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Geometría de la herramienta de corte
Alumno: José Ignacio Marchese L. Profesor: Luis Espinoza M.
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Índice de contenidos Resumen del informe…………………………………………………………………….3 !"e#o del informe……………………………………………………………………….3 In#roducci$n….…………………………………………………………………………..% &esarrollo: 'oncep#os………………………………………………………………………………..( M)*uinas herramien#a con mo+imien#o ro#acional: , -aladro…………………………………………………………………………... , -orno…………………………………………………………………….………/ , 0resadora………………………………………………………………………...1 M)*uinas herramien#a con mo+imien#o lineal: , , , , ,
Limadora…………………………………………………………………………2 'epilladora……………………………………………………………………...4 5rochadora……………………………………………………………………... 6ierra +ai+én……………………………………………………………………7 Escoplo…………………………………………………………………………3
&iscusi$n8 conclusiones 9 o!ser+aciones………………………………………………% 5i!liografa………………………………………………………………......................(
Resumen del informe
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&en#ro de las m)*uinas herramien#a *ue se disponen para la manufac#ura de piezas por operaciones de mecanizado con arran*ue de +iru#a8 se #ienen dos grandes grupos: las *ue poseen mo+imien#o ro#acional 9 las *ue poseen mo+imien#o lineal. 'ada operaci$n realizada en una m)*uina herramien#a re*uiere de la herramien#a adecuada8 e;is#iendo par)me#ros den#ro de la geome#ra de cada herramien#a *ue generan un impac#o 9 de#erminan la correc#a e"ecuci$n de la operaci$n 9 el resul#ado *ue se o!#endr) en la pieza producida.
Objeto de la experiencia El o!"e#o de la realizaci$n de es#a e;periencia8 es conocer las operaciones *ue se realizan en dis#in#as m)*uinas herramien#a 9 la geome#ra de las herramien#as *ue se emplean en dichas operaciones8 considerando sus planos 9 )ngulos.
Introducción
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6e desarrollar)n dos #emas e"e: las operaciones *ue se realizan den#ro de las m)*uinas herramien#a 9 la geome#ra de las herramien#as de cor#e u#ilizadas en dichas operaciones. 6e di+iden en dos grupos las m)*uinas herramien#a a es#udiar: m)*uinas con mo+imien#o ro#acional 9 m)*uinas con mo+imien#o lineal8 den#ro de es#os grupos se in+es#igar)n las siguien#es m)*uinas herramien#a: ,
,
M)*uinas herramien#a con mo+imien#o ro#acional , -aladro 7, -orno 3, 0resadora M)*uinas herramien#a con mo+imien#o lineal , Limadora 7, 'epilladora 3, 5rochadora %, 6ierra +ai+én (, Escoplo
Adem)s se definir)n algunos concep#os cla+e8 para comprender de me"or formar la geome#ra de las herramien#as de cor#e a es#udiar.
Desarrollo Para realizar 9 comprender a fondo las geome#ras de las herramien#as de cor#e8 es necesario definir pre+iamen#e algunos concep#os:
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< Pun#o de referencia: es un pun#o *ue per#enece a la aris#a de cor#e 9 se u!ica en la zona de in#erés para el an)lisis del mecanizado. 7< Plano de referencia: es un plano *ue pasando por el pun#o de referencia es perpendicular al +ec#or mo+imien#o de cor#e. 3< Plano de cor#e: es un plano formado por los +ec#ores mo+imien#o de cor#e 9 aris#a de cor#e8 pasando por el pun#o de referencia. %< Plano de medida: es un plano *ue pasando por el pun#o de referencia es perpendicular a los planos de cor#e 9 de referencia. (< Plano de #ra!a"o: es el plano formado por los +ec#ores mo+imien#o de cor#e 9 mo+imien#o de a+ance8 es #angen#e a la superficie generada. γ
< =ngulo de desprendimien#o > <: es el )ngulo formado por la superficie de desprendimien#o de +iru#a con respec#o al plano de referencia8 medido en el plano de medida. α
/< =ngulo de incidencia > <: es el )ngulo formado por la superficie de incidencia con respec#o al plano de cor#e8 medido en el plano de medida. β
1< =ngulo de la cu?a cor#an#e > <: es el )ngulo formado en#re la superficie de incidencia 9 de desprendimien#o de +iru#a8 medido en el plano de medida. λ
2< =ngulo de inclinaci$n del filo > <: es el )ngulo formado por el +ec#or aris#a de cor#e con respec#o al plano de referencia8 medido en el plano de cor#e. ε
4< =ngulo del +ér#ice de la herramien#a > <: es el )ngulo formado por los planos de cor#e principal 9 secundario8 medido en el plano de referencia. κ
< =ngulo de posicionamien#o principal > <: es el )ngulo formado por los planos de cor#e principal 9 de #ra!a"o8 medido en el plano de referencia. κ ′
7< =ngulo de posicionamien#o secundario > <: es el )ngulo formado por los planos de cor#e secundario 9 de #ra!a"o8 medido en el plano de referencia. 'on es#os concep#os definidos se puede dar pie a definir las operaciones 9 geome#ras en cada una de las m)*uinas herramien#a propues#as.
Máquinas herramienta con moimiento rotacional!
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"aladro!
#i$ura % 6ec#or superior mues#ra la m)*uina herramien#a #aladro de columna 9 en la par#e inferior mues#ra en de#alle la herramien#a !roca en la operaci$n de #aladrado.
peraci$n. 'omo se mues#ra en 0igura 8 la operaci$n de la m)*uina herramien#a #aladro de columna8 consis#e en un mo+imien#o de a+ance en la direcci$n nega#i+a del e"e @ 9 una direcci$n principal de cor#e ro#acional en el e"e 8 con el fin de generar pérdida de masa en la pieza para conseguir perforaciones en es#a. Beome#ra. Al #ener los +ec#ores mo+imien#o de a+ance 9 mo+imien#o de cor#e iden#ificados8 se puede es#a!lecer *ue el plano de #ra!a"o es @8 como el plano de referencia es perpendicular al +ec#or mo+imien#o de cor#e8 es#e sera el plano C@8 en donde el )ngulo κ
es#) comprendido en#re el plano de #ra!a"o >@< 9 la aris#a principal de cor#e de la ε
κ ′
!roca 9 el )ngulo sera el suplemen#o del an#erior8 dado *ue en es#e caso es 4D. El plano de cor#e es#) paralelo a la aris#a principal de cor#e 9 el plano de medida perpendicular a es#a 9 al plano de referencia.
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"orno!
#i$ura & Beome#ra de la herramien#a de cor#e de la m)*uina herramien#a #orno en el proceso de cilindrado.
peraci$n. La operaci$n de la m)*uina herramien#a #orno8 consis#e en un mo+imien#o de a+ance con#inuo en direcci$n a la iz*uierda de la p)gina 9 un mo+imien#o ro#acional de cor#e en direcci$n hacia afuera de la p)gina8 den#ro del proceso de cilindrado en es#a m)*uina herramien#a8 como su nom!re lo dice8 el o!"e#i+o es generar secciones cilndricas. Beome#ra. Iden#ificados los +ec#ores mo+imien#o de a+ance 9 mo+imien#o de cor#e8 el plano de #ra!a"o8 es un plano perpendicular a la p)gina. En el sec#or cen#ral de 0igura 78 se puede apreciar la +is#a desde el plano de referencia8 en donde se iden#ifican los )ngulos 9
κ ′
κ ε
8
. En el sec#or superior derecho de 0igura 78 se puede apreciar la +is#a desde el
plano de medida en donde se iden#ifican los )ngulos
α β
8
γ
9
. Por l#imo en el sec#or
8
inferior derecho de 0igura 78 es#) la +is#a del plano de cor#e8 en donde se iden#ifica el )ngulo de inclinaci$n del filo
λ
.
#resadora!
#i$ura ' Par#e superior mues#ra la m)*uina herramien#a fresadora +er#ical 9 par#e inferior mues#ra la herramien#a fresa en operaci$n de ranurado en fresado fron#al.
peraci$n. La m)*uina herramien#a fresadora +er#ical posee un mo+imien#o de a+ance en el sen#ido posi#i+o del e"e C 9 un mo+imien#o ro#acional de cor#e en el e"e . En el proceso de ranurado8 el o!"e#i+o es realizar un FcanalG en la pieza a mecanizar. Beome#ra. Al iden#ificar los +ec#ores mo+imien#o de a+ance 9 mo+imien#o de cor#e8 se puede es#a!lecer *ue el plano de #ra!a"o se encuen#ra en C8 como el plano de referencia es perpendicular al mo+imien#o de cor#e8 se es#a!lece *ue dicho plano corresponde al C@
9
κ
κ ′
en donde 9 son suplemen#arios dada la forma de la herramien#a. El plano de cor#e es paralelo a la aris#a de cor#e de la herramien#a >seleccionando el pun#o de referencia en un filo<8 9 el plano de medida perpendicular al an#erior 9 al plano de referencia.
Máquinas herramienta con moimiento lineal! (imadora!
#i$ura ) Par#e superior se mues#ra m)*uina herramien#a limadora 9 par#e inferior herramien#a de acero r)pido en proceso de limado.
peraci$n. La m)*uina herramien#a limadora8 #iene un mo+imien#o in#ermi#en#e de a+ance en direcci$n posi#i+a del e"e 9 un mo+imien#o de cor#e en direcci$n posi#i+a del e"e C >+er 0igura %<. El proceso de limado generalmen#e sir+e para hacer a"us#es de mecanizado en las piezas.
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Beome#ra. Iden#ificando el +ec#or mo+imien#o de a+ance 9 mo+imien#o de cor#e8 se #iene *ue el plano de #ra!a"o corresponde al plano C8 el plano de referencia corresponde al @ >perpendicular al mo+imien#o principal de cor#e<8 en donde se iden#ifican
κ
≈
24D 9
ε
≈
24D. El plano de cor#e corresponde al plano C@ 9 el plano de medida al plano C.
*epilladora!
#i$ura + Par#e superior mues#ra ma*uina cepilladora 9 par#e inferior mues#ra herramien#a de acero r)pido para proceso de cepillado.
peraci$n. La m)*uina cepilladora realiza un mo+imien#o in#ermi#en#e en direcci$n nega#i+a del e"e 9 un mo+imien#o de cor#e en direcci$n nega#i+a del e"e C >+er 0igura (<. La operaci$n de cepillado sir+e para generar un me"or aca!ado de planicidad en superficies 9a planas.
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Beome#ra. a iden#ificados los +ec#ores mo+imien#o de a+ance 9 mo+imien#o de cor#e8 se puede es#a!lecer *ue el plano de #ra!a"o corresponde al plano C. Al ser perpendicular al mo+imien#o de cor#e el plano de referencia corresponde al plano @8 en donde se #iene κ
≈
24D 9 plano C.
ε
≈
24D. El plano de cor#e corresponde al plano C@ 9 el plano de medida al
,rochadora!
#i$ura Par#e superior mues#ra m)*uina herramien#a !rochadora 9 par#e inferior mues#ra herramien#a !rocha en operaci$n de !rochado.
peraci$n. La m)*uina herramien#a !rochadora realiza un mo+imien#o principal de cor#e en direcci$n posi#i+a del e"e C >+er 0igura < solo una +ez 9a *ue en la operaci$n de !rochado8 la herramien#a !rocha posee dien#es escalonados *ue le permi#e en una sola pasada conseguir la superficie deseada8 e;is#e el !rochado in#erior 9 e;#erior.
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Beome#ra. &ado el +ec#or mo+imien#o principal de cor#e8 se asume un plano de #ra!a"o correspondien#e a C@. 'omo el plano de referencia es perpendicular al mo+imien#o κ
≈
principal de cor#e8 corresponde al plano @8 en donde se #iene 24D 9 plano de cor#e corresponde al plano C@ 9 el plano de medida a C.
κ ′
≈
24D. El
.ierra ai/n!
#i$ura 0 Mues#ra la m)*uina herramien#a sierra +ai+én8 con su herramien#a sierra para la operaci$n de serrado.
peraci$n. La m)*uina herramien#a sierra +ai+én poseen un mo+imien#o de a+ance hacia la derecha 9 arri!a de la ho"a como lo indica la flecha MA en 0igura / 9 un mo+imien#o de cor#e hacia a!a"o 9 la derecha >M'<. Es#a m)*uina realiza la operaci$n de serrado8 cu9o o!"e#i+o es cor#ar ma#erial. Beome#ra. Reconocidos los +ec#ores MA 9 M'8 el plano *ue con#iene a am!os es el plano de #ra!a"o. Perpendicular a M' se #iene el plano de referencia en donde se encuen#ra κ ′
κ
≈
≈
24D 9 24D. El plano de cor#e corresponde a M' 9 la aris#a principal de cor#e de la herramien#a sierra 9 el plano de medida con#iene a MA 9 M'.
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1scoplo!
#i$ura 2 M)*uina herramien#a escoplo.
peraci$n. La m)*uina herramien#a escoplo #iene un mo+imien#o de cor#e hacia afuera de la p)gina 9 un mo+imien#o de a+ance in#ermi#en#e hacia a!a"o de la p)gina como se indica en 0igura 1. La operaci$n de escoplear #iene cier#a simili#ud con el !rochado8 sin em!argo su gran diferencia8 es *ue el escopleado se repi#e +arias +eces el proceso en descenso in#ermi#en#e de la herramien#a. Beome#ra. El plano de #ra!a"o con#iene al +ec#or M' 9 al mo+imien#o de a+ance in#ermi#en#e hacia afuera de la p)gina. 'omo el plano de referencia es perpendicular a M'8 es#e es
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κ
≈
κ ′
≈
paralelo a la ho"a >+er 0igura 1<8 en donde se #iene 24D 9 24D. El plano de cor#e es#) en#rando a la p)gina 9 el plano de medida es perpendicular al plano de cor#e 9 referencia8 coinciden#e con el plano de #ra!a"o.
Discusión3 conclusiones 4 obseraciones &el desarrollo del informe an#eriormen#e e;pues#o se pueden desglosar las siguien#es conclusiones: ,
,
,
, , ,
Al es#udiar la herramien#a !roca den#ro de la operaci$n de #aladrado8 se pudo o!ser+ar *ue e;is#e una amplia +ariedad de !rocas8 en cuan#o a ma#eriales8 formas8 usos 9 *ue su geome#ra #iene una impor#ancia superla#i+a en direc#a relaci$n a la e"ecuci$n correc#a de la operaci$n. A modo personal *uedan dudas con respec#o a *ue m)*uina herramien#a u#ilizar para la operaci$n de #aladrado8 de!ido a *ue el #orno #am!ién posee un accesorio por#a !roca. 'on respec#o a la m)*uina herramien#a #orno 9 la operaci$n de cilindrado8 se pudo o!ser+ar *ue e;is#en muchas +arian#es >al igual *ue con las !rocas< en las herramien#as a u#ilizar8 *uedan dudas en la influencia del uso de cada una 9 en la forma adecuada de u#ilizar los )ngulos es#udiados para realizar de me"or manera una operaci$n de cilindrado. 6o!re la operaci$n de ranurado en la m)*uina herramien#a fresadora se puede concluir *ue es una operaci$n *ue se puede realizar en una !rochadora o escoplo8 e;cep#uando un caso en *ue el re*uerimien#o sea un canal de gua8 en donde la herramien#a fresa a u#ilizar de!e poseer la geome#ra adecuada para dicha forma. Analizando la m)*uina herramien#a limadora8 genera in*uie#ud si es#a misma m)*uina puede u#ilizar herramien#as dis#in#as8 dado *ue los mo+imien#os *ue !rinda son a"us#a!les #am!ién para una operaci$n de cepillado. 'onsiderando la operaci$n de cepillado8 *ueda la in*uie#ud de las carac#ers#icas *ue la herramien#a para cepillar de!e poseer para realizar un me"or aca!ado de planicidad en una pieza 9a plana. 6e comprendi$ la diferencia en#re el !rochado 9 el escopleado en cuan#o a las carreras *ue hace la m)*uina herramien#a escoplo 9 *ue la !rochadora la hace solo una +ez.
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,
6o!re la sierra +ai+én llam$ la a#enci$n el )ngulo *ue posee la m)*uina herramien#a8 de!ido a *ue den#ro de la in+es#igaci$n se encon#raron m)*uinas herramien#a similares pero sin es#e )ngulo8 sin em!argo8 no se pudo concluir la influencia en el proceso de serrado *ue pudiese llegar a #ener dicho )ngulo. , 6e de!e de"ar cons#ancia del escaso ma#erial *ue e;is#e para la in+es#igaci$n de FBeome#ra de la herramien#a de cor#eG8 9a *ue den#ro de lo *ue se dispone8 es mu9 !)sico para un aca!ado es#udio8 en muchas ocasiones fue imposi!le mos#rar de manera gr)fica los planos 9 )ngulos8 adem)s se #u+o la limi#an#e de desconocer pre+iamen#e las m)*uinas 9Ho herramien#as para generar di!u"os en sof#are #ipo 'A&. , 6e lograron u#ilizar las propiedades e;is#en#es para los )ngulos medidos en el plano de referencia 9 en el plano de medida: κ + ε + κ ′ = 314D α + β + γ = 24D
,
6e asumen )ngulos apro;imados a 24D con las herramien#as analizadas en algunos casos8 es#o es en forma #e$rica 9a *ue se acep#a *ue en la pr)c#ica puedan e;is#ir +ariaciones.
,iblio$rafía ,
Ma#erial del curso.
,
h##p:HH.dimf.upc#.esHpersonalHEAMHApun#esK74deK74Ingenier K'3KA&aK74deK740a!ricaciK'3K53n.pdf
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h##ps:HH3c(ff/(,a,7c!3aa,s, si#es.googlegroups.comHsi#eHcon#rolesusach%Hprocesos, mecanicosH4%K74MecanizadoK74coonK74Arran*ueK74deK74iru#as.pdf a##achau#hNAOo/co*su2Q96eL, J*dAE1Sa+1Jc/p#mTlazr-RCR's3&,0i4d+E7C/, n#SMhL15&93@'O@Cm;U&U5/E#16Cc@rf@r!fdsiLr-s9Jm@E# O*12+f@&M9enfR'dI, +PerzEceR9e44!n"uC0AJ0lE(sP2"l5gUAQQSIdS/&E#PL;,, !!&i+%-pTpg@Qs@R4MP-0Oeh!r"uSpogU+Qsu96CM3sec, Ou&IQcPO(6,"eSIf6RR,ziR0C0i-/hAK3&K3&Va##redirec#sN4
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,
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