UNIVESIDAD DE CARABOBO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA DEPARTAMENTO DE MATERIALES Y PROCESOS DE FABRICACION LABORATORIO DE PROCESOS DE FABRICACION II
Practica No. : 05 (Cinco)
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Titulo de la Práctica: Fabricación de la Pieza
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Nombre y Apellidos:. Apellidos: . Luisana Campos Busato
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Jorge Rojas
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Cedula de Identidad: V-20.144.650
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V-17.615.610
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Grupo: .
55
Preparador: Luis Aldana
18 DE JULIO DE 2011
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1. INTRODUCCION Antiguamente, el acabado se comprendía solamente como un proceso secundario en un sentido literal, ya que en la mayoría de los casos sólo tenía que ver con la apariencia del objeto u artesanía en cuestión, idea que en muchos casos persiste y se incluye en la estética y cosmética del producto; generalmente lo objetos ásperos son desagradables al tacto, en cambio un acabado estético sumamente liso es atractivo. En la actualidad, los acabados se entienden como una etapa de manufactura de primera línea, considerando los requerimientos actuales de los productos . [1] Es evidente que hoy en día no solo basta con la concreción de las medidas de una pieza, sino que se necesita estudiar y normalizar los estados superficiales de la pieza mecanizada, sobre todo para poder establecer los ajustes y las tolerancias de la propia pieza, de ahí que surja la micro geometría que estudia los defectos de la superficie, rugosidades, ondulaciones, etc. producidas en los procesos de mecanizado de las piezas, las cuales perjudican la precisión y exactitud de las medidas, disminuye los ajustes y producen vibraciones en las máquinas. La rugosidad y la ondulación son perjudiciales y se pueden producir por un perfil erróneo de la herramienta o por la falta de rigidez de la pieza o en su sujeción. La textura de la superficie consiste en las desviaciones repetitivas o aleatorias de la superficie nominal de un objeto; la definen cuatro características: rugosidad, ondulación, orientación y defectos o fallas.
Figura1. Rasgos de la textura de una superficie.
La rugosidad se refiere a las desviaciones pequeñas, espaciadas finamente, de la superficie nominal y que están determinadas por las características del material y el proceso que formó la superficie. La rugosidad de una superficie es una característica mensurable, con base en las desviaciones de la rugosidad según se definió antes. El acabado de la superficie es un término más subjetivo que denota la suavidad y calidad general de una superficie. En el habla popular, es frecuente utilizar el acabado superficial o de la superficie como sinónimo de su rugosidad.
La medida que se emplea más comúnmente para la textura de una superficie, es su rugosidad. La rugosidad de la superficie se define como el promedio de las desviaciones verticales a partir de la superficie nominal, en una longitud especificada de la superficie. Por lo general se utiliza un promedio aritmético (AA), con base en los valores absolutos de las desviaciones, y este valor de la rugosidad se conoce con el nombre de rugosidad promedio.
Figura 2. Rugosidad de una superficie.
La ondulación se define como las desviaciones de espaciamiento mucho mayor; ocurren debido a la deflexión del trabajo, vibraciones, tratamiento térmicas, y factores similares. La rugosidad está sobre impuesta a la ondulación. Los defectos son irregularidades que ocurren en forma ocasional en la superficie; incluyen: grietas, ralladuras, inclusiones y otros defectos similares. Aunque algunos de los defectos se relacionan con la textura de la superficie también afectan su integridad. Algunos elementos utilizados para evaluar el acabado superficial de piezas, es por comparación visual y táctil con superficies de diferentes acabados obtenidas por el mismo proceso de fabricación. Sin embargo existe un instrumento para la medida de la calidad superficial basado en la amplificación eléctrica de la señal generada por un palpador que traduce las irregularidades del perfil de la sección de la pieza, conocido como Rugosímetro de palpador mecánico . [2]
Figura 3. Rugosimetro de palpador.
2. OBJETIVOS Objetivo General: Elaborar una pieza, mediante el uso de las diferentes maquinas del laboratorio nalizar el acabado superficial que se obtiene en las operaciones de torneado de materiales metálicos, mediante el estudio de la rugosidad. Objetivos Específicos: Conocer y manipular el rugosímetro. Realizar la medición de rugosidad a piezas metálicas, modificando las condiciones del estudio (avance constante y variable y velocidad de corte constante y variable). Determinar los parámetros necesarios para el cálculo de la rugosidad teórica. Construir las graficas de rugosidad Vs. Avance de la herramienta (experimental y teórica). Construir las graficas de rugosidad Vs. Velocidad de corte (experimental y teórica). Analizar e interpretar el comportamiento del acabado superficial de las piezas mecanizadas con velocidad constante y avance variable. Analizar e interpretar el comportamiento del acabado superficial de las piezas mecanizadas con avance constante y velocidad variable. Determinar las condiciones de mecanizado más favorables para la obtención de un buen acabado superficial.
3. MATERIALES Y EQUIPOS Materiales: 2 tuberías de acero al carbono API5L grado B. Papel. Lápiz. Calculadora. Equipos: Herramienta de corte: inserto de carbono de tungsteno, revestido con TIN y TIC. Modelo TCM 11T308-PF4025. Marca: Sandvik. Torno convencional horizontal. Marca: Misal. Modelo: Heron KN18. Potencia: 6HP. Rango: 0-1200 (rpm). Avances: 0-3 (mm/rev). Apreciación: 0,01 (mm). Rugosimetro Digital. Marca: Mitutoyo. Modelo: SJ201P. Rango: 0- 300 (μm). Apreciación: 0,01 (μm)
4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Disponer de una pieza previamente mecanizada con un torno, cuya pieza de corte posea un radio de 0.8mm. Colocar la pieza (en este caso la tubería) mecanizada con una velocidad de corte constante, sobre un soporte firme evitando que se mueva. Ubicar la tubería perpendicular al palpador, procurando que este a penas toque la superficie en estudio. Medir la rugosidad en la superficie en tres puntos diferentes (a 120° uno del otro). Calcular el promedio de las tres rugosidades obtenidas, para obtener la rugosidad experimental promedio. Realizar el mismo procedimiento para la tubería mecanizada con avance constante. Determinar la rugosidad ideal para cada uno de los casos. Obtener la velocidad de corte (pies/min) haciendo uso de las velocidades de la maquina (rpm). Haciendo uso de la grafica en la pagina 37 del libro: “Procesos de fabricación por arranque de viruta”, hallar los diferentes valores de la relación de rugosidad. Calcular la rugosidad teórica. Graficar la curva teórica y experimental de la rugosidad Vs. el avance. Graficar la curva teórica y experimental de la rugosidad Vs. la velocidad de corte.
5. HOJA DE RUTA
RECEPCION DEL MATERIAL
REFRENTADO
CONICIDAD
CONICIDAD
REFRENTADO
TORNEADO DE FORMA
TORNEADO DE FORMA
TALADRADO
AVELLANADO
FRESADO
FRESADO
TALADRADO
CONTROL DE CALIDAD
SCRAP
DESPACHO
6. RESULTADOS OBTENIDOS Cálculos Teóricos: 1- REFRENTADO:
2- CONICIDAD
Figura 1. Acercamiento de la conicidad de 6,36mm.
√
3- TORNEADO DE FORMA
4- CONICIDAD
Figura 2. Acercamiento de la conicidad de 3,2mm.
√
5- TORNEADO DE FORMA
6- TALADRADO
7- AVELLANADO
8- TALADRADO
9- FRESADO DE DISCO
√
10- FRESADO DE DISCO
Cantidad de Piezas: 01
Material de Pieza: AISI 1020
Operadores: Luisana Campos C.I:20.144.650 Jorge Rojas C.I: 17.615.610
Numero de Parte: 01
Fecha: 18/07/2011
Pagina: 1/1
Plano de Pieza: 01
UNIVERSIDAD DE CARABOBO
Facultad de Ingenieria Escuela de Ingenieria Mecanica Dpto. de Materiales y Procesos Nombre de la Pieza:
LLAVERO DESTAPADOR N° OP
Operación
Maquina
Herramienta
RPM
Profundidad (mm)
Avance (mm/rev)
N° Pasadas
Vc (m/min)
Tc (s)
Tm (s)
Tpp (s)
Total (s)
1
Refrentado
Torno
HSS
551,40
1
0,5
1
22
1,4
-
-
1,382
2
Conicidad
Torno
HSS
866,04
3,1
0,3
1
22
1,4
-
-
1,439
3
Torneado
Torno
HSS
420,16
0,5
0,05
3
16,5
1,4
-
-
4,28
4
Refrentado
Torno
HSS
551,40
1
0,5
3
22
1,4
-
-
4,14
5
Conicidad
Torno
HSS
646,91
1,326
0,3
1
22
0,8
-
-
0,82
6
Torneado
Torno
HSS
735,20
3,175
0,5
1
22
0,5
-
-
0,52
7
Taladrado
Taladro
Broca
954,93
2,5
0,1
-
15
2,2
-
-
2,21
8
Avellanado
Taladro
Broca
736,70
3,5
0,132
-
16,2
2,2
-
-
4,32
9
Taladrado
Taladro
Broca
668,50
4
0,148
-
16,8
3,4
-
-
3,41
10
Fresado
Fresadora
HSS
198,94
3
30
-
20
23
-
-
22,7
11
Fresado
Fresadora
HSS
198,94
3
30
-
20
32
-
-
31,74
TOTAL
76,96
Cálculos Experimentales:
1- REFRENTADO:
2- CONICIDAD (6,35)
3- TORNEADO DE FORMA
4- CONICIDAD (3,2)
5- TORNEADO DE FORMA 6-
6- TALADRADO
7- AVELLANADO
8- TALADRADO
9- FRESADO DE DISCO
10- FRESADO DE DISCO
Cantidad de Piezas: 01
Material de Pieza: AISI 1020
Operadores: Luisana Campos C.I:20.144.650 Jorge Rojas C.I: 17.615.610
Numero de Parte: 01
Fecha: 18/07/2011
Pagina: 1/1
Plano de Pieza: 01
UNIVERSIDAD DE CARABOBO
Facultad de Ingenieria Escuela de Ingenieria Mecanica Dpto. de Materiales y Procesos Nombre de la Pieza:
LLAVERO DESTAPADOR N° OP
Operación
Maquina
Herramienta
RPM
Profundidad (mm)
Avance (mm/rev)
N° Pasadas
Vc (m/min)
Tc (s)
Tm (s)
Tpp (s)
Total (s)
1
Refrentado
Torno
HSS
420
1
0,4318
1
16,75
2,1
-
-
2,1
2
Conicidad
Torno
HSS
740
3,1
0,2794
1
18,79
1,8
-
-
1,8
3
Torneado
Torno
HSS
420
0,5
0,0635
3
16,09
1,1
-
-
3,375
4
Refrentado
Torno
HSS
420
1
0,4318
3
16,75
2,1
-
-
6,3
5
Conicidad
Torno
HSS
580
1,326
0,2794
1
19,72
1
-
-
0,982
6
Torneado
Torno
HSS
580
3,175
0,4318
1
17,35
0,8
-
-
0,77
7
Taladrado
Taladro
Broca
880
2,5
0,1
-
13,823
2,4
-
-
2,39
8
Avellanado
Taladro
Broca
640
3,5
0,132
-
14,07
2,5
-
-
4,98
9
Taladrado
Taladro
Broca
640
4
0,148
-
16,08
3,6
-
-
3,56
10
Fresado
Fresadora
HSS
145
3
27
-
14,57
25
-
-
25,22
11
Fresado
Fresadora
HSS
145
3
27
-
14,57
35
-
-
35,27
TOTAL
86,75
11-
ANALISIS DE RESULTADOS OBTENIDOS
Al representar gráficamente el comportamiento de la rugosidad en función del avance (grafica 1), donde la velocidad de corte es constante, se hace notar en la curva teórica, que la rugosidad superficial aumenta a medida que hay un mayor avance de la herramienta, sin embargo en la curva experimental de la misma gráfica existe cierta discrepancia en los primeros valores, generando como resultado una pendiente diferente a la que debería tener comparando con la teórica; no obstante para el resto de los valores, ambas curvas presentan un comportamiento similar, a medida que aumenta el avance. Esto puede ser producido, por errores en la medición como mala colocación del palpador en la pieza, también es posible que la pieza haya presentado desgarre para los primeros avances, lo cual pudo ser generado por otra serie de factores durante el proceso de mecanizado. En la segunda grafica, en la cual se representa la rugosidad en función de la velocidad de corte; para este caso se mantuvo el avance de la herramienta de corte constante. Según la curva teórica el comportamiento es contrario a la grafica 1, para este caso la rugosidad en la superficie disminuye con el aumento de la velocidad, comprobando que a mayor velocidad de corte, se obtendrá un mejor acabado superficial. No obstante para la curva experimental se observan perturbaciones al igual que en la grafica 1, las cuales se reducen con el aumento de la velocidad de corte, permitiendo un ligero parecido con la curva teórica. En este caso también es posible que el material presentara desgarre; es evidente que es un defecto común en los procesos de mecanizado, para reducirlo generalmente busca de mecanizar a velocidades altas y utilizando radios de curvatura en el plegado y curvado grandes. También es recomendable colocar contraasientos en el final del recorrido de la línea de mecanización. Las herramientas de corte poseen dientes que desprenden el material que se quiere eliminar (viruta), mientras los demás solo cumplen una función semejante a la de un pulido, puesto que están al borde de la superficie, pasando por ella una y otra vez. Cuando el avance es lento y se tiene una velocidad adecuada, los dientes pasan constantemente por la superficie haciéndola más lisa y con una rugosidad más pequeña, a diferencia de un avance rápido. Lo mismo pasa si se aumenta la velocidad de corte, aunque el avance sea grande, si la velocidad es muy alta igualmente el acabado superficial será más liso.
12-
CUESTIONARIO
El profesor no dejo cuestionario propuesto.
13-
CONCLUSIONES
En un proceso de torneado si se trabaja con una velocidad rotacional constante, la rugosidad aumentara a medida que lo haga el avance; es decir, a menor avance menor rugosidad y mejor acabado superficial. Para un avance constante y a diferentes revoluciones, las velocidades de corte tenderán a ser cada vez más grandes y por ende la rugosidad superficial irá disminuyendo continuamente de acuerdo a ésta. Al aumentar la velocidad rotacional y el avance de la pieza, se obtendrá una pieza mecanizada en menor tiempo, pero con mayor rugosidad superficial. Es posible que durante el proceso de maquinado la pieza no haya sido ajustada correctamente al torno, generando desgarre en el material, reflejado como perturbaciones observadas en las graficas experimentales.
14-
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
[1] María N. Acabados Superficiales. Disponible en internet: http://www.monografias.com/trabajos70/acabados-superficiales/acabadossuperficiales2.shtml [citado 19-may-2011, 11:01pm]
[2] Jorge S. Acabados Superficiales. Disponible en internet: http://www.monografias.com/trabajos70/acabados-superficiales-normassimbologia/acabados-superficiales-normas-simbologia2.shtml
[citado 19-may-2011, 11:37pm] [3] Lic. Armando E. Suárez Rodríguez. Acabados Superficiales. Disponible en internet: http://ocw.upm.es/expresion-grafica-en-la-ingenieria/ingenieria-graficametodologias-de-diseno-paraproyectos/Teoria/PDFs/3_INFORMACION_TECNICA/3.2_ACABADOS_SUPERFICIALES_DE_P ROTECCION_FUNCIONALES_Y_DECORATIVOS/3-2-1_acabados_rugosidad.pdf
[citado 19-may-2011, 11:44pm] [4] Ing. Hugo L. Agüero. Rugosidad Superficial. Disponible en internet: http://es.scribd.com/doc/24574725/Sesion-12-Rugosidad-superficial
[citado 19-may-2011, 11:48pm] [5] Ivette B. Rugosimetros. Disponible en internet: http://www.qualites.net/html/rugosimetro_palpadores_rugosidad.htm
[citado 22-may-2011, 02:44am] [4] Procesos de Fabricación por Arranque de viruta – Ing. Juan Carlos Pereira Falcón – Capitulo IV. Rugosidad Superficial.
[5] Normas ISO de Ajustes y Tolerancias. Edición 2010.
