3 practica fresado - taller basico

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL

FECHA: 16/11/2015 FACULTAD DE INGENIERÍA EN MECÁNICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN

FIMCP TALLER BÁSICO

Título de la Práctica

Fresado

Nombre del alumno

Xavier Mantilla Morán

1.

Paralelo 103

Resumen:

Esta práctica se basa en aprender el correcto uso de una maquina fresadora, la cual es ampliamente usada en talleres de metalmecánica. Primero se debe de realizar la preparación de máquina, que involucra seleccionar la herramienta (fresa) a utilizar, util izar, así como las revoluciones por minuto que va a dar la mis ma, de acuerdo al tipo de material que vamos a mecanizar. Utilizando una fresa cilíndrica se realizó el desbastado en una placa de acero. Todos los lados de la placa quedaron a escuadra (90 grados) y a una medida especificada por el profesor. Lo siguiente fue la realización de un “ojo chino” en el centro de la plac a, que es un tipo de ranurado en forma de una elipse. Como procedimiento final se debe de limar todas las rebabas o asperezas que aparecen en el material luego de mecanizar. Finalmente tenemos una placa mecanizada con las especificaciones requeridas.

2.

Objetivos a) Adquirir conocimientos básicos del funcionamiento, estructura y características de las fresadoras, manejo del cabezal universal y el compás en el desarrollo de piñones rectos y helicoidales. b) Desarrollar destrezas en el manejo de una fresadora universal. c) Adquirir conocimientos de las herramientas de corte (fresas) d) Maquinar una placa de acero de acuerdo ac uerdo a las especificaciones especificaci ones dadas en un plano. e) Conocer y aplicar las normas de seguridad en el manejo de esta máquina herramienta.

3.

Fundamentos Teóricos: Teóricos:

Fresado.- Movimiento coordinado entre una herramienta de corte rotativa con varios filos (llamada fresa) y un avance recto de la pieza. Es una operación de corte interrumpido, los dientes de la fresa entran y salen del trabajo durante una revolución. Las fresadoras se emplean para realizar trabajos e superficies planas o perfiles irregulares, así como también para tallar engranajes y roscas, taladrar y mandrilar agujeros, ranuras chaveteras.

Ventajas del fresado 

Alta eficiencia del mecanizado



Buen acabado superficial



Precisión y flexibilidad en la producción de formas




Partes de una Fresadora Fresadora

Figura1 (a: fresadora horizontal, b: fresadora vertical)

Tipos de fresadora Maquina fresadora Horizontal

Se presta para toda clase de trabajo. Su característica es el husillo de fresar dispuesto horizontalmente. Maquina fresadora vertical Se realizan trabajos de fresado frontal. El husillo de fresar está dispuesto verticalmente en el cabezal porta fresa. Este cabezal puede girar de tal modo que puede adoptar una posición inclinada. Máquina de fresar universal La característica principal de esta máquina es que tiene un husillo principal de acoplamiento de ejes porta herramienta horizontal y un cabezal que se acopla a dicho husillo y que convierte la maquina en una fresadora vertical, es posible la ejecución de muchos más trabajos. Fresadoras circulares Tienen una amplia mesa giratoria, por encima de la cual se desplaza el carro portaherramientas, que puede tener uno o varios cabezales verticales, por ejemplo, uno para operaciones de desbaste y otro para operación de acabado. Fresadoras copiadoras Disponen de dos mesas: una de trabajo sobre la que se sujeta la pieza a mecanizar y otra auxiliar sobre la que se coloca un modelo. El eje vertical de la herramienta está suspendido de un mecanismo con forma de pantógrafo que está conectado también a un palpador sobre la mesa auxiliar. Al seguir con el palpador el contorno del modelo, se define el movimiento de la herramienta que mecaniza la pieza. Máquina de Fresar Paralela Se utiliza para trabajar piezas muy pesadas. Máquina de Fresar Planeadora Se presta para trabajos en serie. Las Fresadoras de Planear tienen frecuentemente varios husillos de fresar.




Otras Máquinas de Fresar son: Fresadora F resadora de roscas, la fresadora de ruedas dentadas, las fresadoras de copiar y las Fresadoras CNC

Figura 2(A: fresadora vertical, B: fresadora paralela, C: fresadora de planear)

Figura 3(fresadora universal)

Velocidad de corte

Figura 4(fresadora copiadora)

  

Es la velocidad lineal de la periferia de la fresa, y debe ser escogida antes de iniciar el mecanizado. Su valor depende de muchos factor es como el tipo de fresa, la dureza y resistencia al mecanizado del material y de la velocidad de avance empleada. La duración de la herramienta está fuertemente ligada a la velocidad de corte, donde una alta velocidad nos permite realizar el trabajo en menor tiempo, pero acelera el desgaste de la




herramienta. Los fabricantes de herramientas de corte ofrecen información sobre la velocidad de corte adecuada para una determinada vida útil (GABP ingeniería, 2016). Con una velocidad de corte excesiva, tendremos: 

Desgaste rápido del filo de corte de la herramienta



Deformación plástica del filo de corte con pérdida de tolerancia del mecanizado

Deficiente calidad de mecanizado Con una velocidad de corte demasiado baja, tendremos: 



La formación de filo de aportación en la herramienta



Dificultades en la salida de viruta

Aumento del tiempo de mecanizado A partir de la velocidad de corte se puede obtener el número de revoluciones por minuto que deberá tener el husillo portaherramientas según la sig uiente expresión: 

−] ∗∗ [] [      = 1000   Donde

 : es la velocidad de rotación de la herramienta  : es el diámetro de la herramienta Tabla de velocidad de corte

Tabla1 (velocidades de corte de la máquina fresadora)

Velocidad de Rotación de la herramienta (n) Es la velocidad de rotación del husillo portaherramientas habitualmente en

  . En las 

fresadoras convencionales hay una gama limitada de velocidades, que dependen de la velocidad




de giro del motor principal y del número de velocidades de la caja de cambios de la máquina (GABP ingeniería, 2016).

    ∗1000       = ∗ [] Donde

: es la velocidad de corte  : es el diámetro de la herramienta Velocidad de Avance



Es la velocidad relativa entre la pieza y la herramienta, es un factor muy importante del cual va a depender la rugosidad de la superficie en el fresado. Cada fresa puede cortar en un rango de velocidades de avance por cada revolución de la herramienta, denominado avance por revolución ( ). Este rango se determina experimentalmente y se encuentra en catálogos de los fabricantes de las herramientas (GABP ingeniería, 2016).



El avance por revolución (Z) de la herramienta.

) es el producto del avance por diente () por el número de dientes  ∗  ()    =      

La velocidad de avance de la herramienta.

velocidad de rotación  es el producto del avance por revolución por la velocidad

 =   ∗        Con una elevada velocidad de avance tenemos: 

Buen control de viruta



Mayor duración de la herramienta



Elevada rugosidad superficial



Mayor riesgo de deterioro de la herramienta por rotura

Con una baja velocidad de avance tenemos: 

La formación de virutas más largas que pueden formar bucles.



Incremento en tiempo del mecanizado, producción más costosa.




Profundidad Profundida d de Corte Es la profundad de la capa arrancada de la superficie de la pieza en una pasada de la herramienta. Al realizar mecanizados de desbaste se utilizan filos con mayor longitud de arista de corte que permiten mecanizados con mayores profundidades de pasada (máximo 1/3 diámetro de la fresa) y velocidades de avance. Sin embargo para las operaciones de acabado, se requiere una profundidad de corte menor (mínimo 0.4 mm). Cuando se requiere un terminado fino, deberá reducirse el avance más bien que acelerar la fresa.



La longitud de corte efectiva ( , cuyo valor máximo está relacionado con la longitud de la arista del filo de corte, depende de la profundidad de pasada ( ) y del ángulo de posición ( (GABP ingeniería, 2016).



 

=∗cos =∗cos  Espesor y sección sección de viruta viruta Es la relación entre el avance por diente de la fresa ( la sección de la viruta.

 ) y la profundidad de pasada () constituye

    =   ∗   El espesor de la viruta corresponde al avance por diente de la fresa (GABP ingeniería, 2016). La sección de viruta depende de varios factores: 

La potencia de la maquina



La fijación de la pieza



La geometría de las mismas (herramientas)

Dirección de de avance Es la dirección en que avanza la pieza hacia la fresa, el uso común es avanzar la pieza contra la dirección de rotación de la fresa (fresado convencional o ascendente) (ver Figura1), pero si la maquina está equipada con un eliminador de juego, ciertas tipos de piezas se fresan f resan mejor con fresado descendente (ver figura 2) (Steve F. Krar, 2003).

Figura5 (fresado ascendente)

Figura6 (fresado descendente)




Ventajas del fresado descendente 

Mayor vida útil de la herramienta



Requiere equipos de sujeción menos costosos



Mejor acabado superficial



Menos rupturas de los bordes de la pieza



Eliminación más fácil de la viruta



Menos necesidad de potencia

Desventajas del fresado descendente descendente  

Este método no se puede utilizar, a menos que la máquina tenga un eliminador de juego No se puede utilizar para maquinar fundiciones, acero laminado en caliente, o piezas forjadas, donde se presenta una superficie dura o abrasiva.

Fallas de las fresas Calor excesivo  



Causa principal de la falla del filo de corte o de la r educción en la vida útil de la herramienta. Afecta la dureza de los filos cortantes, resultando en una menor resistencia al desgaste y un subsecuente rápido desafilado. El calor no se puede eliminar en su totalidad, pero se puede minimizar, utilizando herramientas correctamente diseñadas y afiladas, operando a velocidades y avances recomendados para el material de la pieza de trabajo, y aplicando con eficiencia un refrigerante adecuado.

Abrasión  



4.

Es una acción de desgaste ocasionada por la metalurgia de la pieza de trabajo. La rápida elevación en fricción, calor y fuerzas rotativas resultado de la naturaleza abrasiva del material de la pieza de trabajo, puede llegar a un punto donde la fresa deje de funcionar con efectividad o es totalmente destruida. Las sugerencias para minimizar el calor, también son aplicables aplicables a la abrasión.

Instrumentos, Instrumentos, materiales materiales y equipos equipos utilizados utilizados 

Fresadora universal , Cabezal divisor, calibrador Vernier,



Torta de aluminio cilindrada, refrentada y montada sobre su eje.



Plano de referencia.



Tabla de selección de velocidades (RPM) de fresado.



Implementos de corte (modulo), llave de ajuste, juego de llaves.



Refrigerante (Diesel o aceite soluble), brocha, Wipe.



Equipos de protección personal (zapatos, mandil, gafas de seguridad).

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5. Procedimiento Procedimiento experimental experimental Se deberá describir de manera ordenada el desarrollo completo de la práctica, indicando en cada paso el procedimiento que realizo y en que se basó para realizarlo. Se deberá hacer mención de Tablas (selección de velocidades de giro) y planos, si fuera el caso. Ejemplo: montaje de la torta, centrado de la fresa, selección de velocidad de giro de la fresa, medidas de seguridad, etc.).

Preparación de la fresadora y materiales PASO

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IMAGEN

PROCEDIMIENTO Primero se debe de conocer cada una de las partes de la fresadora, así como la botonera que dispone. Se verifica que la maquina este energizada y en correcto funcionamiento. Se debe de analizar los posibles riesgos que puede llevar el conducir esta máquina, para reducirlos a lo mínimo.

Se debe de medir la herramienta de corte que se tiene disponible, así como las revoluciones por minuto (rpm) que puede proporcionar el motor de la maquina a la herramienta.

Podemos ir a una tabla que posee tabulado los diferentes r.p.m según el tipo de material y según el diámetro de la herramienta(fresa) para este caso una placa de acero se usó 750 rpm. Se ajusta la placa en la prensa de la mesa de trabajo.

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Procedemos a desbastar por todos los contornos de la placa hasta dejarla escuadra (90 grados). Luego la medimos con un calibrador, para así continuar desbastando hasta la medida que se concuerda con el profesor guía.

Retiramos la placa de la fresa y marcamos dos puntos de centro separados a una distancia de 40 mm usando un punto granete y un martillo. martillo.

Vamos a realizar varias perforaciones en la placa, para esto debemos de preparar el taladro. Primero verificamos que se encuentre energizado y en correcto funcionamiento, luego según la broca y según el material que vayamos a utilizar elegimos los rpm , en este caso se elige 1400 rpm. Lo siguiente es asegurar el material a la prensa del taladro.

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Realizamos la primera perforación en ambos puntos marcados con una broca de centrar numero 2 hasta una profundidad de aproximado 4,48 mm

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La segunda perforación la hacemos con una broca de 3mm, en ambos puntos. (esta perforación es pasante) (Se debe usar aceite para lubricar la herramienta de corte)

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La tercera perforación la realizamos con una broca de 6mm (Se debe usar aceite para lubricar la herramienta de corte) (esta perforación es pasante)

La cuarta y última perforación se realiza con una broca de 10,35 mm o 13/32 pulgadas, donde debemos de cambiar las revoluciones del taladro a 750. (Se debe de usar aceite para lubricar la herramienta)

Lo siguiente es ubicar la placa de acero en otra fresa para realizar el “ojo chino”, para esto se escoge un rpm bajo debido al esfuerzo que significa este trabajo, se selecciona 290 rpm, se asegura la pieza a la prensa y se ubica la fresa justo donde está el agujero. ( se realizó el cambio de fresadora debido a la facilidad que brinda para bombear lubricante con una bomba). bomba). 11

Para proteger la Fresadora y la herramienta de corte, se va desbastando con un milímetro de profundidad, utilizando lubricante en cada pasada de la herramienta. 12

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Para finalizar el mecanizado de la placa, queda limar la rebaba o asperezas que aparecen en los filos donde ha pasado la fresa. Procedemos a comprobar las medidas medidas de la placa con las medidas del plano de trabajo.

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6.

Cálculos Representativos:

Cálculo de rpm para el desbaste inicial de la placa (fresa 10mm) Placa de acero velocidad de corte 21-30 m/min

 ∗1000  24    =763   =  ∗10[] Cálculo de rpm para la perforación (en taladro) (broca de centro #2, 3mm, 6mm) Placa de acero velocidad de corte 21-30 m/min

 ∗1000  24     = ∗6[]  =1273 Cálculo de rpm para la perforación (en (en taladro) (broca de 10.35mm o 13/32 pulgadas) Placa de acero velocidad de corte 21-30 m/min

 ∗1000  24     =738   = ∗10.35[] Cálculo de rpm el desbaste (en fresa 13mm) (mecanizado normal) Placa de acero velocidad de corte 21-30 m/min

 ∗1000  24      = ∗10.35[] =587 (Para proteger la máquina y la herramienta, se usó una rpm menor en la realización del ojo chino)

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7. Resultados: Resultados: Como resultado final se tiene una pieza mecanizada a los respectivos requerimiento del profesor, la placa es de (64,00 x 96,00)mm, y la ranura “ojo chino” es de (50,35x13,00)mm

Figura7. Podemos apreciar la pieza terminada vista en diferentes posiciones 8. Conclusiones: Se pudo conocer las partes y los usos de la fresadora, así como también se aprendió a manejarla. Esta práctica es muy enriquecedora para los estudiantes debido a que el ingeniero mecánico está asociado con la mecanización de piezas. Se puede concluir que la práctica fue exitosa debido a que se logró mecanizar la placa de acero con las especificaciones dadas por el profesor. 9. Recomendaciones: Recomendaciones: El manejo de estas máquinas herramientas requiere de mucha concentración, porque una mala maniobra puede causar danos graves tanto a la maquina como al operario y a otras personas que estén cerca. Siempre Siempre que se tenga dudas sobre sobre el manejo de la máquina, se debe de consultar. Antes de operar la maquina se debe de realizar un plano de trabajo, para trabajar con más seguridad y de la mejor manera. 10. Referenc 10. Referencias ias Bibliograficas Bibliograficas GABP ingeniería. (2016). GABP. Obtenido de http://gabpingenieria.weebly.com/uploads/2/0/1/6/20162823/pffresadora.pdf Steve F. Krar, A. F. (2003). Tecnología de las máquinas herramienta. Alfaomega.

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11.

Anexos:

Figura 8. Plano de trabajo

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