4.2.
VELOCIDAD DE CORTE (VC): .......................................................................... 20
............................................................................................................................... 22 Semana 05 ................................................................................................................................
5.
................................................................ 22 TEMA 5: HERRAMIENTAS DE CORTE .................................................................
5.1.
DEFINICIÓN. ......................................................................................................... ........................................................................................................ 22
5.2.
......................................................................... 22 HERRAMIENTAS DE CORTE: ..........................................................................
5.3.
FUNCIONES DE LA HERRAMIENTA: ............................................................ 23
5.4.
....................................................... 23 CONDICIONES DE LA HERRAMIENTA: ........................................................
5.5.
MATERIALES UTILIZADOS EN LA HERRAMIENTA DE CORTE: ........... 23
..................................................................... ......... 23 TIPOS DE HERRAMIENTA DE CORTE:............................................................ ................................................................................................................................ ................................................................. 25 SEMANA 6 ...............................................................
6.
.......................................................................... 25 TEMA 6: RELACION DE TAYLOR ...........................................................................
6.1.
Definición. ........................................................ .............................................................................................................. ...................................................... 25
............................................................................................................................. .................... 26 SEMANA 07 ..........................................................................................................
7.
......................................................................... 26 TEMA 6: RELACION DE TAYLOR ..........................................................................
7.2.
................................................... 26 Función de las máquinas y herramientas ....................................................
7.3.
CLASIFICACION DE LAS MAQUINAS HERRAMIENTAS .......................... 27
7.4.
Según sea la naturaleza del movimiento de corte: ................................... 27
7.5.
CINEMÁTICA DE LAS MAQUINAS Y HERRAMIENTAS ............................ 28
Fundamentos de las máquinas y herramientas ..................................................... 29 7.6.
CARACTERISTICAS TECNICAS ..................................................................... 30
.............................................................................................................................. ......... 30 SEMANA10 ......................................................................................................................
8.
........................................................................................................ ........................................... 30 TEMA 7: TORNO .............................................................
8.1.
Partes del torno: ................................................................................................. 30
1.1.
Tipos De Torno: .................................................................................................. 31
1.2.
............................................................................... .................... 31 Operaciones de torneado: ...........................................................
1.2.16.
Herramientas de corte para el torneado. ............................................. 32
1.3.
Piezas elaboradas con el torno ...................................................................... 33
1.4.
Movimientos de trabajo en el torneado: ....................................................... ...................................................... 33
1.5.
Parámetros de corte del torneado: ................................................................ 33
1.6.
............................................................................... .................... 34 NORMAS DE SEGURIDAD ...........................................................
1.7.
Orden y Limpieza. ............................................................... .............................................................................................. ............................... 35
TEMA 11:................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................ 35 2.
.............................................................................................. ............................... 35 TEMA 9: FRESADORA F RESADORA ...............................................................
2.1.
PARTES PRINCIPALES DE UNA FRESADORAHORIZONTAL ................ 35
2.2.
CLASIFICACIÓN DE LAS FRESADORAS ..................................................... 36
2.3.
PRINCIPALES OPERACIONES DE FRESADO. ........................................... 37 P á g i n a 3 de 55
2.4.
........................................................................................ ............................... 37 TIPOS DE FRESADO: .........................................................
................................................................ ............................................ ................................ ..........37 Periférico y Frontal .......................................... ................................................................. ............................................ ........................ .. 37 2.4.1.1. Fresado frontal: ...........................................
2.4.2.
Tipos de fresado frontal: .............................................................................. 37
2.5.
OPERACIONES TÍPICAS DE FRESADO: ...................................................... 37
2.6.
........................................................................................... 37 TIPOS DE FRESAS: ............................................................................................
9.7.
..................................... 39 PRODUCTOS ELABORADOS CON FRESADORA ......................................
9.10.
PARÁMETROS DE CORTE DEL FRESADO ............................................. 39
9.11.
POTENCIA DE CORTE: ................................................................................. 41
9.12.
......................................................................................... 41 Energía específica ..........................................................................................
9.13.
................................................................................ .................... 41 CADENA CINEMÁTICA: ............................................................
SEMANA 12 .......................................................................................................... ............................................................................................................................. .................... 42 10.
................................................................................. .................... 42 TEMA 10: TALADRADORA .............................................................
10.1.
Principio de Funcionamiento ...................................................................... 42
10.2.
............................................................................................ 42 Tipos de Taladro .............................................................................................
10.3.
Accesorios de taladros. ................................................................................ ............................................................................... 42
10.4.
............................................................ 43 Las operaciones afines al taladro. .............................................................
10.5.
Parámetros del corte del taladro ................................................................ 43
............................................................................................................................. .................... 44 SEMANA 13 ..........................................................................................................
11.
TEMA 11: OTRAS MAQUINAS HERRAMIENTAS .......................................... 44
11.1.
....................................................................................... 44 CAPILLO DE CODO ........................................................................................
11.2.
PARÁMETROS DEL CEPILLADO ............................................................... 44
11.3.
............................................................................................... 45 BROCHADORA ................................................................................................
11.4.
PRENSA ............................................................................................................ 45
11.5.
TIPOS DE PRENSA: ....................................................................................... 45
11.6.
.......................................................................................... ............................... 45 RECTIFICADORA: ...........................................................
11.8.
MÁQUINAS HERRAMIENTAS NO CONVENCIONALES ........................ 46
Conclusiones...................................................................... ........................................................................................................................... ..................................................... 47 ..................................................................................................................... 47 Recomendación ...................................................................................................................... ............................................................................ 47 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................
GLOSARIO. ............................................................. .............................................................................................................................. ................................................................. 48
P á g i n a 4 de 55
INTRODUCCION El curso de Máquinas y Herramientas que se imparte a los alumnos del VI Ciclo de Ingeniería Industrial en la Universidad Señor de Sipán tiene como función principal poder dar a conocer a los estudiantes los distintos tipos de máquinas herramientas existentes, las cuales pueden usarse en el mecanizado de metales, así mismo muestra los procesos que en ellas se realizan, parámetros de corte necesarios para la realización del proceso y como complemento básico, nos enseña las herramientas de corte que se emplean, así como los instrumentos de medición y calibración. En este presente trabajo daremos a conocer los diferentes temas que hemos ido conociendo y aprendiendo gracias a nuestro docente VASQUEZ CORONADO MANUEL HUMBERTO, que gracias a el nuestros conocimiento han ido creciendo dia a dia. Los objetivos del presente trabajo son los siguientes:
Dar a conocer los temas tratados en el curso de Máquinas y Herramientas, Herramient as, de forma resumida y concisa. Reforzar al alumno y al lector en conocimientos conocimient os referentes a las máquinas herramientas, herramientas, el corte y mecanizado de metales y las mediciones.
P á g i n a 5 de 55
Semana 01 1. TEMA 1: METROLOGÍA 1.1.
DEFINICIÓN: La metrología es la ciencia de medición comprendiendo las determinaciones experimentales y teóricas a cualquier nivel de incertidumbre en cualquier campo de la ciencia y la tecnología. Esquivel, A. (2014). Pág.9
1.2.
SISTEMAS DE UNIDADES Según Gallardo (2012), un sistemas de unidades es un conjunto de unidades de mediada que, toman su valor a través de un patrón generalizado
1.3.
MEDICIÓN:Es comprar la cantidad desconocida que queremos determinar y una cantidad conocida de la misma magnitud, que elegimos como unidad. Aparicio, F. (2009), México.
1.4.
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI)
Unidades:
Longitud: metro (m)
Masa: kilogramo (kg)
Tiempo: segundo (s)
Cantidad de sustancia: mol (mol)
Temperatura: kelvin (k)
Intensidad luminosa: candela (cd)
Intensidad de corriente eléctrica: amperio (A)
Sistema Inglés: Longitud: pulgadas 1 pulgada (in)= 25.4 mm 1 pie (ft) = 12 in = 38.48 cm
Tabla.1. sistema internacional de unidades
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Según el SI, las siete magnitudes fundamentales se miden por:
Magnitud
nombre
símbolo
Expresión unidades SI
en
otras Expresión en unidades SI básicas m-Kg-S-2
Fuerza
Newton
N
Presión
Pascal
Pa
N-m-2
m-1-Kg-S-2
J
N-m
M2-Kg-S-2
W
J-s-1
M2-Kg-S-3
Energía,
trabajo, Joule
cantidad de calor Potencia
watt
Tabala. 2. Sistema internacional e unidades
Teorías de los errores Causas de errores en un proceso de medición
Errores instrumentales:
Defectos de construcción
Deformaciones mecánicas
Desgastes
Errores humanos:
Agudeza visual
Tacto
Salud
Cansancio
Errores ambientales
Temperatura
Humedad
Polvo
Movimiento terrestres
P á g i n a 7 de 55
1.5.
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN Y CALIBRACIÓN
Para todos los instrumentos de mediada, se consideran dos fórmulas para hallar la precisión del instrumento y la lectura
ó: = Donde: Lmin: lectura mínima de la escala principal ND: número de divisiones del nonio
: = ∗ Donde: L0: lectura de la escala principal hasta antes del creo del nonio
: Número de divisiones hasta que coincida una línea del nonio con alguna línea de la regla principal
1.6.
INSTRUMENTOS DE MEDICION:
1.6.1. Pie de rey Según Corona R. (2009), el vernier es un instrumento para medir pequeñas longitudes: exteriores, interiores y profundidades y se puede medir en milímetros como en pulgadas, Conocido también como: calibrador, vernier y paquimetro.
Fig.1. Pie de rey
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PARTES 1. Mordaza para medidas exteriores 2. Mordaza para medidas interiores 3. Coliza para medida de profundidades 4. Escala con divisiones en centímetros y milímetro 5. Escala con división en pulgadas y fracciones de pulgada 6. Nonio para lectura de fracciones de milímetros 7. Nonio para lectura de facciones de pulgadas 8. Botón de deslizamiento y freno.
1.6.2. Micrómetro o palmer: Llamado también transportador universal. Es un instrumento de medición utilizado para medir ángulos. Corona, R. (2009).
Fig.2. Palmer o micrómetro
1.6.3. Goniómetro: Llamado también transportador universal. Es un instrumento de medición utilizado para medir ángulos. Corona, R. (2009).
Fig.3.: Goniómetro
P á g i n a 9 de 55
1.6.4. Regla graduada Es una de las herramientas fundamentales empleadas para le medición, se utiliza para trazar, medir y señalar elementos. Las más utilizadas son de metal. Corona, R. (2009)
Fig.4. Regla Graduada
1.7.
INSTRUMENTOS DE COMPARACIÓN
1.7.1. Reloj comprador Instrumentoque transforma el movimiento rectilíneo de los palpadores o puntas de contacto en movimiento circular de la agujas. Se usa para comparar las diferencias que existen en la cota de varias piezas que se quieran verificar. Corona, R. (2009)
Fig. 5.: Reloj Comparador
1.7.2. Compás de espesores, interiores y exteriores Krar y Check (2002) afirma que los compases de exteriores son de precisión, sino que solo hacen medidas aproximas de las superficies de piezas de trabajo redondas o planas, y no pueden leerse directamente y debe usarse en conjunto con una regla de acero, mientras que los compases de interiores miden diámetros de perforación o anchos de cuñeros y ranuras y, al igual que los compases de exteriores, no son precisos y requeridos la transferencia de medidas a una regla o un micrómetro. P á g i n a 10 de 55
Fig. 6.: Compás de espesores, interiores y exteriores
1.8.
INTRUMENTOS DE VERIFICACION
1.8.1. Galgas Según Krar y Check (2002), una galga es usada para determinar los tamaños de diversas piezas, los usados por la industria verían desde la galga fija de tipo más simple, hasta complejos dispositivos electrónicos y laser para medir variaciones muy pequeñas
1.9.
Fig.7.: Galgas
Ejemplos
Medición con pie de rey
En milímetros
Fig.8.: Pie de rey
Formula: Pr = 1 mm/20 = 0.05 mm L = 16 + 7(0.05) = 16.35 mm P á g i n a 11 de 55
Medición con Micrómetro
Milimetros
Fig.9.: Micrómetro
Pr = 1/40”: 25 = 0.001” L = 0.6” + 0.075” +14(0.001”) = 0.689
Goniómetro
Pulgadas
Pr = 1°/12= 60’/12 = 5’ Fig.10.: Goniómetro
L = 8’ + 5(5’) = 8° 25’
Reloj comprador
Pr = 1mm/100 = 0.01mm L = 2mm+ 29(0.01) = 2.29mm
Fig.11.: reloj comparador
P á g i n a 12 de 55
Semana 02 2. TEMA 2: PROCESO DE MANUFACTURA 2.1.
Definición: Según Groover (2007) la manufactura se puede definir de dos maneras: una técnica y la otra económica. En el sentido técnico es un conjunto de procesos físicos y químicos que, con la intervención de máquinas, herramientas, energía y labores humanas, transforman la geométrica, propiedades o apariencias de la materia prima para obtener productos terminados. En el sentido económico la manufactura es transformación de los materiales en productos, agregándoles valor, cambiando su forma o propiedades, Ejemplo: convertir en petróleo en plástico y este en artículos domésticos.
2.2.
Fundición, moldeado, etc.
Clasificación de procesos SegúnGroover (2007)
Procesamiento de partículas Procesosde Formado Procesos de deformación Remoción de materiales
Operaciones de Procesamiento Procesos de mejora de propiedades
Tratamiento térmico
Limpieza y tratamiento de superficies
PROCESOS DE MANUFACTURA
Operaciones de procesamiento de superficies
Recubrimiento y procesos de deposición
Soldadura Autógena Procesos de unión ermanente Operaciones de Ensamble
Soldadura fuerte y soldadura blanda Sujetadores roscados
Ensamble mecánico Método de unión permanente Tabla3: Clasificación de los Procesos de Manufactura
P á g i n a 13 de 55
2.3.
Proceso de formado Según Chiavenato (1999), se usan la deformación pasticas para cambiar metales
2.4.
Proceso Siderúrgicos (materiales ferrosos)
Proceso Metalúrgicos (materiales no ferrosos)
Fundición y moldeado
Proceso de deformación. 2.4.1. Operaciones de deformación volumétrica.
Laminado: reducción del espesor por medio de rodillos Forjado: conformado en caliente mediante la aplicación de grandes presiones
Extrusión: se comprime el material que fluye a través de un lado y tomando la forma de orificio.
Estirado: reducción del alambre o barra tirando a través a través de la abertura de un dado
Trefilado: estirado se alambre en frio 2.4.2. Proceso de preformado.
Doblado: reducción del espesor por medio de rodillos
Embutido: se comprime al material que fluye a través de un dado y tomando la forma de orificio
2.5.
Proceso de remoción de materiales:
Procesos de corte con herramienta monofilo: Torneado, limado, cepillado, mortajado.
Procesos de corte con herramienta multifilo:Taladrado, fresado, brochado
Procesos
de
corte
con
herramientas
abrasivas:
esmerilado y rectificado
2.6.
Recursos que intervienen en un proceso: Los recursos son medios que las organizaciones poseen para realizar sus tareas y logros sus objetivos: son bienes o servicios utilizados en la ejecución de las labores organizacionales. Chiavenato (1999)
P á g i n a 14 de 55
2.6.1. Según Navas y Guerra (2000) Tangibles
Físicos: Infraestructura, equipos, materias primas, productos terminados.
Financieros: Capital, reservas, derechos.
Intangibles:
No humano: tecnológicos, organizativo, patentes, licencias.
Humanos: habilidades, experiencia, comunicación
2.6.1. Según Chiavenato (2008) Materiales:
Instalaciones:
edificios,
terrenos,
equipos,
herramientas.
Materias primas: materia auxiliares, productos en proceso.
Técnicos:
Sistema de producción, administrativos, de ventas, finanzas.
Patentes, maracas, derechos.
Humanos:
Experiencias.
Conocimientos.
Habilidades.
Creatividad.
Financieros:
Propios: aportes de socios, dinero, utilidades.
Ajenos: prestamos, créditos, bancario, bonos. P á g i n a 15 de 55
2.7.
Gestión de procesos: La gestión de proceso permite a las organizaciones, independientemente de su tamaño y el sector de activadas, hacer a mercado competitivos en los que han de conciliar la satisfacción de sus clientes con la eficiencia económica de sus actividades Objetivo principal de la gestión por procesos: su objetivo es mejorar el desempeño (eficiencia y eficaz) y la optimización de los procesos de negocio de un organización.
Semana 03 3. TEMA 3: MECANIZADO DE METALES 3.1.
Definición:según (kalpakjian y schmid. 2008),es un proceso de manufactura en que la herramienta de corte utiliza para remover el exceso de material de un pieza, de tal manera que le material que quede tenga la forma deseada. Llamada también maquinado, el cual es un proceso de manufactura que se puede observar como un mecanismo para la trasformación de materiales en artículos útiles para la sociedad, en el que la herramienta de corte se utiliza para remover el exceso de material de una pieza ya sea por arranque de viruta o por abrasión.
3.2.
Tipos de mecanizado
Sin arranque de viruta: Todas las piezas metálicas, excepto las fundidas, en algún momento de su fabricación han estado sometidas a una operación al menos de conformado de metales, y con frecuencia se necesitan varias operaciones diferentes. (slideshare, 2012)
Fig.12.: Rodillos de laminación
P á g i n a 16 de 55
3.2.1. Procesos de abrasivos.: Eliminación de material desgastando la pieza mediante la acción de partículas abrasivas duras: Amolado, bruñido, rectificado, esmerilado, pulido. (slideshare, 2012)
Fig.13.: Proceso de abrasivo
3.2.2. Con arranque de viruta: Eliminación del material en forma de viruta: torneando, fresado, taladrando, roscando, brochando, mortajando, limando. (slideshare, 2012)
Fig.14.: Arranque de viruta
3.2.3. Proceso no tradicionales: Mediante energía mecánica, térmica, química, chorro de agua, ultrasonidos, haz de electrones, rayos laser.(slideshare, 2012)
Fig.15.: Proceso no tradicional
3.3.
Materiales de ingeniería utilizados en la manufactura La mayor parte de los materiales para la ingeniería se clasifican en una de cuatro categorías básicas, según (kalpakjian y schmid, 2008):
3.3.1. Metales: por lo general aleaciones, ferrosos (acero y hierro colado) y no ferroso
P á g i n a 17 de 55
3.3.2. Cerámicos: compuestos que contienen elementos metálicos (semimetálicos) y no metálicos (oxigeno, nitrógeno y carbono ) se dividen en
3.3.2.1.
Cerámicos cristalinos
3.3.2.2.
Vidrios
3.3.3. Polímeros: compuestos formados por unidades estructurales repetidas llamadas meros, cuyos átomos comparten electrones que forman moléculas muy grandes
3.3.3.1.
Categorías
a) Termoplásticos, no altera su forma sustancial ante ciclos de calentamiento y enfriamiento
b) Termoestable, son rígidos después de calentados: fenoles, calentamiento y enfriamiento.
c) Elastómeros, muestran un comportamiento muy elástico: caucho natural, neopreno
3.3.4. Compuestos: son mezclas de los tres tipos anteriores. Materiales que se procesan por separado y luego se unen para logara propiedades superiores .
3.4.
Categorías de las operaciones:(Vásquez, 2012) afirma estas categorías:
3.4.1. Desbastado: se remueven grandes cantidades de material a altas velocidades de avance y altas profundidades. Bajas velocidades de corte. Se produce una forma parecida a la requerida
3.4.2. Acabado: Se hace para dar las dimensiones finales, tolerancias y acabado de la superficie. Las operaciones de acabado se realizan a bajas velocidades de avance y a bajas profundidades. Altas velocidades de corte.
3.4.3. Superacabado:(rectificado). Obtener medidas muy precisas y buen acabado superficial, por abrasión a muy altas velocidades.
P á g i n a 18 de 55
3.5.
Formación de viruta: (Vásquez, 2012) dice que el estudio de la formación de viruta se va a suponer que la herramienta es un diedro que desliza sobre la superficie que está generando. Esta superficie está un poco por debajo de la superficie de la pieza original, de la forma que su movimiento provoca el desprendimiento de la viruta del material base. La intersección de los dos planos del diedro es una recta que es el filo S de la herramienta. Las dos caras de este diedro son:
Cara de incidencia o flanco de la herramienta Aα, que es el plano más
cercano a la superficie generada.
3.6.
Cara de desprendimiento Aγ que es el plano por el que desliza la viruta.
Fundamentos de mecanizado: (Vásquez, 2012), fundamenta lo siguiente:
3.6.1. Herramienta:Dispositivo que entra en contacto directa con la pieza, produciendo eliminación de material sobrante.
3.6.2. Pieza de trabajo: material que se trata de dar forma. 3.6.3. Viruta:Material eliminado durante el proceso de mecanizado. 3.6.4. Acabado superficial: Medida que indica el grado de calidad de la superficie maquinada.
3.6.5. Metal sobrante:Cantidad de material que debe ser arrancado de la pieza en bruto hasta conseguir la configuración geométrica y dimensiones, precisión y acabados requeridos.
3.7.
Formación real de la viruta: 3.7.1. Virutas continuas:Cuando se forma este tipo de viruta se obtiene un buen acabado de la superficie .
3.7.2. Virutas discontinuas:Esto tiene a impartir una textura irregular a la superficie maquinada.
3.7.3. Viruta continua con acumulación en el borde: Algunas partes de los fragmentos que se rompen, se adhieren a la superficie maquinada y la rayan, produciéndose un acabado deficiente y reduciendo la duración de la herramienta
3.7.4. Viruta dentada:También sucede en metales de trabajo comunes ( por ejemplo , aceros) cuando estos se cortan a altas velocidades
P á g i n a 19 de 55
Semana 04 4. TEMA 4: FUNADAMENTO DE CORTE DE LOS METALES 4.1.
Parametros de corte
Eliminar viruta, obteniendo una pieza con medidas y acabados requeridos.
4.2.
VELOCIDAD DE CORTE (VC):
Es la velocidad con que se produce el movimiento de corte.
A) EN MÁQUINAS CON MOVIMIENTO CIRCULAR
=()()(/min /min) D= Diámetro de la pieza (m o ft) N= Número de revoluciones por minuto que gira la herramienta o pieza (rpm)
B) EN MÁQUINAS CON MOVIMIENTO RECTILINEO
= (/min /min) L: Longitud de corte. t: Tiempo en minutos. -
VELOCIDAD DE AVANCE ()
= (/min) : Avance por vuelta o carrera (mm). : Avance por minuto (mm/min) N: velocidad de giro en rpm
-
PROFUNDIDAD DE CORTE (d) A) EN OPERACIONES CON SUPERFICIES CILÍNDRICAS
= −2 () P á g i n a 20 de 55
: Diámetro inicial de la pieza (mm). : Diámetro final de la pieza (mm). B) EN OPERACIONES CON SUPERFICIES CILÍNDRICAS
= − () : Espesor inicial de la pieza (mm). : Espesor final de la pieza (mm). -
TASA DE REMOCION DE MATERIAL (RMR) R MR
Vc av d
. .
: Tasa de remoción de material ( 3/). : Velocidad de corte ( /) : Avance (/) : Velocidad de avance ( /min) D: Diámetro de la pieza (mm) d: Profundidad de corte (mm)
-
RELACIÓN DE VIRUTA (r)
= r: Relación de la viruta.
: Espesor de la viruta antes del corte. : Espesor de la viruta después del corte. -
ANGULO DEL PLANO DE CORTE
∝ ∅ = ∗ − ( ∝) ∅ = = (∅ − ) ∅ = = ó P á g i n a 21 de 55
-
TIEMPO DE MECANIZADO
= () = () = () , ( ) = = = ∗ , = . = ℎ () Semana 05 5. TEMA 5: HERRAMIENTAS DE CORTE
5.1.
DEFINICIÓN.
Según (Gerling, 2011) Es un elemento utilizado para extraer material de una pieza cuando se quiere llevar a cabo un proceso de mecanizado. Principalmente se basa en un proceso de arranque de viruta.
5.2.
HERRAMIENTAS DE CORTE:(Gerling, 2011) 5.2.1. FRESA: En la fresa la principal herramienta de corte es: 5.2.1.1.
Roseta o fresa:Tiene aristas cortantes por los laterales y en la punta, existen: Fresa Frontal, Plato o Planear, Forma de T, Ala de Mosca, Disco de Sierra, Fresa Bicónica, etc.
5.2.2. TORNO:La principal herramienta de corte es: 5.2.1.2.
Buril o Cuchilla:Son fijadas en una parte del torno llamado torreta, las principales tareas que se pueden hacer
son:
Cilindrado,
Mandrinado,
Ranurado,
Roscado, Tronzado, etc.
5.2.3. TALADRO:La principal herramienta de corte es: P á g i n a 22 de 55
5.2.1.3.
Broca:se utiliza para hacer agujeros, dentro de ello se encuentra: Broca Mandrí, Escariador. Tiene dos hojas de corte en la punta.
5.3.
FUNCIONES DE LA HERRAMIENTA:(Gerling, 2011)
Cortar en forma de viruta.
Evacuar fácilmente la viruta y el calor.
Facilitar un cambio de herramienta rápido y eficaz.
CONDICIONES DE LA HERRAMIENTA:(Gerling, 2011)
5.4.
Alta resistencia al desgaste.
Alta estabilidad física y química.
Baja fricción con la pieza de trabajo.
Que sean fáciles de afilar.
5.5.
MATERIALES UTILIZADOS EN LA HERRAMIENTA DE CORTE:(Gerling, 2011) A medida que se utilizan materiales de mayor dureza, se pierde tenacidad. Acero rápido; metal duro; materiales cerámicos; diamante.
TIPOS DE HERRAMIENTA DE CORTE: Monofilo Herramienta de corte de un solo filo, que se debe tener en cuenta en la disposición de uso el tipo de herramienta.
Multifilo Es una herramienta que se caracteriza por tener diversos filos de corte, lo cual facilita un mayor uso de la herramienta en el mecanizado.
Fig.17.: Broca cónica Fig.16.: Brocas cilíndricas
P á g i n a 23 de 55
Fig.19.: Mandrinadores Fig.18.: chaflanada
Fig.21.: herramienta de torno cobalto 10 Fig.20.: herramienta de torno soldada
Fig.23.: herramienta de tronzado Fig.22.: placas intercambiables
P á g i n a 24 de 55
Fig.25.: herramienta de torno rosca
Fig.24.: herramienta moleteada
SEMANA 6 6. TEMA 6: RELACION DE TAYLOR 6.1.
Definición.Groover (2007) afirma que, a medida que el corte se realiza, los niveles de desgaste son cada vez mayores en la herramienta de corte. Hay tres etapas principales de desgaste en una herramienta: el periodo de rompimiento inicial, que es el desgaste producido rápidamente en el borde afilado al entrar en uso; la región de estado estable de desgaste, que se da a una velocidad más o menos uniforme; y la región de falla, cuando las temperaturas son más altas y la eficiencia se reduce.
Es una relación empírica sobre los aceros para su mecanizado
= =
=tiempo que tarda en desarrollar unacierta franja de desgaste en el flanco = constante FLUIDO DE CORTE: Son aceites, emisiones y soluciones, que se aplican sobre la zona de formación de la viruta Desgaste de la Herramienta Desgaste en cráter Desgaste del flanco
Geometría de la herramienta
P á g i n a 25 de 55
Fig.25.: partes de una herramienta de corte
SEMANA 07 7. TEMA 6: RELACION DE TAYLOR 7.1.Definición: es un tipo de máquina que se utiliza para dar forma a piezas sólidas, principalmente metales, mediante mecanismos de trabajo en frío. *Su característica principal es su falta de movilidad, ya que suelen ser máquinas estacionarias.Luque, R. (2014) pág. 379.
Fig.26.- Máquinas y Herramientas
7.2.
Función de las máquinas y herramientas Sujetar y sostener la pieza de trabajo para su maquinado. P á g i n a 26 de 55
Sujetar y sostener la herramienta de corte.
Proporcionar el movimiento requerido a la pieza de trabajo, a la herramienta o a ambas.
Regular la velocidad de corte y de avance de la herramienta y de la pieza de trabajo.Escalona, I.(2009), Argentina.
Fig.27.: brochadora y sierra
7.3.
CLASIFICACION DE LAS MAQUINAS HERRAMIENTAS
Las máquinas-herramientas tienen la misión fundamental de dar forma a las piezas por arranque de material. El arranque de material se realiza gracias a una fuerte presión de la herramienta sobre la superficie de la pieza, estando:
Bien la PIEZA
Bien la HERRAMIENTA
O
bien
la
PIEZA
y
la
HERRAMIENTA
animadas
de
movimiento.Sánchez, D. (2012), España.
7.4.
Según sea la naturaleza del movimiento de corte: 7.4.1. Máquinas-herramientas de movimiento circular.
•
Con el movimiento de corte en la pieza : Torno paralelo, torno vertical.
• Con el movimiento de corte en la herramienta : Fresadora, taladradora,
mandriladora.
P á g i n a 27 de 55
7.4.2. Máquinas-herramientas de movimiento rectilíneo:
Cepillo, mortajadora,brochadura.
Fig.28.: Clasificación De Las Maquinas
7.5.
CINEMÁTICA DE LAS MAQUINAS Y HERRAMIENTAS 7.5.1. Definición: La cadena cinemática de una máquina herramienta es la que genera, transmite y regula los movimientos de los elementos de la máquina en función de las operaciones a realizar. Heinrich, G. (2012) España.
Fig.29: Cinemática de las Máquinas y Herramientas
P á g i n a 28 de 55
Fundamentos de las máquinas y herramientas PARTE
FUNCION Sostiene y fija a la máquina sobre el piso, una mesa o su propia estructura. Existen tres tipos fundamentales de
Base
bases: a) Anclada al piso o cimentada b) Soporte sobre mesa o banco c) Integrada al cuerpo de la máquina Soporta las piezas de la máquina; en algunas máquinas
Bancada O Soporte
sirve para el deslizamiento de las herramientas y en otras para la fijación de las piezas que se van a trabajar. Se compone de las siguientes partes: a. Motor o motores
Tren motriz
b. Bandas c. Poleas d. Engranes o cajas de velocidades e. Tornillos sinfín f. Manijas o manivelas de conexión
Cabezal fijo y husillo
En el cabezal fijo se ubican todas las partes móviles que
principal
generan el movimiento del husillo principal. El husillo principal es el aditamento en el que se colocan los sistemas de sujeción de las piezas a trabajar. Fijan a las herramientas que desprenden las virutas y dan forma, las principales son:
Sujeción de
a. Torres
herramientas
b. Porta buriles c. Fijadores de una o varias uñas d. Barras porta fresas e. Broqueros f. Soportadores manuales
P á g i n a 29 de 55
Inician o interrumpen una acción de movimiento de una o
Mecanismo de control semi
varias partes de las máquinas, estas pueden ser:
automáticos o automáticos
a. Tornillos sinfín conectados a engranes y partes de las máquinas b. Topes de señal para micro interruptores c. Motores de paso a paso TABLA 2.: fundamentos de máquinas y herramientas
7.6.
CARACTERISTICAS TECNICAS
Las características técnicas de una máquina herramienta indican los elementos de la máquina, así como sus posibilidades de trabajo. Dichas características permiten conocer las prestaciones y la capacidad de la máquina.
Características Generales: Se refieren a la clase de máquina, mando de la misma, naturaleza de los mecanismos principales, forma geométrica de los órganos másicos principales, etc.
Características De Capacidad: Se refieren a las distancias entre elementos que definen las dimensiones máximas de las piezas a montar.
Características De Trabajo: Se refieren a las posibilidades de potencias, velocidades, etc.
SEMANA10 8. TEMA 7: TORNO Máquina para fabricar piezas de forma geométrica de revolución, arrancando material en forma de viruta mediante una herramienta de corte.
8.1.
Partes del torno:
-
Cabezal fijo
-
Plato
-
Eje principal
-
Carro portaherramientas
-
Eje Cilindrar
-
Contrapunta
-
Carro transversal P á g i n a 30 de 55
-
Carro longitudinal
-
Eje de roscar
-
Bancada
Fig.30.: partes del torno
1.1. Tipos De Torno: Krar, Oswald y St. Amand (1983) mencionan los siguientes tipos de tornos: a) T. Paralelo: Se usa para la fabricación de casi todo tipo de piezas. b) T. V ertical: Maquina diseñada para mecanizar piezas de gran tamaño. c) T. R evolver: Es una máquina que se puede colocar hasta seis herramientas de corte
d) T. Al aire:Para trabajar piezas de gran diámetro y poca longitud. El eje de trabajo es horizontal y la pieza queda colgada al aire.
e ) T. Automático: Es un tipo de tono especializado en la cual esta automatizado todo su proceso de trabajo.
f) T. Control número:Torno CNC máquina herramienta utilizada para mecanizar piezas de revoluciónque cuenta con programas computarizados para la elaboración de sus piezas.
g) T. copiador : Es un torno paralelo con un aditamento copiador, siguiendo una plantilla . Un palpador se mueve a lo largo de una pieza que sirve de muestra y transporta sus movimientos a una herramienta de tornear que elabora la pieza reproduciendo la muestra dada.
1.2.
Operaciones de torneado: 1.2.1. Cilindrado. Permite obtener una geometría cilíndrica de revolución. Puede aplicarse tanto a exteriores como a interiores. P á g i n a 31 de 55
1.2.2. Refrentado. Obtención de superficies planas perpendiculares al eje de rotación de la máquina.
1.2.3. Ranurado o cajeado. Para elaborar cajas o ranuras de revolución
1.2.4. Tronzado. Consiste en
cortar o tronzar la pieza
perpendicularmente al eje de rotación de la pieza.
1.2.5. Roscado. Para obtención de roscas, tornillos en el caso de roscado exterior y tuercas en el caso de roscado interior.
1.2.6. Moleteado. Permite el marcado de la superficie cilíndrica de la pieza a fin de facilitar la rotación manual de la misma.
1.2.7. Achaflanado. Consiste en matar los cantos tanto exteriores como interiores para evitar cortes con los mismos y a su vez facilitar el trabajo y montaje posterior de las piezas.
1.2.8. Torneado de conos. Elaboración de superficies cónicas utilizando el carro superior del torno.
1.2.9. Torneado esférico.Consiste en dar forma esférica a las piezas utilizando el torno.
1.2.10. Mecanizado de excéntricas. Se obtienen cilindros de distintos ejes de giro en una misma pieza.
1.2.11. Mecanizado de espirales.Se mecaniza en el torno, mediante el desplazamiento oportuno del carro transversal.
1.2.12. Taladrado. Permite la obtención de taladros coaxiales con el eje de rotación de la pieza.
1.2.13. Torneado i nterior (Mandrinado). Es agrandar y rectificar una perforación taladrada. Se pueden hacer perforaciones de diámetros especiales para los cuales no hay brocas disponibles.
1.2.14. Torneado de contornos. La herramienta de corte sigue contornos diferentes a la línea recta
1.2.15. Machuelado. Es un método para producir una rosca interna.
1.2.16. Herramientas de corte para el torneado.
Buril de punta circular para corte fuerte
* Plaquita de metal de metal
duro
Buril de nariz redonda para trabajo en general *Herramienta de torno para Moleteado P á g i n a 32 de 55
Buril para corte por abajo o para ranurado.
*Herramienta de torno
roscado
1.3.
Buril derecho para refrentado corriente.
Buril derecho para desbastado y torneado corriente
Buril derecho para acabado
Buril de 60° para corte de roscas
Piezas elaboradas con el torno
Tenemos secciones transversales circulares, tornillos grandes, árboles, casquillos, etc y con respecto a piezas tenemos piezas cónicas y piezas diversas formas.
1.4.
Movimientos de trabajo en el torneado:
Movimiento de corte. La pieza gira alrededor de su eje.
Movimiento de avance.Movimiento longitudinal o transversal de la herramienta sobre la pieza.
Movimiento de penetración.
Movimiento de la herramienta que
determina la profundidad del material arrancado en cada pasada.
1.5.
Parámetros de corte del torneado:
Velocidad de corte (Vc).Velocidad tangencial de un punto situado en el perímetro circular de la herramienta. Sus unidades frecuentes: m/min o pies/min.
Velocidad de avance (amin).Movimiento de la herramienta respecto a la pieza en un período de tiempo determinado. Se expresa generalmente en mm/min o pulg/min.
Velocidad de rotación de la pieza (del husillo) (N). Expresada en unidades de velocidad angular. Generalmente las unidades son rev/min (rpm) o (1/min).
Profundidad de corte.Profundidad de la capa arrancada de la superficie de la pieza en una pasada de la herramienta. Generalmente se mide en milímetros (pulg) en sentido perpendicular.
P á g i n a 33 de 55
1- Tiempo de mecanizado:
= ()
Formula
Volumen de Viruta
Ejemplos:
Torque
1.6.
NORMAS DE SEGURIDAD •
Utilizar anteojos de seguridad contra impactos (transparentes), sobre todo cuando se mecanizan metales duros, frágiles o quebradizos.
•
Usar calzado de seguridad que proteja contra cortes y pinchazos, así como contra caídas de piezas pesadas.
•
Las mangas de la camisa deben estar ceñidas a las muñecas.
•
Trabajar sin llevar puestos anillos, relojes, pulseras, cadenas en el cuello, bufandas, corbatas o cualquier prenda que cuelgue.
P á g i n a 34 de 55
•
No llevar cabellos largos y sueltos, deben recogerse bajo gorro o prenda similar.
•
Mantener la máquina en perfecto estado mecánico y eléctrico.
•
Manejar la máquina sin distraerse.
•
Conocer los controles y funcionamiento de la máquina. Saber como detenerla en caso de emergencia.
•
1.7.
El área de trabajo debe estar bien iluminada y ventilada.
Orden y Limpieza. •
Tener un sitio para cada cosa y cada cosa en su sitio.
•
Mantener limpias y libres de obstáculos y manchas de aceite la zona de trabajo y las inmediaciones de la máquina.
•
No dejar objetos caídos y desperdigados pueden provocar accidentes.
TEMA 11: 2. TEMA 9: FRESADORA Máquina con una o más herramientas giratorias de corte, es muy versátil y puede realizar una gran variedad de trabajos.
El fresado Es una operación de corte interrumpido; los dientes de la fresa entran y salen del trabajo durante cada revolución.
2.1.
PARTES PRINCIPALES DE UNA FRESADORAHORIZONTAL 1. Base 2. Columna 3. Consola 4. Carro transversal 5. Mesa 6. Puente 7. Eje portaherramientas
Fig.31 Partes de una fresadora horizontal
P á g i n a 35 de 55
2.2.
CLASIFICACIÓN DE LAS FRESADORAS
2.2.1. POR LA OR IE NTA CIÓN DE L E J E DE G IR O DE LA HERRAMIENTA Horizontal:Según Schey (2002), “estas máquinas tienen el eje de la fresa paralelo a la superficie de la pieza de trabajo”. Si se trata de un fresado simple o recto, los filos de
corte definen la superficie del cilindro y pueden ser rectos o helicoidales; el movimiento primario es la rotación de la fresa y el movimiento de avance se imparte a la pieza de trabajo.
Vertical:“Estas máquinas tienen el eje de la fresa perpendicular a la superficie de la pieza de trabajo” (Schey, 2002). Se habla de fresado frontal cuando los dientes se
colocan en la cara de la fresa que es perpendicular al eje; y fresado terminal cuando los bordes de corte son transportados sobre la superficie cilíndrica de la fresadora.
Mixta:El husillo, además de girar horizontal y verticalmente; además puede girar en ángulos de inclinación
Universal: Puede adoptar todas las formas anteriores y además la mesa puede girar sobre un eje vertical
2.2.2. FRESADORAS ESPECIALES Fresadoras circulares: Tienen una amplia mesa circular giratoria Fresadoras copiadoras: Tienen dos mesas: una de trabajo sobre la que se sujeta la pieza a mecanizar y otra auxiliar sobre la que se coloca un modelo.
Fresadoras de pórtico:El cabezal portaherramientas vertical se halla sobre una estructura con dos columnas situadas en lados opuestos de la mesa.
Fresadora de puente móvil:Uso para piezas grandes como las de aeronáutica. Fresadoras para madera:Máquinasportátiles que utilizan una herramienta rotativa para fresar superficies planas de madera.
Fresadoras CNC:Basadas en la automatización programable de la producción y el logro de movimientos imposibles de efectuar manualmente.
Centro de mecanizado:Máquina altamente automatizada capaz de realizar múltiples operaciones de maquinado en una instalación bajo CNC con la mínima intervención humana. P á g i n a 36 de 55
2.3.
2.4.
PRINCIPALES OPERACIONES DE FRESADO. -
Planeado: Con fresas cilíndricas o frontales
-
Ranurado: Con fresas de tres cortes
-
Corte: Con fresas de disco
-
Dentado:Elaboración de dientes. Varias fresas
-
Perfilado: Interior y exterior con fresas periféricas, según el perfil deseado
TIPOS DE FRESADO: Periférico y Frontal -
Periférico: Puede ser fresado ascendente o fresado descendente.
2.4.1. Tipos
de
fresado
periférico: Fresado
de
placa,
Ranurado,Fresado aserrado, Fresado lateral, Fresado paralelo simultáneo -
2.4.1.1.Fresado frontal:El eje de la fresa es perpendicular a la superficie de trabajo.
2.4.2. Tipos de fresado frontal:Fresado frontal convencional, fresado frontal parcial, fresado terminal, fresado de perfiles, fresado de cavidades, fresado de contorno superficial.
2.5.
OPERACIONES
TÍPICAS
DE
FRESADO:Planeado
o
refrentado,
Ranurado, Biselado, Corte de forma, Creado, Afeitado, Corte escalonado, Corte múltiple, Corte en ángulo.
2.6.
TIPOS DE FRESAS:Fresas cilíndricas, Fresas cilíndricas acopladas, Fresas frontales cilíndricas.
2.6.1. Fresas cilíndricas, tienen filos únicamente en su periferia. Para desbastar y afinar superficies planas con la fresadora horizontal.
2.6.2. Fresas cilíndricas acopladas, con dientes helicoidales de sentidos opuestos; el empuje axial queda parcialmente compensado.
P á g i n a 37 de 55
2.6.3. Fresas frontales cilíndricas, tienen dientes no solamente en la periferia, sino también en una de las caras frontales. Para trabajar superficies planas y rebajos en ángulo recto
2.6.4. Fresas sierra circular , para cortar piezas y para hacer ranuras estrechas, como en las cabezas de los tornillos.
2.6.5. Fresas para ranurar con dientes rectos, sirven para fresar ranuras planas.
2.6.6. Fresas de disco de dientes triangulares, se usan para chaveteros profundos.
2.6.7. Fresas de discos cruzados, provistas de filos dirigidos a la derecha y a la izquierda alternativamente.
2.6.8. Fresas de discos acoplados en ranuras, pueden volver a su anchura primitiva mediante interposición de las convenientes arandelas.
2.6.9. Fresa con vástago:
Son fresas frontales cilíndricas de pequeño diámetro. El vástago sirve para sujeción para evitar que salgan del husillo debido al empuje axial.
Con corte a la derecha y hélice a la derecha o las de corte a la izquierda con hélice a la izquierda
Las fresas de vástago se prestan para fresar ranuras en T.
Las fresas para agujeros rasgados tienen dos filos y se utilizan para el fresado de chaveteros y de agujeros rasgados.
Fresas de forma: Fresas angulares, son necesarias para la ejecución de guías prismáticas. La fresa frontal angular se utiliza para el mecanizado de guías en ángulo. Las fresas de un solo filo se utilizan para pequeños trabajos de fresado deforma Las fresas para agujeros rasgados tienen dos filos y se utilizan para el fresado de chaveteros y de agujeros rasgados.
Fresas de forma. 1- Fresas angulares, son necesarias para la ejecución de guías prismáticas. 2- La fresa frontal angular se utiliza para el mecanizado de guías en ángulo. 3- Las fresas de un solo filo se utilizan para pequeños trabajos de fresado de forma. P á g i n a 38 de 55
9.7.
PRODUCTOS ELABORADOS CON FRESADORA
Mediante el fresado puede proveerse a piezas de los más diversos materiales como por ejemplo, acero, fundición de hierro, metales no férricos y materiales sintéticos, de superficies planas o curvas, de entalladuras, de ranuras, de dentados, etc.
Con el fresado cilíndrico, se trabajan superficies planas. Con el fresado por discos, se fresan entalladuras estrechas Con el fresado con vástago, se realiza el fresado de piezas hexagonales, fresados de chaveteros y agujeros rasgados, cabezas de tornillos, tuercas, ejes de chavetas, ruedas dentadas, etc.
Con el fresado de formas, se obtienen guías prismáticas, guías en ángulo, cuñas, reglas de acero para taller de variadas formas, etc.
9.10. PARÁMETROS DE CORTE DEL FRESADO Movimientos de mecanizado:
Movimiento principal o de corte. Movimiento de trayectoria circular, realizado por el husillo y la fresa.
Movimiento de avance. Desplazamiento longitudinal/transversal de la mesa y la pieza. Ejes X, Y.
Movimiento de profundidad o de ajuste. Vertical, consola-pieza. Eje Z
Fig.32.: parámetros de corte del fresado
P á g i n a 39 de 55
Velocidad de corte
∗() = ∗ () 1000()
Donde: Vc = velocidad de corte (m/min) D = diámetro de la pieza (m) N = número de revoluciones por minuto a la que gira la broca
Avance y Velocidad de avance:
av
az Z
.
amin
av .N
az .Z .N
Donde: amin = avance por vuelta o carrera (mm) av = velocidad de avance o avance por minuto (mm/min) aZ = avance por diente (mm) Z = número de dientes cortantes de la fresa N = número de revoluciones por minuto a la que gira la pieza
Velocidad de remoción del material:
= . . = ..
Donde: RMR = velocidad de remoción del metal (mm 3/min, in3/min) amin = velocidad de avance o avance por minuto (mm/min) d = profundidad de corte (mm)
Tiempo de mecanizado Para el fresado periférico: = √ (
−)=
Donde: A = lc = distancia de aproximación o radio de la fresa (mm) amin = velocidad de avance o avance por minuto (mm/min) d = profundidad de corte (mm) D= diámetro de la fresa (mm) l = longitud de la pieza de trabajo (mm) t = tiempo de mecanizado (min; s) L = longitud total (mm) = l + A
P á g i n a 40 de 55
Para el fresado frontal:
= + = = √ ( − )
Donde: A = lc = distancia de aproximación (mm) O = recorrido adicional (mm) w = ancho de corte (mm) = d amin = velocidad de avance o avance por minuto (mm/min) D= diámetro de la fresa (mm) l = longitud de la pieza de trabajo (mm) lu = movimiento perdido (mm) t = tiempo de mecanizado (min; s) L = longitud total (mm) = l + 2A
9.11. POTENCIA DE CORTE:Es la cantidad de trabajo por unidad de tiempo. Una operación de mecanizado requiere potencia
= . = . 9.12. Energía específica: A la potencia unitaria también se le conoce como E nerg íaEs pecífica de corte
= = = . . . = .
= Torque: =
.
9.13. CADENA CINEMÁTICA:El movimiento de avance y la profundidad de la mesa, puede ser manual o automático.
P á g i n a 41 de 55
SEMANA 12 10. TEMA 10:
TALADRADORA
Según Fenoll, Borja y Seco de Herrera (2011), “Las
taladradoras
son
las
máquinas
encargadas de hacer girar las brocas para que realicen el corte que produce el taladrado”.
Kalpakjian y Schmid (2008) afirman que los taladros se emplean en operaciones de taladrado de orificios, machueleado, escariado y perforación de diámetros pequeños
10.1. Principio de Funcionamiento La herramienta de corte gira en torno a su eje y avanza dentro de la pieza de trabajo, que Partes de taladradora permanece inmóvil, para formar un agujero cuyo diámetroFig.33.: está determinado por el
diámetro de la broca.
10.2. Tipos de Taladro Por su fuente de poder: T. eléctrico, hidráulico, neumático. Por su función: percutor, pedestal, fresador. Por su soporte: magnético, de columna y de mano. Otros tipos de taladro: T. radial, horizontal, vertical, de husillos múltiples
10.3. Accesorios de taladros. Porta brocas Mordazas Pinzas de apriete cónicas. Afiladora de brocas Granete.
La broca es la herramienta que más se utiliza en un taladro.
Tipos de brocas: para madera, metales, paredes, vidrio y brocas de punta para centrar. Las brocas están diseñadas de los siguientes materiales: Acero de carbono HS, acero rápido HSS, acero rápido HSS titanio rectificadas, acero rápido HSS cobalto rectificadas. P á g i n a 42 de 55
