza y la resistencia, pero disminuye el alargamiento de rotura y la tenacidad. Mediante un recocido intermedio a 600ºC se elimina la dureza generada. En estado líquido el cobre absorbe gases (oxígeno, dióxido de carbono), por lo que los bloques de cobre colados presentan poros. Para el mecanizado con arranque se elige un ángulo de viruta grande. Se forman virutas grandes y rizadas.
120
FRESADORA I Aleaciones de cobre Las aleaciones de cobre se forman con dos o más substancias. Componentes de las aleaciones son el cinc, el estaño, el níquel, el aluminio y el hierro. Se distinguen entre aleaciones maleables y aleaciones de colada. Las aleaciones de cobre se indican por sus componentes. Aleaciones de cobre y cinc Están normalizadas en DIN 17660. Sus propiedades características son buena colabilidad, mecanizabilidad, resistencia a la corrosión y templabilidad en frío. La dureza aumenta con el contenido de cinc. Suelen denominarse con el nombre genérico de latón si bien éste lleva otros componentes en pequeñas proporciones en su aleación. Aleaciones de cobre, níquel y cinc Están normalizadas en DIN 17663. Mediante la adición de níquel esta aleación adquiere un color blanco de plata. Se emplea para aparatos de precisión, joyas, vitrinas, regletas, cajas de compases. Se conocen con los nombres vulgares de plata alemana y alpaca. Aleaciones de cobre y estaño Están normalizadas en DIN 17662. Se componen de un 60% de cobre como mínimo y cinc como principal aditivo. Sus propiedades características son alta resistencia mecánica y a al corrosión así como buenas cualidades de deslizamiento. Las aleaciones de cobre y cinc se emplean como material para cojinetes, ruedas helicoidales, tubos, membranas, muelles y manómetros. Se conocen con el nombre genérico de bronce. Aleaciones de cobre y aluminio Están normalizadas en DIN 17665; las piezas de acero sometidas al ataque del agua y soluciones ácidas pueden ser sustituidas por una aleación de cobre y aluminio; la aleación se compone de un 70% de cobre y como elemento principal aleado el aluminio. Ejemplos: CuAl 8 Fe - Chapas para aparatos químicos. CuAl 10 Fe - Piezas resistentes a la oxidación, tales como árboles y tornillos. CuAl 9 Mz - Piezas de cojinetes, ruedas dentadas y tornillos sin fin.
121
FRESADORA I
Aleaciones de cobre, DIN 17660 a DIN 17663, ejemplos
Símbolo
Composición en % de masa
Propiedades Aplicaciones
Aleación de Cobre y cinc CuZn 39 Pb2
Cu 58,5 ... 59,5 Pb 1,5 ... 2,3 Zn Resto
Troqueable, conformable poca conformación en frío por plegado, roblonado
Aleación de Cobre y estaño
Sn 5,5 ... 7,5 Cu Resto
Flejes, cojinetes muelles.
Aleación de Cobre y níquel Cinc CuNi 12Zn24
Ni 11 ... 13 Zn 24... 26 Cu Resto
Compensible, maleable; apropiado para trabajarlo con arranque de viruta.
Mecanización de una aleación maleable de cobre y cinc Mediante la conformación en frío aumentan notablemente la resistencia y la dureza, disminuyendo el alargamiento. Después de un recocido suave aumenta el alargamiento y disminuye la resistencia.
Ensayos: • Una tira de metal recocido se dobla fácilmente y conserva la forma adquirida. • Si la tira de metal se forja en frío, después se dobla con más dificultad y es menos elástica; la dureza y la resistencia han aumentado. • Si se somete la tira una vez endurecida a un recocido suave, vuelve a ser blanda y maleable. Latón (CuZn): Es una aleación de cobre y cinc en la proporción mínima del 50% del primero. Su color amarillento y se aproxima al color del cobre conforme aumenta la proporción de éste. Color del latón de acuerdo con el porcentaje de cobre Porcentaje de Cobre (%) Color
60
60 a 63
Amarillo Amarillo Oro rojizo
67 a 72
80 a 85
90
Amarillo verdoso
Rojo claro
Rojo oro
122
más de 90 Color cobre
FRESADORA I Aplicaciones : En bisagras, material eléctrico, radiadores, tornillos, bujes, quincallería y otros. Propiedades : El latón puede ser laminado y trefilado en frío y en caliente, transformándose en chapas, hilos, barras y perfiles. El laminado y el trefilado en frío aumentan aproximadamente en 1,8 veces la resistencia y la dureza; por eso se pude fabricar latones de diversas durezas: blando, semiduro y duro. El latón es más resistente que el cobre. El semiduro tiene una resistencia de 1,2 veces mayor que el blando. El latón se funde con facilidad; por eso, es utilizado en la fabricación de varillas para soldadura. Bronce( CuSn): Es una aleación de cobre, estaño y otros metales, tales como: plomo, cinc y otros, donde el porcentaje mínimo de cobre es de 60%. Aplicaciones : En válvulas de alta presión, tuercas de los tornillos patrones de las máquinas, ruedas dentadas, tornillos sin fin, bujes, etc. Propiedades : En comparación con el cobre, los bronces tienen resistencia más elevada y son más fáciles de fundir. Tienen, según su aleación, buenas características de deslizamiento y de conducción eléctrica. Son resistentes a la corrosión y al desgaste. Clasificación: Por su composición, los bronces se clasifican en: bronces de estaño, de aluminio, al manganeso, al plomo, al cinc y fosforoso. a) Bronce de estaño: Es una aleación de cobre y estaño. La proporción varía de rojo dorado a amarillo rojizo. Propiedades: Es duro y resistente a la corrosión. Aplicaciones: Debido a su fácil fusión y a su resistencia al desgaste por rozamiento, se utiliza para bujes de cojinetes y piezas de válvulas. Es fácilmente maquinado. Se usa en las construcciones navales, debido a sus propiedades anticorrosivas y as u resistencia.
123
FRESADORA I
b) Bronce de aluminio (CuAl): Es una aleación con un contenido del 4% al 9% de aluminio. Su color es parecido al del latón. Propiedades: Es muy resistente a la corrosión y al desgaste. Su fundición presenta dificultades; sin embargo se puede trabajar, bien en frío o en caliente en la laminación y trefilado, se puede obtener placas, láminas, hilos y tubos para la industria química. Aplicaciones: Debido a sus buenas cualidades, relativas al rozamiento y resistencia al desgaste, se emplea en la fabricación de bujes, tornillos sin fin y ruedas dentadas. c) Bronce al manganeso(CuMn): Es una aleación de manganeso en la que predomina el color. Su color varía del amarillo al gris. El manganeso es un metal que no se utiliza estando puro sino en aleaciones con otros metales. Propiedades: Posee buenas condiciones de dureza y no se altera con el agua del mar, ni con las detergentes. Resiste bien al calor. Aplicaciones: Se utiliza en electrónica, como hilos para resistencias y piezas en contacto con vapor y agua de mar. d) Bronce fosforoso (CuSnP): Es una aleación de cobre, estaño y una cantidad de fósforo (material en forma de mineral del grupo de metaloides). Propiedades: Es resistente al desgaste y anticorrosivo. Aplicaciones: Se emplea en la fabricación de bujes para cojinetes de deslizamiento, ruedas dentadas helicoidales y piezas de construcciones navales.
124
FRESADORA I
6,5
ACOTADO DE RADIOS 1. Los círculos se dibujan con dos ejes perpendiculares. Dichos ejes se cortan en el trazo. Comienzan y concluyen también en trazos. Ejes cortos se simplifican en líneas continuas finas. El diámetro se marca con dos flechas que tocan la línea de circunferencia o fuera de la pieza con líneas auxiliares. En ese caso se prescinde del símbolo de diámetro.
0
2
30
20
2. En círculos muy pequeños se pone la cota de diámetro con una flecha de referencia tocando el círculo. En ese caso se antepone a la cifra el símbolo de diámetro f (7/10 h). Lo mismo sucede si se puede dibujar sólo la flecha. Si falta espacio se pueden anotar las cotas de diámetro con una flecha exterior tocando la línea de referencia
f4
f1
f 40 f 34
14
f 38
23
R2
5
R6
4. Los radios se caracterizan con una R y se indican con una sola flecha tocando la línea de circunferencia. Se fija el centro por medio de dos ejes. En casos obvios se puede prescindir de indicar el centro.
R 40
R
4
R1
3. Si hay varios diámetros iguales, sólo se acota uno. Los ejes pueden usarse como líneas auxiliares. Se prolongan fuera del círculo con líneas continuas finas. La distancia entre agujeros se refiere siempre al centro del agujero.
R 80
8
3
5. Si el punto central de un radio grande se encuentra fuera de los límites del dibujo, hay que indicar la cota del radio con una línea quebrada en dos ángulos rectos. La prolongación de la línea de cota indica el punto central del radio. 6. La acotación de agujeros alargados debe tener la forma de producción. Se pueden acotar los centros o las aristas del agujero. 8
28
20 125
FRESADORA I ACOTADO DE RADIOS La línea de cota de los radios tiene una sola flecha, que toca el redondeamiento o curva (Figuras 1, 2, 3 y 4)
8
R
5
R
4
R
20
R
Fig. 1
Fig. 3
Fig. 2
Fig. 4
En curvas de radio grande, la línea de cota se traza desde el centro de la curva hacia ésta y la flecha desde el interior dirigida hacia la curva. La cota se pone sobre la línea de cota. Nota: La línea de cota se traza sin interrupción en todos los casos de acotado de radios. En curvas de radio pequeño, la línea de cota se traza desde el exterior hacia el centro de la curva y la flecha desde el exterior con dirección hacia adentro, centro de redondeamiento. La cota se pone sobre la línea de cota en la parte exterior. Anteriormente se indicó que el centro de los radios queda determinado por el cruce de los ejes; pero, también hay casos en que se utiliza una (+), una circunferencia pequeña de un milímetro de diámetro aproximadamente (o) o un punto ( . ) (Figs. 5, 6 y 7)
R
R
18
R
10
Fig. 6
Fig. 5
4
Fig. 7
Es el acotado de radios, cuyo centro “no está señalado”, se presentan dos casos: Curvas de radio pequeño y radio grande. En ambos casos, se anotará la letra mayúscula (R) delante de la cota (Figs. 8, 9, 10 y 11). R2 R4
0
R60
R3
Fig. 8
Fig. 10
Fig. 9
126
Fig. 11
FRESADORA I ACOTADO DE CURVAS Las superficies curvas, exteriores o interiores de los cuerpos o piezas, se dimensionan mediante su diámetro en el caso de superficies cilíndricos exteriores (ejes) e interiores (agujeros), superficies cónicas exteriores e interiores (ejes y agujeros, respectivamente). Con su radio se acotan los redondeamientos, sea que se trate de aristas redondeadas exterior e interiormente en piezas prismáticas (ranuras y esquinas) o de extremos exteriores o interiores, y ranuras exteriores e interiores en piezas cilíndricas y cónicas. Previamente al acotado de radios y diámetros, es importante determinar los centros, tanto de las circunferencias “como de los” redondeamientos. Para determinar es necesario tener presente los siguientes casos: 1 Los centros de las circunferencias son determinados por los ejes que se cruzan (Figuras 1, 2 y 3). La línea de eje es una línea fina de trazo y punto.
32 24
24 Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
2 Los agujeros pequeños (hasta 10 mm) no llevan línea de trazo o punto. (Figuras 4, 5 y 6)
b
3
10
Fig. 4
Fig. 5
Fig. 6
22
28
3. Los centros de los redondeamientos también se determinan por los ejes que se cruzan. (Figuras 7 y 8).
Fig. 7
127
Fig. 8
FRESADORA I
6
En el acotado de curvas de radio grande, cuyo centro de redondeamiento no está dentro de los límites del dibujo y se precisa la posición del centro, se acerca dicho centro al redodeamiento trazando una línea de cota quebrada dos veces en ángulo recto (Figs. 12 y 13). Dicha línea parte en la dirección del centro en mención. La cota se pone en la proximidad de la flecha.
R1
R
00
R
30
26
0
0
8
Fig. 12
Fig. 13
Si el centro del radio se encuentra sobre una línea de eje se indica mediante un trazo transversal corto (Figs. 14, 15 y 16). La cota se pone sobre la línea de cota.
R
R5 16
R8
Fig. 14
Fig. 15
Fig. 16
En el caso de continuación del redondeamiento se marca el centro con una circunferencia pequeña de 1 mm de diámetro o una cruz pequeña ( + ) (Figs. 17 y18). La cota se pone sobre la línea de cota.
R1
5 R 2 R1
20
R
Fig. 18
Fig. 17
128
28
FRESADORA I ESQUEMA DE CANAL CHAVETERO b
t1
h
b
t1
D
Eje
Lengüeta
D
bxh
10 a 12 12 a 17 17 a 22 22 a 30 30 a 38 38 a 44 44 a 50 50 a 58 58 a 68 68 a 78 78 a 92 92 a 110 110 a 130 130 a 150 150 a 170 170 a 200 200 a 230 230 a 260 260 a 290 290 a 330 330 a 380 380 a 440 440 a 500
04 x 05 x 06 x 08 x 10 x 12 x 14 x 16 x 18 x 20 x 24 x 28 x 32 x 36 x 40 x 45 x 50 x 55 x 60 x 70 x 80 x 90 x 100 x
04 05 06 07 08 09 09 10 11 12 14 16 18 20 22 26 28 30 32 36 40 45 50
Chavetero t
b 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 24 28 32 35 40 45 50 55 60 70 80 90 100
129
2,5 3 3,5 4 4,5 4,5 5 5 6 6 7 8 9 10 11 13 14 16 18 19 20 23 25
t1
D +
1,7 2,2 2,7 3,2 3,7 3,7 4,2 5,2 5,3 6,3 7,3 8,3 9,3 10,3 11,3 12,3 14,3 15,3 16,4 18,4 20,4 22,4 25,4
FRESADORA I Chavetas de Disco DIN 122 t
t1
t
h
d
b
Chavetero b
D
3 a 4
x
t
t1
x 1,4
0,9
D + 0,6
1, 5 x 1,4
0,9
1
1, 5 x 2,6
2,1
x 2,6
1,8
2 2
13 a 17
h
Chavetero t
6
x 9
7,4
22 a 28 6
x 10
8,4
6
x 11
9,4
6
x 13
11,4
8
x 11
9,5
8
x 13
11,5
28 a 38 8
x 15
13,5
8
x 16
14,5
8
x 17
15,5
t1
D + 1,8
D + 0,9
5 a 7
9 a 13
x
D + 0,6
4 a 5
7 a 9
b
D
h
x 3,7
2,5 x 3,7
2,9 2,9
3
x 3,7
2,5
3
x 5
3,8
D + 0,9
D + 1,3
3
x 6,5
5,3
4
x 5
3,8
10
x 16
14
4
x 6,5
5,3
38 a 48 10
x 17
15
D + 1,4 4
x 7,5
6,3
10
x 19
17
5
x 6,5
4,9
10
x 24
22
5
x 7,5
5,9
48 a 58 12
x 19
16,5
5
x 9
7,4
12
x 24
21,5
17 a 22
5
x 10
D + 1,7
D + 1,8
8,4
130
D + 2,2
D + 2,7
FRESADORA I Chavetas Encajadas (sin cabeza) DIN 141 1:100
t
h
z b
t1
D
l
z = sobremetal para ajustes
D 10 12 17 22 30 38 44 50 58 68 78 92 110 130 150 170 200 230 260 290 330 380 440
a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a
12 17 22 30 38 44 50 58 68 78 92 110 130 150 170 200 230 260 290 330 380 440 500
l
b
h
z
4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 24 28 32 36 40 45 50 55 60 70 80 90 100
4 5 6 7 8 8 9 10 11 12 14 16 18 20 22 25 28 30 32 36 40 45 50
0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
131
z desde
hasta
10 10 12 20 25 30 35 45 50 60 70 80 90 100 120 160 180 -
30 40 50 70 90 120 140 180 220 200 280 300 350 400 400 400 400 -
t
t1
2,5 3 3,5 4 4,5 4,5 5 5 6 6 7 8 9 10 11 13 14 15 16 18 20 23 25
D + 1,5 2 2,5 3 3,5 3,5 4 5 5 6 7 8 9 10 11 12 14 15 16 18 20 22 25
FRESADORA I DETERMINACIÓN DE LOS COSTOS POR ACCIDENTE A. Costos para empresa o fábrica a) Costo por unidad de producción que Grava la fabricación Es el costo de unidad de producción que grava la fabricación se incluye los costos de suspensión, costos indirectos de mano de obra, pensiones y planes de pensión, seguros, impuestos, Seguro Social, combustible, fuerza motriz, alumbrado, agua, depreciación, investigación, etc. b) Costo de la mano de Obra Está determinado por: • Gastos médicos • Indemnización • Pérdida de tiempo de producción por el trabajador lesionado c) Costos de Maquinaria Incluye: • Costos de reparación de la maquinaria dañada. • Costos de pérdida del tiempo de producción. Costos del tiempo perdido de producción Días que la máquina está sin funcionar por causa del accidente. Unidades de producción por día. Costos por unidad que gravan la fabricación. d) Costos de materiales Lo conforman: • Costos de reparación de materiales dañados. • Costos de la pérdida de tiempo de producción por el material afectado. Costo del tiempo perdido de producción por el material dañado. Días perdidos por el material afectado. Producción por unidades por día. Costos por unidad que gravan la fabricación.
132
FRESADORA I e) Costos de Equipos Incluye: • Costos de reparación del equipo que resulto dañado en el accidente. •Costos de la pérdida de tiempo de producción por el equipo dañado.
Costo del tiempo perdido de producción por el material dañado. Días perdidos por el material afectado. Producción por unidades por día. Costos por unidad que gravan la fabricación.
f)
Costo total de los accidentes COSTO DE LA MANO DE OBRA= Gastos médicos + Indemnización + Tiempo perdido en la producción. + COSTO DE MAQUINAS Y HERRAMIENTAS = Daños a la máquina + tiempo perdido en la producción + COSTO DE MATERIALES = Daños a los materiales + Tiempo perdido en la producción. + COSTO TOTAL DE LOS ACCIDENTES = Daños al equipo + Tiempo perdido en la producción.
Nota: Para cada accidente utilizamos un solo tiempo perdido en la producción.
133
FRESADORA I B. COSTO PARA EL TRABAJADOR Además del sufrimiento físico, el trabajador pierde dinero cuando ocurren accidentes con .. lesiones. La pérdida económica real del trabajador es elevado, en relación con su capacidad, para soportar la carga económica extra. Por lo general, el trabajador pierde la diferencia entre la paga por incapacidad física y su sueldo regular. Si la lesión le produce una incapacidad permanente, puede sufrir la pérdida continua de salario durante el resto de su vida. Si el trabajador se lesiona fuera del centro de labores, tendrá que pagar los gastos médicos y soportar la pérdida de su salario, si la lesión lo inhabilitará para siempre.
134
FRESADORA I LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA La contaminación atmosférica puede afectar tanto a escala global (macro ecológica) como local (micro ecológica), pudiéndose situar el origen de la misma en la acción del hombre (antropogénico) o simplemente en causas naturales (telúrico). Aunque se desconoce el total de contaminantes en la atmósfera y la forma que éstos tienen de actuar, un buen número de ellos están perfectamente identificados, así como la forma de interferir con el medio y los efectos que producen. La actividad contaminante introduce ciertos desequilibrios en los ciclos biogeoquímicos (carbono, nitrógeno, oxígeno, azufre, fósforo, ...) lo que puede llegar a provocar reacciones de consecuencias impredecibles para la Biosfera y, por tanto, para el conjunto de nuestro Planeta, amenazando un desarrollo sostenible que pueda garantizar la pervivencia, en condiciones adecuadas, a las generaciones futuras. Las emisiones a la atmósfera tienen lugar en forma de gases, vapores, polvos y aerosoles así como de diversas formas de energía (contaminación térmica, radiactiva, fotoquímica, etc), quedando los contaminantes suspendidos en ella y produciendo la degradación del medio ambiente en su conjunto. El control racional de la contaminación del aire tiene su primer antecedente en cuatro suposiciones básicas desarrolladas por la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia (American Association for the Advancement of Science. Air Conservation. Washington, D.C., 1965.): • El aire es de dominio público. Suposición necesaria para tratar la contaminación del aire como un problema público. • La contaminación del aire constituye un concomitante inevitable de la vida moderna. Ello nos lleva al establecimiento de normas y programas a fin de conservar la atmósfera para que cumpla su función biológica más esencial. • Se pueden aplicar los conocimientos científicos para delinear las normas públicas. Y además se deben. • Los métodos para reducir la contaminación del aire no deben aumentar dicha contaminación en otros sectores del ambiente. Situación a veces olvidada por algunos responsables públicos y directivos de empresas sin escrúpulos. Contaminantes más frecuentes. efectos y posibles tratamientos. Contaminantes primarios: O emitidos directamente por la fuente, como aerosoles, óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, hidrocarburos, monóxido de carbono y otros menos frecuentes como halógenos y sus derivados (Cl2, HF, HCl, haluros,...), arsénico y sus derivados, ciertos componentes orgánicos, metales pesados como Pb, Hg, Cu, Zn, etc y partículas minerales (asbesto y amianto). Contaminantes secundarios: Se forman por reacción de los primarios con los componentes naturales de la atmósfera, existiendo una gran familia de sustancias producidas por reacciones fotoquímicas. Comprende al ozono, aldehídos, cetonas, ácidos, peróxido de hidrógeno, nitrato de peroxiacetilo, radicales libres y otras de diverso origen como sulfatos (del SO2) y nitratos (del No2), la contaminación radiactiva a partir de radiaciones ionizantes o la contaminación sonora a expensas del ruido. 135
FRESADORA I Aerosoles y partículas Constituyen una amplia gama de contaminantes formados por polvo grueso (mayor de 100 mm), polvo fino (menor de 100 mm de diámetro), vapores (0,001-1 mm) y neblinas (0,1-10 mm). Por tanto, en el aire podemos encontrar partículas desde 0,001 a 500 mm, teniendo las más pequeñas (menores de 0,1 mm) un comportamiento similar al de las moléculas, caracterizándose por grandes movimientos aleatorios causados por los choques con las moléculas de gas. Las partículas cuyo tamaño está comprendido entre 1 y 20 mm tienden a seguir el movimiento del gas por el que son llevadas mientras que si el tamaño es mayor de 20 mm muestran velocidades de sedimentación considerables por lo que el aire las arrastra durante períodos relativamente cortos. Las partículas son un componente natural de la atmósfera e incluyen productos de procedencia variada: condensación de procesos naturales (incendios forestales, volcanes), de reacción de trazas de gases (cloruro de amonio, sales de sulfatos y nitratos) y materiales dispersados desde la superficie de la Tierra (sales de los océanos y polvo mineral de los continentes). A todas ellas hay que sumar las introducidas por el hombre como resultado de combustiones y procesos de incineración. El transporte atmosférico de partículas supone una de las mayores fuentes de dispersión de contaminantes, además de por la posible naturaleza de la partícula, sobre todo porque pueden servir de sustrato para la fijación de otras sustancias, describiéndose un intenso efecto sinérgico al proveer una superficie para la oxidación del dióxido de azufre a ácido sulfúrico, el cual puede permanecer absorbido en la misma. Para su eliminación y tratamiento se utilizan diversos dispositivos como cámaras de sedimentación por gravedad, separadores ciclónicos (centrífugos), colectores húmedos, filtros de tela y precipitadores electrostáticos.
Monóxido de carbono. Gas incoloro, inodoro, de menor densidad que el aire, inflamable, tóxico y muy estable (vida media en la atmósfera, 2-4 meses). Sus emisiones se estiman en más de 2.300 millones de toneladas (GKg) anuales del que un 90% es de origen antropogénico (O'Neill). No afecta a los materiales aunque sí a las plantas si su concentración supera las 100 ppm. En el hombre puede provocar la muerte cuando la concentración supera las 750 ppm, al competir con el O2 por la hemoglobina en la respiración debido a que es 210 veces más afín que éste. El CO es un producto intermedio en las combustiones, siendo máxima su emisión cuando se utilizan mezclas pobres de O2. Se ha identificado también como resultado de la descomposición a elevada temperatura del CO2 resultante. Su tratamiento adecuado requiere una buena aireación en los procesos de combustión y un control adecuado de la temperatura. 136
FRESADORA I Alteraciones Macro ecológicas en la atmósfera. • Lluvias ácidas. • Efectos Invernadero • Destrucción de la capa de ozono Alteraciones locales de la atmósfera terrestre: contaminación de las grandes áreas urbanas. Smog fotoquímico. Las grandes urbes están expuestas además a procesos de contaminación específicos como consecuencia de las emisiones propias de la ciudad entre las que cabe destacar partículas y aerosoles procedentes de las calderas de calefacciones domésticas y, sobre todo, por las emisiones de los vehículos a motor. Entre los contaminantes propios de este medio está el Pb, procedente de las gasolinas. Capítulo aparte merecen los óxidos de nitrógeno emitidos en la combustión interna de los motores de dichos vehículos (son los principales responsables del "smog" o "neblumo" fotoquímico), así como los hidrocarburos volátiles y otros precursores del ozono troposférico, que junto a los aerosoles y partículas, dan como resultado una atmósfera que deja pasar de un 15 a un 30% menos de luz.
Radiaciones. Procedentes de numerosas fuentes y de un amplísimo espectro, aunque sus dosis suelen ser irrelevantes, produciendo una acumulación de escasa importancia.
Ruido. Procedente, mayoritariamente, de la combustión interna y el desplazamiento de los vehículos a motor. Aunque no provoca un daño directo importante, sí que genera desarreglos de conducta y malhumor, empeorando la calidad de vida.
137
FRESADORA I
HOJA DE TRABAJO TECNOLOGÍA ESPECÍFICA 1. ¿Cuáles son las diferencias entre el Fresado en Contradirección y Fresado Paralelo? 2. ¿En que consiste el fresado frontal? 3. ¿Cuáles son las características de la fresadora universal? 4. ¿Describa como se realiza el montaje de la fresa frontal de dos cortes? 5. ¿Qué fresa se y utilizan para tallar ranuras? 6. ¿Qué fresas se utilizan para tallar canal chavetero? 7. ¿Cuáles son los minerales principales que se obtiene del cobre? 8. ¿Cuáles son las aleaciones principales que se utilizan para el cobre ? 9. ¿Qué elementos de aleación se contiene el latón? 10. ¿Qué elementos de aleación se contiene el bronce? 11. ¿Cuáles son los costos que se consideran en la reparación de una máquina o equipo? 12. ¿Cómo que se considera el costo total de los accidentes?
138
FRESADORA I 1
Ejercicios 1.
Calcule el arranque de fresado para una fresa cilíndrica de 65 mm con una profundidad de corte de 4 mm.
2.
Una pieza de trabajo de 450 mm de longitud ha de ser mecanizada con una fresa cilíndrica de 75 mm de diámetro. Siendo el movimiento perdido de 4 mm y la profundidad de corte 3 mm, calcule la longitud de fresado total.
3.
¿Cuál es el avance de fresado por revolución para una fresa de 14 dientes y 0,06 mm de avance por diente?
4.
Calcule el avance por minuto para una fresa frontal que trabaja con un número de revoluciones de 110 1/min y un avance/revolución de 0,05 mm.
5.
Una fresa frontal de 10 dientes tiene un avance/revolución de 0,5 mm. calcule el avance por diente.
6.
¿Con qué velocidad de avance (mm/min) trabaja una fresa frontal que recorre en 10 min un trayecto de fresado de 300 mm de longitud?
7.
¿Qué longitud de fresado se alcanza con una fresa cilíndrica frontal con un avance de 70 mm/min en 3,5 min?
8.
Para el desbastado de un listón de 220x350 mm se emplea una fresa cilíndrica de alto rendimiento de 90 mm de diámetro y 120 mm de ancho de fresado con 8 dientes. Calcule el tiempomáquina cuando la profundidad de corte es de 5 mm, el avance/diente 0,2 mm, el número de revoluciones 50 1/min y el movimiento perdido 10 mm.
9.
¿Cuál es el número de revoluciones de una fresa cilíndrica de 60 mm con una velocidad de corte de 14 m/min?
a
a
Tiempo de procesamiento en el fresado
la
2
a
la
3-7 s
Z
s
10-11 n
H
h
a
u
L
b
n
9
d
10. Con una fresa cilíndrica de 80 mm ha de fresarse una placa de 78 mm de espesor a un espesor de 60 mm. calcule el tiempomáquina para una profundidad de corte de 6 mm, un avance/rev. De 1,1 mm, una velocidad de corte de 14 m/min y cuando se ajusta un movimiento perdido de 10 mm para una longitud de placa de 620 mm (sector de revoluciones: 60 - 95 - 120…1/min).
12
t
11. Calcule para una fresa cilíndrica de 100 mm de ancho el volumen de virutaje en cm3/min cuando se trabaja con una profundidad de corte de 5 mm y un avance de 70 mm/min. la
12. Con una fresa para ranuras de 20 mm se hace una ranura de 12 mm de profundidad en un árbol de 250 mm de longitud. ¿Cuál es el tiempo -máquina cuando se cuenta con una profundidad de corte de 4 mm, un avance de 25 mm/min y un arranque de ½ d? 139
FRESADORA I 1,2
Ejercicios
Figuras inscritas
s
1. ¿Qué diámetro de árbol corresponde a un pivote cuadrado de 35 mm de lado? 2. Del extremo de un árbol de 60 mm de diámetro se quiere sacar el mayor cuadrado posible. ¿Qué longitud tendrá el lado?
D
3. Se desea transformar la superficie de un círculo de 44,18 cm2 en una superficie cuadrada equivalente. Calcule el lado.
4
4. En el extremo de un acero redondo de 85 mm se quiere fresar un cuadrado de arista viva. ¿Qué tanto por ciento ha de fresarse? 5. En un árbol hexagonal se mide una longitud de entrecaras de 75 mm. ¿Cuál es el diámetro de árbol necesario?
D
6. El extremo de una barra de 55 mm de diámetro ha de recibir por fresado el mayor hexágono posible. Calcule la longitud de entrecaras.
5,6 D
7. Se quiere fabricar de un circulo de 1963,5 cm2 el mayor hexágono. ¿qué porcentaje es desperdicios? W
8
D
8. De un acero redondo de 80 cm de longitud y 56 mm de diámetro se elabora una columna hexagonal de arista viva. Calcule la longitud de entrecaras y la sección transversal de la columna elaborada . 9. El triángulo de una llave tubular tiene 12 mm de lado. ¿Cuál es el diámetro de la circunferencia circunscrita? 10.Un bulón de 45 mm recibe un triángulo equilátero de canto vivo. Calcule la longitud del lado.
L
11.En el extremo de un acero redondo de 40 mm se quiere fresar un triángulo equilátero ¿Cuál es la sección transversal dela cero triangular?
9-11
12.En una espiga redonda de 63,61 cm2 de superficie de sección transversal se quiere fresar un triángulo de arista viva. ¿Qué porcentaje será fresado?
D
13.Para un montaje octogonal se necesitan 85 mm de entrecaras. ¿Qué diámetro de barra se requiere?
a
14a a
14.Determine para las siguientes figuras el diámetro de la circunferencias inscrita y circunscrita: d
a) Para un triángulo equilátero con 30 mm de lado. b) Para un cuadrado con 30 mm de lado. c) Para un hexágono con 30 mm de diagonal central. a
140
FRESADORA I HOJA DE TRABAJO DIBUJO TÉCNICO 1. Dibujar la vista principal y acotar según norma Chaveta de Seguridad Dimensiones exteriores : 30 x 18 Espesor :2 Diámetro del agujero : 8, central Curvatura : D = 18 Ancho del lóbulo izquierdo : 8 Ancho del lóbulo derecho : 5 Líneas de referencia : ejes de simetría
2. Dibujar la vista principal y acotar según norma Chaveta de Cierre Dimensiones exteriores Espesor Diámetro del agujero Separación de agujeros Curvatura Recorte Líneas de referencia
: 78 x 60 :5 : 10 : 50, desde abajo 14 : R = 14 : R = 20, centro: eje del borde superior : ejes de simetría, borde inferior
141
FRESADORA I 3. Dibujar la vista principal y acotar según norma Chaveta de Oreja Dimensiones exteriores Espesor Diámetro del agujero Separación de agujeros Curvaturas Lóbulo Recorte Líneas de referencia
: 50 x 90 :5 : 30 : 55, desde abajo : arriba R=35 radio de paso: R = 5 : 20 ancho, 20 altura : R = 6, centro: eje del borde inferior eje del borde superior : ejes de simetría, borde inferior
4. Dibujar la vista principal y acotar según norma Chaveta de Guía Dimensiones exteriores Espesor Diámetro del agujero Agujero alargado Distancia entre ejes Curvatura izquierda derecha Transición Líneas de referencia
: 120 x 60 :6 : 30 : 10 ancho : 75 : D=60 : D=30 : R=38 : ejes de simetría
142
FRESADORA I
8
0
40
100
R3
85
R
10
5. Dibujar la vista principal y acotar según norma Placa de fijación para válvula de freno t= 10
60 140
6. Dibujar la vista principal y acotar según norma Junta de carburador t= 0,5
90
32 65
R1
0
45
45
8
110
143
FRESADORA I 7. Dibujar la vista principal y acotar según norma Empaquetadura de múltiple escape t= 9
60
5
0
60
75
R1
55
R2
8
70 85
8. Dibujar la vista principal y acotar según norma Distanciador de carburador doble t= 8
75 8
50 6
47
43 92 110
144
65
42
36
5
R9
FRESADORA I
R5
R5
50 R5
30
65
10
20
35
R5
20
(100)
R3
5
9. Dibujar la vista principal y acotar según norma Ranura Transversal Soporte
70
50
10. Dibujar la vista principal y acotar según norma Ranura Transversal Soporte guía
30
35
Altura total 65 mm Centro del agujero 40 mm desde abajo
20
20
10
R
5 7,
50
15
45
120
65
145
TAREA Nº 03 CALZO EN “V” CON RANURA • FRESAR SUPERFICIE PLANA INCLINADA
N8 Tol. +- 0,1
60 +- 0,1
60 +- 0,1
5
4
60 +- 0,1
5
22
90º
5
Nº
01 02 03 04 05 06
01 PZA.
ORDEN DE EJECUCIÓN
HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS
• Nivel y reloj comparador • Escuadra de 90º • Calibrador Vernier • Martillo de goma • Paralelas • Destornillador plano • Llave de boca 24, 27 y 34 • Llave francesa de 10” • Fresa frontal de 2 cortes • Fresa cónica y/o bicónica • Brocha de 2”
Monte el cabezal universal Monte y alinee la prensa Monte y alinee el material Monte la portafresa y la fresa Frese Verifique las medidas
01 CANT.
BLOQUE PRISMATICO EN “V” DENOMINACIÓN
60 x 60 x 60 NORMA / DIMENSIONES
CALZO EN “V” CON RANURA
34 CrNi6 MATERIAL HT
OBSERVACIONES
03/MM
TIEMPO: 1 6 H r s .
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
ESCALA: 1 : 1
REF. HO-11 HOJA: 1 / 1 2003
FRESADORA I OPERACIÓN: FRESAR SUPERFICIE PLANA INCLINADA Esta operación consiste en obtener superficies planas inclinadas respecto a la mesa, mediante fresado. Para lograrlo se recurre a la inclinación de la herramienta o a la reproducción del perfil de la fresa. (Figs. 1 y 2). Se aplica en la construcción de bloques prismáticos en V y superficies planas e inclinadas (cola de milano).
Fig. 1
Fig. 2
PROCESO DE EJECUCIÓN 1ºPASO
: Monte el cabezal universal.
2º PASO : Monte y alinee la prensa. 3º PASO : Monte el material. 4º PASO : Monte el porta fresa y fresa. 5º PASO : Frese a) Incline el cabezal universal en el ángulo conveniente. OBSERVACIONES Fig. 3
Para obtener la inclinación mediante fresado gire el cabezal universal en el mismo ángulo que se desea obtener en la pieza. (Fig. 3).
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
147
REF. H.O.11 MM 1 / 2
FRESADORA I b) Regule las revoluciones y la velocidad de corte. c) Aproxime la fresa sobre el material. d) Ponga en funcionamiento la fresadora y avance manualmente. e) Efectúe otras pasadas (si fuese necesario) . OBSERVACIÓN
6º Paso
: Verifique las medidas del bloque prismático en V. (Fig. 8).
Fig. 7
10
0º
25
90º
50
También puede hacerse el mecanizado de una superficie plana, inclinada copiando el perfil de una fresa. Por este procedimiento puede trabajarse con desplazamiento longitudinal o transversal, según el tipo de fresa elegido. Fig.7).
Fig. 8
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
148
REF. H.O.11 MM 2/2
FRESADORA I OPERACIÓN: FRESAR RANURA RECTA-SECCIÓN TRAPECIAL Es producir una ranura recta en el material, cuya sección en forma de trapecio se obtiene por generación (Fig. 1) o reproduciendo el perfil de la fresa. (Fig. 2). Se aplica en la construcción de guías para los órganos de máquinas, de las cuales las más comunes son las llamadas “colas de milano”. (Fig. 3). 1 2
Fig. 1
Fig. 3
Fig. 2
PROCESO DE EJECUCIÓN 1º PASO : Monte y alinee el material. 2º PASO : Monte la fresa para ranura rectangular. 3º PASO : Prepare la máquina. a) Seleccione y fije las velocidades de rotación (rpm) y avance automático. b) Sitúe y fije los topes.
4º PASO : Frese a) Una ranura de sección rectangular inscrita en la sección trapecial final. (Fig. 4).
0,5 mm
0,5 mm
OBSERVACIÓN Debe dejarse un exceso de material de aproximadamente 0,5 mm de espesor para terminar con la fresa de forma (Fig. 4).
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
149
Fig. 4
REF. H.O.11A MM 1/ 3
FRESADORA I
b) Cambie la fresa por una angular, de acuerdo al perfil final de la sección. c) Inicie el perfilado de forma que roce el fondo de la ranura rectangular y el flanco sobre el cual vamos a trabajar. Tome referencias en los anillos graduados. OBSERVACIÓN Debe tenerse en cuenta el sentido de rotación de la fresa y el avance del material, para que el corte se haga en oposición. (Fig. 5). d) Retire la fresa fuera del material y dé profundidad de corte, avanzando hacia el flanco que deba cortarse. e) Comience el corte en forma manual. OBSERVACIÓN Avance en forma lenta, ya que los dientes muy agudos de este tipo de fresas son frágiles.
Fig. 5
f) Desbaste aproximado el perfil del flanco de forma manual y/o en forma automática. OBSERVACIÓN Quite frecuentemente el material cortado con el chorro refrigerante o con un pincel. PRECAUCIÓN SI LIMPIA CON UN PINCEL, HÁGALO CON LA MÁQUINA DETENIDA.
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
150
REF. H.O.11A MM 2/3
FRESADORA I
g) Desbaste el flanco opuesto repitiendo los pasos anteriores.
m
h) Termine la ranura. Haga penetrar la fresa hasta la profundidad final de la ranura.
5º Paso
: Verifique las medidas.
a) Asegúrese, antes de dar la última pasada a este flanco, si obtiene la medida (m) deseada (Fig. 6).
x Fig. 6
b) Si la precisión lo exige, la verificación final se hace comprobando que se tiene, entre los cilindros, la dimensión (x) previamente calculada (Fig. 6). PRECAUCIÓN NO REALICE MEDIDAS CON LA MÁQUINA EN MOVIMIENTO.
UN GRAMO DE PREVENCIÓN
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
ES MEJOR QUE UN KILO DE CURA!
151
REF. H.O.11A MM 3/3
FRESADORA I CABEZAL UNIVERSAL Y CABEZAL VERTICAL Cabezal Vertical Se le denomina al accesorio de la fresadora que permite el fresado vertical con fresas de espiga y frontales de dos cortes; convirtiendo a la máquina de fresadora horizontal en fresadora vertical. (Fig. 1).
Fig. 1
Está compuesto de dos articulaciones que permiten girar al eje del husillo porta fresa en cualquier posición horizontal, vertical o en cualquier otro ángulo deseado. La primera parte se acopla en la parte superior de la bancada del bastidor por medio de tornillos u otro medio de tornillos u otro medio de sujeción. Tiene una base graduada en la cual gira la segunda parte. El movimiento de rotación es trasmitido por el husillo principal de la máquina por medio de dos ejes perpendiculares unidos por dos piñones cónicos. En el cabezal vertical se puede montar ejes porta fresas cortos para fresas de discos, boquillas para sujetar fresas de espiga de cola cilíndrica, fresas de cola cónica, brocas, accesorios de mandrinar, etc. con dicho accesorio se puede ejecutar una gran variedad de trabajo: fresado de superficies planas, superficies inclinadas, ranuras, taladro, tallado de dientes, chaveteros, etc.
SEGURIDAD • Evite coger las fresas directamente; puede herirse las manos. • Emplee la llave apropiada para sujetar las fresas en el cabezal vertical. • Recurra a la contratuerca o dispositivo, para extraer o desmontar el árbol porta-fresa del cabezal vertical. ¡NO GOLPEE! 152
FRESADORA I Cabezal porta fresas vertical El cabezal porta fresas vertical B, con su soporte G, está situado en la parte superior de la máquina, sobre el cabezal porta fresas horizontal. El movimiento del árbol porta fresas A se deriva del movimiento del husillo, situado en el carro porta fresas universal, a través de un par de engranajes cilíndricos, del árbol H y de un par de engranajes cónicos C-D. El árbol acanalado A, en la parte superior, puede deslizar a través del engranaje cónico reducido. Conjuntamente con el árbol se desplaza verticalmente, son girar el manguito F sobre el que se ha tallado una cremallera. Por medio del piñón E, engranado con la cremallera, se imprime el movimiento de avance sensitivo al árbol porta fresas, al igual que en la taladradora. El avance sensitivo permite utilizar también en la máquina brocas helicoidales, para obtener taladros de forma suficientemente sencilla. (Fig. 2).
G
A
B
H D
E F
Fig. 2
153
FRESADORA I FRESADO INCLINADO Esta clase de fresado se hace colocando el cabezal vertical a 45º por ejemplo, para un “V” de 90º con referencia a la superficie de la mesa de trabajo y montando la fresa con el diámetro elegido según la profundidad de la ranura en “V”. (Fig. 1). SEGURIDAD • Al iniciar el fresado se debe hacer suavemente. Fresa
• Baje la mesa mediante una vuelta de la manivela, para retroceder ésta y evitar rayar la pieza o romper los dientes de la fresa.
Pieza
• Fijar el carro longitudinal antes de proceder al fresado.
Chaflán a 45º El fresado de chaflanes a 45º es una operación que muy frecuentemente se presenta en los trabajos de fresado. La pieza se sujetan o directamente en la mesa de trabajo según su dimensión de una manera sólida y firme. Se marca una línea de trazo a lo largo de la superficie de la pieza para controlar la distancia a la que debe quedar el chaflán. (Fig. 2).
Fig. 1
Fresa
Se debe elegir una fresa frontal con un diámetro mayor que el ancho del chaflán.
Pieza
Colocar el cabezal vertical a 45º y montar la fresa elegida. Fresar en una o varias pasadas según el ancho del chaflán. Fig. 2
SEGURIDAD • Refrigere frecuentemente la fresa para evitar el calentamiento, • Antes de iniciar el fresado observe el giro de la fresa y el sentido a que debe desplazarse el carro.
154
FRESADORA I El fresado de las ranuras en “V”, es la operación que se ejecuta en la fresadora con mayor ventaja y rapidez que en otra máquina, debido a la buena calidad de acabado y precisión del trabajo. Hay dos maneras de ejecutar las ranuras “V” en la fresadora. Con fresas bicónicas montadas en el árbol porta-fresa en posición horizontal respecto a la mesa de trabajo; y con fresas de espiga o frontales de gran diámetro montadas en el cabezal girando éste a 45º u otro ángulo en ambos sentidos (derecha e izquierda). En esta operación se puede proceder de dos maneras: mediante un trazado previo en la pieza o directamente usando los tambores graduados en el desplazamiento de los carros. Con fresas bicónicas montadas en el árbol porta-fresa, se fresan ranuras en “V” de poca profundidad, centrando la fresa con referencia a las líneas trazadas con tal fin. (Fig. 3). La profundidad de corte se hace con el carro vertical y se procede al fresado con el carro longitudinal. Con fresas de espiga o fresas frontales de gran diámetro se pueden fresar ranuras en “V” de buena profundidad.
Fig. 3
Escuadras: La escuadra fija 90º es una herramienta que se emplea para verificar dos superficies perpendiculares o en ángulo recto. (Figs. 4 - 4.1).
Fig. 4
Fig. 4.1
SEGURIDAD • Al trabajar en una máquina, no usar las magas largas ni llevar anillo, ni relojes. • Debe evitarse golpear la escuadra por ser una herramienta de precisión.
155
FRESADORA I Ranuras en cola de Milano Las ranuras en cola de milano, se fresan con gran facilidad con la ayuda del cabezal vertical y con una fresa cónica de 60º, en la misma forma que las ranuras en “T”, se fresa primero una ranura recta con una fresa de espiga (Fig. 5) luego se monta la fresa cónica de 60º en el cabezal vertical. (Fig. 5-A).
RANURA EN COLA DE MILANO Fig. 5
Fig. 5-A
Si no se encuentra en el taller una fresa cónica de 60º con el diámetro apropiado se suele desplazar la fresa ambos lados sin mover la altura. Con estas fresas se debe tener mucho cuidado al iniciar el corte, debido a que sus dientes terminan en punta y con una entrada brusca se pueden romper los dientes y malograr el trabajo. Si se va a trabajar con el automático, se debe seleccionar un avance apropiado y refrigerar con abundancia desde un extremo para que salga la viruta y no estorbe. SEGURIDAD • Evite golpear las fresas, particularmente las aristas cortantes de las fresas cónicas. • Seleccione una velocidad y un avance apropiados. • Arroje las virutas con la ayuda de una brocha; no sople.
156
FRESADORA I Fresado de la boca de un bloque en V Para efectuar un fresado en V sobre un bloque de los usados, por ejemplo, para fijar piezas de forma cilíndrica se parte de un bloque prismático. Antes de pasar al fresado, se traza la línea de corte sobre la pieza. En la (Fig. 6) se han indicado también las dimensiones principales de la pieza.
Fig. 6
Cuando al longitud del bloque no supera los 100 mm, como ocurre en el caso ilustrado es conveniente efectuar el desbaste de la boca en V mediante una sierra mecánica. Para longitudes resulta preferible utilizar una limadora (Fig. 7 .) La sierra mecánica que se debe utilizar es la del tipo vertical con sierra de cinta. Si, por ejemplo el material la pieza es acero C 40, se utilizará una sierra de cinta de 14 dientes por pulgada y se adoptará una velocidad de corte de 40 m/min. estos datos viene indicados en las tablas correspondientes al uso de esta máquina. Se dejará un exceso de material de unos 1,5 mm para arrancar después con la fresa.
1 mm
Fig. 7
157
FRESADORA I El fresado de la boca puede efectuarse con una fresadora horizontal, como se muestra en la figura, cuando las dimensiones de la cavidad son reducidas.(Fig. 8). En el caso examinado anteriormente es desaconsejable este sistema a causa de las dimensiones de la boca.
Fig. 8
Fresado de los flancos de la boca En el caso presente, el fresado puede efectuarse ventajosamente en una fresadora vertical con el cabezal porta fresas inclinado a 45º. La herramienta a utilizar es una fresa cilíndrico-frontal en acero rápido, con un diámetro de 80 mm, dientes inclinados a 35º y hélice a la derecha. Las dos caras de fresaran simultáneamente, una con corte frontal y la otra con corte periférico, la superficie fresada mediante corte periférico resultaría ondulada. Entre la fresa y la cara que no se mecaniza se mantiene una distancia de aproximadamente 1 mm. el sentido de rotación de la herramienta debe ser a la derecha, es decir, el mismo de la hélice, a fin de que la pieza resulte comprimida contra sus apoyos como efecto del empuje de la fresa. Se realiza una primera pasada de desbaste con una profundidad de 1mm, una velocidad de corte de 20 m/min y con un avance automático de 90 mm/min en el carro transversal. Sigue una pasada de acabado con una velocidad de avance de 60 mm/min. Finalmente, se efectúa una tercera pasada para quitar el escalón del fondo de la boca, formado por las dos pasadas anteriores. En esta fase, la fresa roza las rebabas de la boca, pero sin cortar.
158
FRESADORA I Para fresar la segunda cara se gira el cabezal inclinándolo a 45º en el sentido opuesto. (Fig. 9). Se posiciona la pieza respecto a la fresa según el trazado, mediante desplazamientos de los carros longitudinal y transversal, y se repiten las mismas pasadas efectuadas para fresar la primera cara. Concluido el fresado se quitan las rebabas con la lima.
Fig. 9
Fresado de la garganta Al fresado de la boca sigue el fresado de la garganta en el fondo. También esta operación puede efectuarse en la fresadora vertical. La herramienta empleada es una fresa muy delgada y de diámetro considerable (2 mm de espesor y 160 mm de diámetro), llamada fresa-sierra. (Figs. 10A - 10B).
Fig. 10A
Fig. 10B
159
FRESADORA I FRESADO DE PLACA GUÍA Guías en cola de milano (Fig. 1) Las guías en cola de milano, empleadas por ejemplo en el acoplamiento de los carros de las máquinas herramientas deben tener dimensiones muy precisas. Para medir la distancia entre sus flancos se recurre al empleo de rodillos calibrados (Fig. 2).
Fig. 1
Las piezas preparadas para el tallado de la guía deben presentar, además de una cota Q ya a medida, un exceso de material S en el fondo de los vaciados, proporcionado respecto a las dimensiones de la guía peor en todo caso no inferior a 0,1 mm. El desbaste de una cara puede efectuarse en una sola pasada si se dispone de una fresa robusta.
10
Q
1
10
40 15
S=0,1
10
50
º
54,8 Fig. 2
160
FRESADORA I Las fases de la operación de fresado son las siguientes: • Fresado de la cara inclinada, mediante fresa cónica. Es necesario dejar un exceso de material de 0,5 mm en la propia cara, sin tocar la cara plana inferior. (Fig. 3).
0,1
• Pasadas sucesivas con la misma fresa para arrancar el exceso de material de la cara horizontal.
~ 0,5
Fig. 3
Control con micrómetro de la distancia entre el rodillo calibrado y la cara plana del rebaje. (Fig. 4). Con una pasada de la misma fresa se lleva la cara inclinada a su medida exacta respecto a la cara vertical del rebaje opuesto. Se procede de forma análoga para mecanizar la segunda cara inclinada.
Fig. 4
Control de la distancia de las dos caras mediante dos rodillos y un micrómetro (Fig. 5). Se deberá verificar: Q + 0,2 mm si la cola de milano se debe rasquetear posteriormente. Q + 0,6 mm si la cola de milano se debe rectificar posteriormente.
161
Fig. 5
FRESADORA I MEDICIÓN Y VERIFICACIÓN DE LA PLACA GUÍA (PROCEDIMIENTO) Este tipo de medición indirecta que se utiliza para medir con precisión algunas dimensiones de las ranuras en forma de cola de milano y ranuras en “V”. este tipo de medición resulta ser más cómodo, ya que permite determinar mediante el cálculo, además d ellas dimensiones lineales, los valores angulares con más exactitud. Una vez concluido el mecanizado, para controlar de forma muy precisa la distancia de las guías a las caras laterales se puede emplear, además del rodillo, una regla R y un grupo de bloques paralelos o calas Johann son B. (Fig. 1). Si el plano indica en lugar de la cota Q, (Fig. 2) la cota L de la garganta de la cota de milano, se calculará aquella por trigonometría. En referencia a la figura
X = d 2
Q = L + d ( 1 + cotang
)
2
cotang
2
Q
--a2
d
a
R B
Fig. 2
Fig. 1
X
L
Principio de la medición con rodillos El procedimiento consiste en tomar unas medidas de cotas previamente calculadas para deducir, a través del cálculo, otras de difícil verificación por los procedimientos de medición directa. La medición con rodillos se funda en las tres relaciones trigonométricas elementales de un triángulo rectángulo (triángulo BAC en la (Fig. 3), en el que se considera el ángulo para los efectos de los cálculos correspondientes.
162
FRESADORA I Ranura en cola de milano macho (Fig. 3) Fórmulas: Cálculo de (X) I - Conociendo (A) X = A + D +
D tg
X
2
L X
2H tg
b
D
II - Conociendo (B)
H
a
X = B + D +
D tg
a
2
B
Fig. 3
Ejemplo 1: Datos D
= 12 mm
A
= 38 mm
H
= 15 mm
tg 60º = 1,73205
= 60º
tg 30º = 0,57735
2
= 30º
Sustituyendo en la fórmula las letras por sus valores correspondientes.
X = 38 + 12 +
12 0,57735
X = 50 + 20,784 - 17,32 X = 53,56 mm
163
30 1,75205
FRESADORA I Ranura en cola de milano hembra (Fig. 4)
A x
Cálculo de (X) H
I - Conociendo (A)
a
2H - D - D tg tg 2
X = A +
B Fig. 4
II - Conociendo (B) X = B -
D tg 2
-D
Ejemplo 2 Datos D A H
= 25 mm = 68 mm = 30 mm = 55º
= 27º 30´
2 tg tg
2
= 1,42815 = 0,52057
Sustituyendo en la fórmula las letras por sus valores respectivos, se tiene:
X = 68 - 25 -
25 ( 0,52057
- 2 x 30 = 43 1,42815
)
Eliminando el paréntesis
X = 43 -
25 60 + 1,42815 0,52057
Resolviendo las operaciones indicadas: X = 43 - 47,64 + 42 X = 43 + 42 - 47,64 X = 85 - 47,64 X = 37,36 mm
164
25 ( 0,52057
-
60 1,42815
)
FRESADORA I Fórmulas para mediciones con un solo rodillo (Fig. 5) x A
D B
a Fig. 5
I - Conociendo (A) r tg
X = A + r +
2
H tg
II - Conociendo (B) r tg
A
+ r X
2
H
X = B +
D
Ranuras de una sola Colisa (Fig. 6)
a
B Fig.6
I - Conociendo (A) X = A +
H tg
-
r tg
- r 2
II - Conociendo (B) X = B -
r tg
- r 2 C
r
H
x
h
Ranuras en “V” (Fig. 7)
o
A a
X = ( H - h ) + r + senr
B
2
Fig. 7
165
FRESADORA I LUBRICACIÓN Y REFRIGERACIÓN Lubricación Los órganos en movimiento de las fresadoras requieren una lubricación adecuada y constante. Según el tipo de máquina la lubricación puede ser forzada, semiautomática o por proyección. Lubricación forzada Esta lubricación es automática, porque se obtiene mediante una bomba accionada por el motor de la máquina. Sirve para lubricar el cambio de velocidades de los avances y los engranajes de accionamiento del husillo. La circulación del lubricante sigue un circuito definido, en el que es impulsado bajo presión por una bomba adecuada a pistones o de engranajes, que lo aspira de un depósito o cubeta. El aceite, después de haber lubricado los órganos del circuito, va a parar a la cuneta. Lubricación semiautomática Sirve para lubricar el grupo de la ménsula y los carros. En este sistema el lubricante se dirige a los órganos de que se trate a través de un complejo de tubos de lubricación. Una bomba envía aceite a presión del depósito que alimenta a estos tubos a los propios tubos. Lubricación por proyección Se emplea para lubricar el cambio de velocidades del husillo y de los avances. Los engranajes inferiores del cambio están parcialmente sumergidos en un baño de aceite. El aceite es proyectado en todas direcciones y lubrica los órganos situados en la caja del cambio. El control del nivel de aceite en las cajas de mecanismos y en los depósitos se efectúa por medio de niveles ópticos adecuados.
166
FRESADORA I La lubricación de los cojinetes de los árboles se efectúa por medio engrasadores. La Fig. 1 muestra una pequeña fresadora en la que se ha destacado la situación de los niveles y de los orificios de carga y descarga del lubricante. F1 S1 F2 S2 F3 F4 S4
Lubricación de las superficies de deslizamiento transversal y longitudinal. Nivel de aceite del soporte. Orificio de carga del aceite de la ménsula. Nivel de aceite de la ménsula. Descarga del aceite en la ménsula. Orificio de carga de aceite en la caja de cambio de velocidades del husillo. Nivel de aceite en el cambio.
Al utilizar cualquier fresadora es necesario seguir atentamente las instrucciones de lubricación de la máquina, suministradas por el constructor. Se deberá controlar siempre el nivel de aceite por medio de los niveles, y asegurarse de que los engrasadores contienen grasa suficiente. S1
F4 S4
F2
F1
S4
F2
Fig. 1
167
FRESADORA I Refrigeración La refrigeración consiste en dirigir un abundante chorro de fluido a la zona de contacto entre herramienta y pieza. Con la refrigeración se pretende obtener las siguientes ventajas: • Menor desgaste del filo, lo que asegura una mayor duración de la fresa. • Reducir la obstrucción en los huecos entre diente y diente, causada por la viruta arrancada. • Mejor acabado de las superficies fresadas.
Refrigerantes Los principales refrigerantes son: a) Emulsiones de agua y aceite. El porcentaje de aceite varía del 5% para el mecanizado de aceros blandos, bronce y latón al 25% para los aceros aleados. Los principales requisitos exigidos a un refrigerante son los siguientes: • Elevado poder de refrigeración. • Capacidad para evitar la adherencia de la viruta a los filos. • Viscosidad reducida. • Buena transparencia. • Ausencia de poder oxidante y corrosivo. • Ininflamabilidad. b) Aceites de corte Respecto a las emulsiones tienen mayor poder lubricante pero menor capacidad de refrigeración. c) Petróleo Se utiliza en el mecanizado de aleaciones ligeras, bronce, latón y cobre.
168
FRESADORA I Ejemplo de circuito de refrigeración La Fig. 2 muestra un ejemplo de un circuito sencillo de refrigeración de una fresadora horizontal: A B C E F G H I L M N O
Base de la máquina. Depósito del refrigerante. Motor de la bomba del refrigerante. Cuerpo de la bomba. Filtro. Tubería de impulsión del refrigerante. Tubo articulado de conexión a la boquilla. Soporte móvil de la boquilla. Articulación para orientar y fijar la boquilla. Grifo. Ranuras en la mesa y canales de recogida del refrigerante. Tubería de retorno del refrigerante al depósito. L M I
N
G N
O
D
Fig. 2
A
B 169
C
E F
FRESADORA I Cuadro de Fluidos de corte para fresar
Material
Fluido de corte recomendado para fresar
Aluminio
Queroseno, queroseno y pequeño porcentaje de aceite de grasa animal.
Latón
En seco o aceite soluble.
Hierro fundido
En seco
*Magnesio
Queroseno, aceite mineral
Metal monel
Aceite soluble
Acero inoxidable
Aceite soluble
Acero para herramienta
Aceite soluble, aceite de grasa vegetal, aceite azufrado.
Bronce
Aceite soluble
* Dado que el magnesio, cuando se enciende arde más vivamente en presencia del agua que en presencia de aires o del aceite, no debe emplearse nunca una emulsión (mezcla aceite y agua) como fluido de corte para este metal. Se recomienda, en su lugar, un aceite mineral con punto de inflamación lo bastante elevado para que la ignición del fluido no constituya un problema.
170
FRESADORA I Utilización de un Circuito de Refrigeración 1.
Comprobar la cantidad de fluido de corte existente en el depósito, o tanque de abastecimiento.
2.
Escoger el distribuidor que funcionará mejor con la fresa que se va a utilizar. Emplear uno con una abertura alargada para rociar el fluido uniformemente sobre una fresa ancha, u otro con agujeros para dirigir el fluido sobre varias fresas cuando se utiliza ese montaje de las fresas. (Fig. 3).
3.
Unir el distribuidor al tubo que se prolonga desde el tubo flexible.
4.
Aflojar el soporte del distribuidor (la forma varia con el diseño del brazo superior) y moverlo sobre éste hasta que quede centrado con la fresa. Después, fijarlo en posición.
5.
Ajustar el distribuidor por medio del soporte giratorio, colocándolo paralelo, y a una pulgada más o menos por encima del frente de la fresa. Fig. 3
DESCARGA
6.
Poner en marcha la bomba del fluido de corte. (Fig 4)
B
a) Por medio del interruptor si la bomba es accionada por un motor eléctrico individual, o b) M o v i e n d o l a p a l a n c a d e embrague que acopla la transmisión de la bomba.
ADMISIÓN Fig. 4
171
FRESADORA I 7.
Mover la palanca de la válvula de control desde su posición horizontal (cerrada) o suficientemente para hacer fluir sobre la fresa un chorro del volumen necesario.
8.
Poner protecciones contra las salpicaduras para confinar el fluido de corte al área de la mesa, si el volumen necesario no puede mantenerse de otro modo dentro de estos límites. (Fig. 5).
9.
Emplear piezas de material plano en la superficie de la mesa de la fresadora para encauzar la corriente del fluido de corte y dirigirlo a las ranuras de T y los canales para su regreso al tanque de abastecimiento. Fig. 5
10. Emplear protecciones para impedir el curso del fluido a lugares donde no debe estar. (Fig. 6).
Fig. 6
11. Eliminar las virutas de las mallas en las aberturas de los extremos de la mesa, para permitir el drenaje de dicho fluido de corte de las virutas antes de que sean eliminadas. (Fig. 7). Fig. 7
172
FRESADORA I 12. Mantener suficiente volumen de fluido para llenar correctamente sus funciones, pero no utilizar una cantidad excesiva (Fig. 8).
Fig. 8
NOTA: Puede evitarse una grave perturbación en el sistema circulatorio, observando ciertas precauciones cuando se están fresando materiales (como hierro fundido) que no necesitan la aplicación del fluido de corte a la fresa. Algunas de estas medidas precautorias se enumeran a continuación.
a) Tapar las salidas o aberturas de los extremos de la mesa para evitar que el polvo y la arenilla entren al depósito. b) Colocar tapas en las aberturas con malla de la base de la columna para impedir que entren virutas delgadas y polvo al tanque de abastecimiento (Fig. 9).
ADVERTENCIA:
Fig. 9
Es indispensable eliminar todas las virutas de los materiales que se hayan fresado en seco (sin enfriador) de las ranuras en T y demás lugares de la máquina desde donde podrían entrar al sistema circulatorio, antes de fresar un material que requiera el empleo de fluido de corte.
NOTA: Al acabar, dejar la máquina en buenas condiciones de limpieza.
ADVERTENCIA: Tirar todo el aceite sucio y las hilachas a recipientes cerrados para evitar los riesgos de incendio que ellos implican. (Fig. 10).
Fig. 10
173
FRESADORA I Pinzas y Portapinzas Como algunas fresas de espiga cilíndrica y brocas no pueden fijarse directamente al husillo, se recurre a las pinzas. Debido a su forma permiten el alojamiento de este tipo de herramientas, fijándolas al husillo mediante un mandril especial llamado portapinzas.
Alojamiento
Cuerpo Cilíndrico
Asiento Cónico Ranuras
Construcción
Fig. 1
Las pinzas (Fig.1) básicamente pueden definirse como un cuerpo cilíndrico hueco, ranurado a su largo en forma parcial y con una parte cónica lo que permite el cierre de la pinza sobre la pieza. Su forma puede variar (Fig. 2), pero el principio de funcionamiento es el mismo. Características Se construyen de acero y su principal característica es la de utilizar la elasticidad del material de que están hechas para poder apretar la pieza que se necesita tomar en su alojamiento.
Fig. 2
Clasificación Según la forma de la pieza o herramienta que se desea tomar, se encuentra en el comercio una variedad de tipos de pinzas que pueden clasificarse en. Fig. 3
Pinzas para barras: (Fig. 3) a)Cilíndricas b)Cuadradas c)Hexagonales d)otras. Pinzas para anillos:
(Fig. 4)
a)De fijación exterior b)De fijación interior.
Fig. 4
174
FRESADORA I Cada tipo de pinzas se fabrica en juegos de diferentes medidas, en milímetros y pulgadas, que permiten tomar piezas de la medida y forma correspondiente. (Fig. 5).
Condiciones de uso El agujero de las pinzas se mecaniza con precisión para un tamaño específico; por eso debe tenerse cuidado al seleccionar el tamaño apropiado para sujetar en buena forma la pieza respectiva, cuya espiga ha de ser lisa y de medida uniforme.
Fig. 5
De no hacerse una elección adecuada puede dañarse la pinza, además de no lograrse un buen apriete de la pieza. (Fig. 6).
Portapinzas
Fig. 6
Son mandriles hechos para ser fijados directamente al husillo cuyo alojamiento permite tomar en forma centrada las pinzas, sujetándolas mediante una tuerca o un tirante. (Fig. 7).
Funcionamiento Según el tipo de pinza varía la forma del portapinza, pero su principio de funcionamiento es el mismo. (Fig. 8).
Fig. 8
175
Fig. 7
FRESADORA I El cuerpo cónico se fija en el husillo y, en el alojamiento del portapinza, se mete la pinza que es fijada por la tuerca. Al apretar la tuerca no sólo se fija la pinza sino también se aprieta la pinza al ser presionado el asiento cónico de la pinza. Algunos tipos de portapinzas, por su diseño, traen también una contratuerca (Fig. 9), la que permite fijar la posición definitiva de apriete de la pinza y de la pieza. Tuerca
Fig. 9
Contratuerca
La rosca interior de la parte cónica permite fijar el portapinzas al husillo de la máquina por medio de la barra de apriete. Hay, además, cierto tipo de pinzas que no requieren portapinzas para fijar las fresas; en este caso, el apriete se logra fijarlas en el husillo de la máquina. (Fig. 10).
Fig. 10
VOCABULARIO TÉCNICO PINZA
: Boquilla
PORTAPINZA
: Portaboquilla
176
FRESADORA I Operaciones de afilado de las fresas Como toda herramienta también la pieza esta sometida a un desgaste provocado no sólo por el tiempo efectivo de utilización, es decir, la duración del afilado, sino también por imprecisiones en el uso y mal funcionamiento de los órganos de la máquina. El afilado de la herramienta es una operación delicada, que requiere gran sensibilidad por parte del operatorio, así como experiencia suficiente. La consecución de un buen afilado depende, en gran parte, del correcto posicionamiento de la fresa respecto a la muela. En particular, es necesario afilar la fresa cuando produce una superficie rugosa e imprecisa y cuando produce un ruido no uniforme. Las principales causas que determinan el ruido de una fresa son: • Juego del árbol porta fresas. • Afilado defectuoso o insuficiente. • Excesiva velocidad de corte. • Avance excesivo.
Afilado de las fresas de dientes fresados Ante todo, debe someterse la fresa a una operación preliminar de rectificado exterior cilíndrico, para corregir las deformaciones más graves de la herramienta. A continuación se pasa el afilado propiamente dicho. Afilado de la cara anterior Se efectúa en primer lugar el afilado de la cara anterior haciendo pasar una muela del perfil adecuado por el hueco comprendido entre diente y diente. Para obtener el valor del ángulo de desprendimiento, es preciso disponer el centro de la fresa a una distancia h del plano definido por la cara anterior de la muela.
h
Para calcular la distancia h se recurre a una fórmula trigonométrica, que relaciona el valor de con la distancia h. Si D es el diámetro de la fresa, se tiene: Sen
=
D
h = 2h , de donde h = D sen D/2 2 D
Fig. 11
177
FRESADORA I Afilado de la cara posterior Para afilar la cara posterior se puede utilizar una muela de disco o una muela de copa cónica. En esta operación se debe obtener el ángulo a de incidencia deseado. En el caso de utilizar una muela de disco, es necesario disponer el eje horizontal de la fresa a una distancia h por debajo del eje de la muela, distancia que depende del diámetro D de la muela y del valor del ángulo a.
h
La relación entre a y h se obtiene a partir de una fórmula trigonométrica que relaciona a con h.
=
h = 2h D/2 D
D
Sen
de donde h = D sen 2
P
h
Si se utiliza una muela de copa cónica los ejes se encuentra en posición perpendicular, peor siempre separados una distancia h esta distancia se calcula igual que en el caso anterior, teniendo en cuenta que en este caso D es el diámetro de la fresa y que el eje de esta última se encuentra encima del de la muela.
D
Fig. 12
La posición del diente de la fresa con respecto a la muela durante la operación se asegura, en los dos casos, mediante una planchita adecuada P, llamada tope de diente. P
El filo debe encontrarse a la altura del eje de la muela.
178
Fig. 13
FRESADORA I Afilado de fresas de dientes fresados helicoidales Para el afilado de las fresas helicoidales se emplean afiladoras adecuadas que producen un avance helicoidal de la fresa. Por el contrario, en afiladoras normales el movimiento helicoidal se obtiene de forma manual al mantener cada diente en contacto con el tope de diente P en tanto que la fresa se traslada en sentido rectilíneo al girar en los dos sentidos el volante V. La fresa se monta entre puntos, de forma que puede girar libremente sin juego. El tope de diente se fija al soporte de la muela. R es un alojamiento rotativo en cuyo interior se introduce el mango de la fresa y S es el tornillo prisionero para bloquearla. S
P
R
Fig. 14
V
Afilado frontal de las fresas de dientes fresados Para afilar dientes frontales se emplean soportes especiales que pueden orientar su eje horizontal en cualquier dirección. Estos soportes están formados por un portafresas montado sobre dos plataformas giratorias, dispuestas una sobre plano horizontal y otra sobre un plano vertical. La rotación de estas plataformas se regula mediante índices y sectores graduados. La fresa, colocada sobre uno de tales soportes, puede presentar sus filos a la muela según el ángulo deseado. 179
Fig. 15
FRESADORA I USOS DEL GONIÓMETRO El disco graduado y la escuadra forman una sola pieza. El disco graduado lleva cuatro graduaciones de 0º a 90º. El articulador gira con el disco del Nonio y, en su extremidad, tiene un resalte adaptable a la regla ranurada. Estando fijo el articulador a la regla, se le puede hacer girar de modo de adaptarse con uno de los bordes de la escuadre, con las caras del ángulo que se quiera medir. La posición variable de l regla en torno al disco graduado permite, pues, la medición de cualquier ángulo y el Nonio nos da la aproximación hasta de 5 minutos de grado.
disco graduado disco del nonio 90 articulador
escuadra
90 ranura
30º
45º
regla ranurada fijador de disco del nonio
fijador de la regla
escuadra
Fig. 16
La reglita de la figura 17 se coloca en lugar de la regla grande en casos especiales de mediciones de ángulos.
Fig. 17
180
FRESADORA I Características del Goniómetro 1. Ser de acero, preferentemente inoxidable. 2. Presentar graduaciones uniformes, finas, profundas. 3. Tener las piezas componentes bien ajustadas. 4. El tornillo de articulación debe dar buen apriete. Aplicación del Goniómetro Las Figuras 18 al 22 dan ejemplos de diferentes mediciones de ángulos, de piezas o herramientas, en variadas posiciones de regla y escuadra. La (Fig. 22) presenta un goniómetro montado sobre un soporte (para usar en mesa de trazado, por ejemplo).
Fig.19
Fig.18
Fig.20
Fig.21
181
Fig. 22
FRESADORA I CÁLCULO DE UNIDADES DE TIEMPO Y ÁNGULOS h = horas min = minutos s = segundos
º = grados ´ = minutos ´´ = segundos
1. Unidades de tiempo
La unidad es el segundo. El segundo es la 1/24x60x60 parte del día solar medio. 1 h = 60 min 1 min = 60 s Deducción El factor de conversión de unidades de tiempo es 60. h min s (P. Ej. 0,6 h = 36 min) 60 60 La unidad derivada de los ángulos es el grado . Un grado es la 1/360 parte de la circunferencia. 1 º = 60’ 1 ’ = 60 ’’ Conclusión El factor de conversión de las unidades angulares es 60.
1º =
1 U 360
º
’
(P. Ej. 0,6 º = 36´)
’’
60 60 Deducción La diferencia entre las unidades de tiempo y ángulos radica solamente en la denominación. El factor de conversión para las unidades de tiempo y ángulos es 60. h min s 60 Unidades de ángulo
º
60 ’
60
’’ 60
Conversión En la menor unidad próxima por 60 En la mayor unidad próxima entre 60 182
FRESADORA I Para el rectificado del ángulo libre de varias fresas cilíndricas se necesitaron 1,48 horas. Calcule el tiempo exacto (t) en h, min, s. Buscando Dado
h, min, s t = 1,48 h.
Solución 1,48 h = 0,48 h = 0,48 . 60 = 28,8 min 0,8 min = 0,8 . 60 =
raciocinio previo Menor unidad próxima por 60
1h+ 28 min +
48 s
1 h + 28 min + 48 s Atención El siguiente enfoque también sería posible (regla de tres) 1h = 60 min 0,48 h = x min
183
FRESADORA I MATERIALES PESADOS (CINC Y SUS ALEACIONES) Cinc, símbolo Zn Fue el metal de los alquimistas, pues daba con el cobre un metal parecido al oro. Actualmente es un material valioso y técnicamente importante debido a su buena aleabilidad. Es un metal blanco azulado, brillante al ser fracturado, que se oscurece rápidamente en contacto con el aire. El cinc es resistente a los detergentes y al tiempo. Se altera con al amoníaco; por excepción, se puede limpiar con él. El cinc es atacado por ácidos y sales, por lo que no sirve para, recipientes que contengan sal. El cinc se presentará en forma de hilos, planchas, barras y tubos siendo empleado en la construcción de canales y ductos (bajadas de agua), en el recubrimiento del acero (galvanizado) y en aleaciones con otros materiales. Presentación y obtención Sus minerales son la calamina ZnCo3 y la blenda ZnS. Elaboración : En primer lugar se produce un concentrado del 67 al 72% de cinc. Siderúrgica : Con el producto calcinado finamente molido y polvo de carbón se forman briquetas y se reduce con carbono. A continuación se evapora y condensa, obteniéndose cinc líquido. El cinc metalúrgico que se vende en el comercio es con un 99,5% de cinc. El cinc refinado con 99,995% de cinc, se obtiene mediante destilación o electrólisis. Propiedades 3
Físicas
: Densidad,
= 7,13 kg/dm ; punto de fusión 419º C.
Químicas
: Buena resistencia a la corrosión; con el oxígeno el cinc forma un óxido impermeable, ZnO.
Mecánicas
: Resistencia a la tracción hasta 140 N/mm , es quebradizo, pero calentado a 120º se puede mecanizar fácilmente, a 205ºC es nuevamente quebradizo; se une bien al metal base en la operación de cincado.
2
Tecnológicas : Tiene gran importancia como anticorrosivo (cincado al fuego, a pistola o galvánico) y como componente de aleaciones; en la mecanización deben emplearse limas de estriado no cruzado; el cinc es colable. Formas comerciales: bloques, barras, chapas, alambre.
184
FRESADORA I Aleaciones de cinc Las aleaciones de cinc son de dos o tres substancias. Frente al cinc puro son más 2. mecanizables y tienen mayor resistencia, hasta 250 N/mm El cinc se alea con el aluminio y el cobre. Las aleaciones maleables son colocadas de cinc siderúrgico, cinc recuperado y aditivos. Las aleaciones de colada, DIN 1743, se elaboran en arena, en coquillas y a presión. Se caracterizan por su buena colabilidad y precisión dimensional. La propiedad más importante de la fundición de Zn es que es muy fluida y que como fundición a presión rellena modelos complicados. La capa exterior del metal líquido solidifica rápidamente en el modelo, volviéndose sólida y densa. En el interior se mantiene una textura más o menos porosa. Generalmente no se requiere mecanizado posterior con arranque de viruta. la resistencia a la tracción es de unos 200 N/mm2. Las temperaturas superiores a 80ºC producen una reducción de la resistencia, y a 0ºC se presenta fragilidad
Aleaciones de colada de cinc afinado, DIN 1743, ejemplo Símbolo
Composición en %
Aplicación
GD-ZnAl 4 (aleación fundida a presión)
Al 3,5…4,3 Cu 0…0,6 Mg 0,002…0,06 Resto Zn
Para altas exigencias de precisión dimensional
185
FRESADORA I ACOTADO DE DIÁMETROS Y ARCOS Acotado de Diámetros La línea de cota de diámetros generalmente tiene dos flechas que tocan a la circunferencia o a las líneas auxiliares de cola, en las partes exterior o interior. La cola se pone sobre la línea de cota. (Figuras 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7). 38
60
38 Figura 2
Figura 3
5
20
20
Figura 1
8
Figura 4
Figura 7
Figura 6
Figura 5
En radios grandes, el acotado puede hacerse dentro de la circunferencia, trazando la línea de cota a 45º con respecto a la horizontal (Fig. 1), o trazando dos líneas auxiliares y acotando exteriormente hacia abajo, hacia arriba, hacia la izquierda y hacia la derecha (Figuras 2, 3, 4 y 5). En radios pequeños, y cuando falta espacio para acotar, se cota exteriormente y las flechas se dirigen hacia adentro (Figs. 6 y 7).
20
Cuando se trata de acotar varios diámetros en una sola vista, se distribuyen en la mejor forma posible (Figs. 8 y 9).
28
20 14 26
38
Figura 8
Figura 9
En esta primera parte del acotado de diámetros, como se ha tratado de dibujos donde “se ve la circunferencia completa” y las líneas de cota llevan dos flechas, no se usa el signo de diámetro ( & ). Nota: La línea de cota se traza, sin interrupción, en todos los casos de acotado de diámetros. 186
FRESADORA I ACOTADO DE ESFERAS Las esferas se acotan anteponiendo la palabra “esfera” a la cota, cuando la forma esférica aparezca en una sola vista (Fig. 1). Si la esfera no está representada por completo, se pone el signo de diámetro (& ) o el signo de radio (R), entra la palabra “Esfera” y la cota (Fig. 2). Cuando el espacio es reducido se puede abreviar colocando.
Es
f
aR
55
40
Es
f.
=
24
Es
a er
fer
Fig. 1
Fig. 2
ACOTADO DE ARCOS Para acotar la longitud de un arco, se consideran los arcos menores de 90º y los arcos mayores de 9º. En los arcos menores de 90º, las líneas auxiliares se marcan paralelas a las bisectrices del ángulo respectivo, y sobre la cota se traza un pequeño arco (Fig. 1 y 2). En los arcos mayores de 90º, las líneas auxiliares de cota partan del centro del arco de circunferencia. En este caso, se une la cota con el arco mediante una línea auxiliar (Fig. 3), y sobre la cota se traza un pequeño arco.
35
28 62
Fig. 1
Fig. 2
187
Fig. 3
FRESADORA I ACOTADO DE CUERDAS Se acotan, trazando las líneas auxiliares paralelas, partiendo de los extremos de la cuerda que se acotan. (Fig. 1). 28
Fig. 1
COTAS DE ARCOS - ACOTACIÓN MEDIANTE COORDENADAS
52
4
40
70
Cotas de arcos: en arcos cuyo ángulo en el centro sea * 90º se sacan las líneas auxiliares de cota paralelas a las bisectrices y las líneas auxiliares de cota paralelas a las bisectrices y las líneas de cota se trazan como arcos de circunferencia. Cuando el ángulo en el centro sea >90º los arcos que constituyen las líneas de cota se trazan desde el centro del arco y sobre la cifra de cota se dispone una raya en arco (caso corriente en curvas de tubos). En caso de necesidad se provee la cota de línea de referencia. (Fig. 2).
30 0
30 º Fig. 2
188
FRESADORA I REGLAS DE ACOTADO DE PIEZAS CILÍNDRICAS 1. Cuando se presenta un cilindro u otras piezas simétricas, hay que partir siempre por eje de simetría.
f1 8
2. Piezas simples se dibujan a menudo sólo en la vista de frente. Siempre hay que acotar en una la vista, en la que la superficie circular se presenta como una línea recta, debe anteponerse a la cota en símbolo de diámetro.
10
3. Superficies circulares se acotan en lo posible en la vista, en la que se presenta como círculo. En este caso se omite el símbolo de diámetro.
26
2,5
4. Círculos excéntricos se especifican dando la distancia entre los ejes. 5. En los sectores rayados hay que evitar en los posible la anotación de cotas de diámetro. Si es inevitable, la cota debe ser (similar a las cotas de ángulos) legible desde la izquierda.
30
20 30
f 20
6. A) Cilindros simples largos se representan reducidos con una línea de rotura curvada. En este caso hay que dar la medida real de la pieza. Las líneas de rotura se dibujan a pulso con líneas continuas finas. Las superficies de rotura se rayan a 45º.
200
f 20
f 16
B) La línea de rotura para cuerpos cilíndricos huecos se dibuja con dos líneas curvadas. C) Si se reconoce la forma cilíndrica (por acotación u otra vista) es suficiente una sola línea a pulso. Esta representación se aplica también en piezas prismáticas. f 20
200
200 189
FRESADORA I ESQUEMA DE PLACA GUÍA
N9
N7 T
S
S
N7
5 0º
N7
R Q V
H
2
2
N7
Inclinación
190
5:1000
FRESADORA I CUIDADOS CON LOS ACCESORIOS DE LA FRESADORA 1.
Limpie y lubrique los accesorios para evitar que se oxiden después de cada trabajo después de cada trabajo.
2.
Tenga cuidado de no fresar la prensa cuando se este trabajando.
3.
El comparador de reloj es un instrumento muy delicado por lo tanto debe evitarse golpear o forzar el palpador.
4.
Las calzos deben tener la misma altura de la pieza, cuando se sujeta con las bridas.
5.
Asegúrese que los tornillos del cabezal vertical están adecuadamente ajustadas, después de haber hecho la orientación al ángulo deseado.
6.
Limpie y lubrique continuamente los tambores graduados.
7.
Evite la adherencia de partículas metálicas en los conos interiores y exteriores del porta fresa.
8.
Cubra el árbol porta fresa con vaselina, cuando no se va a usar, para evitar que este se oxide.
9.
Todos los ejes, bandas, poleas y trenes de engranajes deben estar provistos de guardas.
10. Todas las guardas deben estar en su lugar mientras la fresadora esté en marcha. Los operarios deben llevar pantallas protectoras o anteojos de seguridad, para proteger sus ojos contra virutas y otros objetos que se proyecten, tales como pedazos rotos de la fresa. 11. Antes de medir la pieza que se esté trabajando debe detenerse totalmente la fresadora. 12. Asegúrese de que la fresa y su árbol estén seguros y que entre sus soportes puede pasar la pieza a fresar. 13. Úsense solamente fresas que estén correctamente afiladas y en buen estado. 14. Cuando se está utilizando la fresa en una fresadora vertical, no dar una oportunidad de corte ni un avance excesivo, podría romperse la fresa y dañar al operario. 15. No intente apretar o aflojar la tuerca del árbol aplicando la fuerza de la máquina, asegúrese de que el motor está desconectado. 16. Compruébese la velocidad y el avance y dese el movimiento de alimentación a la pieza en dirección contraria a aquélla en que está girando la fresa. 17. Mantenga las manos fuera del área de trabajo cuando está la máquina funcionando. 18. Nunca toque una fresa que esté girando, especialmente en la parte de la misma que está cortando la pieza. 19. Utilice una escobilla y no las manos para retirar las virutas. 191
FRESADORA I NORMAS DE SEGURIDAD EN EL USO DEL FLUIDO DE CORTE Después de un uso prolongado, los fluidos de corte se deterioran. Gradualmente, pierden alguno de sus ingredientes por varias razones y se tornan menos eficaces. Este deterioro y la subsecuente pérdida de eficacia, se hace evidente en la deficiente calidad de la superficie acabada del trabajo y en la mayor frecuencia con la que las herramientas tienen por ser afiladas. En algunos fluidos, los elementos cuya desaparición reduce la eficacia, pueden ser renovados, normalmente, hay que renovar totalmente el fluido. Causas de la alteración del fluido de corte varían con su composición. En los aceites no diluidos y mezclados, la descomposición disminuye su eficacia. En los aceites compuestos, la pérdida del aditivo, tal como el azufre en los aceites sulfurados, es responsable del descenso de calidad. Limpieza Personal Los fluidos de corte transportan las bacterias que normalmente se encuentran en los brazos y manos de individuos limpios y sanos, desde la superficie de la piel, donde no producen un daño especial, hasta el interior de los poros, donde es probable que produzcan erupciones y eczemas. Prevención de la contaminación La mayoría de las causas de la contaminación de fluidos de corte pueden ser eliminadas. La expectoración en la bandeja del aceite denota indiferencia por la salud ajena. Dejar entrar al fluido de corte partículas de alimento es, habitualmente indicativo de negligencia. Ambas prácticas deben prohibirse. Corrección de las condiciones antihigiénicas A veces, se agregan desinfectantes a los fluidos de corte para cortar la causa de las infecciones de la piel que resultan de fluidos de corte contaminados. En algunos grandes sistemas de circulación en los que varias máquinas se abastecen de fluido de una fuente central, aquél es esterilizado periódicamente. En las instalaciones de una sola máquina, cuando es pequeña la cantidad de fluido, habitualmente se descarta el contaminado y se limpia totalmente todo el sistema, incluyendo el depósito y tuberías, un desinfectante adecuado.
192
FRESADORA I METALES PESADOS El problema ambiental de los metales pesados. Numerosos estudios han abordado esta cuestión, existiendo unanimidad entre la comunidad científica respecto al carácter tóxico de los mismos para los seres vivos. Afectan a las cadenas alimenticias, provocando un efecto de bioacumulación entre los organismos de la cadena trófica. Ello es debido a la alta persistencia de los metales pesados en el entorno, al no tener, la mayoría de éstos, una función biológica definida. Bastante conocido es el caso en el que se incorporan a la cadena alimenticia a través de los organismos filtrantes presentes en los sedimentos marinos, habiéndose observado en ciertas especies un factor de bioconcentración (cociente entre la concentración del metal contaminante en el organismo vivo y en el agua circundante) de 291.500 para Fe y Pb, 200.000 para Cr o 2.260.000 para Cd. Huelga, por tanto, cualquier comentario respecto al problema que supone la presencia de metales pesados en los lodos de aguas residuales de origen urbano en lo sucesivo los mencionaremos simplemente como lodos, aclarando la procedencia de éstos cuando su origen sea diferente del que aquí estamos tratando, sobre todo si tenemos en cuenta que en España se generan anualmente más de 10 Millones de Toneladas de lodos de depuradora, lo que implica el vertido al entorno de ingentes cantidades de metales, con el riesgo que ello supone para el medio ambiente y para la salud de las personas.
Fuentes, agentes y vías de contaminación. La procedencia de los metales pesados encontrados en las aguas residuales es variada, asociándose las fuentes de contaminación a pequeñas industrias establecidas en zonas urbanas o en polígonos industriales carentes de plantas de tratamiento, a talleres de automóviles, al pequeño y mediano comercio, a grandes infraestructuras como puertos y aeropuertos, a grandes áreas comerciales, al baldeo y limpieza de calles o a las de tipo propiamente doméstico. Los agentes y las vías de contaminación por metales pesados en las aguas residuales de origen urbano son igualmente diversos, destacando los vertidos ilegales a la red de alcantarillado de aceites lubricantes usados con altos contenidos de plomo situación claramente en recesión, no sólo por las mejoras introducidas en la gestión de dichos residuos, sino, fundamentalmente, por la introducción de las gasolinas sin plomo, pinturas y colorantes con ciertos niveles de plomo, vertidos de taladrinas sustancias utilizadas en la industria metalúrgica como refrigerantes y lubricantes con alto contenido en metales, pilas botón con elevados niveles de níquel, cadmio o mercurio procedentes del ámbito doméstico, residuos originarios de la industria del decapado, etc.. También merece la pena considerar otras vías de contaminación como la procedente de la corrosión de tuberías y depósitos metálicos, así como la proveniente del arrastre por el baldeo de calles o por las aguas pluviales, siendo un buen ejemplo de ello el Pb procedente de la combustión de las gasolinas o los metales provenientes de procesos de corrosión diversos, depositados en el medio urbano.
193
FRESADORA I En síntesis, estamos ante un problema complejo en el que los agentes contaminantes son variados, las fuentes de procedencia son diversas y las vías o rutas seguidas por los distintos contaminantes, frecuentemente, escapan al control necesario para evitar efectos indeseados sobre el entorno natural y urbano. Al objeto de valorar con la debida importancia la magnitud de la cuestión, podemos afirmar que estamos ante un problema de carácter global al que no podemos ni debemos cerrar los ojos. Tratamiento y aplicación de lodos. Tres son las alternativas barajadas para la gestión de los lodos procedentes del proceso de depuración de aguas residuales de origen urbano: incineración, vertidos al mar y tratamiento en tierra en sus diversas opciones. Seguidamente se detallan las distintas posibilidades que se nos pueden presentar: • Deposición en vertederos de Residuos Sólidos Urbanos, con el consiguiente incremento, no sólo del volumen total de residuos, sino también del nivel de metales pesados presentes en los mismos. Esta alternativa no permite valorizar adecuadamente el residuo. • Incineración. Permite el aprovechamiento energético de los lodos, aunque este procedimiento presenta el inconveniente de requerir instalaciones que exigen una fuerte inversión económica y personal altamente especializado. El poder calorífico del lodo depende exclusivamente de su contenido en materia orgánica, aceptándose un valor promedio de 23 MJ/Kg para un 100% de materia orgánica en la base de 100% de residuo seco, lo que en nuestro caso supondría, aproximadamente, 12,8 MJ/Kg en base seca, al tener un lodo del 55,7% en contenido de materia orgánica. Desde el punto de vista ambiental se ha de tener presente que los metales pesados pueden formar especies volátiles en la zona de combustión, condensando sobre las partículas de ceniza volante, e incluso algunos como As, Hg y Pb pueden volatilizar por efecto de la temperatura, lo que hace desaconsejable este procedimiento. • Vertido al mar. Afortunadamente, esta opción está descartada por la normativa vigente, resultado de la transposición a la legislación española de la Directiva 91/1271 sobre tratamiento de aguas residuales (DOCE L 135/40 de 21 de mayo). • Tratamiento de los lodos como mejoradores de suelos. Permite una valorización del residuo gracias a los nutrientes que contiene, a la vez que mejora las características del suelo, aunque su uso está condicionado por el contenido en metales pesados.
194
FRESADORA I
HOJA DE TRABAJO TECNOLOGÍA ESPECÍFICA
1. ¿En que consiste la operación de fresado inclinado? 2. Mencione los pasos de seguridad al ejecutar el fresado inclinado 3. ¿Por qué son importantes las escuadras?. Mencione sus medidas 4. ¿Cómo se emplea el fresado de placa? 5. ¿En qué consiste la medición y verificación de la placa guía? 6. ¿Por qué es importante la lubricación de las fresadoras? 7. Mencione los tipos de lubricación en las fresadoras. 8. Con la refrigeración entre la herramienta y la pieza se pretende obtener: 9. Mencione los principales refrigerantes. 10. ¿Cuál es la utilización de las piezas portapinzas? 11. ¿Cómo se clasifican las piezas? Mencionarlas: 12. ¿Cómo se deben realizar el afilado frontal de las fresas de dientes fresados? 13. ¿Cómo se debe realizar el afilado de fresas de dientes fresados helicoidales? 14. ¿Cuáles son las partes principales del Goniómetro? 15. ¿Qué fresas se utilizan para construir piezas en ranuras en V? 16. ¿Qué fresa se utiliza para construir una pieza con ranura en cola de milano? 17. ¿Qué principios se consideran para la medición y verificación de la placa guía (cola de milano)? 18. ¿Cuáles son los principales minerales que se utilizan para obtener el zinc? 19. ¿Qué propiedades mecánicas y tecnológicas tiene el zinc?
195
FRESADORA I HOJA DE TRABAJO DE MATEMÁTICA Ejercicios
7
8
1. a) b) c) d) e) f)
Convierta en horas : 312 min, 6374 s, 3,2 min, 6800 min, 22850 s, 415 min. minutos : 32 h, 4350 h, 6,8 h, 8400 s, 18215 s, 12 h. segundos : 21 h, 320 min, 7,3 min, 4600 min, 12860 min, 15 h. decimales : 6 h 36 min, 12 h 34 min, 16 h 48 min 56 s, 46 min 48 s. h, m, s : 12,34 h, 2,4 h, 46,86 h, 0,866 h, 18,48 h. reste : 143 h 36 m 18 s - 45 h 39 m 26 s.
2. a) b) c) d) e) f)
Convierta en grados : 240´, 35´, 4200”, 31,2´, 0,68´, 0,42”, 425´ minutos : 360”, 38º, 4600”, 38,6º, 0,64º, 172”, 86” segundos : 314´, 56´, 3800´, 68,2´, 0,45º, 0,012º, 15º decimales : 6º4´, 2º8”, 126º27´42”, 36º38´18”, 42º12´48” º, ´, ´´ : 14,38º, 6,3º, 12,7º, 0,38º, 18,75º sume : 14º46´, 181º34” + 37º8´ + 9º12´32”
3. El tiempo de trabajo de una máquina es de 1 h 13 min 19 s. Reduzca el tiempo a decimales.
9 EO AS
ES
Unidades de tiempo y ángulos
AO
4. En 32 h 38 min 42 s se fabrican 4 piezas de trabajo iguales. Calcule el tiempo para una pieza de trabajo. 5. En una pista se corre 12 vueltas en 1 h 8 min 36 s. ¿Cuánto tiempo fue necesario para dar vuelta? 6. Para trabajar una pieza hay que ajustarla en un ángulo de 14º12´56”. Para el ajuste se requiere el ángulo en decimales.
10
7. La cubierta de un cilindro está sujeta con 8 tornillos. Calcule el ángulo de distancia entre tornillos. 8. La suma de los dos ángulos de un triángulo es de 139º37´4”. Calcule el tercer ángulo. 9. Una válvula de admisión abre 17,43º antes del punto muerto superior. Calcule tal ángulo de abertura en grados, minutos y segundos.
12
10.En una cuchilla de torno se miden los siguientes ángulos: ángulo de incidencia =7º32´, ángulo de desprendimiento =14º58´. Calcule el ángulo de cuña. 11. Calcule para el ángulo de 78º41´28” el ángulo complementario y suplementario. 12.Calcule la suma de los ángulos y el tamaño de un ángulo para a) un pentágono regular, b) un hexágono regular, c) un octágono regular.
196
FRESADORA I
HOJA DE TRABAJO DIBUJO TÉCNICO
1. Represente las tres vistas principales de la horquilla en perspectiva y acote según norma.
20
15
5
6
20
5
40
15
15
70
197
FRESADORA I
HOJA DE TRABAJO DIBUJO TÉCNICO 2. Acotar la Plantilla según la norma (espesor 6 mm)
3. Acotar la Plantilla según la norma (espesor 8 mm)
198
TAREA Nº 04 TUERCA CON CABEZA EXAGONAL • MONTAR Y PREPARAR EL APARATO DIVISOR • FRESAR SUPERFICIE PLANA EN ÁNGULO (USANDO EL DIVISOR)
N8 Tol. +- 0,1
f 34
f 30
A
A 24
4
60 108
A-A 25,9
Sección
30
Nº
01 02 03 04 05
01 PZA.
ORDEN DE EJECUCIÓN
Monte el aparato divisor Prepare el aparato divisor Monte la fresa y la pieza Frese Compruebe y verifique la pieza
01 CANT.
PIEZA EXAGONAL DENOMINACIÓN
HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS
• Nivel y reloj comparador • Escuadra de 120º • Calibrador Vernier • Martillo de goma • Goniómetro • Destornillador plano • Llave de boca 24, 27 y 34 • Llave francesa de 10” • Fresa frontal de 2 cortes
38 x 110 NORMA / DIMENSIONES
TUERCA CON CABEZA EXAGONAL
34 CrNi6 MATERIAL HT
OBSERVACIONES
04/MM
TIEMPO: 0 8 H r s .
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
ESCALA: 1 : 1
REF. HO-12 - 13 HOJA: 1 / 1 2003
FRESADORA I OPERACIÓN MONTAR Y PREPARAR EL APARATO DIVISOR Esta operación consiste en montar el aparato divisor sobre la mesa de la fresadora y prepararlo para sostener la pieza y hacer girar de manera controlada.
En los casos de piezas largas se utiliza, además, la contrapunta como elemento auxiliar de apoyo, para la construcción de piezas como ejes estriados, ruedas dentadas y prismas de sección poligonal.
PROCESO DE EJECUCIÓN 1º PASO : Monte el aparato divisor sobre la mesa. PRECAUCIÓN MONTE EL ACCESORIO CON AYUDA, PORQUE ES PESADO. (Fig. 1)
Fig. 1
2º PASO : Prepare el aparato divisor.
A
a) Cambie el plato divisor sacando la tuerca “A”, la arandela y la manivela. (Figs. 2a y 2b).
Fig. 2a
b) Quite el collar “C”, los brazos del sector y los tornillos. (Figs. 3a y 3b). c) Selecciones el plato con los agujeros deseados según los cálculos.
B
Fig. 2b
C
Fig. 3b
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
Fig. 3a
200
REF. H.O.12 MM 1 / 2
FRESADORA I
d) Saque los tornillos de cabeza embutida y extraer el plato. e) Monte el plato o disco seleccionado (Fig.4) y fije con los tornillos de cabeza embutida. Fig. 4
f) M o n t e l a m a n i v e l a , arandela, tuerca; colocando el pasador o pitón en un agujero del círculo seleccionado. (Fig. 5). g) Regule el brazo sector 1 y 2 según la cantidad de agujeros en el círculo calculado y ajústelo.
Plano Indicador
Brazo Nº 1
Tornillo de ajuste
Brazo Nº 2
OBSERVACIÓN Al contar los agujeros, no considere el agujero donde se encuentra insertado el pasador o perno indicador.
Círculo de 24 agujeros Fig. 5
h) C o m p r u e b a c o n l a segunda división dando la vuelta y los agujeros del círculo. i) Inserte el perno indicador en el agujero de la nueva división y gire los brazos del sector a la derecha para el resto de divisiones. (Fig. 6).
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
201
Disco para división Indirecta Fig. 6
REF. H.O. 12 MM 2/2
FRESADORA I OPERACIÓN FRESAR SUPERFICIE PLANA EN ÁNGULO (USANDO EL DIVISOR) Esta operación consiste en obtener una superficie plana por generación mediante el fresado plano en ángulo y a través del aparato divisor. Se aplica para construir llave en T, tornillos de forma cuadrada, hexagonal y/o piezas poligonales, etc.
PROCESO DE EJECUCIÓN 1º PASO : Monte el cabezal universal. 2º PASO : Prepare el aparato divisor. (Fig. 1). a) Monte el aparato divisor en el extremo izquierdo de la mesa. b) Monte la contrapunta en el extremo derecho a una longitud igual al mandril.
Fig. 1
3º PASO : Monte la fresa y la pieza. a) Monte la fresa frontal de dos cortes de diámetro: 1 1/4”. (Fig. 2). b) Monte la pieza entre plato y punta sujetando con el plato universal y la contrapunta. (Fig. 3)
Fig. 2
OBSERVACIÓN Para trabajos de precisión, controlar la barra cilíndrica con el reloj comparador.
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
202
Fig. 3
REF. H.O.13 MM 1 / 2
FRESADORA I 4º PASO : Frese. a) Efectúe división sencilla para seis divisiones. b) Frese el primer lado con la profundidad de 2,05 mm.. (Fig. 4). OBSERVACIÓN Refrigere la herramienta de corte. Fig. 4
c) Frese el segundo lado girando la manivela seis vueltas y un sector de 26 agujeros en el círculo de 39. d) Siga la operación anterior para fresar los lados siguientes. (Fig. 5) Fig. 5
5º PASO : Compruebe el exágono. a) Utilizando una escuadra de 120º. (Fig. 6) b) Utilizando el calibrador Vernier.
120º
Fig. 6
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
203
REF. H.O.13 MM 2/2
FRESADORA I DIVISIÓN CON APARATO DE DIVIDIR (DIVISIÓN DIRECTA O SIMPLE) El cabezal divisor simple es un accesorio usado en la fresadora, para lograr divisiones que no requieran ser muy precisas. Su accionar es directo, entre el árbol que mueva la pieza y la placa que contiene las muescas. Se usa en la construcción de exágonos y cuadrados que van sobre piezas, tales como: cabezas de tornillos y tuercas. Constitución: Consta de un volante, conectado directamente al árbol que contiene el cabezal, el cual gira formando un solo cuerpo (Figs. 1 y 2). Las divisiones que puedan obtenerse, y que son las del método de división directa, están limitadas al número de muescas o dientes que posea un plato divisor. El plato divisor es intercambiable, contando cada divisor simple con un juego de ellos, cuyo número de divisiones es diferente. Esta variedad es el número de divisiones de las placas permite seleccionar la adecuada en el momento de operar, ya que debe tener un número de divisiones múltiples de las divisiones por efectuar. Trinquete
Volante Plato Divisor
Husillo
Árbol
Trinquete Plato Divisor Fig. 1
Fig. 2
Por ejemplo, el fresado de un polígono regular se efectúa con mayor rapidez mediante el divisor directo. Este divisor está provisto de un plato divisor intercambiable con ranuras o agujeros montado sobre el husillo. 24
24
8
24
4
3
24
24 12 24
8
24 12 8 6 4
6
2 8
24
24 12
Fig. 3
24
6
24 12
24 12 8
24
24 12
204
3
Ejemplo con 24 ranuras. Todos los números enteros divisores de 25, o sea: 2, 3, 4, 6, 8, 12, y 24.
4
Para facilitar la ubicación de la nueva posición, el disco tiene a veces estampadas en al superficie frontal las divisiones de realizar.
24 12 8
24
24
6
24 12
24 12
24 12
24
6
24 12 8 6 4 3 2
24
24 12
8
El plato divisor con ranuras El plato divisor (Fig. 3) tiene normalmente 24 divisiones, pero cualquier otro número es posible.
FRESADORA I El plato divisor con agujeros El plato divisor con agujeros (Fig. 4) que se pone en posición por medio de un pin, tiene estampado el número de divisiones en su periferia.
22
23
24
1
2
21
3
20
Para calcular el número de agujeros, que ha de girar el disco divisor para encontrar la nueva posición, se divide el número de agujeros del plato entre la división a realizar.
4 5
19
6
18
7
17 8
16
Agujeros =
Número de agujeros del plato División a realizar
9
15 14
10 13
12
11
Ejemplo: 4 divisiones a realizar. Fig. 4
24 Aguajeros a desplazar: = 6 4 Funcionamiento Se levanta el trinquete T (Fig. 1), en algunos casos percutor y se hace girar el husillo, accionando el volante de manera que abarque tantas muescas como se hayan determinado en el cálculo aritmético. División directa : En este sistema, para obtener el número de divisiones por desplazar, se procede aplicando la siguiente fórmula: Agujeros = N=
Número de agujeros del plato División a realizar P D
Ejemplo Nº 1
: Sobre un cilindro se quiere efectuar un octágono, usando el cabezal simple. El plato a seleccionar tiene 32 muescas.
Aplicación
: N=
P D
N = 32 8
N= 4
Que será el número de muescas por desplazar, cada vez que se haya mecanizado una cara del cilindro. Al completarse el giro en el plato, se habrá obtenido el octágono en el eje. Ejemplo Nº 2
: P = 60;
Aplicación
: N=
P D
D = 12 N = 60 12
205
N= 5
FRESADORA I DIVISIÓN POR MEDIO DEL APARATO DIVISOR UNIVERSAL Es usado para ejecutar todas las formas posibles de divisiones. Es un accesorio sumamente preciso y versátil. Sujeta la pieza en uno de sus extremos, bien sea en plato por medio de un tren adecuado de engranajes dividir y hacer girar la pieza en conexión con el movimiento de la mesa, que permite producir cortes helicoidales o en espiral. (Fig. 1). Cuerpo Orientable
Escala Graduada
Fig. 1
Base
Constitución El divisor universal puede variar en su diseño y forma, pero su principio de funcionamiento es el mismo y por lo tanto, al igual que en todos los divisores universales, pueden considerarse estructuralmente constituido en dos partes: • Base • Cuerpo orientable Base Es una caja de hierro fundido que se fija en al mesa de la fresadora. Su objetivo principal es servir de cuna al cuerpo orientable. Lleva una escala de referencia que permite la inclinación que se quiera dar al cuerpo orientable. Cuerpo orientable Es una carcasa que tiene dos extremos salientes cilíndricos; estos se apoyan en la base del divisor, y permite orientar e inclinar el eje del husillo en un determinado ángulo con relación a la superficie de la mesa. En su interior contiene el conjunto de órganos (Fig. 1), que es la parte más importante del divisor y pudiendo dar a la pieza los movimientos necesarios para hacer cualquier número de divisiones, pudiendo aplicarse a su vez los siguientes métodos: • División directa
• División indirecta
• División angular
• División diferencial 206
FRESADORA I Cadena cinemática: Como principio universal en la figura 2 se indica el mecanismo que pone en movimiento al material para obtener las divisiones o las curvas por construir. Funcionamiento (Fig. 2) El husillo (C) que sujeta la pieza está unido con la corona (D) cuyo dentado es helicoidal y puede tener 40 ó 60 dientes. Esta corona a su vez es accionada por el tornillo sin fin (E). el movimiento se obtiene haciendo girar la manivela (F), cuyo extremo termina en un pitón que penetra en uno de los agujeros del plato divisor (J). La relación más común de los divisores 1/40. Esto significa que cada 40 vueltas de la manivela corresponde a una de la pieza.
D
C
F
J E Fig. 2
Ventajas El cabezal divisor universal, además de servir como accesorio para el montaje de la pieza, inclinarse para facilitar el fresado en ángulo y permitir hacer cualquier número de divisiones, puede comportarse como divisor simple. Para lograr esto tiene montado sobre el husillo un plato divisor que permite operar directamente, si previamente se ha desconectado el tornillo sin fin de corona. Conservación Siendo el cabezal divisor universal uno de los accesorios más delicados e importantes de la fresadora, merece un cuidado especial durante su uso, y atención preferente una vez concluido el trabajo, esto significa que debe trasladarse y montarse con precaución, evitando golpearlo, como también preocuparse de mantenerlo permanente limpio y lubricarlo.
207
FRESADORA I Aparato Divisor Es un conjunto de accesorios que, montados sobre la mesa de la fresadora, tienen como función principal producir giros controlados en las piezas con los cuales se pueden obtener divisiones exactas. Composición Los accesorios que en conjunto (Fig. 1) dan cumplimiento a los objetivos señalados son: • Cabezal divisor • Contrapunta • Ruedas dentadas • Gato
Fig. 3
Cabezal divisor Se denomina divisor a todo mecanismo dispuesto para dividir la circunferencia en cualquier número de partes iguales. El divisor (Fig. 3) se emplea para una gran variedad de trabajos de fresado, tales como fresado de piñones, chaveteros, polígonos, etc, consta de un manivela exterior que hace girar un tornillo sinfín que engrana con una rueda, por lo general de 40 dientes, el husillo es hueco y está adaptado a un tipo determinado de cono de arrastre. La manivela tiene un dispositivo de pitón para ser introducido en los agujeros del disco divisor que tiene marcado los números de divisiones. Si al dar 40 vueltas a la manivela, el husillo del cabezal gira una vuelta completa, la relación de transmisión será de 40/1, lo que tomamos como constante. Los discos contienen agujeros escogidos de manera que sus múltiplos y sub-múltiplos abarquen el mayor número posible de combinaciones. Su estructura exterior permite un giro del cabezal para inclinaciones comprendidas entre 70º y 90º. Por la gran gama de trabajos que en él se pueden hacer, se convierte ene el accesorio más importante de la fresadora.
208
FRESADORA I Descripción del cabezal divisor Aún cuando los cabezales divisores pueden diferir en sus diseños y construcción, el principio de operaciones es el mismo para todos. La base (Fig. 4) es el apoyo de todas las demás partes que aparecen en la ilustración. Las superficies de fricción del bloque oscilante (Fig. 5) están soportadas por la cubierta de la base (Fig.4). Esta construcción permite que el bloque oscilante gire y pueda ajustarse a cualquier ángulo deseado, de 5º abajo de la posición horizontal a 50º más allá de la posición vertical. Pernos de sujeción
Fig. 4
Fig. 5
Con el objeto de ajustar la posición del cabezal, se tiene una escala graduada en el bloque oscilante que puede ajustarse a la línea cero de referencia que se encuentra en la base. (Fig. 6).
Fig. 6
Debe notarse que las cubiertas en la base se encuentran ranuras en el centro. Cuando se aflojan los pernos de sujeción, el resorte del material permite que las cubiertas se abran ligeramente. El bloque oscilante pude entonces ajustarse al ángulo deseado, sujetándolo en posición por medio de los pernos de sujeción. (Fig. 4).
209
FRESADORA I La cubierta del husillo principal (Fig. 7) está sujeta a la parte posterior del bloque giratorio. El husillo con la rueda dentada y el plato de división directa (Fig. 8), aparece armada en la Fig. 10.
Apriete del husillo Cubierta del husillo
Para sujetar al gusano
Fig. 7
Fig. 8
Fig. 9
El husillo tiene un agujero central en toda su longitud. El frente tiene un agujero ahusado, para adaptar al cuerpo cónico de un centro Brown and Sharpe. En el agujero cónico se inserta el cuerpo del centro (Fig. 9), que se usa para soportar el trabajo entre centros. Además, el frente del husillo está roscado para recibir un plato de 3 mordazas.
Fig. 10
Los aditamentos especiales para sujetar un trabajo, se pueden sujetar ya sea en el agujero ahusado o por medio del extremo roscado del husillo.
210
FRESADORA I Mecanismo de división directa El plato con agujeros para efectuar la división directa que se muestra separadamente en la Fig. 12, está montada en la parte posterior de la rosca del husillo (Fig. 10). En la parte posterior del plato se localiza una serie de tres tipos de agujeros con 24, 30 y 36 de estos agujeros en cada círculo. (Fig. 11). Los círculos se pueden subdividir fácilmente de manera que pueden dividirse directamente 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 24, 30 y 36 divisiones. Si solamente hay un círculo de agujeros en el plato con 24 agujeros, las ramas de divisiones se limitan a 2, 3, 4, 5, 6, 8, 24. Montado sobre el bloque giratorio directamente en la parte posterior del plato divisor frontal se tiene un brazo que sujeta a un émbolo operado por palanca. (Fig. 13). El brazo se puede ajustar de manera que el émbolo seleccionado en el dorso del plato de división directa pueda actuar. Cuando la palanca que mueve al émbolo se opera hacia adelante, el pin sale del agujero del plato. Esto permite que el plato de división directa, unida al husillo, gire suavemente a mano.
Fig. 11
Cuando el plato ha girado a la posición correcta, la palanca y el pin entra al agujero correspondiente. Para actuar como guía en la localización rápida de las porciones de lagunas de las divisiones más pequeñas, tales como 4 y 6, se encuentran éstas estampadas en la orilla del plato (Fig. 12). Fig. 12
El pin - émbolo no se usa para asegurar el plato y el husillo en posición fija. Su aplicación es simplemente de localizar porciones en una división directa. El husillo se asegura por medio de un tornillo de apriete.
Fig. 13
211
FRESADORA I Mecanismo simple de división Hasta ahora, se ha descrito solamente parte de la división. Siempre que se requiera un número mayor de divisiones, se usa la división simple. Esto requiere el uso de partes adicionales, tales como sinfín, rueda de sinfín, y disco de agujeros con manivela. Las figuras 14 y 15 ilustran los detalles de construcción y operación de las partes principales del cabezal divisor, a los que se han quitado los soportes de la chumacera y la cubierta. Plato de división directa se encuentra unida al extremo frontal del husillo (Fig. 15). Asegurando también el husillo se encuentra la rueda del sinfín, que tiene cuarenta dientes en su periferia. Placa indicadora directa
Eje del Sinfín Husillo
Pasador indicador
Sinfín
Manivela divisor
Fig. 14 Brazo del sector Perilla Rueda del Sinfín Placa índice de 40 dientes
Placa indicadora directa
Rueda del Sinfín de 40 dientes
Pasador
Placa índice Husillo Fig. 15
Sinfín
Eje del Sinfín Manivela indicadora Dos engranajes iguales
212
FRESADORA I Cuando el sinfín recibe una vuelta completa, la rueda del sinfín avanza un diente. O, puesto que la rueda del sinfín tiene 40 dientes, se moverá un cuarentaavo (1/40) de revolución. Esta relación de 1 a 40 debe recordarse, ya que es la base de los cálculos que se usan en la división simple. El disco de agujeros (Fig. 16) es similar al plato de división directa que se monta al frente del husillo, pero tiene un número mayor de círculos de agujeros. El disco es reversible con los círculos de agujeros, representando divisiones del círculo en ambos lados del disco. En la parte superior de la manivela se encuentra un pin o pasador, que se introduce en los agujeros del disco. Cuando se halla hacia afuera la perilla, el pasador sale del agujero del disco y puede girarse a mano la manivela. Cuando se suelta a perilla, un resorte fuerza al pasador para introducirlo en el agujero (Fig. 17).
Perilla Perno indicador o pin.
Fig. 16
Fig. 17
Para eliminar la necesidad de contar el número de agujeros en cada cambio de división, se tiene brazos ajustables, conocidos como sector de brazos (Fig. 18). Los sectores de brazo se localizan entre el disco divisor y la manivela. Las muestras de pequeños dientes en la periferia del disco de agujeros permiten sujetar de manera firme al disco. Al mismo tiempo permiten la sujeción de un ajuste pequeño, cuando es necesario (Fig. 19).
Fig. 18
Fig. 19
213
FRESADORA I Descripción de la contrapunta La contrapunta (Fig. 20), se usa para soportar un extremo del trabajo sobre un centro. El extremo opuesto se sujeta en el cabezal divisor. El cuerpo de la contrapunta está provisto de dos bloques que se ajustan en la ranura de la mesa y alinean a la contrapunta con el cabezal divisor. La barra deslizante vertical “B” se usa para ajustar verticalmente el centro. Además, puede girarse el bloque armado “C” que contiene la barra deslizante horizontal y vertical, en cualquier posición angular un poco arriba o abajo de la posición horizontal. El movimiento horizontal del centro se efectúa por medio de un tornillo que se opera con la manivela “D”; la posición horizontal del centro se asegura por medio del tornillo “E”. el ajuste vertical del centro se efectúa por medio de una cremallera y piñón operador por la perilla “F” y se sujetan en posición por medio de la tuerca “G”.
A
C
D
F
J B
E Fig. 20
G
F
H
D
K
214
FRESADORA I Accesorios del aparato divisor El plato divisor es un disco de acero provisto de una serie de circunferencias concéntricas, en que van agujeros proporcionalmente. (Fig. 21). En algunos casos, en ambas caras del disco vienen circunferencias diferentes, con agujeros. Estas circunferencias vienen enumeradas, indicando la cantidad de agujeros contenidos, que facilita su selección con rapidez y sin equivocaciones.
Fig. 21
El soporte de engranajes (Fig. 22) es el conjunto de elementos que sujeta y fija los engranajes. Componen este conjunto: el soporte (a), los ejes de fijación (b) y los bujes (c), que de acuerdo a las necesidades permiten ubicar las ruedas dentadas para lograr el engranaje entre si y la transmisión de la relación del movimiento deseado.
b
c a Fig. 22
Las ruedas dentadas (Fig. 23) son ruedas que difieren una de otras en dimensiones y en número de dientes. Estas ruedas formarán el tren de engranajes que montado en el cabezal divisor permite cierto número de divisiones y montadas entre el cabezal divisor y el husillo de la mesa, permiten los movimientos necesarios para fresar hélices o espirales. Fig. 23
215
FRESADORA I Los puntos de centraje (Fig. 24) consta de: b
a) Una punta cónica de 60º, en la que se apoya el agujero de centro hecho en el extremo de la pieza. b) Una zona cilíndrica que ajusta en el agujero de arrastre. c) En el extremo opuesto presenta una superficie cónica igual a la cantidad del agujero del husillo.
c a Fig. 24
El plato de arrastre y la brida son órganos necesarios para el montaje de las piezas largas que deben ser trabajadas entre puntos. Aseguran el montaje y le trasmiten el movimiento que reciben del cabezal divisor. Los tornillos de estos órganos (Fig. 25) fijan respectivamente la pieza en el agujero de la brida, y la plata de la brida en la ranura de arrastre. El propósito de la segunda fijación es quitarle el juego que pueda quedar entre el momento de arranque y el momento de arrastre de la pieza.
Plato de arrastre Tornillo
Tornillo
El gato (Fig. 26) es un dispositivo montado sobre la mesa de la fresadora, sirve de apoyo a la superficie de las piezas largas y delgadas, o en las piezas de material ligero que permiten riesgos de flexión bajo esfuerzo de corte de la herramienta de trabajo. Brida
Está constituido por: Fig. 25
a) Tornillo b) Tuerca
b a
c) Cuerpo d) Base
c d
Fig. 26
216
FRESADORA I Cada elemento cumple funciones especificas en la fijación y regulación de la altura deseada del material. La contrapunta es usada para sostener el extremo de las piezas que por sus dimensiones requieran el apoyo (Fig. 27) para lograr este efecto los extremos de la pieza deben llevar agujeros de centro. D
Está constituido por un cuerpo fundido (A) en cuya base hay dos lengüetas que sirven para su ubicación en la ranura de la mesa. Sobre el cuerpo van montadas las barras deslizantes (B y C) que permitirán deslizamientos longitudinales y verticales según las necesidades del centraje de la pieza. La barra (C) para deslizamiento longitudinal lleva en el extremo un punto de centraje (E) que presenta un plano (D)
G
C
E
F B
A
Fig. 27
ligeramente por encima del eje horizontal que permite la salida de la fresa al realizar su trabajo. La tuerca (F) y el volante (G) facilitan el impulso y fijación de las barras en las posiciones de trabajo requeridas. Condiciones de uso Las partes movibles deben estar lubricadas para facilitar su movimiento. El aparato divisor indirecto permite efectuar un gran número de divisiones (Fig. 28).
La carcasa del divisor contiene un mecanismo sin fin. El movimiento divisor se acciona por una manivela y se trasmite a un tornillo sin fin de entrada, que hace girar la rueda del sin fin, en general con 40 dientes, reduciendo el movimiento inicial en una relación de 40:1. La rueda del sin fin se monta firmemente sobre el husillo del divisor. Es un extremo del husillo se sujeta la pieza de trabajo, y en el otro, se halla el disco para la división directa. Sobre la palanca de la manivela se encuentra una clavija de posición, cuya punta ingresa en los agujeros del plato divisor. En la división indirecta, el plato divisor se une a la carcasa con un pin de fijación o un mecanismo de bloqueo.
Rueda del sin fín Pin de fijación
Manivela
Tornillo sin fín
Tijera
Vista de planta Husillo
Sujeción de la pieza
Plato de división directa
Fig. 28
217
Clavija
FRESADORA I Platos divisores Los aparatos divisores deben tener como accesorios un mínimo de 3 platos divisores intercambiables. Cada plato tiene varios círculos divisores, cada uno con un determinado número de agujeros equidistantes. El número de agujeros se escoge de manera que permita realizar un máximo posible de divisiones, en combinación con el mecanismo sin fin. (Fig. 29). Círculo divisor
Relación de agujeros en los platos divisores Número Número de del plato círculos
Número de agujeros por círculo
1
6
15, 18, 21, 29, 37, 43
2
6
16, 19, 23, 31, 39, 47
3
6
17, 20, 27, 33, 41, 49
Agujeros de posición Fig. 29
Procedimiento para efectuar la división en partes iguales Esquema del plato divisor
Para efectuar la división en partes iguales, se calcula el número de vueltas de la manivela (Nm) por cada división, o parte a realizar.
Rsf.
Una vuelta de la manivela equivale a una vuelta del tornillo sin fin; o sea, el avance de un diente en la rueda. Puesto que hay 40 dientes en la rueda, el avance de un diente equivale a girar la rueda del sin fin 1/40 de vuelta. En consecuencia, si se da a la manivela 40 vueltas, la rueda del sin fin y el husillo (pieza de trabajo) darán una revolución completa. (Fig. 30).
1
40
Si se tiene, por ejemplo, que efectuar 40 divisiones, se ejecuta una vuelta de la manivela por cada división (parte). Fig. 30
218
40:1
FRESADORA I En caso de efectuar 20 divisiones, se tiene: 40 =2 20
vueltas de la manivela, por cada división.
La fórmula para efectuar la división en partes iguales es la siguiente: N=
K D
Donde: N = número de vueltas de la manivela. K = relación del sin fin. 40:1 (una entrada). Constante. D = divisiones por efectuar en la pieza. Ejemplo: Fresar una sección cuadrada en la cabeza de un perno. Datos N=? K = 40 D=4
Nota
Solución N= K D N = 40 4 N = 10 (vueltas de la manivela por cada división) : Siempre que K (40) sea divisible exactamente entre el número de divisiones requerido, el número de vueltas de la manivela será de vueltas completas.
Utilización de un círculo determinado de los platos divisores En los ejemplos anteriores, K (40) era divisible exactamente entre el número de divisiones requeridas, por lo que se obtenía siempre un número de vueltas completas de la manivela (Nm). Cualquier agujero de los círculos divisores hubiera servido para efectuar esta división. Como, con frecuencia, el valor K (40) no se divide exactamente entre el número de divisiones requeridas, es necesario utilizar un círculo de agujeros de un determinado plato divisor. En este cálculo, se presentan dos casos: • Cuando el Nº de divisiones por efectuar es menor que 40 K. • Cuando el Nº de divisiones por efectuar es mayor que 40 K.
219
FRESADORA I 1ER CASO: Ejemplo : Fresar 24 ranuras en una pieza, utilizando una fresa de disco. Calcular Nm. (Fig. 32). 24 x = 360º
Datos
Solución
N=? K = 40 D = 24
N= K D N = 40 24 N =1 2 3
o sea 2 = 12 3 18
Resultado: 1 Donde:
Fig. 32
Para efectuar los 2/3 de vuelta, se tiene que escoger en los platos divisores un círculo, con un número de agujeros que sea múltiplo de 3.
12 18
1 12 18
= = =
una vuelta de la manivela. Nº de agujeros que se toman. Nº de agujeros del círculo divisor.
En consecuencia, se operará cada ranura dando una vuelta completa de la manivela, más de 12 agujeros en el círculo divisor de 18 agujeros. También se ha podido escoger otros círculos divisores, que sean múltiplos de 3, como Nº de agujeros 10 14 18 22 etc. ; ; ; ; 15 21 27 33
Aplicación del ejemplo (1er. Caso) La manivela recorre el ángulo exterior de los brazos de la tijera.
220
FRESADORA I Apertura en número de agujeros de la tijera: La apertura de los brazos de la tijera se ajusta, también, contando el número de agujeros, sin considerar la posición de la clavija. 12 Agujeros libres
El procedimiento a seguir es: (Fig. 33) 1. Ponga en posición la clavija y apoye en ella el brazo de la tijera. Cuente el número de agujeros calculados, en dirección del movimiento giratorio de la manivela, y fije la posición de los 2 brazos. 2. Gire con la manivela el número de vueltas enteras, más la apertura de la tijera.
17 18 1 16 2 15 3 14 4 5 13 6 12 7 11 10 9 8
Nueva posición de la clavija.
1
12 11
3. Gire la tijera en el mismo sentido giratorio, hasta tocar con el mismo brazo la clavija.
10 9 8
2
3 4 5 6
1. Fijar la posición de la tijera
2. Girar la manivela 1 vuelta y 12 agujeros.
7
3. Girar la tijera.
Nueva posición de la tijera.
Nota : Para efectuar cada división, repita las operaciones 2 y 3. 2DO. CASO Fig. 33
Ejemplo : Taladrar 92 agujeros en un disco. Calcular N. (Fig. 34). Datos N=? K = 40 D = 92
Solución 92 x = 360º
N= K D N = 40 92 N = 10 23
Resultado:
12 18
Fig. 34
En consecuencia, se utiliza un círculo divisor de 23 agujeros, y se operará avanzando 10 agujeros por cada división a efectuar.
221
FRESADORA I Apertura en grados de la tijera Con el fin de repetir con seguridad el número de agujeros hallado (equivalente a una fracción de vuelta) después de cada división, se puede utilizar la tijera, con la apertura correspondiente en grados. (Fig. 35). a) Aplicando el ejemplo (1er. Caso) antes tratado, proceda de la siguiente manera: N = 40 = 1 2 , la apertura es 2 24 3 3
Ejemplo posición 120º
13 0
12 0
0 11
de 360º = 240º
12
División
2 40
0
º
Fig. 35
B) Aplicando el ejemplo (2do. Caso) antes tratado, proceda de la siguiente manera:
N=
10 de 360º; la fracción de vuelta por 360º 40 = 92 23
Observación :
<=
10 x 360º 23
<=
156,5º
La tijera está provista con una división de 180º. Hay que abrir la tijera en la magnitud del ángulo de complementación.
222
FRESADORA I DIVISIÓN ANGULAR División Indirecta en grados Por cada revolución de manivela, el husillo gira 1 de revolución, o sea, 360º 40 40 Si se tiene por ejemplo, que calcular N para un ángulo de 42º, se tiene que dividir:
42º : 360º = 42º = 360º = 42º x 40 40 360º 40 1 De donde: N 42º 40 360º
= = = =
número de vueltas de la manivela. ángulo (división angular por efectuar) relación del sin fin K constante
Para un divisor con relación 40:1 el factor es también una constante. La fórmula general es: N= aº K 360º Simplificando resulta: N= aº K = aº 9º 360º Ejercicio : Fresar los dientes de un escariador, con pasos de 19º, 24º y 26º. Calcular N para cada división (Fig. 1) Solución :
26º
19º 1 N = 9ºº = 9º = 2 9 = 2 vueltas + 2 agujeros Plato 18 21 º
º
19º
21º 3 N = 9ºº = 9º = 2 9 = 2 vueltas + 2 agujeros Plato 18
24
24º 6 N = 9ºº = 9º = 2 9 = 2 vueltas + 12 agujeros Plato 18 26º 8 N = 9ºº = 9º = 2 9 = 2 vueltas + 16 agujeros Plato 18
Fig. 1
223
FRESADORA I Ejercicio : Efectuar una división de 26º46´ en una pieza (Fig. 2) Solución: 26
º4
6’
a) 1er. Paso Convertir los grados en minutos: ( 26 x 60´ ) + 46´ 1606´ = N = 9ºº = 9 x 60´ 504´ 40 Simplificando la fracción, N = 2 41 Resultado: 2 vueltas + 40 agujeros, en el plato de 41. Comprobación:
Fig. 2
= 122 2 40 41 41 122 x 1 = 122 41 40 1640 122 x 360 x 60´ = 1 606,8 minutos = 1640
El error que resulta de la división es de 0,8 minutos. División Diferencial Es un sistema de división indirecta donde se relacionan, mediante un tren de ruedas, el husillo del cabezal con el plato de agujeros, que debe girar libremente (Fig. 3). Aplicación :Se utiliza para la división correspondiente, los números primos mayores que 49. Es menester buscar un juego de engranajes, que se interponga entre el eje principal y el plato de agujeros. Este sistema no es aplicable en el fresado helicoidal. Se usa el término diferencial, por que la división se obtiene de dos movimientos:
Husillo Divisor
Eje Auxiliar
• El de la división indirecta de la manivela del divisor, y • El del propio plato divisor Estos dos movimientos se dan al mismo tiempo, con una diferencial en su movimiento rotatorio.
División Indirecta Fig. 3
224
FRESADORA I Cálculo del tren de ruedas y vueltas de la manivela 1.Para obtener el cálculo se busca un número de divisiones ficticio, que puede ser mayor o menor que el número de divisiones a efectuar. D = Número de divisiones a efectuar. D´ = Número de divisiones ficticio. Ejemplo:
D = 67 D´ = 64 o D´2 = 70
2.Se realiza una división simple con el número ficticio propuesto.
N=
K D´
N1 =
40 20 = 64 32
N2 =
40 4 7 28 = = = 70 7 7 49
N1 =
20 32
N2 = 28 49
Ejercicio: Se desea construir una rueda con 71 dientes. Utilizando la división diferencial el cálculo sería: Datos D = 71 D´ = 72 K = 40 K 40 5 = = D´ 72 9
1.
N=
2.
Rt= 40 (D´ - D) D´
N=
5 3 15 X = 9 3 27
N=
15 27
Rt= 40 (72 - 71) = 40 = 10 72 72 18 Rt = 10 X 4 = 40 18 72 4
Rt = 40 72
* Por ser tren simple, se necesitaría una rueda intermedia o un número impar de ruedas intermedias.
225
FRESADORA I Ruedas Intermedias El método de División Diferencial usa ruedas intermedias, con el objeto de obtener: a) Una rotación del plato divisor en el mismo sentido de la rotación de la manivela, incrementándose así el movimiento de ésta. b) Giro en sentido contrario, para disminuir dicho movimiento. Para conocer la cantidad de ruedas intermedias, hay que tener en cuenta si el número ficticio propuesto es mayor o menor que las divisiones a realizar. D´ > D < D´ Si D´ es menor que D (D´ < D) Tren Simple
Tren Compuesto
Dos ruedas intermedias
Una rueda intermedia
El plato con agujeros girará en sentido contrario a la manivela. Si D´ es mayor que D (D´ > D) Tren Simple
Tren Compuesto
Una rueda intermedia
sin ruedas intermedias
El plato con agujeros y la manivela girará en el mismo sentido. Ejemplo: D = 67 D´ = 64 D´2 = 10 Rt = 40 32
72 48
Donde D´, < D
... Se necesitará una rueda intermedia. Rt = 48 28
Donde D´, > D
... Se necesitará una rueda intermedia.
226
FRESADORA I El plato con agujeros y la manivela girarán en el mismo sentido. (Fig. 2).
Conductora
Intermedia
Fig. 2
Conducida
Se calcula un tren de ruedas para corregir el error cometido al efectuar la división diferencial. R = Constante del Divisor (Número de dientes de la corona) Rt = Tren de ruedas Rt = K (D´ - D) D´ Para K = 40 Rt = 40 (D´ - D) D´
Ejemplo: D = 67 D´´ = 64
D´ 2 =70 Rt = 40 (64 - 67) = 120 = 15 64 8 64 5x3 Rt = 15 = 4 x2 8 40 72 Rt = 32 48
5x8 4x8
3 x 24 = 40 72 2 x 24 32 48
Conductora (Husillo Divisor) Conducida (Eje Auxiliar Divisor)
Rt = 40 (70 - 67) = 120 = 12 X 4 = 48 64 7 X 4 28 70 Rt = 48 28 Nota: El número ficticio a utilizar puede ser cualquiera. Por lo tanto, se debe buscar un número que sea fácilmente reducible y permita un cálculo de tren de ruedas fácilmente. Por lo general en el sistema de División diferencial se trabaja con un tren de ruedas simple, por la facilidad que permite su montaje. 227
FRESADORA I Plato Circular Es un accesorio que consiste, básicamente, en un plato que puede girar, dispuesto sobre una base fija, que permite su montaje en la mesa de la fresadora. Su movimiento puede ser independiente o relacionado con otro movimiento (el de la mesa, por ejemplo), según sea la conexión que se haga con otros órganos de la máquina. Esta variedad de posibilidades permite hacer, sobre la mesa circular, distintos tipos de contorneados, ranurados y divisiones. (Fig. 3). Constitución y Características En la mesa (Fig. 3) se distinguen principalmente las siguientes partes: 1) Plato Circular En su centro presenta un agujero cilíndrico o cónico rectificaras en T, para permitir la fijación de piezas. En la parte interior, hay tallada una corona que engrana con el tornillo sin fin del eje de accionamiento, que hace girar el plato (Fig. 4). Ranuras
Sinfín
Plato
Base
Corona Tambor graduado
Plato
Agujero cilíndrico o cónico rectificado para mandril o eje portapieza. Fig. 3
Fig. 4
2) Base Sirve de soporte al plato y permite la fijación de la mesa circular a la mesa de la fresadora. En su contorno lleva una escala graduada de 0º 360º, que permite controlar el ángulo en que se puede girar el plato. (Fig. 3). Hay mesas circulares que tienen la escala graduada en el plato.
228
FRESADORA I Palancas : Comúnmente, se encuentra en la mesa circular las siguientes palancas. (Fig. 5). a) Palanca de bloqueo del eje del plato, d
b) Palanca de bloqueo del plato,
c
c) Palanca para desconectar el plato del eje del tornillo sin fin y, d) Palanca de desembrague del volante. b
Eje de accionamiento del giro del plato
a
Es mediante este eje que se da el movimiento al plato, pues está provisto de un tornillo sin fin, que engrana con la corona del plato (Fig. 4). Este accionamiento provoca una reducción, que varía según el tipo de accesorio. Las relaciones más corrientes son: 1:60, 1:80; 1:100, 1:120. Junto al volante o manivela, montado en el extremo del eje para accionar manualmente el plato, muchos modelos suelen llevar un tambor graduado, que permite controlar, con precisión de hasta un minuto, el ángulo de rotación del plato. (Fig. 6).
Fig. 5
Fig. 6
Funcionamiento Ciertos tipos de mesas se fabrican de manera que puedan accionarse, tanto manual como automáticamente. según sea la fresadora en que se monta la mesa, el movimiento automático puede obtenerse de diferentes maneras. 1. Accionamiento Automático Por conexión al tornillo patrón de la mesa de la fresadora. Mediante un tren de engranajes, montado en la lira del extremo de la mesa, se trasmite el movimiento del tornillo patrón de la mesa de la fresadora a un árbol de mando del plato circular. (Fig. 7). La utilización de este dispositivo exige la posibilidad de desembragar el movimiento de avance longitudinal. 229
Fig. 7
FRESADORA I Por conexión a la caja de avances Por intermedio de un árbol con unión cardán, se trasmite el movimiento directamente de la caja de avances el plato circular, un dispositivo permite cambiar el sentido de giro. (Fig. 8).
Fig. 8
Por conexión al dispositivo de avance de los carros A través de un árbol auxiliar, paralelo al tornillo patrón de la mesa de la fresadora y conectado a un tren de engranajes, el plato circular recibe el movimiento del dispositivo de avance de los carros. (Fig. 9). Fig. 9
2. Uso como aparato divisor vertical Si el eje de accionamiento de giro del plato, se cambia el volante por el conjunto para división (Fig. 10), que comprende: disco perforado (a), compás (b), manivela (c) y perno retráctil (d), la mesa circular se convierte en un aparato divisor vertical. Fig. 10
Forma de calcular el número de divisores Para obtener el número de divisiones requerido, se procede de la misma manera que con el aparato divisor universal para la división indirecta. Al aplicar la fórmula para obtener el número de vueltas y fracción de vuelta, se debe tener presente que al constante de reducción (K) de la mesa circular, no es la misma para todas, y que varíe según su tipo.
230
FRESADORA I
Aplicación: Se desea hacer 13 divisiones en una pieza montada en un plato circular, cuya constante de reducción es K = 120. ¿Cuántas vueltas de la manivela y fracción de vuelta se deben dar para hacer cada división? Desarrollo: Aplicando la fórmula: K A = N+ D C En la que K = constante de reducción D = número de divisores a efectuar. N = número de vueltas completas de la manivela. A = cantidad de agujeros que debe abarcar el compás. C = número de agujeros de la circunferencia elegida. Al reemplazar los valores en la fórmula, se obtiene: 120 A = V + 13 C al hacer la división, resulta: 120 3 = 9 + 13 13 Como no se dispone de disco de 13 agujeros, se elige el de 39, que es múltiplo de 13; para lo cual, se multiplican ambos términos d ella fracción 3/13 por 3, quedando definitiva. 9 120 = 9 + 13 39 Lo que significa que, para hacer 13 divisiones en el plato circular que tiene una constante de reducción K=120, hay que dar, para cada división, 9 vueltas completas a la manivela y avanzar 9 agujeros en al circunferencia de 39. Se puede lograr una ventajosa posición para múltiples trabajos de fresado, reemplazando el tambor graduado del tornillo sin fin por el dispositivo de discos de agujeros y la manivela, utilizando el aparato divisor, pues permite la realización de divisiones de los grados. En tal caso, se utilizan los 3 discos de agujeros siguientes: Disco Nº 1 : 17, 21, 25, 35, 47, 43 agujeros Disco Nº 2 : 19, 23, 27, 33, 47, 45 agujeros Disco Nº 3 : 20, 24, 29, 35, 41, 47 agujeros
Platos Divisores
231
FRESADORA I MECANIZADO DE PIEZAS HEXAGONALES - POLÍGONOS Los polígonos regulares son piezas cuya periferia, exterior o interior, está constituida por caras o superficies planas, repartidas en forma regular y equidistante sobre una circunferencia imaginaria. ()Figs. 1, 2, 3 y 4).
Hexágono
Cuadrado
Fig. 1
Pentágono
Fig. 2
Fig. 3
Triángulo Fig. 4
Los polígonos se diferencian por la cantidad de caras que se efectúan sobre la pieza. El polígono más utilizado es el hexágono (Fig. 7) y el cuadrado (Fig. 2), por la variada utilidad que presta en la mecánica, especialmente como cabezas de pernos de sujeción. (Figs. 5 y 6).
Cabeza cuadrada Fig. 6
Tuerca hexagonal
Fig. 7
Fig. 5
232
FRESADORA I Cálculo En los trabajos de fresado se presenta con frecuencia la necesidad de ejecutar hexágonos en barras redondas o en la cabeza de los tornillos; siendo por ello importante que el hexágono quede circunscrito exactamente en su mayor dimensión o diámetro. (Figs. 8 y 8A). e
Fig. 8
También muchas veces es necesario previamente efectuar un cálculo sencillo, para conocer la profundidad o espesor (e) que se debe fresar en cada cara o lado.
Fig. 8A
La fórmula que se emplea es la sgte.: e= D - d 2
a
en donde: e
d
D = Diámetro exterior (dato generalmente conocido)
e
c D
d = 0,866 x D
Fig. 9
Observando en la Figura 9, encontramos: Que
c = D-e = 120º
También es posible emplear la siguiente fórmula: d=
D 1,155
lo que permite conocer D, cuando no es conocida la distancia entre caras, mediante la nueva fórmula: D = d x 1,155 Aplicación Se desea fresar un exágono en una barra redonda de 30 mm., de diámetro Calcular: d, e y c. Solución d = 0,866 x D = 0,866 x 30 = 25,9 mm e = D - d 2 c = D-e
30 - 25.9 2 = 30 - 2.05 =
=
2,05 mm
= 27,95 mm. 233
FRESADORA I Problema Encontrar el número de vueltas de la manivela para dividir un polígono de 6 lados (exágono). Fórmula:
N = 40 D N = 40 6 N = 6 4 = 6 2 (13) = 26 3 (13) 6 39
Respuesta: Se necesita seis vueltas de la manivela y cuatro sextos (4/6) de vuelta. El disco divisor tiene por objeto calcular el número de vueltas de la manivela. La parte fraccional de vuelta debe reducirse primero a dos tercios (2/3). El siguiente paso es encontrar, en el disco de agujeros un círculo de agujeros divisibles por tres. Existen varios círculos de agujeros en el disco divisible por tres: 24, 30 ó 39 agujeros. Suponiendo que se selecciona el círculo de 24 sabiendo que las dos terceras partes de veinticuatro son dieciséis (2/3 de 24 = 16). Por lo tanto, dieciséis agujeros en el círculo de 24 es dieciséis veinticuatroavos (16/24) o dos tercios (2/3). Las seis divisiones se conseguirán entonces con seis vueltas completas de la manivela y la dieciséis agujeros en el círculo de veinticuatro. Cuando el número de divisiones es mayor de cuarenta, la manivela efectúa sólo una fracción de vuelta. Problema Encontrar el número de vueltas de la manivela para dividir un polígono en 5 partes iguales. Fórmula:
N = 40 D N = 40 5
N= 8
Respuesta: Ocho vueltas completas de la manivela, para cada división. Siempre que cuarenta sea divisible exactamente entre el número de divisiones requerido, el número de vueltas de la manivela serán vueltas completas, por ejemplo, ocho, como en el ejemplo anterior. Con frecuencia, el número de divisiones requeridas no se divide exactamente en el número cuarenta, por ejemplo, seis divisiones.
234
FRESADORA I VERIFICACIÓN DE PIEZAS HEXAGONALES Sujeción directa en la prensa y empleo de la escuadra de 120º. En el fresado del exágono las medidas e y d son las más importantes. El espesor (e) es la cantidad de material que se debe quitar por cada lado del hexágono. Para ejecutar el trabajo seguiremos el siguiente proceso de acuerdo al orden graficado de las operaciones de la Fig. 6
1
2 1 120º
Fig. 1
Fig. 2
4 3
3 2
2 1
1
Fig. 3
Fig. 4
5 4 1
6
3 2
1
5
2
4 3
Fig. 5
Fig. 6
Nota : Al fresar los lados 2, 3, 4, 5 y 6 debemos controlar con la escuadra de 120º que equivale a la suma del ángulo interno entre dos lados adyacentes.
235
FRESADORA I CALCULO DE DIVISIÓN DIRECTA E INDIRECTA i = trasmisión T = paso divisor, número divisor nk = giros de manivela por paso divisor = ángulo de paso de la pieza de trabajo. 1. Según números divisores Rueda helicoidal Tornillo sinfín Vástago del cabezal divisor
Manivela Plato agujereado
2. Según grados de ángulo
a
La división indirecta se realiza con el cabezal divisor. Su relación de transmisión es, generalmente, de 40:1, es decir 40 giros del cabezal divisor = 1 giro de la pieza de trabajo. o en su defecto 40 giros del 1 giro de la pieza = cabezal divisor de trabajo 1/T giros de la pieza de trabajo = 40 . 1/T transmisión número divisor
Conclusión giro de manivela divisora
=
360º de giro de la pieza de trabajo
40 giros de la = manivela divisora
a de giro de la pieza de trabajo
40/360 giros de la = manivela divisora
Conclusión
a nk = 9º
360º
Atención T . a = 360º 3. Círculo de agujeros Tijera para partir
Una fracción dada de nk se amplia según el círculo de agujeros deseado. Números de agujeros I 15 16 II 21 23 III 37 39
17 27 41
18 29 43
19 31 47
Plato agujereado intercambiable I, II, III
4. Resumen
División según el número divisor: nk = 40 T División según grados de ángulo: nk = a 9º
236
20 33 49
FRESADORA I 5. Ejemplo
Con un cabezal divisor normal (transmisión de 40:1) se ha de fresar una rueda dentada de 18 dientes. Calcule para el círculo de 27 agujeros elegido el número de giros de manivela.
Z = 18
Plato agujereado I
buscando
nk
dado
T = 18 Lk = 27
solución
raciocinio previo 1 giro de la pieza de trabajo = 40 giros del cabezal divisor
nk = 40 T 40 = 18 nk = 2 2 = 2 6 es decir, para un paso 9 27
divisor se requieren 2 giros completos de la manivela y un giro parcial de 6 agujeros adicionales en el círculo de 27 agujeros. Atención La clavija índice necesita adicionalmente de otro agujero, por lo que pertenece en el séptimo agujero. Elija siempre el círculo de agujeros más grande.
6. Ejemplo
Calcule los giros de la manivela para fresar un exágono. Se considera un plato de 81 agujeros. buscando
nk
dado
T=6 Lk = 81
solución
Plato de 81 agujeros
raciocinio previo 1 giro de la pieza de trabajo = 40 giros del cabezal divisor
nk = 40 T 40 = 6 nk = 6 2 = 6 54 es decir, para un paso 3 81
divisor se requieren 6 giros completos de la manivela y un giro parcial de 54 agujeros adicionales en el círculo de 81 agujeros.
237
FRESADORA I CALCULO DE DIVISIÓN DIFERENCIAL i = transmisión (generalmente 40:1) T´ = número divisor auxiliar (aproximado a T) T = número divisor Z = Ruedas dentadas (1 y 3 son motrices) 1. Cabezal divisor universal
Ruedas de cambio
Ruedas helicoidales Tornillo sinfín = 40 : 1
Z1 Z3 Z2
Este aparato divisor aumenta el sector de división con ruedas de cambio, especialmente para divisiones a partir del número primo 51. Con el divisor auxiliar reducible elegido T´, aproximado a T, se calcula en forma usual el círculo de agujeros.
nk = 40 T´
Pieza de trabajo 1:1
Z4 Plato agujereado Manivela divisora
2. Movimientos adicionales
La diferencia resultante T´ - T se compensa con ruedas de cambio, el sentido de rotación con ruedas intermedias. T´ > T produce valores + : Transmisión simple: 2 ruedas de cambio + 1 rueda intermedia Transmisión doble: 4 ruedas de cambio sin rueda intermedia
Z1
Zw
Z2
T´ < T produce valores : Transmisión simple: 2 ruedas de cambio + 2 ruedas intermedias
so
Plato d ivi Manivela divisora
r
Transmisión doble: 4 ruedas de cambio + 1 rueda intermedia
Valor
Nota Un valor negativo significa que cuando la manivela divisora gira hacia adelante el plato divisor gira hacia atrás.
238
FRESADORA I 3. Ruedas dentadas
Z motriz n accionado = Z acc. n motriz
Z1 Z3 Z2
Las ruedas dentadas y los números de revoluciones están siempre en razón indirecta:
Tijera de ruedas
Z4
Conclusión Zt 40 = (T´ - T) Zg T´
n motriz corresponde a 1 giro del vástago del cabezal divisor
Juego usual de ruedas de cambio: 24, 26, 28, 32, 40, 44, 56, 64, 72, 86, 100 4. Resumen
Número divisor auxiliar T´ >< T división base ruedas dentadas
5. Ejemplo
Z = 53
nk = 40 T´ nk (T´ - T) = Zt Zg
Con un aparato divisor universal (40:1) se quiere fresar una rueda de cadena de 53 dientes. Calcule para el círculo de 15 agujeros elegido el número de giros de la manivela y las ruedas dentadas necesarias. buscando
nk ,ruedas dentadas
Dado
T = 53 T´= 60 (elegido por ser divisible por 40) Lk = 15 (de libre elección).
nk = 40 = 40 = 2 = 10 , es decir 10 60 3 15 T agujeros más adelante en el círculo de 15 agujeros (la diferencia se compensa con ruedas de cambio). solución
nk . (T´ - T) = Zt Zg 2 . (60 - 53) = 2 . 7 = 64 . 56 3 1 . 3 32 . 24 Z1 = 64, Z2 = 32, Z3 = 56, Z4 = 24 (después de control de calado) Atención No siendo posible aumentar la relación del número de dientes repita el cálculo con otro divisor auxiliar.
239
FRESADORA I CALCULO DE DIVISIÓN ANGULAR
41 37 33
Con este método se hace girar el husillo del cabezal divisor universal un número determinado de grados; se determina el círculo y el número de divisiones operando con el resultado obtenido de dividir el número de grados que tiene la circunferencia entre el número de dientes de la corona (40 ó 60). (Fig. 1). 360 40
31 29 27 24
360 60
ó
Fig. 1
Este resultado sería el ángulo de desplazamiento en una vuelta del tornillo sinfín. Por lo tanto, si se quiere desplazar un número determinado de grados se hará aplicando la fórmula: F= G A G = valor angular de la división A = desplazamiento angular de la corona en una vuelta del sinfín. F = desplazamiento de la manivela o del sinfín para que la pieza gire un número de grados determinado. Ejemplo: En una pieza se necesita hacer tres ranuras equidistantes a 23º (Fig. 2); la corona del divisor tiene 60 dientes. ¿cuántas vueltas habrá que dar en la manivela para lograr que la pieza gire el ángulo indicado? Desarrollo: A = 360 = 6 60 23 6
Aplicando el mismo procedimiento del caso I, tenemos: 5 x 7 35 = 6 7 42
23º
=
23º
F= G A
A = 6º
Resultado: 3 vueltas y 35 agujeros en un plato con circunferencia de 42 agujeros.
Fig. 2
Hay casos en que la dimensión angular viene dada en minutos o en segundos; cuando eso sucede, opere con el resultado obtenido de reducir a minutos o a segundos el desplazamiento angular por vueltas del sinfín.
240
FRESADORA I METALES PESADOS (ESTAÑO Y SUS ALEACIONES) Estaño, símbolo Sn (stannum) La aleación cobre-estaño (bronce) dio el nombre de Edad del Bronce a una época prehistórica. Es un metal brillante, de color plata clara. Se emplea para soldar recipientes, planchas de acero, papel de estaño y en sus aleaciones con otros metales. El estaño se adhiere bien al acero, al cobre y a otros metales similares. Es de fácil fusión y su aleación con otros metales, mejorando sus propiedades. El estaño se presenta en planchas, barras, tubos e hilos. Es estaño puro raramente es empleado en la construcción de piezas, debido a su poca resistencia. No se altera con el tiempo, ni con los ácidos. Presentación y obtención Mineral
: El mineral más importante es la casiterita, SnO2.
Elaboración: En primer lugar se produce un concentrado que contiene del 60 al 70% de estaño. Siderurgia : En hornos de cuba o de llama se libera al mineral del oxígeno (reducción). El metal bruto se purifica mediante separación por fusión o por electrólisis (refinado). (La separación por fusión consiste en desmezclar varios metales aprovechando los diferentes puntos de fusión). Propiedades Físicas
: Densidad, r = 7,3 Kg/dm3; punto de fusión, 232ºC
Químicas
: Resistente a la corrosión frente al aire, agua, muchas lejías y ácidos
Mecánicas
: Resistencia a la tracción, aproximadamente 30 N/mm ; alargamiento hasta el 40%.
2
Tecnológicas : No venenoso, fácil de conformar y muy dúctil. A +200ºC el estaño se vuelve frágil y quebradizo; por debajo de -20ºC se convierte en polvo (peste del estaño). El fenómeno obedece a un aumento de volumen motivada por descomposición del conjunto reticular. Al doblar tiras de estaño fundido, los cristales rozan entre sí y producen un ruido, el “grito del estaño”. El estaño es dúctil y por tanto se puede laminar bien, repujar y martillar. Se pueden obtener láminas de hasta 0,01 mm de espesor (papel de estaño). El estaño es muy fluido en estado fundido y muy colable. Se emplea como metal de recubrimiento p. ej., hojalata, cuando no contiene plomo. 241
FRESADORA I Ensayos
:
• Calentar estaño en una cuchara de acero y observar como se forma ceniza. • Martillar una chapa de plomo y otra de estaño y ver que sucede con la dureza y la deformabilidad. Aleaciones de Estaño Los elementos importantes de aleación son el cobre, el plomo y el antimonio. Las aleaciones de estaño por colada a presión, con 12 a 18% de Sb , 4,5% de Cu y 2 cantidades variables de Pb, poseen una resistencia a la tracción de 80 a 110 N/mm .Por inyección a presión del caldo en moldes metálicos se pueden fabricar piezas pequeñas con una precisión de 0,005 mm sobre la cota nominal. Esta piezas no precisan ningún mecanizado posterior. Hay que poner especial cuidado en eliminar el aire de los modelos. La designación de las aleaciones de estaño por colada a presión es p. ej., GD-Sn 78 con 78% de Sn, cantidades variables de Sb, Cu y Pb. Debido al alto costo de los moldes, la fundición por presión solo es adecuada para fabricar piezas en serie que no tengan grandes exigencias en cuanto a resistencia, p. ej., piezas para aparatos de radio y televisión, rodillos de números, piezas de accionamiento para contadores de gas y agua. La soldadura con metales blandos se subdivide en: Grupo A: Soldadura blanda de plomo-estaño y estaño-plomo, pudiendo contener también antimonio. B: Soldadura de estaño-plomo con adición de cobre o plata. C: Soldadura blanda especial. La designación de la soldadura con metales blandos se hace mediante el prefijo “L” con indicación del contenido en estaño o plomo. Soldadura blanda para metales pesados, DIN 1707. Símbolo
Composición en % y campo de fusión
Aplicaciones
L-PbSn 35 Sb con antimonio
Sn 34,5... 35,5 Sb 0,5... 2,0 Resto Pb 186º C ... 225ºC
Soldadura pura cobre, estaño, cinc con soldador y llama.
L-Sn 50 Pb (Sb) estaño - plomo pobre en antimonio
Sn 49,5 ... 50,5 Sb 0,12 ... 0,5 Resto Pb 183º C ... 215ºC
Estañado soldadura blanda, fina, industria eléctrica.
L-Sn 60 PbAg
Sn 59,5... 60,5 Ag 3,0... 4,0 Resto Pb 178º C ... 180ºC
Electrónica, mecánica de precisión, construcción de aparatos eléctricos.
242
FRESADORA I ESQUEMA DE LA CADENA CINEMÁTICA DEL APARATO DIVISOR La disposición de los engranajes ( Z ) estará completamente con ruedas intermediarias z atendiendo a la siguiente regla: Cuando el número de divisores aproximado “A” es menor que el número de divisiones requerido “N”, el plato divisor y la manivela giran en sentido contrario. (Figs. 1, 2, y 3).
Fig. 1
Fig. 2
Mandril de la fresa Husillo del divisor Pieza a mecanizar Rueda helicoidal
Disco de orificios Fig. 3 Tornillo sinf
ín
Z3
Z1
Z = 11
Manivela del divisor
Z Z2
Ruedas de cambio Z4
Ruedas de cambio intermedia
243
FRESADORA I ESQUEMA DE PLATO DIVISOR Plato de la serie # 01
117 99 91 81
69 57
Platos: Cada plato contiene agujeros según la serie, con la finalidad de aplicarlo en la División Indirecta, Diferencial y Angular. Serie Nº 01: 117, 99, 91, 81, 69, 57, 51, 48, 43, 41, 30 Agujeros Serie Nº 02: 119, 111, 93, 87, 77, 59, 53, 49, 47, 42, 38 Agujeros
244
FRESADORA I
a
b
c
d
e
f 38
f 30
f 26
f 24
f 17
f 26
f 30
DIBUJOS DE POLÍGONOS
24 24
6
20
44
44
44
28
210
a
Caras paralelas (a) Pc = aproxi. 0.81 x r
b
c
Caras paralelas (b) Pc = 0.866 x r
d
Caras paralelas (c) Pc = 0.92 x r
245
(d) Pc = 0.707 x r
e
Caras paralelas (e) Pc = 0.5 x r
FRESADORA I NORMAS DE SEGURIDAD PARA EL USO DEL APARATO DIVISOR 1. Cuando gire la manivela del divisor evite pasarse del agujero, en caso contrario, retroceda la manivela media vuelta; intente nuevamente girando la manivela hasta insertar con precisión en el agujero. 2. Entornille con seguridad los brazos del sector para evitar que se abra o se cierre en el momento de usar. 3. Utilizar solo elementos de sujeción en buen estado de conservación. • Verifique que el nonio graduado en grados del cabezal divisor este en 0º para trabajar horizontal. • No retirar la viruta con la mano sino con una brocha o cepillo. • El líquido refrigerante debe dirigirse sobre los dientes que salen del corte. • Trabajar sobre una rejilla de madera.
A SU TRABAJO PÓNGALE EL SELLO DE
D A D I R U SEG 246
FRESADORA I El problema ambiental de los metales pesados. Numerosos estudios han abordado esta cuestión, existiendo unanimidad entre la comunidad científica respecto al carácter tóxico de los mismos para los seres vivos. Afectan a las cadenas alimenticias, provocando un efecto de bioacumulación entre los organismos de la cadena trófica. Ello es debido a la alta persistencia de los metales pesados en el entorno, al no tener, la mayoría de éstos, una función biológica definida. Bastante conocido es el caso en el que se incorporan a la cadena alimenticia a través de los organismos filtrantes presentes en los sedimentos marinos, habiéndose observado en ciertas especies un factor de bioconcentración (cociente entre la concentración del metal contaminante en el organismo vivo y en el agua circundante) de 291.500 para Fe y Pb, 200.000 para Cr o 2.260.000 para Cd. Huelga, por tanto, cualquier comentario respecto al problema que supone la presencia de metales pesados en los lodos de aguas residuales de origen urbano en lo sucesivo los mencionaremos simplemente como lodos, aclarando la procedencia de éstos cuando su origen sea diferente del que aquí estamos tratando, sobre todo si tenemos en cuenta que en España se generan anualmente más de 10 Millones de Toneladas de lodos de depuradora, lo que implica el vertido al entorno de ingentes cantidades de metales, con el riesgo que ello supone para el medio ambiente y para la salud de las personas. Fuentes, agentes y vías de contaminación. La procedencia de los metales pesados encontrados en las aguas residuales es variada, asociándose las fuentes de contaminación a pequeñas industrias establecidas en zonas urbanas o en polígonos industriales carentes de plantas de tratamiento, a talleres de automóviles, al pequeño y mediano comercio, a grandes infraestructuras como puertos y aeropuertos, a grandes áreas comerciales, al baldeo y limpieza de calles o a las de tipo propiamente doméstico. Los agentes y las vías de contaminación por metales pesados en las aguas residuales de origen urbano son igualmente diversos, destacando los vertidos ilegales a la red de alcantarillado de aceites lubricantes usados con altos contenidos de plomo situación claramente en recesión, no sólo por las mejoras introducidas en la gestión de dichos residuos, sino, fundamentalmente, por la introducción de las gasolinas sin plomo, pinturas y colorantes con ciertos niveles de plomo, vertidos de taladrinas sustancias utilizadas en la industria metalúrgica como refrigerantes y lubricantes con alto contenido en metales, pilas botón con elevados niveles de níquel, cadmio o mercurio procedentes del ámbito doméstico, residuos originarios de la industria del decapado, etc. También merece la pena considerar otras vías de contaminación como la procedente de la corrosión de tuberías y depósitos metálicos, así como la proveniente del arrastre por el baldeo de calles o por las aguas pluviales.
247
FRESADORA I Siendo un buen ejemplo de ello el Pb procedente de la combustión de las gasolinas o los metales provenientes de procesos de corrosión diversos, depositados en el medio urbano. En síntesis, estamos ante un problema complejo en el que los agentes contaminantes son variados, las fuentes de procedencia son diversas y las vías o rutas seguidas por los distintos contaminantes, frecuentemente, escapan al control necesario para evitar efectos indeseados sobre el entorno natural y urbano. Al objeto de valorar con la debida importancia la magnitud de la cuestión, podemos afirmar que estamos ante un problema de carácter global al que no podemos ni debemos cerrar los ojos. Tratamiento y aplicación de lodos. Tres son las alternativas barajadas para la gestión de los lodos procedentes del proceso de depuración de aguas residuales de origen urbano: incineración, vertidos al mar y tratamiento en tierra en sus diversas opciones. Seguidamente se detallan las distintas posibilidades que se nos pueden presentar: •
Deposición en vertederos de Residuos Sólidos Urbanos, con el consiguiente incremento, no sólo del volumen total de residuos, sino también del nivel de metales pesados presentes en los mismos. Esta alternativa nos permite valorizar adecuadamente el residuo.
•
Incineración. Permite el aprovechamiento energético de los lodos, aunque este procedimiento presenta el inconveniente de requerir instalaciones que exigen una fuerte inversión económica y personal altamente especializado. El poder calorífico del lodo depende exclusivamente de su contenido en materia orgánica, aceptándose un valor promedio de 23 MJ/Kg para un 100% de materia orgánica en la base de 100% de residuo seco, lo que en nuestro caso supondría, aproximadamente, 12,8 MJ/Kg en base seca, al tener un lodo del 55,7% en contenido de materia orgánica. Desde el punto de vista ambiental se ha de tener presente que los metales pesados pueden formar especies volátiles en la zona de combustión, condensando sobre las partículas de ceniza volante, e incluso algunos como As, Hg y Pb pueden volatilizar por efecto de la temperatura, lo que hace desaconsejable este procedimiento.
•
Bombeo de los lodos hasta niveles inferiores del suelo o subsuelo, con el consiguiente riesgo de contaminación de acuíferos y aguas subterráneas. Tampoco este procedimiento permite valorizar el lodo como materia prima.
Todo ello permite una valorización del residuo gracias a los nutrientes que contiene, a la vez que mejora las características del suelo, aunque su uso está condicionado por el contenido en metales pesados.
248
FRESADORA I HOJA DE TRABAJO CUESTIONARIO 1. Entre los accesorios más importantes de la fresadora, se tiene el ___________ que tiene como objetivo principal _______________________ en partes iguales o separaciones angulares. 2. Por sus características, el cabezal divisor simple consta de un ___________ que permite efectuar un número de divisiones _____________ el plato divisor. 3. En el uso del cabezal, se emplean diferentes métodos de división que pueden ser: a) b) c) d)
Angular, indirecta, rápida. Angular, indirecta, diferente. Indirecta, angular y múltiple. Indirecta, angular y diferencial.
4. Se desea efectuar 35 divisiones, mediante la división indirecta con una relación 40:1. El número de vueltas y fracciones de la manivela será: a) b) c) d)
1 1 1 1
5/35. 7/49. 4/28. 6/21.
5. Indique cuál es la fórmula práctica en la División Angular y realice el cálculo para 57º. a) b) c) d)
aº/40 , 6 a º/9º , 6 aº/40 , 6 a º/9º , 6
9/27. 9/27. 3/21. 3/21.
5. Efectúe la división indirecta para 91 divisiones, con un número ficticio igual a 92. a) b) c) d)
24/56. 10/23. 40/92. 10 2/18.
7. Con una relación 40:1 , 37 y 85 divisiones, se obtendrían en el divisor: a) b) c) d)
8/17 , 16/34 24/39 , 1 3/27 1 3/27 , 24/39 1 3/37 , 8/17
249
FRESADORA I 8. El uso de ruedas intermedias en al división diferencial tiene por objeto: a) b) c) d)
Aumentar o disminuir el error de la división indirecta. Disminuir el error de la división indirecta. Determina el sentido de giro que corregirá el error de la división indirecta. Aumentar el error de la división indirecta.
9. El accesorio divisor, que consiste básicamente en un plato que gira sobre su base, se denomina. a) b) c) d)
Plato circular. Plato divisor. Cabezal circular. Cabezal divisor.
10. La fórmula para el cálculo de la división directa es: a) P = ND. c) D = P/N.
b) N = P/D. d) N = K/P.
11. Para 91 divisiones utilizamos un número ficticio igual a 92. Calcular un tren de ruedas simple y el número de intermedias. a) b) c) d)
20/46 , una intermedia. 24/56 , una intermedia. 24/56 , dos intermedias. 20/46, dos intermedias.
12. La estructura de un cabezal divisor se reduce a dos partes importantes: a) b) c) d)
Base orientable, cuerpo. Base orientable, escala graduada. Base y cuerpo orientable. Escala graduada y cuerpo orientable.
13. La relación 40:1 significa: a) b) c) d)
40 vueltas de la manivela, el sin fin gira una vuelta. 40 vueltas de la manivela, la pieza gira una vuelta. Por una vuelta del sin fin, la manivela gira 40 vueltas. Por una vuelta del sin fin, la pieza gira una vuelta.
15.Efectuar la división diferencial para 59 divisiones, con un número ficticio igual a 60 para un tren compuesto. a) N = 18 , Rt 48 24 , sin intermedias. 27 72 24 N = 14 , Rt 72 24 , sin intermedias. b) 21 2 54 48 c)
N = 26 , 39
d)
Todas las anteriores
Rt 48 24 , sin intermedias. 72 24
250
FRESADORA I HOJA DE TRABAJO
1. ¿En qué consiste la operación de preparar el aparato divisor? 2. ¿Qué plato divisor se utiliza para la división directa? 3. ¿Porqué la relación más común de los divisores es de 1 a 40? 4. ¿Pará qué se utiliza la contrapunta con el aparato divisor? 5. ¿Qué procedimiento se utiliza para efectuar la división de una pieza en partes iguales? 6. ¿Qué tipo de división se debe utilizar para construir una rueda de 127 dientes? 7. ¿Qué métodos se pueden determinar utilizando el aparato divisor universal? 8. ¿Cuáles son los accesorios del aparato divisor? 9. ¿Qué características se consideran en el plato circular? 10. ¿Cuál es la forma para calcular el número de divisor4es en el plato circular? 11. ¿En qué consiste la cadena simétrica del aparato divisor? 12. ¿Qué reglas de seguridad considera en el aparato divisor? 13. ¿Qué materiales no ferrosos pueden afectar al medio ambiente? 14. ¿Cuál es la forma correcta de vertir los residuos de metales pesados? 15. ¿Qué consecuencias trae el Plomo y el Mercurio? 16. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas en el proceso de incineración? 17. ¿Qué otra norma de seguridad se deben considerar en el uso del aparato divisor?
251
FRESADORA I HOJA DE TRABAJO Ejercicios 1
1.
¿Con qué discos de muescas se pueden hacer divisiones de 2-3-4-6?
2.
¿Qué círculos de agujeros pueden elegirse para 1/3 de giro de manivela cuando se dispone de círculos de agujeros de 15 - 16 - 17 - 18 - 19 - 20?
3.
Diferentes ejes nervados reciben las divisiones de: a) 6; b)7; c) 16; e) 18; f) 24. ¿Cuáles círculos de agujeros pueden emplearse el respecto?
4.
Calcule los giros de la manivela divisora para el fresado de: a) un cuadrado, b) un hexágono, c) un octágono, d) un dodecágono. Para el paso divisor elija el círculo de agujeros más grande.
5.
Habiendo de fresar ruedas dentadas con: a)18, b) 22, c) 28, d) 32, e) 35, f) 36 dientes, calcule el paso divisor.
6.
Habiendo de fresar una rueda dentada de 72 mm de diámetro de círculo primitivo según módulo 4 con un círculo de 27 agujeros, calcule el número de revoluciones de la manivela y el paso divisor.
7.
Para el fresado de un escariador se requieren 4 4 /9 de giro de manivela (i=40:1). ¿Cuántos dientes tiene el escariador?
8.
¿Cuántos movimientos divisorios se necesitan para mecanizar un cuadrado con una transmisión de cabezal divisor de a) 1:60 y b) 1:80?
9.
Calcule los giros necesarios de manivela divisora para el fresado de un disco de entallas con a=24º.
4
5, 6
9
a
11
g
b
º
59
63
º
a
58º
15
División directa e indirecta
10. ¿Qué pasos divisores requieren los siguientes ángulos: a) 30º, b) 45º, c) 60º, d) 90º, e) 120º, f) 180º ? 11. Para un escariador con divisores desiguales de a=63º, b=58º, g=59º se tiene que calcular el paso divisor para el plato agujereado I. 12. ¿Cuál es el ángulo de paso de un disco de entallas cuando la manivela divisora ejecuta 3 1/6 giros?
a
T
13. Calcule el paso divisor para un ángulo de 10º30´. 14. ¿Qué paso divisor se necesita para un ángulo de muescas de 18º20´ al emplear el círculo de 27 agujeros? 15. ¿Qué paso divisor se requiere para una rueda de trinquete cuando el ángulo de paso ha de ser igual a 1 3/5 del número divisor? 252
FRESADORA I HOJA DE TRABAJO Ejercicios 1
Z1
Z2
3
1.
Elija las ruedas de cambio cuando la relación entre las ruedas motrices y accionadas es conocida: a) 3/4, b) 2/3, c) 3/5, d) 4/3.
2.
Calcule para un manguito de escala con un paso de 96 los giros de la manivela y las ruedas de cambio: (T´ = 100).
3.
Calcule para una rueda de cadena con 53 dientes el paso divisor y las ruedas de cambio. El divisor auxiliar es 60.
4.
Se quiere fresar una rueda dentada de 121 dientes. ¿Qué paso divisor se requiere (eligiendo un divisor auxiliar de 120)?
5.
Una rueda dentada ha de tener 59 dientes. Calcule el paso divisor y las ruedas de cambio correspondientes (T´=60).
6.
Calcule las ruedas de cambio y el sentido de rotación del plato agujereado cuando se elige para una rueda dentada de 63 dientes un divisor auxiliar de a) 60 dientes y b) 70 dientes.
7.
Calcule para una tornapunta de 73 ranuras el paso divisor y las ruedas de cambio, eligiendo un divisor auxiliar de 70.
8.
Calcule para una tornapunta con paso de ranura de 51 el paso divisor requerido y las ruedas de cambio necesarias, eligiendo como divisor auxiliar a) 50, b) 60.
9.
Se quiere mecanizar una rueda dentada de 237 dientes. Calcule el paso divisor y las ruedas de cambio, partiendo de un divisor auxiliar de 240.
T
3 Fresa
5, 6
División Diferencial
10. Un disco de muescas ha de recibir 117 muescas. Calcule el paso divisor y elija las ruedas de cambio, siendo el divisor auxiliar 110.
13 a
11. ¿Qué ruedas de cambio se necesitan para fabricar una rueda de 127 con un divisor auxiliar de 120? 12. Una rueda dentada ha de recibir 71 dientes. Calcule el paso divisor y elija las ruedas de cambio para una transmisión del cabezal divisor de 60:1.
14, 15
13. ¿Qué ruedas de cambio se requieren para el fresado de un segmento de árbol de 12º 48”? a
14. El paso de un árbol de mando se ejecuta con 20º 9´ 36”. Calcule las ruedas de cambio. 15. Para el paso del árbol de mando del ejercicio anterior se calaron equivocadamente las ruedas dentadas 40/72 y 36/56. ¿Cual hubiera sido el ángulo de paso exacto resultante? 253
TAREA Nº 05 RUEDA DENTADA DE DIENTE RECTO • FRESAR DIENTES RECTOS PARA ENGRANAJE CILÍNDRICO.
N7 Tol +- 0,1
20
22
f 60
f 56
4
25
DATOS Módulo Nº de diente Altura del diente Ángulo de presión
Nº
01 02 03 04 05 06 07
01 PZA.
ORDEN DE EJECUCIÓN
CANT.
R U E D A D E N TA D A DENOMINACIÓN
=2 =28 =4,5 =20º
HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS
Monte el Árbol Porta fresa Monte y prepare el Aparato Divisor Monte la Contrapunta Monte la Fresa Prepare la Máquina. Frese Verificar las medidas
01
M Z H <
- Mandril porta piñón - Destornillador - Gramil - Calibrador Vernier - Fresa de módulo 2 (Nº 5) - Llave T - Aceitera - Brocha - Lentes protectores
f 65 x30 NORMA / DIMENSIONES
RUEDA DENTADA DE DIENTE RECTO
GG - 35 MATERIAL HT
OBSERVACIONES
05
TIEMPO: 0 8 H r s .
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
ESCALA: 1 : 1
REF. H . O . - 1 4 HOJA: 1 / 1 2003
FRESADORA I OPERACIÓN: FRESAR DIENTES RECTOS PARA ENGRANAJE CILÍNDRICO Esta operación consiste en producir rectas regularmente distribuidas sobre la superficie lateral del cilindro con direcciones paralelas de su eje mediante una fresa modular o diametral Pitch de tal forma que el material entre dos ranuras consecutivas constituye el diente de engranaje. Se aplica para construir piñones, cremalleras y ruedas dentadas de dientes rectos. PROCESO DE EJECUCIÓN 1º PASO : Monte el árbol porta fresa. (Fig. 1). a) Seleccione el árbol de acuerdo al diámetro interior de la fresa. 2º PASO : Monte y prepare el aparato divisor. (Fig. 2). a) Seleccione el plato divisor según la rueda. Fig. 1
b) Determina el número de vueltas y fracción de vuelta para 28 divisiones. c) Elija un plato con 49 agujeros. d) Regule brazos del sector para 21 agujeros. 3º PASO : Monte la contra punta.
Fig. 2
a) Introduzca la rueda en un mandril porta pieza. b) Póngale una arandela antes de colocar la tuerca y sujete con una llave en la prensa de banco. c) Monte mandril entre puntas con el perro de arrastre hacia el cabezal.
Fig. 3
d) Sujete el material y el perro con el tornillo del plato de arrastre. (Fig. 3). MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
255
REF. H.O.14 MM 1 / 3
FRESADORA I 4º PASO
: Monte la fresa. a) Monte una fresa modular para tallar engranajes de módulo 2 # 5 en el árbol porta fresa. (Fig. 4). b) Trace una línea en la periferie de la rueda desplazando el gramil por debajo de 1 mm; haga la misma operación en el otro extremo. (Fig. 5).
Fresa Modular
Fig. 4
c) Gire la manivela del divisor a la derecha dando 29 vueltas. d) Trace líneas en la periférica de la rueda en la misma forma anterior. e) Gire otras diez vueltas a la manivela en el mismo sentido anterior quedando los trazos arriba de la rueda.
Fig. 5
5º PASO : Prepare la máquina. a) Suba el carro vertical colocando la rueda debajo de la fresa y centre visualmente. b) Ponga en marcha la máquina. c) Roce ligeramente la fresa con la rueda. (Fig. 6).
Fig. 6
d) Ponga el tambor graduado a cero. e) Regular profundidad de corte a 4.32 mm´. (Fig. 7).
4.32
f) Controle profundidad de c o r t e c o n e l ta m b o r graduado. g) B l o q u e a r c a r r o s transversal y vertical. MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
256
Fig. 7
REF. H.O.14 MM 2 / 3
FRESADORA I 6º PASO : Frese. a) Frese el primer diente con movimiento con avance manual. (Fig. 8). b) Regula tope del avance longitudinal. c) P a r e l a m á q u i n a y retroceda manualmente la mesa a su posición inicial. (Fig. 9).
Fig. 8
d) Frese el segundo y demás dientes. Girando la manivela del divisor a 1 vuelta y un sector de 21 agujeros en el círculo de 49. (Fig. 10).
Fig. 9
e) Frese el segundo diente según operación anterior y los siguientes hasta terminar. (Fig. 11). SEGURIDAD Tenga cuidado cuando gire la manivela del divisor, no pasarse del último agujero. 7º PASO : Verifique las medidas. a) Medir diente terminado con el calibre especial, para verificar sus dimensiones. (Fig. 12).
Fig. 10
Fig. 12
Fig. 11
MECÁNICO DE MANTENIMIENTO
257
REF. H.O.14 MM 3/3
FRESADORA I RUEDAS DENTADAS (CLASIFICACIÓN Y CARACTERÍSTICAS) Los engranajes son ruedas dentadas, cuyo objeto es transmitir movimiento y potencia de un eje a otro por contacto directo entre ellos (Fig. 1A, 1B, 1C y 1D). Además tienen la ventaja de proporcionar una relación de velocidades exactas en dirección definida. Los vacíos o separaciones entre los dientes están destinados a recibir los salientes de otras ruedas del mismo paso. Los engranajes trabajan generalmente formando “pares de engranajes” o trenes de engranajes. Tomando el nombre de PIÑON la rueda más pequeña.
Fig. 1A
Fig. 1B
Fig. 1C
Fig. 1D
Clasificación de los engranajes Según la disposición de sus ejes los engranajes se dividen en tres grandes grupos, los cuales se subdividen según el tipo de dentado de las ruedas: Por la forma de su cuerpo: • Engranajes cilíndricos (Fig. 1A y 1B). • Engranajes cónicos (Fig. 1C y 1D). • Las cremalleras (Prismáticas). Por la forma longitudinal de sus dientes: Rectos
Curvos
{
{
Paralelos Convergentes Helicoidales Espirales Otros
258
FRESADORA I * Existe una gran variedad de curvas especiales sobre sus cuerpos.
Engranajes Cilíndricos Por la forma de sus dientes, los engranajes cilíndricos se subdividen en: a) Engranajes cilíndricos de dientes rectos (Fig. 1A). b) Engranajes cilíndricos de dientes helicoidales (Fig. 1B). Engranajes Cilíndricos de dientes rectos Características
Circunferencia primitiva
Estos engranajes son los más simples y corrientes se emplean para transmitir velocidades medianas. A grandes velocidades producen ruido. Los ejes de estos engranajes siempre son paralelos. (Fig. 5). Cuando están engranados el roce de los dientes se realiza sobre dos circunferencia imaginarias de referencia (circunferencias primitivas) las que son tangentes entre sí y ruedan la una sobre la otra. (Fig.5).
Circunferencia primitiva juego
Otro detalle que observamos en la Figura es el “juego” que existe entre la cabeza y fondo de los dientes que engranan. Este juego es importante, para obtener una transmisión holgada y sin ruido.
Fig. 5
259
FRESADORA I Durante el funcionamiento del engranaje, la forma del perfil normalizado hace que el período de contacto entre dos dientes, se inicie en un punto M (Fig. 2), cuando la arista de la cresta del diente conducido se pone en contacto con el flanco del diente conductor. Una vez iniciado el contacto, continúa entre los flancos de los dientes hasta que se llega a la arista de la cresta del conductor en el punto N (Fig. 3). A todo contacto entre los flancos de los dientes, corresponde un punto de contacto en los perfiles como (M) y (N).
B
B
CONDUCIDA
CONDUCIDA
N
M
CONDUCTORA CONDUCTORA
A
A
Fig. 3
Fig. 2
Hay una particular, el (P) que coincide con el contacto de las circunferencias primitivas y, se le llama punto primitivo. Todos esos puntos estarán sobre la recta (r) (Fig. 4), la cual forma con la tangente (t) común a ambas circunferencias primitivas, un ángulo (C), llamado ángulo de presión. La curva del perfil de los dientes que corresponde a los flancos, se llama envolvente de circunferencia.
ENVOLVENTE DE CIRCUNFERENCIA r
B CONDUCIDA Y
Fig. 4
P
t
A CONDUCTORA
260
FRESADORA I DIMENSIÓN DE ELEMENTOS DE LA RUEDA DENTADA CON DIENTES RECTOS (NOMENCLATURAS) Circunferencia exterior o de cabeza
Cara del diente Flanco del diente
G Circunferencia primitiva
Pc
B
Circunferencia interior o de pie
Cabeza del diente o Adendum Pie del diente o Dedendum
At
Dp De
Fig. 1
En la Fig. 1 observamos las siguientes partes: a) La circunferencia exterior o de cabeza del engranaje. A esta circunferencia le corresponde el Diámetro Exterior. b) La circunferencia primitiva, donde se produce la tangencia de los dientes de los engranajes. A esta circunferencia la corresponde el Diámetro Primitivo. c) La circunferencia interior o de pie es la que pasa por el fondo de los dientes. d) La cabeza del diente o Adendum, es la distancia radial entre la circunferencia exterior y la circunferencia primitiva. Esta distancia es equivalente a un Módulo. e) El pie de diente o Dedendum, es la distancia radial entre la circunferencia primitiva y la circunferencia interior. f) La cara del diente, es la superficie de la cabeza que mira al vacío del diente. g) El flanco del diente es la superficie del pie que mira al vacío del diente. h) La altura total del diente es la distancia radial entre la circunferencia exterior y la circunferencia interior. i) El espesor del diente, que se mide sobre la circunferencia primitiva. J) El paso circular, es la distancia entre dos dientes consecutivos, medido sobre la circunferencia primitiva.
261
FRESADORA I Ángulo Presión Es el ángulo de arrollamiento del perfil de la envolvente que determina el flanco del diente. Este conforma una porción de curva en ruedas de pocos dientes. CREMALLERA Y RUEDA
Conforme va aumentando el número de dientes (cremallera), se transforma en una recta inclinada, con un ángulo de flanco igual al ángulo de presión (a). (Fig. 2).
Rueda
1 0
Línea primitiva pM
Para la cremallera de diámetro de base infinito, el radio “12”, también de hace infinito, resultando una recta. (Fig. 2).
1
0
Cremallera
Radio = Circunferencia Primitiva Cp Radio = Circunferencia Base CB Fig. 2
Los ángulos de presión para el dentado de la envolvente más corrientemente usados son: a = 14º30, a = 15º, a = 20º,
a = 22º30´ y, en algunos casos especiales, 30º (por ejemplo, en el dentado interior).
El ángulo de presión Nominal (a) más utilizado y recomendable para el dentado común es de a=20º, que permite construir piñones con pocos dientes, sin recurrir a correcciones, y por ello, construir pares de ruedas dentadas aptas par resolver la mayoría de los problemas de transmisiones, mediante engranajes. El ángulo de presión de 14º30´ también es utilizado por la gran cantidad de máquinas existentes con dicho ángulo. Por motivos de interferencia es la transmisión, en casos especiales se puede variar el ángulo de presión real (a). El ángulo de presión interviene para el cálculo de la altura del diente. (Fig. 3). CB
2
02
a =14º 30´
AT = 2,16 x M
a = 20º
AT = 2,25 x M * M = Módulo
Fig. 3
2,16 y 2,25 constantes CB 1 01
01, 02
262
= Radio Circunferencia Base
FRESADORA I Sistemas de Cálculo Para los cálculos de las dimensiones de los engranajes existen 3 sistemas y cada sistema tiene una unidad principal característica, y son: 1. El sistema del MODULO (DIN) 2. El sistema del DIAMETRAL PITCH ó paso Diametral (ASA) 3. El sistema del CIRCULAR PITCH ó paso circular (ASA) Módulo Definición: Se denomina MÓDULO de un engranaje a la relación que existe entre su Diámetro primitivo expresado en milímetros y su número de dientes. Su fórmula es la siguiente:
1
15
2
14
3
M = Dp Z
13
4
La importancia del Módulo está en que es la unidad que se toma para proporcionar todas las dimensiones del engranaje. Para darse cuenta de lo que es el Módulo, observe la Fig. 4 el diámetro primitivo del engranaje dividido en partes iguales tantas veces como diente tenga el mismo.
12
5
11 6
10 7
Fig. 4
9
8
Módulo f Primitivo
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1415
Módulos usados en la fabricación de engranajes Modulo (M) Altura total del diente
Módulo(M) Altura total del diente
(0.25) 0.3 0.4
0.542 0.650 0.867
2.5 2.75 3
5.417 5.958 6.500
0.5
1.083
3.25
7.041
0.6
1.300
3.5
7.583
0.7
1.517
3.75
8.125
(0.75)
1.625
4
8.666
0.8
1.733
4.5
9.750
0.9
1.950
5
10.833
1
2.167
6
13.000
1.25
2.708
7
15.166
1.5
3.250
8
17.333
1.75
3.792
9
19.499
2
4.333
10
21.666
2.25
4.875
12 15
26.000 32.500
Nota: Las cifras encerradas entre paréntesis se refieren a fresas de módulo especial. 263
FRESADORA I Fresas de Módulo Estas fresas presentan en su perfil una curvatura particular (Envolvente) (Fig. 5A y 5B). Dicha curvatura varía con el # de dientes del engranaje, así resulta que un engranaje de menor número de dientes tendrá en la curvatura de éstos una curvatura diferente que un engranaje de mayor número de dientes aún siendo idéntico el Módulo. La condición esencial para que dos engranajes engranen y rueden convenientemente uno sobre el otro es que ambos tengan el mismo Módulo. Los constructores de las fresas de Módulo han establecido una serie de 8 números de fresa por Módulo, que permiten tallar, con precisión todos los engranajes de 12 á 135 dientes y las cremalleras. Ver tabla adjunta.
Fig. 5A
Fig. 5B
Tabla de los números de las fresas de Módulo # de la
Número de Dientes
# de la
Número de Dientes
Fresa
a tallar
Fresa
a tallar
1
12 á 13
5
26 á 34
2
14 á 16
6
35 á 54
3
17 á 20
7
55 á 134
4
21 á 25
8
135 a una Cremallera
SEGURIDAD • No abandonar la fresadora, cuando está funcionando con automático. • Fijar los carros que no se usen, para evitar mover la pieza durante el tallado de los dientes.
264
FRESADORA I Engranajes de Diametral Pitch En los países de lengua inglesa como Inglaterra y Estados Unidos, el cálculo de los engranajes se hace, no partiendo del módulo, sino utilizando un paso diametral especial, denominado Diametral Pitch, que es el número de dientes por pulgada medida sobre el diámetro primitivo. Así, pues, el Pitch de un engranaje es el número de módulos que entran en una pulgada. (Figs. 6 y 7).
Dp. en mm
Dp. en pulgadas 1”
M
Nº de partes 8 PITCH = Nº de partes en 1” dp =
M = Dp Z
Z Dp
Fig. 6
Fig. 7
Recuérdese que también en las rocas indican los ingleses el número de hilos por pulgadas en vez del paso. Sólo daremos fórmulas para calcular los engranajes de módulo por ser el sistema más usado; si alguna vez se presentase la necesidad de calcular algún engranaje en diametral pitch, buscaríamos el módulo correspondiente y lo calcularíamos, según este sistema, con las fórmulas que pondremos en los siguientes capítulos. Para hallar el módulo equivalente, conocido el Pitch de un engranaje se empleará la fórmula:
MÓDULO = 25,4 Pitch
PITCH = 25,4 Módulo
265
FRESADORA I Dimensiones relativas de dientes de engranajes, según pasos y curvaturas diferentes en el sistema inglés (dp).
20 P
18 P
12 P
16 P
10 P
7P
14 P
9P
8P
6P
5P
4P
3P
21 P 2
2P
266
FRESADORA I CORRESPONDENCIA ENTRE DIAMETRAL PITCH Y MÓDULO DIAMETRAL PITCH
1/2
3/4
1
1-1/4 1-1/2 1-3/4
2
2-1/2
3
MÓDULO
50.80 33.86 25.40 20.32 16.93 14.51 12.70 10.16 8.46
DIAMETRAL PITCH
3-1/2 4
5
6
7
8
9
10
11
MÓDULO
7.25
6.35
5.08
4.23
3.62
3.17
2.82
2.54
2.31
DIAMETRAL PITCH
12
14
16
18
20
22
24
26
28
MÓDULO
2.11
1.81
1.58
.41
1.27
1.15
1.06
0.97
090
Tren de Engranajes Se da el nombre de tren de engranajes a un conjunto de ruedas dentadas, cuya combinación está destinada a transmitir el movimiento de giro de un eje a otro, de acuerdo a una cierta relación de velocidad prevista. Clasificación Hay diversos tipos de trenes de engranajes, tales como: • Trenes de engranajes de ejes fijos. • Trenes de engranajes desplazantes • Trenes de engranajes basculadores. • Trenes de engranajes planetarios. Empleados en los mecanismos de cambio de velocidades, cambio de avances, inversión de marcha, etc, en este tema nos preocuparemos exclusivamente de los “trenes de engranajes de ejes fijos”, por ser éstos los únicos que se calculan para cambiarse o modificarse en el momento previo a la ejecución de un determinado trabajo. Constitución de un tren de engranajes Las máquinas herramientas, en las que se usa este mecanismo, traen los elementos necesarios para poder armarlo y montarlo de diferentes maneras. Las partes principales de un tren de engranajes son: (Fig. 8). • Soporte de engranajes (S) A • Eje intermedio (E) • Ruedas dentadas
B
S
- Conductora (A) Fig. 8
- Intermedia (B) - Conducida (C)
E
C
267
FRESADORA I a) Soporte de engranajes. (Fig. 9) Es una placa de hierro fundido con diversas ranuras (a) para permitir el acople de los ejes intermedios. Lleva un agujero (b) que sirve para guía para su ubicación y como pivote para facilitar el ajuste del tren de engranajes. a
Los soportes de engranajes pueden tener formas variadas, dependiendo de la máquina y el lugar en que se ubican. b Fig. 9
b) Ejes Intermedios: son ejes que ubican con el soporte de engranajes para montar las ruedas dentadas que completan el tren de engranajes (Figs. 10A, y 10B), en estos ejes se distinguen las siguientes partes: Parte Cilíndrica (L), en la que van ubicados los engranajes. Su largo admite un máximo de 2 engranajes. Espiga Roscada (R), que permite la fijación del eje con la lira. Agujero Roscado (T), que aloja al tornillo que impida la salida de los engranajes. Hay ejes, que en lugar del agujero roscado llevan una ranura circular (G) que alojan un anillo de seguridad. (Fig. 10B). T
R
L a
Fig. 10 A
G
b
Fig. 10 B
268
FRESADORA I
Entre el eje y el agujero central de las ruedas dentadas se nota un buje (F) con chavetero (Fig. 11), que permite a la rueda conducida transmitir el movimiento de giro a la rueda conducto del mismo eje.
F
Fig. 11
c) Ruedas Dentadas: las máquinas en los que se aplican los trenes de engranaje de ejes fijos traen uno o más juegos de ruedas dentadas (Fig. 12), con diferente número de dientes, que posibilitan una amplia gama de comunicaciones. Según la posición relativa que, posibilitan una amplia gama de comunicaciones. Según la posición relativa que, en el tren de engranaje, tengan las ruedas dentadas, será la función que cumpla cada una de ellas y al nombre que reciban.
I
F 3 Fig. 12
2 I
4
269
FRESADORA I MATERIALES DE RUEDAS DENTADAS Las ruedas dentadas están fabricadas de metales ferrosos y no ferrosos según la transmisión. • Ruedas construidas de materiales ferrosos: acero, fundición de hierro. • Ruedas construidas de metales no ferrosos: bronce, aluminio. Ruedas construidas con material de fundición de hierro Esta ruedas tienen las características que las hacen aptas para muchas aplicaciones: resistencia a la comprensión hasta 100Kg/mm², resistencia al desgaste, capacidad para absorber vibraciones mayores que la del acero, cualidad autolubricante y más resistente a la oxidación que la del acero al carbono. La rueda dentada de fundición de hierro secuentemente están para la fundición maleable muy fácil de soldar que la fundición gris o siguiendo cierta ductilidad o maleabilidad. Se recomienda que después de soldar la pieza debe ser introducido en un horno con el objeto de contrarrestar los cambios de temperatura que hubiese podido ocasionar la soldadura. (Fig. 1).
Fig. 1
Ruedas construidas con material de acero aleados. (Fig. 2). El acero es un aleación de hierro y carbono en la cual la proporción de este elemento es menor que la fundición, en el que nunca se encuentra libre el carbono, fino combinado. Los aceros aleados o especiales son ternarios, cuaternarios, etc. según contengan 3,4 o más elementos, además del hierro y el carbono. Los elementos de aleación mas frecuentes utilizados son: Níquel, Cromo, Manganeso, Molibdeno, Wolgframio, Vanadio y Silicio entre los aceros comerciales más conocidos para la construcción de ruedas dentadas tenemos: - Aceros Bohler E115 (EC2) - Aceros Bohler E320 (VCL) - Aceros Bohler E230 (ECN)
SAE 3520, DIN: 21 NiCrMo2. AISI 4140H, DIN: H2CrMo4. AISI 3215, DIN: 18CrNi6.
Son aceros de grano fino para cementación, alta resistencia al desgaste de la capa cementada y buena tenacidad en el núcleo utilizados para construir engranajes de caja o diferencial, coronas, piñones y sectores dentados estos aceros tienen una capa cementada no soldable por lo que se recomienda que antes de soldar precalentar la pieza a 200º - 350°C.
Fig. 2
270
FRESADORA I Ruedas construidas mediante el Proceso de Sinterización Ruedas dentadas y piezas moldeadas por sinterización de acero o bronce sinterizado, (Fig. 3) listas para su montaje en motores eléctricos, máquinas para oficinas, maquinaria agrícola, aparatos domésticos y en maquinaria industrial en general. Las piezas moldeadas por sinterización pueden fabricarse hasta una superficie de 2 prensado de 30 cm y un peso unitario de hasta 400 g. La resistencia a la tracción llega 2 hasta 650 N/mm .
Fig. 3
271
FRESADORA I PROCEDIMIENTOS DEL FRESADO DE RUEDAS DENTADAS CON DIENTES RECTOS Fabricación del dentado Las posibilidades de utilización y la duración de una rueda dentada dependen en gran medida de su dentado. Son decisivas la precisión de forma y la calidad superficial de los flancos de diente. Fresado con fresas de perfil constante. (Fig. 1). Con fresas de disco destalonadas cuyos filos tienen el perfil de los huecos de diente, se fresan las ruedas dentadas en la fresadora universal, con el cabezal divisor. Cada hueco de diente se fabrica individualmente. Para obtener dientes con forma totalmente precisa tendría que existir en un módulo determinado una fresa distinta para cada número de dientes. Pero por motivos económicos se aceptan pequeñas desviaciones y se sale adelante con juegos de fresas de ocho fresas cada uno, hasta m=8, y con juegos de quince fresas a partir de m=9.
Avance de la pieza 2
1
Giro de la pieza (rueda) después de cada pasada Figura 1. Fresado de forma de una rueda dentada por medio de una fresa de perfil constante destalonada. La rueda a tallar gira una división de diente después de cada pasada.
Fresado por generación. (Fig. 2). En este caso una fresa madre o de generación según la norma DIN 8000 mecaniza los huecos de diente de la rueda. La fresa se parece a un tornillo sinfín con perfil de cremallera de evolvente, en el que se han fresado ranuras receptoras de la viruta perpendicularmente a los hilos del tornillo. La pieza y la herramienta trabajan conjuntamente igual que el tornillo sinfín y la rueda helicoidal. Si debe fresarse por ejemplo una rueda dentada con z=50, la rueda a tallar da una vuelta por cada por cada 50 vueltas de la fresa madre.
272
FRESADORA I El paso del tornillo sinfín corresponde al paso de la rueda dentada a fresar. La herramienta se hace avanzar paralelamente al eje de la pieza. Si se sujetan varias piezas superpuestas, se acorta el tiempo de trabajo. Para fresar ruedas cilíndricas de dentado recto se ha de inclinar la fresa en la magnitud del ángulo de inclinación g de sus dientes, y en caso de ruedas cilíndricas de dentado oblicuo se ha de tener en cuenta además el ángulo de inclinación de los dientes de la rueda b . Cuando se fresan ruedas helicoidales la fresa avanza radialmente hacia la pieza cuando el ángulo de inclinación es entre 6º y 8º, y tangencialmente cuando se trata de ángulos mayores. Avance de la fresa
b+
Paso a izquierdas Paso a derechas
b Paso a derechas Figura 2: Fresado por generación de una rueda dentada. Cuando se fresan ruedas cilíndricas con dentado oblícuo el ángulo de inclinación de la fresa será b ± g. Se tomará la suma cuando la fresa y la rueda dentada tengan sentidos de paso diferentes, por ejemplo la fresa paso a izquierdas y la rueda dentada paso a derechas. Se tomará la diferencia cuando la fresa y la rueda dentada tengan el mismo sentido de paso, por ejemplo que sean ambas de paso a derechas.
Rectificado por generación. (Fig. 3) En este caso los flancos de trabajo de la muela abrasiva están en la dirección de los flancos de una herramienta de cremallera imaginaria. El rectificado mejora la calidad superficial de los flancos de diente. Los engranajes que funcionan a alta velocidad periférica marchan de este modo con menos ruido y menor desgaste.
Muela de rectificar
2
Perfil de la cremallera
3
1
Movimientos de la rueda dentada Figura 3: Rectificado por generación. Se rectifica en acabado en cada caso un par de flancos de diente
273
FRESADORA I Procedimiento que se considera para la construcción de rueda dentada Aunque el fresador normalmente recibe todos los datos necesarios para construir las ruedas del engranaje, muchas veces debe deducirlos de una rueda gastada o rota. Por ese motivo debe conocer aquellas relaciones, fórmulas y normas que le permiten obtener todos los datos necesarios. p i h
e
a b
Fig. 4
Dp L De
Notaciones convencionales. (Fig. 4) NOMBRE
NOTACIÓN
NOMBRE
NOTACIÓN
Número de dientes
Z
Altura de la cabeza del
Diámetro interior
Di
diente
h1
Módulo
M
Altura del pie del diente
h2
Paso Circunferencial
Pc
Altura total del diente
H
Circunferencia primitiva
Cp
Espesor circunferencial
Diámetro exterior
De
del diente
G
Diámetro primitivo
Dp
Paso en diametral Pitch
Pd
Longitud del diente
l
Ángulo de presión
Y
Distancia entre ejes
L
Valores normalizados para dentado común Ángulo de presión - Lo más comunes son:
Y = 14º30´ y
Altura de la cabeza del diente a = M 274
Y= 20º.
FRESADORA I Altura del pie del diente
h2= 1,16 M h2 = 1,25 M
Altura del diente
H = h1 +h2
Pasos de los dientes
Pc = M . p
l
Y=14º30´ Y=20º H = 2,16 M H = 2,25 M
para Y = 14º30´ para Y = 20º
G = Pc = M . p 2 2
Espesor circunferencial del diente
Longitud del diente
para para
(se puede elegir los valores en mm de 6, 8, 10, 12 ó 16 veces el módulo)
Fórmulas para dimensionar la rueda La circunferencia primitiva, como toda circunferencia tiene la longitud Cp = Dp . p Pero también es Cp = pc . Z Entonces Cp = Dp . p = p . Z = M . p . Z, en donde se puede Despejar el Dp.
y resulta
Dp = M . Z
Observando se deduce de la Figura 4 se deduce conocer sumando dos alturas de cabeza de diente al diámetro primitivo. Entonces
De = Dp + h1; como h1 = M De = M . Z + 2M = M (Z + 2)
Þ
De = M (Z + 2)
También se deduce de la Figura 4 que el diámetro interior se puede calcular restando el diámetro primitivo dos alturas del pie del diente. Di = Dp - 2h2 Otra dimensión importante en el engranaje es la distancia entre ejes, que tal como se aprecia en la Figura 4 es igual a la suma de los radios de las circunferencias primitivas. Entonces su valor es:
L =
DpA dpB M ZA + M Z´B M (ZA + M Z´B) = = + 2 2 2 2
275
FRESADORA I Ejemplo 1. Calcular las dimensiones necesarias para construir una rueda para engranaje cilíndrico recto que debe tener 40 dientes de módulo 3. Datos
Z = 40 M=3
Para preparar la rueda: De = M (Z + 2) = 3 (40 + 2) = 126 mm l = 10 . M = 30 mm Para fresar los dientes H = 2,25 . M = 2,25 x 3 = 6,75 mm. G = M . p = 3 x 3,1416 = 4,71 mm. 2 2
Ejemplo 2. De un engranaje gastado se puede deducir que tiene un diámetro exterior de 33 mm y 20 dientes. Calcular las dimensiones para hacer uno nuevo. Datos
De = 33 Z = 20
Calculo del módulo De fórmula De = M (Z + 2) se deduce
M = De = Z+2
33 = 1,5 20 + 2
H = 2,25 . M = 2,25 x 1,5 = 3,375 mm. G = M . p = 1,5 x 3,1416 2 2
= 2,36 mm.
Engranaje piñón cremallera Hay un caso particular de engranaje; es el que está constituido por una rueda cilíndrica, CIRCUNFERENCIA PRIMITIVA
el piñón y otra con el dentado en una superficie plana, llamada cremallera. (Fig. 5). A la cremallera puede considerársele como una rueda de diámetro infinitamente grande, y entonces cada circunferencia característica de la rueda es una recta. Por ello la circunferencia primitiva del piñón es tangente a la línea primitiva de la cremallera.
Dp
h1 h2
LÍNEA PRIMITIVA Fig. 5
276
FRESADORA I Engranaje Interior Otro caso, especial de engranaje es aquél en que la corona tiene dentado interior. La circunferencia primitiva del piñón es tangente interior a la corona (Fig. 6). La diferencia que puede confundir, está en que la circunferencia exterior de la corona pasa por el fondo de las ranuras y la interior por la cresta de los dientes. Por ello las dimensiones (a) y (b) del diente son: De - Dp h = 2 2 h2 = 1,16 para y = 14º30´ h2 = 1,25 para y = 20º Dp - Di h = M = 1 2 Resumen de fórmulas prácticas
Dp
= M.Z
De
= M(Z+2)
H
= 2,25 M para y = 20º
H
= 2,16 M para y = 14º30´
l
= de 6 a 12 módulos
L
=
Z
= Dp M
Z
= De - 2 M
M
= De Z+2
a b
M ( ZA + ZB ) 2
Di De
Fig. 6
277
FRESADORA I Fórmulas utilizadas en el cálculo de un engranaje cilíndrico de dientes rectos Dp = Z x M Dp = De - 2M De = (Z + 2) M De = Dp + 2M Pc = p x M Pc = p x De Z+2 G = Pc 2 G = pxM 2
Di = De - 2H M = De Z+2 J =1M 6 L = Dp + dp 2 L = M (Z + Z´) 2 H = h1 + h2
Aplicación de las fórmulas Calcular las dimensiones principales de un engranaje cilíndrico de dientes rectos de 28 dientes y de Módulo 2. Datos Z = 28 dientes M= 2 Solución Dp
= Z x M = 28 x 2 = 56 mm.
De
= Dp + 2M = 56 + (2 x 2) = 56 + 4 = 60 mm.
H
= 2,16 x M = 2,16 x 2 = 4,32 mm.
Pc
= p x M = 3,14 x 2 = 6,28 mm.
G
=
Pc = 6,28 = 3,14 mm. 2 2
La fresa a emplearse es la Nº 5 que permite tallar de 26 a 34 dientes.
278
FRESADORA I 1. Calcular los elementos que componen una rueda de 43 dientes, con módulo 3,5. Datos:
De
= (Z +2) M
M = 3,5 Z = 43
De De
= (43 + 2) 3,5 = 157,5
Dp Dp Dp
=ZxM = 43 x 3,5 = 150,5
H = 2,25 X M (a = 20º) 2,25 x 3,5 H = 7,875 Pc Pc Pc
H = 2,16 x M 2,25 x 3,5
(a = 14º30´)
H = 7,56 =p xM = 3,14 x 3,5 = 10,99
G = Pc = 10,99 2 2 G = 5,495
Nota: Cuando no se indique el ángulo de presión, se trabajará con 20º. En caso contrario, debe manifestarse en el problema. Los resultados se darán en milímetros. 2. Se desea construir una rueda dentada que tenga 63 dientes, con módulo 1,25 y un ángulo de presión de 14º30´. ¿Cuáles serán sus dimensiones? Datos:
De
= (Z + 2) M
M = 1,25 Z = 63
De De
= (63 + 2) 1,25 = 81,25
Dp Dp Dp
= DE - 2M = 81,25 - 2 (1,25) = 78,75
Pc Pc Pc
=p xM = 3,14 x 1,25 = 3,925
H H
= 2,16 x M = 2,16 x 1,25
H
= 2,7
279
G
=
Pc 2
G = 1,9625
FRESADORA I 3. Realizar los cálculos necesarios para construir una rueda que tenga un paso circular de 7,065 mm y 85 dientes. Datos:
Pc
= p x M
Pc Z
M
= Pc p 7,065 = 3,14
= 7,065 = 85
M De De
= (85 + 2) 2,25 = 195,75
Dp Dp
= 85 x 2,25 = 191,25
H H
= 2,25 x 2,25 = 5,0625
Nota : Al realizar un cálculo de ruedas dentadas, se debe tener muy en cuenta los pocos datos que se tengan y deducir las fórmulas necesarias (despejar fórmulas) para determinar sus dimensiones. 4. En un diametral Pitch 12. ¿Cuáles serán los elementos necesarios para construir una rueda dentada con 33 dientes y un ángulo de presión de 14º30´? Datos Pd = 12 Z = 33
(Paso Diametral)
(Modular) 25,4 = Pd
25,4 12
De
= Z + 2 Pd
M
=
De
= 35 12
M
= 2,116
De
= 2,916”
De
= ( 33 + 2 ) 2,116
Dp
= Z dp
De
= 74,06
Dp
= 33 12 = 2,75”
H
= 2,25 x M
H
= 2,25 x 2,116
H
= 4,761
Dp
280
FRESADORA I 5. En la construcción de un mecanismo se utilizan 2 ruedas, una de 37 dientes y otra de 23 dientes, con módulo 2. ¿Cuál será la longitud entre los centros de dichas ruedas? Datos L = DP + dp 2
Z1 = 37 Z2 = 23 M =2
L = (Z1 x M) + 2
(Z2 x M)
L = M (Z1 + Z2 ) 2 L = 2 (37 + 23 ) 2 L = 60 mm. 6. ¿Qué número de dientes le corresponde a cada rueda, si se quiere obtener las velocidades indicadas en el gráfico? Emplear módulo 3,75 A
L = M (ZA + ZB ) 2
78 rpm
180
ZA + ZB = 2 L M
=
2 x 180 3,75
ZA + ZB = 96 B
NA ZB 7839 = = NB ZA 11457
114 rpm
ZB = 39 ZA = 57 Otra manera: ZB 39 ZA = 57 39 ZA ZB = 57 ZA + ZB = 96 =
ZA + 39 + ZA 57
96 ZA = 96 57 96 ZA = 96 x 57 ZA = 96 x 57 96 ZA = 57 ZB = 39
281
porque ZA + ZB = 96
FRESADORA I MEDICIÓN Y VERIFICACIÓN DE LOS DIENTES RECTOS La buena construcción de una rueda de engranajes está determinada, entre otras cosas, por la correcta dimensión de sus dientes. Un error en el dentado puede dar lugar, en un sistema de engranajes, a un desgaste excesivo, aun deterioro prematuro y a irregularidades en la relación de velocidades de rotación de los ejes correspondientes. La verificación de las dimensiones del diente de una rueda de engranaje se realiza midiendo el espesor del diente en la circunferencia primitiva, y la altura de la cabeza del diente, quedando las otras dimensiones determinadas indirectamente mediante el cálculo.
0 1 2 3 4 5
0
1
2
3
Estas mediciones pueden hacerse directamente sobre el diente con el calibre especial para dientes de engranajes, o indirectamente con un calibre especial (Fig. 1) para dientes de engranajes, o indirectamente con un calibre corriente.
0
1
2
Fig. 1 0 1 2 3 4 5
282
3
4
FRESADORA I Medición con el calibre especial (Fig. 1) La medición con este calibre consiste en fijar en el instrumento, las medidas previamente calculadas (X = longitud d ella cuerda AB del diente = medida a tomar con el cursor en la reglilla principal, y a´ = la altura corregida de la cabeza del diente, medida que se fija con el cursor en la reglilla vertical) y verificar cuando se realiza el fresado hasta obtener en el diente las dimensiones fijadas.
=
Altura de la cabeza del diente
a´
=
Altura corregida
f
=
Flecha de corrección
a=m
a
Dp
M
=
Módulo
Z
=
Número de dientes de la rueda
Dp
=
Diámetro primitivo
Rp
=
Radio primitivo
X
=
Longitud de la cuerda AB del diente en la circunferencia primitiva.
=
Ángulo del diente
= =
A
B Rp
20º
f = Rp (1 - Cos a)
2 180º Z
Fig. 2
=
90º Z
a´ = M + f = a + f
x = AB = Dp . Sen a
a = a´ - f
283
b a´
Notaciones y fórmulas (Fig. 2)
FRESADORA I En la tabla Nº 1 aparecen ya calculados los valores de X y a´ correspondientes a ruedas de 6 a 50 dientes de módulo = 1. Para ruedas con número de dientes mayor que 50 es más conveniente operar con la fórmula correspondiente. Tabla Nº1 Tabla de longitud de cuerda X Y altura a´ para el módulo 1
Z
X
6
1,5529
7
a´
X
a´
Z
X
a´
Z
1,1022
21
1,5693
1,0293
36
1,5702
1,0171
1,5568
1,0873
22
1,5694
1,0280
37
1,5703
1,0166
8
1,5607
1,0769
23
1,5695
1,0268
38
1,5703
1,0162
9
1,5628
1,0684
24
1,5696
1,0256
39
1,5703
1,0158
10
1,5643
1,0615
25
1,5697
1,0246
40
1,5703
1,0154
11
1,5653
1,0559
26
1,5698
1,0237
41
1,5704
1,0150
12
1,5663
1,0513
27
1,5699
1,0223
42
1,5704
1,0147
13
1,5669
1,0473
28
1,5669
1,0219
43
1,5704
1,0143
14
1,5675
1,0440
29
1,5700
1,0212
44
1,5704
1,0140
15
1,5679
1,0410
30
1,5700
1,0205
45
1,5704
1,0137
16
1,5682
1,0385
31
1,5701
1,0199
46
1,5705
1,0133
17
1,5685
1,0362
32
1,5701
1,0192
47
1,5705
1,0131
18
1,5688
1,0342
33
1,5701
1,0186
48
1,5705
1,0128
19
1,5689
1,0324
34
1,5702
1,0181
49
1,5705
1,0125
20
1,5691
1,0308
35
1,5702
1,0176
50
1,5705
1,0123
PARA MAYOR NÚMERO DE DIENTES OPERAR CON LAS FÓRMULAS
284
FRESADORA I La forma de operar con esta tabla es la siguiente: Para un número de dientes determinado, se toma el valor correspondiente que aparece en la tabla y se multiplica por el valor del módulo con que se constituirá el engranaje. Esos productos serán los valores de fijación en el calibre. Para comprender mejor estos conceptos, véase el siguiente ejemplo: Determinar las medidas a fijar en el calibre especial, para verificar las dimensiones de los dientes de una rueda con módulo. M = 4,5 y Z = 48 En la tabla, a Z = 48 corresponden los valoresX = 1,5705 a´ = 1,0128 Entonces se tiene que: la medida
X = 1,5705 . M X = 1,5705 x 4,5 X = 7,067 mm.
la medida
a´ = 1,0128 . M a´ = 1,0128 x 4,5 a´ = 4,56 mm.
Medición indirecta con el calibre de nonio corriente Este método de medición que simplifica la verificación de los dientes de una rueda de engranaje independientemente de los valores de sus diámetros. Consiste en tomar la medida de la cuerda correspondiente a un arco comprendido entre el número determinado de dientes de acuerdo al ángulo de presión y al número de dientes de la rueda. (Fig. 3).
Longitud K (espesor efectivo)
La fórmula par deducir el valor de la constante (longitud K a medir) se basa en el método de formación de la envolvente. Como puede apreciarse en la Figura 3, la longitud FG = SZ = constante K, por ser tangente a la circunferencia del círculo base.
C
C F S CÍRCULO BASE CÍRCULO PRIMITIVO Fig. 3
285
Z C
FRESADORA I Notaciones M
=
Módulo.
C
=
Número de intervalos de dientes.
Z
=
Número de dientes con la rueda.
=
Ángulo de presión en grados.
1=
Ángulo de presión en radianes.
Fórmulas simplificadas para ángulos de presión más usuales: Para Para Para
= 14º30´ = 15º = 120
;K=M ;K=M ;K=M
(3,04280 x C) + 1,5218 + (0,00514 x Z) (3,03455 x C) + 1,5177 + (0,00594 x Z) (2,952x C) + 1,5218 + (0,14 x Z) Tabla Nº 2
Tabla para la selección del número de intervalos de los dientes entre los palpadores del calibre de medición Ángulos de presión Nº Mínimo de los intervalos de dientes C
14º30´
20º
Número de dientes
1 2 3 4 5 6 7 8
12 - 25 26 - 37 38 - 50 51 - 62 63 - 75 76 - 87 88 - 100 ---
12 - 18 19 - 27 28 - 36 37 - 45 46 - 54 55 - 63 64 - 72 73 - 81
La medición por este método resulta rápida y eficaz, y con la tabla para la selección de intervalos de los dientes ( Tabla Nº 2) que se ha introducido, se simplifica notablemente la operación de verificación.
286
FRESADORA I CÁLCULO DE DIMENSIONES DE LA RUEDA DENTADA CON DIENTES RECTOS d da df p m h hf ha
= = = = = = = =
diámetro del círculo primitivo diámetro del círculo de cabeza diámetro del círculo de pie. división. módulo. Altura del diente = hf + ha. Altura de pie del diente = 7/6 . m Altura de cabeza del diente falta módulo
1. División p
fC Pri írcu mi lo tiv o
División es distancia entre la mitad de dos dientes consecutivos medida en radiantes sobre el diámetro del círculo primitivo. Con la circunferencia del círculo primitivo se puede calcular p: U =p.z U =d.p p.z =d.p
p = d.p z
Nota: La división es un múltiplo de p .
2. Módulo
En la expresión d . p = p . z se puede expresar la relación d/z también con p/ d p m z = p=
d=
z.
m
d z
m
Para tales relaciones equivalentes se emplea la magnitud “módulo” medida en mm. Nota: El módulo es una magnitud normalizada que permite el cálculo con cifras fijas.
3. Resumen
La división es un múltiplo de p. El número que indica el múltiplo se llama Módulo. p=m.p d=z.m
287
FRESADORA I Hay que calcular las dimensiones de fabricación más importantes para una rueda dentada de 6 mm de módulo con 40 dientes. buscando p, ha, hf, h, d, da, df dado z = 40 raciocinio previo m = 6 mm los diámetros de los círculos se pueden calcular muy fácilmente valiéndose de las dimensiones básicas d y m.
d
d f
h f
4. Ejemplo
ha
da
Solución p ha hf h d da df
= m . 3,14 =m =7/6.m = ha + hf = z .m =d+2.m = d - 2 . hf
= 6 mm . 3,14
= 18,34 mm = 06mm. =7/6 . 6 mm = 07 mm. = 6 mm + 7 mm = 13 mm = 40 . 6 mm = 240 mm. = 240 mm + 2.6 mm = 252mm = 240 mm - 14 mm = 226 mm
Atención Un dibujo con indicaciones ayuda a la comprensión.
5. Ejemplo
¿Cuántos dientes corresponden a una rueda con un diámetro de círculo de cabeza de 250 mm y un módulo de 5 mm . buscando dado da
d
m
Z de = 250 m = 5
raciocinio previo La altura de cabeza del diente = módulo.
Solución de d d d
=d + 2m = de - 2 m = 250 - 2 x 5 = 240
d Z=m Z = 240 5 Z = 48
288
FRESADORA I Transmisión Simple Hacemos las siguientes denominaciones para el cálculo 1
Rueda conductora
2
Rueda conducida
do1; do2
Diámetros primitivos de las ruedas conductora y conducida respectivamente.
n 1; n 2
Número de revoluciones por minuto de las ruedas conductora y conducida respectivamente.
z1; z2
Número de dientes de las ruedas conductora y conducida respectivamente.
m
Módulo
a
Distancia entre centros de las ruedas dentadas. P2
P1
Z2
Z1
do 2 do 1 1
2
n2
a
1
2
La velocidad periférica de la rueda conductora es la misma que la velocidad (1) periférica de la rueda conducida. La velocidad periférica viene a ser la longitud del arco que corre un punto del diámetro primitivo en el tiempo de un minuto. Luego: Velocidad periférica de la rueda 1. Vp1 = p do1 . n1 60
289
N1 . Z1 = N2 . Z2 N1 =
N2 . Z2 Z1
N2 =
N1 . Z1 Z2
Z1 =
N2 . Z2 N1
Z2 =
N1 . Z1 N2
FRESADORA I Velocidad periférica de la rueda 2.
(2)
Vp2 = p do2 . n2 60
do1 . N1 = do2 . N2 do1= do2 . N2 N1
Igualando (1) y (2) p do1 . n1 = 60 De donde: ó
do2= do1 . N1 N2
p do2 . n2 60
N1 =
do2 . N2 do1
N2 =
do1 . N1 do2
do1 . n1 = do2 . n2 n1 n2
=
do2 do1
Los números de revoluciones por minuto son inversamente a los diámetros: Pero como: do = m . z n1 n2
=
m . z2
Þ
m . z1
n1 n2
=
z2 z1
Los números de revoluciones por minuto son inversamente proporcionados a los números de dientes. La rueda 1 y 2 tiene diferentes sentidos de giro.
290
FRESADORA I Distancia entre centros "a" a=
do1 do2 do1 + do2 + = 2 2 2 Z1
Z2
Pero como: do = m . z do
Luego:
a = m . z 1 + m . z2 2
do
1
1
2
2
a = m ( z 1 + z2) 2
a Z1
Relación de transmisión
Z2
La variación de movimientos se puede expresar mediante las siguientes razones: n1 do2 Z2 i=n = do = Z1 2 1
1
2
Fig. a 1<1
La relación de transmisión es < 1, cuando Z, es mayor que Z2 (Fig. a) y es > 1, cuando Z1, es menor que Z2 (Fig. b). Z1
Transmisión Simple con Rueda Intermedia
Z2
1
2
Características 1>1
Z1 y Z3 Tienen el mismo sentido de giro. • La rueda intermedia Z2, no modifica el número de revoluciones, luego se tiene: n1 Z3 n3 = Z1 • La relación de transmisión (i), se obtendrá por: n1 Z3 i=n = Z1 3 • La distancia entre centros "a", se obtendrá por: a=
do1 do + do2 + 3 2 2
a=
do1 + do3 + do2 2
a=
do1 + do3 + 2 do3 2
Z1
Fig. b
Z2
1
Z3
2
a
291
3
FRESADORA I Problema Aplicado En la transmisión simple, Z1 x 40 . do2 = 240 mm Calcular: Z2, m, do, a, n2 e i Solución Z1
• Cálculo de Z2
m=?
Z2
Z = p . do = 3,14 . 240 t 12,56 n1
n2
Z = 60 dientes • Cálculo de m m= do = 240 60 Z
a
m=4 • Cálculo de do1 do1 = m . Z1 = 4 . 40 do1 = 160 mm • Cálculo de "a" a =m (Z1 + Z2) 2
=
4 (40 + 60) 2
a = 200 mm • Cálculo de "n2" n2= n1 . Z1 = Z2
600 . 40 60
n2= 400 RPM • Cálculo de "i" i = 600 400
= i = 1,5 : 1
292
FRESADORA I Transmisión Doble Características Z1 y Z4 tienen el mismo sentido de giro Z2 y Z3 tienen el mismo número de revoluciones En la transmisión doble se tiene:
Z3
n3
Z1
De las ruedas 1 y 2 n1 . Z1 = n2 . Z2 (1) De las ruedas 1 y 2 n3 . Z3 = n4 . Z4 (2)
3 Z2
n2 2
1
Multiplicando (1) y (2)
Z4 n1
n1 .n3 . Z1. Z3 = n2 .n4 . Z2. Z4 n1 .Z1. Z3 = n4 . Z2 .Z4 por ser n2 = n3 De donde:
n4
1
n1 Z.Z = 2 4 n4 Z1. Z3
2 3
4
• La relación de transmisión (ig) se obtiene por las siguientes razones: n Z.Z ig = 1 = 2 4 n4 Z1. Z3 Como: Z Z i1 = 2 e i2 = 4 Z1 Z3 Luego ig también se puede calcular por ig = i1 . i2 N1 N4
Trasmisión Compuesta Cuando en un tren de ruedas intervienen n poleas, la fórmula será: ig =
n1 Z . Z . Z ..... Zn = 2 4 6 n4 Z1 . Z3 . Z5 ..... Zn-1
N1 = N4 . Z2 . Z4 Z1 . Z3 N2 = N1 . Z1 . Z3 Z2 . Z4
El número de dientes de las ruedas conductoras llevan sub-índices impares y las de las conducidas índices pares. La relación de transmisión ig, del sistema se obtendrá por: ig =
= Z2 . Z4 = Z1 . Z3
n1 Z . Z . Z ..... Zn = 2 4 6 n4 Z1 . Z3 . Z5 ..... Zn-1
Si en el sistema existen n relaciones de transmisión, ig estará dado por: ig = i1 . i2 . i3 ..... in
293
Z1 = N4 . Z2. Z4 N1 . Z3 Z2 = N1 . Z1. Z3 N4 . Z4 Z3 = N4 . Z2. Z4 N1 . Z3 Z4 = N1 . Z1. Z3 N4 . Z2
FRESADORA I Problema Aplicado Para la transmisión doble, calcular n1= 195 RPM
a, n4 ,i1, i2 e ig tienen el mismo sentido de giro
Z1 = 18 1
Datos Z1 = 18 dientes Z2 = 54 dientes Z3 = 22 dientes Z4 = 55 dientes n1 = 195 RPM
Z3 = 22
2
3
3
m=4
i2 Z4 = 55
Solución:
4 4
• Cálculo de a a =m (Z1 + Z2) 2
=
m (Z3 + Z4)
n4
2
a =m (18 + 54) = m (22 + 55) 2 2 a = 108 + 154 a = 262 mm • Cálculo de n4 n4= n1 . Z1 . Z2 Z2 . Z4
=
195 . 18 . 22 54 . 55
=
77220 2970
n4= 26 RPM • Cálculo de i1 e i2 i1 = 54 18
i1 = 3 : 1
i2 = 55 22
i2 = 2,5 : 1
• Cálculo de ig ig = i1 . i 2
2
a
Z2 = 54
1
m=3
i1
=
3 . 2,5 1 1
ig = 7,5
294
FRESADORA I METALES PESADOS: (PLOMO Y SUS ALEACIONES) Plomo Símbolo Pb (plumbum) Es el metal de uso más antiguo y el más blando de los metales pesados. Recién cortado o fundido es blanco plateado, con el tiempo se recubre de una capa gris azulada debido a la oxidación. El plomo es venenoso y no debe estar en contacto con los alimentos. Presentación y obtención Minerales
: Importantes minerales de plomo so la galena (PbS) y los minerales mezclados. Es un material no ferroso, muy blando, de color gris azulado. Se emplea para mordazas de protección, juntas, tubos, revestimiento de conductores eléctricos, recipientes para ácidos, bujes de fricción y aleaciones con otros metales. El plomo puede ser transformado en planchas, hilos y espesores diferentes; varían de 0,2 mm a 12 mm, con un ancho de hasta 3 mm y un largo de hasta 10 m. El plomo no es resistente a las rozaduras. Luego de trabajar con el plomo, es necesario lavarse bien las manos; pues sus partículas penetran en el organismo provocando intoxicación. Es recomendable trabajar en un ambiente ventilado, cuando se tiene contacto con vapores o polvo de plomo. El plomo puede manipularse fácilmente; sin embargo, al ser limado ofrece cierta dificultad, porque se adhiere a la lima, llenando su picado.
Elaboración : En primer lugar se produce un concentrado enriquecido. Siderurgia
: Por calcinación y reducción generalmente en hornos de cuba se obtiene el plomo de obra.
Por refinación se obtiene plomo puro. Propiedades 3
Físicas
: Densidad, r=11,34 kg/dm , punto de fusión. 327º C.
Químicas
: Muy resistentes a la corrosión, incluso frente a la mayoría de los ácidos, pero no al agua regia (mezcla de ácido clorhídrico y ácido nítrico). ¡Venenoso!
295
FRESADORA I Mecánicas
: La resistencia, dureza y elasticidad son bajas, p. ej., 15 N/mm2 de resistencia a la tracción: alargamiento hasta el 60%. Tecnológicas: Poca resistencia a la deformación, pero muy conformable. Es preferible la conformación en frío. El plomo se puede soldar por diversos procedimientos (estaño, etc) y colar fácilmente. Se puede aplicar sobre otros metales. El plomo puro se emplea para cubrir tejados, para depósitos de ácidos, cables, cintas, estancar, juntas, balas, protección contra radiaciones, en los carburantes como antidetonante, para marchamos y para aleaciones. Aleaciones de plomo Las aleaciones de plomo con 8% a 10% de Pb se emplean como metal de cojinetes, revestimiento de cables, placas de acumuladores, etc. El antimonio endurece la aleación. Combinaciones de plomo son, entre otras, el minio y el blanco de plomo. El cristal de plomo posee un elevado índice de refracción de la luz. Los metales antifricción son aleaciones de plomo y estaño para cojinetes de fricción. Aleado también con antimonio recibe el nombre de metal antifricción blanco. Ejemplo: LgPbSn 9 Cd con 9% de estaño (Sn), 15% de antimonio (Sb), 1% de cobre, y 0,5% de cadmio (Cd). Posee buenas propiedades de deslizamiento, capacidad de suavizado y conducción del calor. La aleación se aplica sobre apoyos de acero, acero moldeado o fundición. Aleaciones de plomo, DIN 1703, ejemplos Símbolo
Composición en %
LgPbSb12 (plomo duro cojinetes)
Sb 10,5…13 Cu 0,3: 1,5 Ni 0…0,3 As 0…1,5 Resto Pb
en construcción de maquinaria buena adherencia sobre acero para casquillos de cojinetes
Pb
Sb 0,2…0,3
Tubos de desagüe.
PbSbAs
Sb 0,2.0,3 As 1,2…1,7
Perdigones
296
Aplicaciones
FRESADORA I ESQUEMAS DE RUEDAS DENTADAS 1º Módulo: Es la rotación que existe entre el diámetro primitivo y el número de dientes. Los módulos están normalizados en DIN 780 y se expresan en milímetros. En la Figura 1 puede verse su representación gráfica. Módulo =
P
Diámetro primitivo dp =m =z Número de dientes
dp = 60 z = 30
2º Circunferencia en una rueda dentada. Módulo = 2
En una rueda, o en un piñón hay tres circunferencias fundamentales que forman el dentado. (Fig. 2).
dp = 30 x 2 = 60
a)Circunferencia primitiva es aquella según la cual se verifica la tangencia del engranaje.
Fig. 1
b)Circunferencia de pie es aquella sobre la que se apoyan los dientes.
Circunferencia de cabeza
Flanco
Longitud del diente
3º Representación de una rueda dentada:
Altura del diente
Circunferencia Primitiva Circunferencia de pie
1,2 5x M
En los planos de taller el dentado se representa simplificado (Fig. 3).
M
c) Circunferencia de cabeza es la que limita el dentado por la parte exterior.
Fig. 2
Las circunferencias de cabeza, por medio de líneas llenas anchas y dibujadas a las distancias que les corresponda entre unas y otras. (Fig. 7). Las circunferencias de pie no se representan.
Fig. 3
297
Grueso o ancho del diente
FRESADORA I 4º Perfil de los dientes. A fin de que las ruedas dentadas que engranan entre si trabajen sin sacudidas, con el menor ruido y poco rozamiento, han de tener unos dientes de determinado perfil. El más corriente es el de envolvente (Fig. 4). su trazado tiene importancia sólo para la construcción de plantillas en algunas máquinas-herramientas o para los modelistas cuando se han de fundir ruedas de gran módulo. Para el mecanizado se emplea el sistema de generación que engendra el perfil automáticamente. El dentado de evolvente está normalizado según DIN 867 y UNE 18 008.
R
R
r
a
p
b
Fig. 4
Engranajes cilíndricos rectos Se emplean para transmitir el movimiento entre ejes paralelos. A continuación, se indica la manera de representar esta clase de engranajes (Fig. 5A, B, C y D).
Fig. 5 A Detallada
Fig. 5 B Simplificada
Fig. 5 C Esquemática
Giratoria en el eje no desplazable.
Fija en el eje.
Giratoria en el eje desplazable.
No giratoria en el eje, desplazable.
Fig. 5 D Simbólica
• Representación del engranaje de dos ruedas dentadas
2
Piñón
Fig. 6 1
298
Rueda
Diente del piñón 2
Cuando se representa el engranaje de dos ruedas, las circunferencias de cabeza también se trazan en la parte en que se verifica el engranaje. Los dientes se representan sin cortar, por lo cual, en la vista lateral, un diente visible cubre la parte correspondiente a la otra rueda (Fig. 6).
FRESADORA I • Acotación de ruedas cilíndricas Para acotar un engranaje de cualquier tipo, se emplean las normas generales de acotación y, después se anotan los datos especiales propios de la rueda. En el dibujo hay que indicar (Figs. 7A y 7B): *Diámetro de la circunferencia de cabeza. *Diámetro de la circunferencia primitiva (no siempre). *Diámetro de la circunferencia de pie. Sólo cuando el perfil de referencia difiere de DIN 867 o cuando ha de ser tolerado. *Anchura de diente en caso necesario, con tolerancia. *Las cotas correspondientes al cuerpo de la rueda. N11 N9 N7 N5 *Datos superficiales y valores de dureza, según exigencias. , ,
N9
N7 F
N5
1xm
N7
1,25 x m
Templado
En corte
N7
Altura del diente
Además de esto, en una tabla, junto a la representación de la rueda cilíndrica debe consignarse; número de dientes, módulo, altura del diente y distancia entre centros de la rueda y el piñón, tolerancias para el dentado y calidad.
N5
F
N9
F F
f Circunf. de pie f Circunf. Primitiva f Circunf. de cabeza
N9
Fig. 7A
N7
Fig. 7B
• Tren de engranajes Se da el nombre de tren de engranajes a la combinación de varios engranajes destinados a transformar un movimiento (Fig. 8). En la figura 9A y 9B, se muestra la forma de representar un tren, compuesto de cuatro ruedas, en su forma simplificada y esquemática.
Simplificada Fig. 8
Fig. 9A
299
B Esquematizada Fig. 9B
FRESADORA I Rueda dentada con cremallera Una cremallera es una pieza prismática con dientes, que engrana con una rueda dentada (Fig. 10A).
La cremallera puede ser considerada como una porción de rueda desarrollada, es decir, con un radio infinito. Las cremalleras tienen planos los flancos de los dientes, formando un ángulo de 30 ó 40 grados. En las (Figuras 10B, 10C y 10D, se muestran diversas formas para representar la rueda con cremallera.
Fig. 10A
Detallada
Simplificada
Esquematizada
Fig. 10B
Fig. 10C
Fig. 10D
Clases de dentado El tipo de dentado que pueden llevar los engranajes puede ser rectos, inclinado y en flecha o dentado doble . Engranajes helicoidales Son los engranajes cuyos dientes inclinados en forma de hélice. propiamente, son tornillos de varias entradas cuyos hilos forman los dientes del engranaje. Se emplean, principalmente, para transmitir el movimiento entre árboles que se cruzan; también para transmitir el movimiento entre árboles paralelos, cuando se quiere que sea muy suave y uniforme.
300
FRESADORA I
5 P9
Ejemplo de acotación de engranajes en planos industriales
m=2
Z=56
H=45
P=6,28
Número de dientes
Altura diente
Ángulo de presión
Paso
19
5
1
N7
DATOS Módulo
24 27
f 37
f 74 f 112
- 30 ... 120
- 120 ... 400
± 0,15 ± 0,2 ± 0,3 ± 0,5 ± 0,8 ± 1,2
- 400 - 1000 ... 1000 ... 2000 ± 0,3 ± 0,8 ±2
± 0,5 ± 1,2 ±3
MODIFICACIÓN
TOLERANCIA GENERALES
f 116
CALIDAD -...0,53 ...- 36 ...- 630 ± 0,005 ± 0,05 ± 0,1 FINA MEDIA ± 0,1 ± 0,1 ± 0,2 GRUESA ± 0,2 ± 0,3 ± 0,5 ARISTAS BISELADAS ... 45º
CÓDIGO
RUEDA CILÍNDRICA DE DIENTE RECTO
FORMACIÓN DUAL 301
a b c d e ESCALA 1:1
REEMPLAZADO POR : REEMPLAZADO DE :
FECHA NOMBRE ÁREA DIBUJADO 28-05-03 P. Mija MECÁNICA REVISADO 06-06-03 A. StaMaría GENERAL DIBUJADO
PL Nº 001 / MG-03
FRESADORA I DIAGRAMA DE NOMENCLATURA DE RUEDAS DENTADAS CON DIENTES RECTOS Trazado de una rueda dentada recta 1. Trazar líneas de ejes (horizontal y vertical). 2. Tomando - 0 - como centro trazar con el compás los diámetros, exterior, primitivo y del raíz. 3. Dividir el diámetro primitivo en distancias iguales al espesor circular.
75
Circunferencia exterior
º
Punto de paso Espesor circular
R = 1 Del radio de la 4 circunferencia primitiva
o a a
Punto de tangencia de la recta a 75º y la circunferencia base. Circunferencia primitiva. Circunferencia base. Circunferencia de la raíz.
Nota: Sistema ASA
4. Por el punto de paso 0 trace una recta a 75º con la línea de eje vertical. 5. Con el compás con centro en 0 trácese la circunferencia base tangente a la línea de 75º. 6. Con el compás tomar la cuarta parte del radio del círculo primitivo, luego con centro en a marcar el punto b de la línea base, cambiando de posición el compás, o sea con centro en b. Trazar un arco que pase por el punto b´, cambiando la posición del compás, trazar todos los dientes, luego se trazan las curvas de enlace de la raíz para cada diente.
302
FRESADORA I
De
DIAGRAMA DE NOMENCLATURA DE LA RUEDA DENTADA CON DIENTES RECTOS
Dp
DATOS Número de dientes
Z=
Módulo
M=
Ángulo de presión
Altura Total
H=
TERMINOLOGÍA USADA EN ENGRANAJES Ancho del flanco Paso circunferencial
Raíz Cabeza
rio r
Profundidad Total
in te
vo iti m ior i pr ter x o e r o et etr ám iám i D D
et ro Di ám
Espesor del diente
303
FRESADORA I CUIDADO EN EL FRESADO DE RUEDAS DENTADAS 1.
Refrigere constantemente las fresas para evitar que se caliente y pierda el filo.
2.
Observe que la rosca del árbol es izquierda a derecha para elegir la elevación de corte de la fresa.
3.
Verifique el alineamiento de las puntas.
4.
Asegurar que la pieza este adecuadamente sujeta en el cabezal divisor y contrapunta.
5.
No haga penetrar la fresa bruscamente, así evitar que la fresa se rompa o se malogre.
6.
Ajustar la manivela de la contrapunta después de haber fresado unos cuantos dientes.
7.
No trate de desalojar la viruta con las manos cuando la fresa está girando, puede accidentarse.
8.
No olvide de apretar bien la rueda en el mandril.
Refrigere la fresa
304
FRESADORA I EFECTOS DE LOS ACCIDENTES EN LA PRODUCCIÓN
1.
Una interrupción imprevista de los procesos normales de producción.
2
.Con frecuencia implica lesiones en los trabajadores y o equipo.
3.
Aumenta el costo del producto.
4.
Pérdida de tiempo y dinero en el adiestramiento de un nuevo operador o en la preparación de la maquinaria.
5.
Mala calidad en los productos por falta de familiarización, de los operadores nuevos, con los métodos de trabajo.
6.
Incumplimiento de los compromisos de servicios a los clientes.
7.
Baja moral en los trabajadores.
AC ES NT DE CI
U OD R P
N IÓ C C
305
FRESADORA I Tratamiento Analítico de las Aguas Servidas Se define agua residual o agua servida como “una combinación de los líquidos y residuos arrastrados por el agua proveniente de casas, edificios comerciales, fabricas e instituciones junto a cualquier agua subterránea, superficial o pluvial que pueda estar presente”. Las cuatro fuentes de aguas residuales son: 1. Aguas domesticas o urbanas, 2. Aguas residuales industriales, 3. Aguas de usos agrícolas, 4. Aguas pluviales. Aunque la mayor parte de las aguas servidas (cerca del 90%) provienen del uso domestico e industrial, la de usos agrícolas y pluviales urbanas están adquiriendo cada día mayor importancia, debido a que los escurrimientos de fertilizantes (fosfatos) y pesticidas representan los principales causantes del envejecimiento de lagos y pantanos proceso llamado eutrofización. Clasificación de los Contaminantes del Agua Los contaminantes del agua se clasifican en tres categorías: Contaminantes Químicos, estos componen tanto productos químicos orgánicos como inorgánicos. El aspecto fundamental de la contaminación de productos orgánicos es la disminución del oxígeno como resultante de la utilización del existente en le proceso de degradación biológica, llevando con ello a un. desajuste y a serias perturbaciones en el medio ambiente. En el caso de compuestos inorgánicos el resultado más importante es su posible efecto tóxico, mas que una disminución de oxígeno. Sin embargo, hay casos en los cuales los compuestos inorgánicos presentan una demanda de oxígeno, contribuyendo a la disminución del mismo. Contaminantes Físicos, estos incluyen: Cambios térmicos , la temperatura es un parámetro muy importante por su efecto en la vida acuática, en las reacciones químicas, velocidades de reacción y en la aplicabilidad del agua a usos útiles como el caso de las aguas provenientes de las plantas industriales, relativamente calientes después de ser usadas en intercambiadores. El color el cual determina cualitativamente el tiempo de las aguas residuales, es por ello que si el agua es reciente esta suele ser gris; sin embargo como quiera los compuestos orgánicos son descompuestos por las bacterias, el oxígeno disuelto en el agua residual se reduce a cero y el color cambia a negro. La turbidez originada por los sólidos en suspensión. Espumas, detergentes y la radioactividad.
306
FRESADORA I Contaminantes Biológicos, estos son los responsables de las transmisiones de las enfermedades como el cólera y la tifoidea. Los contaminantes de las aguas residuales son normalmente una mezcla compleja de compuestos orgánicos e inorgánicos. Normalmente no es ni practico ni posible obtener un análisis completo de la mayoría de las aguas servidas. Es por esto que las aguas residuales dependiendo de la cantidad de estos componentes se clasifica en fuerte, media y débil. Debido a que la concentración como la composición van variando con el transcurso de tiempo, con los datos siguientes solo se pretende dar una orientación para la clasificación de las aguas servidas. Tabla 1 Concentración (mg/1) Constituyente Sólidos, en total Disueltos, en total 850 Suspendidos, en total Demanda Bioquímica de Oxígeno Nitrógeno Amoniaco Libre Fósforo Alcalinidad Grasa
Fuerte 1200 500 350
Media 700 250 250
Débil 350 100
300
200
100
85 50 20 200 150
40 25 10 100 100
20 12 6 50 50
Otras formas de medir la calidad de las aguas Análisis del pH La concentración del ión hidrogeno es un importante parámetro de calidad tanto para aguas naturales corno aguas residuales. El intervalo de concentración para la existencia de la mayoría de la vida biológica es muy estrecho y critico. El agua industrial con una concentración adversa de ión de hidrogeno es difícil de tratar con métodos biológicos y si la concentración no se altera antes de la evacuación, el efluente puede alterar la concentración de las aguas naturales. El pH de los sistemas acuosos puede medirse convencionalmente con un ph-metro, así como se pueden utilizar indicadores que cambian de colora determinados valores de pH. PH = - Iog [H+]
307
FRESADORA I La alcalinidad en el agua residual se debe a la presencia de hidroxilo, carbonatos y bicarbonatos de elementos tales como calcio, magnesio, sodio, potasio o amoniaco, esta alcalinidad la va adquiriendo del agua de suministro, del agua subterránea y de materias añadidas durante el uso domestico. La concentración de alcalinidad en el agua residuales importante deba efectuarse un tratamiento químico o muestras en que se deba eliminar el amoniaco. Ensayos Biológicos Otra forma de medir la toxicidad de las aguas residuales en lo que respecta a la vida biológica son los ensayos biológicos. La finalidad de estos especifica es: Determinar la concentración de un agua residual dada que se produzca la muerte de un 50% de los organismos de ensayo en un periodo de tiempo especificado. Determinar la concentración máxima que no causa efecto aparente sobre los organismos de ensayo durante 96 horas. Se consiguen estos objetivos introduciendo peces u otros animales adecuados en acuario conteniendo distintas concentraciones del agua residual en cuestión y observando seguidamente su supervivencia a lo largo del tiempo. Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) La demanda bioquímica de oxígeno se usa como una medida de la cantidad de oxígeno requerido para la oxidación de la materia orgánica biodegradable presente en la muestra de agua y como resultado de la acción de oxidación bioquímica aeróbica, es por esto que este parámetro de polución sea tan utilizado en el tratamiento de las aguas residuales , ya que con los datos arrojados se pueden utilizar para dimencionar las instalaciones de tratamiento, medir el rendimiento de algunos de estos procesos. Con los datos de la DBO podrá así mismo calcularse la velocidad a la que se requerirá él oxígeno. La demanda de oxígeno de aguas residuales es resultado de tres tipos de materiales: Materiales orgánicos Carbónicos, utilizados como fuentes de alimentación por organismos aeróbicos. Nitrógeno Oxidable, derivado de la presencia de nitritos, amoniaco y en general compuestos orgánicos nitrogenados que sirven de alimento para bacterias especificas. Compuestos Químicos Reductores.
Tubo de PVC
Manómetro 400 Muestra
Lectura Directa de DBO
300 200 100 50
Agitado Magnético
308
2 ml de Mercurio
FRESADORA I HOJA DE TRABAJO
1. ¿En qué consiste la operación de fresar dientes rectos? 2. ¿Cómo se clasifican los engranajes? 3. ¿Cuándo dos ruedas se engranan en qué circunferencia realiza el roce de los dientes? 4. ¿Qué es el Ángulo de Presión? 5. ¿Cuál es la altura total del diente si el ángulo de presión es de 20º, 17º y 14º30´? 6. ¿Cómo se determina el módulo de la rueda dentada cilíndrica? 7. ¿Qué fresas se utilizan para tallar los dientes de una rueda? 8. ¿Cuál es la característica de la fresa para tallar los dientes de una rueda con un número diferente de dientes? 9. ¿Cuál es la equivalencia de una fresa de Diametral Picth 12 a una modular? 10. ¿Cuáles son los principales minerales del Plomo? 11. ¿Qué propiedades mecánicas y tecnológicas tiene el Plomo? 12. ¿Cuáles son los efectos de los accidentes en la producción? 13. ¿Para representar una rueda dentada cilíndrica que circunferencia no se representa? 14. ¿Cómo se clasifican los contaminantes del agua? 15 ¿Qué es cambio térmico? 16. ¿Qué otras formas hay de medir la calidad del agua? 17. ¿En qué consiste la demanda bioquímica de oxígeno?
309
FRESADORA I HOJA DE TRABAJO Ejercicios
Dimensiones de la rueda dentada.
1. El perímetro del diámetro del círculo primitivo es de 84,20 mm. Calcule el diámetro del círculo primitivo.
1 d
2. Una rueda dentada se fabrica según el módulo 4. Calcule la división. 3. Calcule para una rueda dentada con 9,42 mm de división el módulo.
2-8
4. Calcule el módulo para una rueda dentada de 32 dientes y 104 mm de diámetro de círculo primitivo.
p
m
d
5. ¿Cuántos dientes tiene una rueda dentada de 3,5 mm de módulo y 168 mm de diámetro de círculo primitivo? 6. ¿Cuál es el diámetro de círculo primitivo de una rueda dentada de 3,25 mm de módulo y 166,5 mm de diámetro de círculo de cabeza?.
9,10
m df
h
d da
7. El perímetro del diámetro de círculo primitivo es de 157 mm, el módulo de 2,5 mm. calcule el número de dientes. 8. Calcule el módulo cuando se mide la altura de diente de 4,875 mm.
11-14
9. El diámetro exterior de una rueda dentada es de 147,5 mm, el módulo 3,75 mm. Calcule el diámetro del círculo primitivo. d
E
da
10.Teniendo una rueda dentada de 40 dientes un diámetro de círculo de cabeza de 168 mm ¿cuál es su módulo? 11. Calcule el número de dientes para una rueda dentada de 105 mm de diámetro de círculo primitivo y 110 mm de diámetro de círculo de cabeza.
15
ha
12.¿Qué diámetro exterior ha de tener una pieza bruta para la fabricación de una rueda dentada de 21 dientes y 3,75 mm de módulo? hf
16
h
13.¿Cuántos dientes corresponden a una rueda dentada con un diámetro de círculo de cabeza de 250 mm y un módulo de 5mm? 14.Calcule el diámetro de círculo de pie para una rueda de 36 dientes y 2,25 mm de módulo.
d da
15.¿Cuál es la altura de diente de una rueda dentada con 6 mm de módulo? 16.La diferencia de los diámetros de los círculos de cabeza y primitivo es de 6 mm, la proporción 13:12 ¿Cuáles son los diámetros correspondientes? 310
FRESADORA I HOJA DE TRABAJO
Ejercicio 1 Las diversas piezas representadas en la figura 13.32 forman una transmisión; téngase en cuenta que el eje se ha girado 180º para poder apreciar los chaveteros.
f1
f1
00
1
Dibujar, en los formatos más apropiados y a la escala conveniente, el dibujo de conjunto, lista de piezas y dibujos de despiece, conociendo los datos siguientes:
f9 8,2
2
2 f3 6 f1
5
10
1
5
24
24
10
5
32
• Módulo de piñón = 2. • Número de dientes del piñón = 28 • Forma del diente según DIN 867.
20
2
16 ,1 3
3
f2
2
4
19
32
f3
Polea Lengüeta A 5 x 5 x 24 DIN 6 885 Eje Lengüeta A 8 x 7 x 32 DIN 6 885 Piñón
9
8
4 32
1 2 3 4 5
250
Elementos
255
42
1
5
Material
60
24
27
32
Fundición FG - 18 UNE 36 111 F 127 F 151
8 7
D
R
311
FRESADORA I
BIBLIOGRAFÍA
• MECÁNICO FRESADOR
:
CBC
• MÁQUINAS HERRAMIENTAS I FRESADO
:
FPCT (FORMACIÓN PROFESIONAL Y CULTURA TÉCNICA)
• COLECCIÓN BÁSICA DE CIENCIAS
:
CINTERFOR
• LA FRESADORA
:
MANUAL DEL MAR a 2 IMPRESIÓN 1999.
• DISEÑO MECÁNICO
:
FUNDACIÓN PADRE ANCHIETA SAO PAULO
• MATEMÁTICA APLICADA PARA TÉCNICA MECÁNICA
:
G.T.Z.
• CIENCIAS BÁSICAS
:
SENATI
• DIBUJO TÉCNICO METAL I
:
G.T.Z.
• DIBUJO TÉCNICO METAL II
:
G.T.Z.
• TABLA DE LA INDUSTRIA METALÚRGICA :
G.T.Z.
• PROTECCIÓN Y DEFENSA DEL MEDIO AMBIENTE
MINISTERIO DE ENERGÍA Y MINAS
:
PROPIEDAD INTELECTUAL DEL SENATI PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN Y VENTA SIN LA AUTORIZACIÓN CORRESPONDIENTE
CÓDIGO DE MATERIAL 0252
EDICIÓN JUNIO 2004
