Investigacion Del Tipo de Maquinas Cnc

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE SAN ANDRÉS TUXTLA

PROYECTO DE INVESTIGACION PARA OBTENER EL GRADO DE:

INGENIERO INDUSTRIAL

TEMA: “ANALISIS DE LOS DIFERENTES SISTEMAS DE MODELOS Y MAQUINAS MAQUINAS CNC.”

PRESENTAN: JORGE JOACHIN MORRUGARES GABRIEL ALEJANDRO TORRES MARTINEZ

SAN ANDRES TUXTLA, VERACRUZ, A 3 DE SEPTIEMBRE DE 2012

“ANALISIS DE LOS DIFERENTES SISTEMAS DE MODELOS Y MAQUINAS CNC.”

INDICE Introducción

CAPITULO I GENERALIDADES 1.1 Definición del problema

1

1.2 Justificación

1

1.3 Objetivo general

2

1.4 Objetivos específicos

2

1.5 Problemas a resolver

2

1.6 Alcances

3

1.7 Limitaciones

3

1.8 Hipótesis

4

1.9 Variables

4

CAPITULO ll ANTECEDENTES DEL CNC 2.1 Antecedentes

5

2.2 Definición general

7

2.3 Ámbito de aplicación del control numérico

8

2.4 Rendimiento del CNC

9

2.5 Características de la unidad de control de las maquinas CNC

11

2.6 Ventajas del CNC

13

2.7 Control por computadora

16

2.7.1 Control numérico por computadora

16

Carr. Costera del Golfo S/N, KM 140+100Loc. Matacapan, Mpio. San Andrés Tuxtla, Ver.C.P. 95804


INDICE Introducción

CAPITULO I GENERALIDADES 1.1 Definición del problema

1

1.2 Justificación

1

1.3 Objetivo general

2

1.4 Objetivos específicos

2

1.5 Problemas a resolver

2

1.6 Alcances

3

1.7 Limitaciones

3

1.8 Hipótesis

4

1.9 Variables

4

CAPITULO ll ANTECEDENTES DEL CNC 2.1 Antecedentes

5

2.2 Definición general

7

2.3 Ámbito de aplicación del control numérico

8

2.4 Rendimiento del CNC

9

2.5 Características de la unidad de control de las maquinas CNC

11

2.6 Ventajas del CNC

13

2.7 Control por computadora

16

2.7.1 Control numérico por computadora

16



CAPITULO III LAS MAQUINAS CNC 3.1 Centros de torneados

18

3.1.1 Tornos convencional

18

3.2 Centro de maquinado

19

3.2.1 Maquina fresadora

19

3.3 Clasificación de los sistemas de control numérico

19

3.4 Coordenadas cartesianas

21

3.5 Ventajas en programación en CNC

24

3.5.1 Formato de programación

25

3.5.2 Formato de dirección de palabra

26

3.5.3 Códigos

26

CAPITULO IV MAQUINAS CONVENCIONALES MANUALES 4.1 Tornos convencional

31

4.2 Fundamento del torno

33

4.3 Tipos de torno

42

4.4 Tipos de fresadoras

44

4.5 Fundamentos de las fresadoras

46

4.6 Herramientas de cortes

48

4.6.1 Tipos de cortes

51



CAPITULO V ANALISIS Y APLICACIÓN DE TRABAJOS 5.1 Trabajos en tornos y fresadoras convencionales y CNC

55

5.1.2 Barrenos de puntos

56

5.1.3 Roscas Acmé

59

5.1.4 Roscas estándar

62

5.1.5 unión de puntos

67

5.1.6 Cortes de estrella

68

5.2 Resultados en tornos y fresadoras CNC

69

CONCLUSION FUENTES BIBLIOGRAFIAS ANEXOS 1 ANEXOS 2

79


81 83 87


INTRODUCCION Debido al crecimiento de los procesos dentro de los laboratorios de manufactura, la máquina herramienta ha jugado un papel fundamental en el desarrollo tecnológico del mundo, hasta el punto que no es una exageración decir que la tasa del desarrollo de máquinasherramientas gobierna directamente la tasa del desarrollo industrial.Gracias a la utilización de la máquina herramienta se ha podido realizar de forma práctica, maquinaria de todo tipo que, aunque concebida y realizada, no podía ser comercializada por no existir medios adecuados para su construcción industrial. De esta forma se introdujo el control numérico en los procesos de fabricación en las maquinas CNC, impuesto por varias razones: Necesidad de fabricar productos fabricar productos que no se podían conseguir en cantidad y calidad suficientes sin recurrir a la automatización del proceso de fabricación. Necesidad de obtener productos hasta entonces imposibles o muy difíciles de fabricar, por ser excesivamente complejos para ser controlados por un operador humano. Necesidad de fabricar productos a precios suficientemente bajos. Inicialmente, el factor predominante que condicionó todo automatismo fue el aumento de productividad. Posteriormente, debido a las nuevas necesidades de la industria aparecieron otros factores no menos importantes como la precisión, la rapidez y la flexibilidad. Hacia 1942 surgió lo que se podría llamar el primer control numérico verdadero, debido a una necesidad impuesta por la industria aeronáutica para la realización de hélices de helicópteros de diferentes configuraciones.


CAPITULO I GENERALIDADES


1.1.

DEFINICION DEL PROBLEMA

Los problemas y exigencias de la industria actual comportan una problemática que favorece la utilización de dichos sistemas. La diversidad de productos, ocasionan la necesidad de estructuras de producción más flexibles y dinámicas. Al implementar sistemas CNC se obtendrá mejora de la precisión, así como un aumento en la calidad y rentabilidad de los productos, la posibilidad de utilización de varias modelos de máquinas simultáneamente por un operario haciendo con ello una manufactura flexible. Por lo consiguiente en el presente trabajo se hará un análisis para comparar las diferencias que existen al efectuar los trabajos en las MHCN y en las maquinas convencionales, analizar las ventajas y desventajas al implementar sistemas CNC.

1.2.

JUSTIFICACIÓN

La falta de una comparación de los métodos CNC con los que cuenta el laboratorio de manufactura, hace evidente la falta de conocimiento de cómo se encuentran estructurados los componentes de dichos sistemas. El presente trabajo de investigación traerá como conveniencia el conocimiento necesario mediante un análisis de los diferentes métodos de máquinas y modelos CNC para diferenciar como están integrados cada uno de ellos.


1


1.3.

OBJETIVO GENERAL

Analizar los diferentes sistemas de modelos CNC y lograr la comparación de los equipos que se encuentran en el laboratorio de manufactura.

1.4.

OBJETIVO ESPECIFICO Realizar una investigación para conocer las características de cada máquina y modelo CNC Investigar las ventajas y desventajas de los sistemas de cada máquina y modelo de control numérico. Analizar cuáles son los objetivos de trabajo de cada una de las máquinas que se encuentran en el laboratorio de manufactura. Mediante los análisis y resultados de los trabajos realizándose realiza la comparación para ver cuál es la más eficiente.

1.5.

PROBLEMAS A RESOLVER

Para corregir estas deficiencias, se propone realizar un análisis comparativo, mediante las ventajas de las diferente máquinas CNC y las convencionales así como losprocesos de fabricación de las piezas, que son elaboradas cumpliendo las reglas del tiempo de elaboración, calidad y número de piezas al fabricar en un tiempo determinado; además de eliminar las deficiencias descritas en la identificación de los problemas.

Carr. Costera del Golfo S/N, KM 140+100Loc. Matacapan, Mpio. San Andrés Tuxtla, Ver.C.P. 95804 2


Los problemas que se atacaran en el proyecto a desarrollar serán los siguientes: Eliminar tiempo y movimientos de elaboración para cada proceso. Eliminar el índice de accidentes dentro del taller de manufactura por la falta de conocimiento de los equipos. La mala utilización de los equipos para operaciones diferentes y trabajos a realizar. Mejorar la imagen del taller de manufactura y de los procesos dentro del taller.

1.6.

ALCANCES

Aplicable para los sistemas de gestión de calidad de los laboratorios incrementando la posesividad de utilizar varias máquinas de diferentes modelos simultáneamente por medio de un solo operario, así conocer he incrementar la utilidad de sus componentes de las dos formas convencionales y con CNC.

1.7.

LIMITACIONES

Las áreas correspondientes a la actualización de nuevos modelos de máquinas no lo generan de forma adecuada ya que no cuentan con los recursos adecuados para realizar dicho trabajo en los laboratorios.



1.8.

HIPÓTESIS

La realización del presente texto se debe a lo siguiente: Mediante un análisis exhaustivo se pretende hacer una comparación entre los trabajos MHCM y las maquinas del sistema convencional.

1.9.-VARIABLES VARIABLE DEPENDIENTE : Reducir el tiempo de trabajo e incrementar la calidad de las piezas al implementar el sistemas CNC. VARIABLE INDEPENDIENTE : Seguridad del personal de fabricación y tiempo de demoras en el diseño de la pieza.


CAPITULO II ANTECEDENTES DE MAQUINAS CNC


2.1 Antecedentes En 1947 John Parsons comienza a experimentar con la idea de generar los datos de una curva a través de un eje y usar esos datos para controlar los movimientos de una máquina herramienta. En 1949 la Corporación Parsons gana un contrato para investigar un método de producción acelerado. En 1952 el MIT (Massachusetts Institute of Technology) demuestra exitosamente un modelo de máquina de Control Numérico actual. La máquina fabrica piezas exitosamente con movimientos simultáneos de herramientas de corte a través del eje. El MIT acuña la expresión "control numérico". En 1955 se exhiben modelos comerciales de máquinas de control numérico para la aceptación de los usuarios. En 1957 el Control Numérico es aceptado por la industria. Varias ya han sido instaladas y están en uso. En la industria manufacturera, la computadora ha contribuido a la manufactura en una más eficiente. Las computadoras continúan mejorando la productividad mediante el diseño asistido pos computadora (CAD), mediante el cual se puede investigar el diseño de un producto, desarrollar completamente y probar antes de iniciar la producción. La manufactura asistida por computadora (CAM) da como resultado menos desperdicio y más confiabilidad al usar el control por computadora de la secuencia de maquinado, las velocidades y avances de corte. La máquina herramienta ha jugado un papel fundamental en el desarrollo tecnológico del mundo hasta el punto que no es una exageración decir que la tasa del desarrollo de máquinas herramientas gobierna directamente la tasa de desarrollo industrial. Gracias a la utilización de la máquina herramienta se ha podido realizar de forma práctica maquinaria de todo tipo que, aunque concebida y



realizada, no podía ser comercializada por no existir medios adecuados para su construcción industrial. Así, por ejemplo si par la mecanización total de un número de piezas fuera necesario realizar las operaciones de fresado, mandrilado y perforado, es lógico que se alcanzaría la mayor eficacia si este grupo de máquinas herramientas estuvieran agrupadas, pero se lograría una mayor eficiencia aun si todas estas operaciones se realizan en una misma máquina. Esta necesidad, sumada a numerosos y nuevos requerimientos que día a día aparecieron y forzaron a la utilización de nuevas técnicas que reemplazaran al operador humano. De esta forma se introdujo el control numérico en los procesos de fabricación, impuesto por varias razones: Necesidad de fabricar productos que no se podían conseguir en cantidad y calidad suficientes sin recurrir a la automatización del proceso de fabricación. Necesidad de obtener productos hasta entonces imposible o muy difícil de fabricar, por ser excesivamente complejos para ser controlados por un operador humano. Necesidad de fabricar productos a precios suficientemente bajos. Inicialmente, el factor predominante que condiciono todo automatismo fue el aumento de productividad. Posteriormente debido a las nuevas necesidades de la industria aparecen otros factores no menos importantes como la precisión, rapidez y flexibilidad. Hacia 1942 surgió lo que se podría llamar el primer control numérico verdadero, debido a una necesidad impuesta por la industria aeronáutica para la realización de hélices de helicópteros de diferentes configuraciones. La computadora tiene también muchos usos en el proceso general de manufactura se utiliza para el diseño de piezas mediante el diseño asistido por computadora, en las pruebas, inspección, control de calidad, planeación y control de inventarios,



recolección de datos, programación del trabajo, almacenamiento y en muchas otras funciones de la manufactura. Llenan tres papeles importantes en el control numérico pos computadora (CNC). Prácticamente todas las unidades de control de la maquina incluyen o incorporan

una

computadora

en

su

operación.

Estas

unidades

generalmente se llaman control numérico por computadora (CNC). La mayor parte de la programación de piezas para maquinas herramientas CNC se lleva a cabo con la asistencia de la computadora fuera de la línea. Un número cada vez mayor de máquinasestá controlado o supervisado por computadoras que pueden estar situadas en un cuarto de control separado o incluso en otra planta. Esto se conoce más comúnmente como control numérico directo.

2.2. Definición general Se considera control numérico a todo dispositivo capaz de dirigir posicionalmente de un órgano mecánico móvil, en el que las ordenes relativas a desplazamientos del móvil son elaborados en forma automática a partir de informaciones numéricas definidas bien manualmente o por medio de un programa. El CNC se utiliza en cualquier tipo de máquinas herramientas desde la más simple hasta la más compleja. Las maquinas herramientas más comunes, el centro de torneado y el centro de maquinado (maquina fresadora).



2.3. Ámbito de aplicación del control numérico Como ya se mencionó, las cuatro variables fundamentales que inciden en la bondad de un automatismo son: productividad, rapidez, precisión y velocidad. De acuerdo con estas variables, vamos a analizar qué tipo de automatismo es el más conveniente de acuerdo al número de piezas a fabricar. Series de fabricación: Grandes series: (mayor a 10,000 pz) Esta producción está cubierta en la actualidad por las maquinas transfert, realizadas por varios automatismo trabajando simultáneamente en forma sincronizada. Series medias: (entre 50 y 10,000) Existen varios automatismos que cubren esta gama, entre ellos los copiadores y los controles numéricos. La utilización de los estos automatismos dependerá de la precisión, flexibilidad y rapidez exigidas. El control numérico será especialmente interesante cuando las fabricaciones se mantengan en series comprendidas entre 5 y 1,000 piezas que deberán ser repetidas varias veces durante el año. Series pequeñas: (menores a 5 pz) Para estas series, la utilización de control numérico suele no ser rentable, a no ser que la pieza sea lo suficientemente compleja como para justificarse su programa con ayuda de una computadora. Por lo general, para producciones menores a cinco piezas, la mecanización en máquinas convencionales resulta ser económica. A continuación se muestra un gráfico que ilustra de forma clara lo expresado anteriormente. Carr. Costera del Golfo S/N, KM 140+100Loc. Matacapan, Mpio. San Andrés Tuxtla, Ver.C.P. 95804 8


2.4. Rendimiento del CNC CNC ha tenido grandes progresos desde que se introdujo por primera vez. Las primeras máquinas eran capaces solo de un posicionamiento de punto a punto (movimientos en línea recta). Las maquinas CNC ahora están dentro del alcance financiero de los pequeños talleres de manufactura

y de las instituciones

educativas. Su aceptación mundial ha sido resultado de su precisión, confiabilidad, capacidad de repetición y productividad.



Precisión Las maquinas herramientas CNC no hubieran sido aceptadas por la industria de no ser capaces de efectuar maquinados con tolerancias muy estrechas. Cuando se estaba desarrollando CNC, la industria estaba buscando una manera de mejorar las velocidades de producción y lograr una mayor precisión de sus productos. Un mecánico diestro es capaz de trabajar con tolerancias estrechas, por ejemplo +/- .001” (0.025), o incluso menos en la mayor parte de las maquinas herramienta. Le ha tomado el al mecánico muchos años de experiencia para adquirir esa destreza, pero esta persona no puede ser capaz de trabajar con esta precisión todo el tiempo. Algún error humano significara que alguna pieza producida tendrá que enviarse a desperdicio. Las maquinas herramientas modernas CNC, son capaces consistentemente de producir piezas que tienen una precisión de tolerancia de hasta .0001 a .0002 pulg. (0.0025 a 0.005mm). Las maquinas herramientas están fabricadas y los sistemas de control electrónicos aseguran que se producirán las piezas con las tolerancias permitidas por los planos de ingeniería.

Confiabilidad El rendimiento de las maquinas herramientas CNC y de sus sistemas de control tiene que ser por lo menos tan confiable como los mecánicos herramientitas y matriceros para que la industria aceptara este concepto de maquinado. En vista que los consumidores en todo el mundo estaban demandando productos mejores y más confiables, había una gran necesidad de equipo que pudiera maquinar a estrechas tolerancias y que se pudiera contar en su capacidad de repetir lo anterior una y otra vez. Las mejorías en las correderas, cojinetes, tornillos de bola y mesas de las maquinas, todas ellas ayudaron a que las maquinas fueran más robustas y más precisas. Se desarrollaron nuevas herramientas de corte y sus soportes que correspondían a la precisión de la máquina herramienta y que hacían posible la producción de manera consistente de piezas precisas.



Capacidad de repetición La capacidad de repetición y la confiabilidad son muy difíciles de separación porque muchas de las mismas variables afectan a ambas. La capacidad de repetición de una máquina herramienta involucra la comparación de cada una de las piezas producidas en dichas máquinas para ver cómo se compran con otras piezas en lo que se refiere a tamaño y precisión. La capacidad de precisión de una maquina CNC debe ser por lo menos la mitad de la tolerancia más pequeña de la pieza. Las maquinas capaces de la máxima precisión y repetición naturalmente son más costosas, debido a la precisión incorporada en la máquina herramienta y/o al control del sistema.

Productividad Ha sido la meta de la industria producir productos mejores a precios competitivos o menores para alcanzar una porción, grande del mercado. Para hacer frente a la competencia del extranjero, los fabricantes deben producir productos de una calidad más alta, y al mismo tiempo mejorando el rendimiento sobre el capital invertido y reduciendo los costos de manufactura y de mano de obra. Estos factores son suficientes para justificar el uso del CNC y para automatizar las plantas. Proporcionar la oportunidad de producir bienes d mejor calidad más rápido y a un costo menor.



2.5. Características de la unidad de control de las maquinas CNC La unidad de control numérico de la maquina CNC moderna tiene varias características que no se encontraban en la unidades de control de circuitos físicos anteriores. A continuación se presentan cada una de ellas:



2.6. Ventajas del CNC CNC ha crecido con una gran velocidad cada vez más rápida y su uso seguirá creciendo dadas las muchas ventajas que ofrece a la industria. A continuación una de ellas: 1. Mayor seguridad de operador: los sistemas CNC se operan por lo general desde una consola ubicada lejos del área de maquinado, misma que en la mayor parte de la maquina está cerrada. Por lo tanto el operador esta menos expuesto a partes en movimiento o a la herramienta de corte. 2. Mayor eficiencia del operador: una maquina CNC no requiere tanta atención como una maquina convencional, permitiendo que el operador lleve a cabo otras tareas mientras la maquina esté funcionando. 3. Reducción de desperdicio: en vista del alto número de presión de los sistemas CNC, el desperdicio ha sido drásticamente abatido. 4. Tiempos de entregas más cortos para la producción: por lo general la preparación y puesta a punto de programas para maquinas controladas numéricamente por computadora es breve. Muchos de los dispositivos y platillas antes necesariamente ya no se requieren. 5. Reducción del error humano: el programa CNC reduce o elimina la necesidad de que un aperador efectué cortes de prueba, tome medidas de prueba, efectué movimiento de posicionamiento o cambie de herramental. 6. Elevado grado de precisión: CNC se asegura que todas las piezas producidas serán precisas y de una calidad uniforme.



7. Operaciones complejas de maquinado: se pueden efectuar operaciones complejas con rapidez y precisión utilizando CNC y equipo electrónico de medición. 8. Menor costo de herramienta: las maquinas CNC utilizan generalmente dispositivos simples de sujeción, lo que reduce el costo de herramienta hasta en un 70%. Herramientas de torneado y de fresado estándar elimina la necesidad de herramientas de perfiles especiales. 9. Increasedproductivity: en vista de que el sistema CNC controla todas las funciones de la máquina, las piezas se producen con mayor rapidez y con menos tiempo de entrega. 10. Menor inventario de piezas: ya no es necesario un gran inventario de refacciones dado que se pueden fabricar piezas adicionales con la misma precisión al utilizar de nuevo el mismo programa. 11. Mayor seguridad de la máquina herramienta: virtualmente se elimina el daño de las maquinas herramientas debido a errores del operador en vista de la menor intervención de este último. 12. Necesidad de una menor inspección: debido a que las maquinas CNC producen piezas de calidad uniforme, se requiere de menos tiempo de inspección. 13. Mayor uso de la maquina: los ritmos de producción pueden incrementarse hasta en un 80% por que se requiere de menos tiempo para la puesta a punto y para los ajustes del operador.



14. Menores requerimientos de espacio: un sistema CNC requiere de menos plantillas o dispositivos y por lo tanto de menos espacio de almacenamiento. Las ventajas dentro de los ámbitos de producción son:

Posibilidad de fabricación de piezas imposibles o muy complicadas. Gracias al control numérico se han podido obtener piezas muy difíciles como las superficies tridimensionales necesarias en la fabricación de aviones. Seguridad. El CNC es especialmente recomendable para el trabajo con productos peligrosos. Reducción de controles y desechos. Esta reducción es debida fundamentalmente a la gran fiabilidad y repetitividad de una máquina herramienta con control numérico. Esta reducción de controles permite prácticamente eliminar toda operación humana posterior, con la subsiguiente reducción de costos y tiempos de fabricación. Flexibilidad. Basta cambiar el programa pieza para que la máquina herramienta fabrique otra pieza, ´pudiendo tenerse una gran biblioteca de programas.



2.7. Control por computadora Existen dos tipos de unidades de control utilizados en la industria para el trabajo de control numérico. El CNC, que evoluciono a partir de las primeras aplicaciones DNC a principios de los años 70´s, se utiliza generalmente para controlar maquinas individuales. El control DNC se utiliza por lo general donde están involucradas seis o más maquinas CNC en un programa completo de manufactura, por ejemplo un sistema de manufactura flexible.

2.7.1. Control numérico por computadora Existen cuatro partes o elementos principales en un sistema de control numérico por computadora.

1. Una computadora de uso general, recolectara y almacenara la información programada. 2. Una unidad de control, que se comunica y dirige el flujo de información entre la computadora y la unidad de la máquina.

3. La lógica de la máquina, que recibe información y que la pasa a la unidad de control de la máquina. 4. La unidad de control de la máquina, que contiene las unidades servo, los controles de velocidad, avance y las operaciones de la maquina como los movimientos del husillo, de la mesa y el cambiador automático de herramientas.



El sistema CNC construida con base en una poderosa minicomputadora, contiene una gran capacidad de memoria y tiene muchas características de ayuda en la programación. Estas podrían incluir operaciones como edición de programas sobre la máquina, puesta a punto, operación y manteamiento de la máquina. Muchas de estas características son juegos de instrucciones de máquina y de control almacenados en la memoria que pueden ser extraídos para su uso en el programa de la pieza o por el operador de la maquina

Algunos sistemas CNC todavía utilizan lectores de cinta para leer el programa de la pieza que ha sido preparado en una oficina de una unidad fuera de la línea y entregando a la maquina en una cinta perforada. En este sistema la cinta se lee una vez y el programa de la pieza se almacena en la memoria para un maquinado repetitivo. CNC no requiere volver a la cinta para cada pieza, como es el caso en el CNC. Conforme evolucionaron la maquinas CNC. El programa queda almacenado en la memoria de la computadora para la producción de piezas adicionales. La ventaja principal de este sistema a su capacidad es de operar en un modo vivo o convencional en comunicación directa entre la maquina y la computadora. Esta característica le permite al operador efectuar cambios en el programa o incluso desarrollar un programa sobre la máquina y la entrada a la computadora es traducida de inmediato en movimientos de la máquina. Por lo tanto los cambios al programa se pueden observar inmediatamente y efectuar las revisiones si es necesario. Esta idea del control de la máquina, permite que los programas sean probados, corregidos y revisados en una fracción del tiempo requerido por los sistemas de cinta. (2)


CAPITULO III LAS MAQUINAS CNC


3.1. Centros de torneado Estudios demostraron que aproximadamente el 40% de las operaciones de corte de metales se llevaba a cabo en tornos. Estas máquinas de CNC son capaces de una mayor precisión y de un ritmo más elevado de producción de los que es posible en un torno convencional. El centro básico de torneado opera dos ejes. El eje X que controla el movimiento transversal d la torre del portaherramientas. El eje Z que controla el movimiento longitudinal (hacia o alejándose del cabezal de la torre portaherramientas).

3.1.1. Torno convencional Ha sido siempre una forma muy eficiente de producir piezas redondas, la mayor parte de los tornos operan sobre dos ejes: El eje X que controla el movimiento transversal d la torre del portaherramientas (hacia adentro o hacia fuera). El eje Z que controla el movimiento longitudinal (hacia o alejándose del cabezal de la torre portaherramientas).



3.2. Centros de maquinado Permiten que se lleve a cabo más operaciones en una pieza en una sola puesta a punto en vez de pasar la pieza de una maquina a otra para varias operaciones. Estas máquinas incrementan de manera importante la productividad por que el tiempo que antes se utilizaba para mover la pieza de una maquina a otra ha sido eliminado. Los dos tipos de centros de maquinado son los modelos de husillo horizontal, en centro de maquinado vertical opera con tres ejes: El eje X controla el movimiento hacia la izquierda o derecha de la mesa. El eje Y controla el movimiento de la mesa alejándose de la columna. El eje Z controla el movimiento vertical (hacia arriba o hacia abajo) del husillo o de la rodilla.

3.2.1. Maquina fresadora Puede llevar a cabo operaciones como por ejemplo, contorneado, fresado, corte de engranes, perforado, mandrilado y rimado, la maquina fresadora opera tres ejes: El eje X controla el movimiento hacia la izquierda o derecha de la mesa. El eje Y controla el movimiento de la mesa alejándose de la columna. El eje Z controla el movimiento vertical (hacia arriba o hacia abajo) del husillo o de la rodilla.



3.3. Clasificación de los sistemas de control numérico Se dividen fundamentalmente en: Equipos de control numérico de posicionamiento o punto a punto. Equipos de control numérico de contorneo. Supongamos que una pieza colocada sobre la mesa y que en el punto A se quiere realizar una perforación. Sea el eje X el eje longitudinal de la mesa y el eje Y el eje transversal. B representa la proyección del eje útil sobre la mesa. El problema de llevar el punto A al punto B se puede resolver de las siguientes formas. Supongamos que una pieza colocada sobre la mesa, y que en el punto A se quiere realizar una perforación. Sea el eje X longitudinal de la mesa y el eje Y el eje transversal. B representa la proyección del eje útil sobre la mesa. El problema de llevar el punto A al punto B se puede resolver de las siguientes formas. 1. Accionar el motor de eje Y hasta alcanzar el punto A´ y a continuación el motor del eje X hasta alcanzar el punto B. 2. Análogo al anterior, pero accionando primero del eje longitudinal y después el del transversal. Estos dos modos de posicionamiento reciben el nombre de posicionamiento secuencial y se realiza normalmente a la máxima velocidad que soporta la máquina. 3. Accionar varios motores a la vez y a la misma velocidad. En este caso la trayectoria seguida será una recta de 45 º Una vez llegado la altura del punto B, el motor del eje Y será parado para continuar exclusivamente el motor del eje X hasta llegar al punto B. este tipo de aproximación recibe el nombre de aproximación unidireccional y es utilizado exclusivamente en los posicionamientos punto a punto. 4. Accionamiento secuencial de los motores pero realizado la aproximación a un punto de aproximación unidireccional y es utilizado exclusivamente en los posicionamientos punto a punto.



En un sistema punto a punto, el control determina, a partir de la información suministrada por el programa y antes de iniciarse el movimiento, el camino total a recorrer posteriormente se realiza dicho posicionamiento sin importar en absoluto la trayectoria recorrida, puesto que lo único que importa es alcanzar con precisión y rapidez el punto en cuestión. Siempre que se quiera realizar trayectorias que no sean paraxiales (sectas según los ejes) es necesario que el sistema de control posea características especiales. Los equipos que permiten generar curvas reciben el nombre de equipos de contorneo. Los sistemas de contorneo gobiernan no solo la posición final sino también el movimiento en cada instante de los ejes en los cuales se realiza la interpolación. En estos equipos deberá existir una sincronización perfectas entre los distintos ejes, controlándose, por tanto, la trayectoria real que se debe seguir la herramienta. Con estos sistemas se pueden generar recorridos tales como rectas con cualquier pendiente, arcos de circunferencia, cónicas o cualquier curva definible matemáticamente. Estos sistemas se utilizan, sobre todo, en fresados complejos, torneados, etc. Por últimos, se puede decir que un equipo de control numérico paraxial puede efectuar los trabajos que realiza un equipo punto a punto y un equipo de torneado podrá realizar los trabajos propios de los equipos punto a punto y paraxial.



3.4. Coordenadas cartesianas Prácticamente todo lo que se puede producir en una máquina herramienta convencional se puede fabricar en una máquina herramienta de control numérico. Con sus muchas ventajas. Los movimientos de la maquina herramientas que se utilizan para la producción de un producto son de dos tipos básicos: movimiento punto a punto (movimientos rectilíneos) y trayectoria continua (movimiento de torneado).

El sistema de torneado cartesiano o rectangular permite que cualquier punto específico de un trabajo sea descrito en términos matemáticos en relación con cualquier otro punto a lo largo de tres ejes perpendiculares. Esto se adecua perfectamente a las maquinas herramientas ya que su construcción general se basa en tres ejes de movimiento (X, Y, Z) más un eje de rotación, en una maquina fresadora vertical, el eje X en el movimiento horizontal (a la derecha o a la izquierda) de la mesa, el eje Y en el movimiento transversal de la mesa (hacia o alejándose de la columna) y el eje Z es el movimiento vertical d la rodilla o del husillo.



Los sistemas CNC se apoyan en el uso de coordenadas rectangulares por que el programador puede localizar con precisión cada punto de trabajo. Cuando están localizados los puntos de una pieza, se utilizan dos líneas que se cruzan, una vertical y otra horizontal. Estas líneas deben estar a 90° entre si y el punto donde se cruzan se llama el origen, o el punto cero. FIG. 3.4.1

FIG. 3.4.1 El punto cero se establece donde las líneas que se cruzan forman ángulos rectos.



FIG. 3.4.2 Los planos coordenadas tridimensionales que se utilizan en CNC. Coordenadas cartesianas. Los planos X yY(ejes) son horizontes y representan los movimientos horizontales de la mesa de la máquina. El plano o eje Z representa el movimiento vertical de la herramienta. Los signos más (+) y menos (-) indica la dirección del movimiento desde el punto cero origen a lo largo del eje. Los cuatro cuadrantes que se forman cuando se cruzan los ejes X y Y están numerados en dirección contraria a las manecillas del reloj.



1. Todas las posiciones localizadas en el cuadrante 1 de las X positivas (+X) y Y positiva (+Y). 2. En el segundo cuadrante todas las posiciones tienen X negativa (-X) y Y positiva (+Y). 3. En el tercer cuadrante todas las posiciones tienen X negativa (-X) y Y negativa (-Y). 4. En el cuarto cuadrante todas las posiciones son X positiva (+X) y Y negativa (-Y).

3.5. Ventajas de la programación CNC Más flexible porque se puede efectuar cambios al programa en vez de preparar una nueva cinta, como lo requerían los controles convencionales. Puede diagnosticar los programas en una pantalla de despliegue gráfico, misma que muestra las funciones de la máquina y del control antes de producir la pieza. Otras máquinas utilizan el modo de ejecución en vacío, que usualmente pasan por alto el movimiento del eje Z y la rotación del husillo. Puede ser integrado por sistemas DNC en sistemas complejos de manufactura mediante el uso de un lazo de comunicación. Incrementa la productividad debido a la facilidad de programación. Carr. Costera del Golfo S/N, KM 140+100Loc. Matacapan, Mpio. San Andrés Tuxtla, Ver.C.P. 95804 25


Efectúa correcciones sobre la primera pieza posible, lo que reduce el costo de todo el lote al utilizar desplazamientos y compensación del radio del cortador. Resulta práctico e incluso redituable la producción de lotes pequeños.

3.5.1. Formato de programación El tipo más común de formato de programación utilizado para los sistemas CNC, es el formato de dirección de palabra. Este formato contiene un gran número de códigos deferentes para transferir información de programa a los servos, relevadores, micro interruptores, etc. De la maquina a fin de ejecutar los movimientos necesarios para la fabricación de una pieza. Estos códigos que cumplen con estándares establecidos se reúnen en una secuencia lógica conocida como bloque de información. Cada bloque solamente debe contener la información suficiente para llevar a cabo un paso de una operación de maquinado.

3.5.2. Formato de dirección de palabra Los programas para las piezas deben ponerse en un formato que pueda comprender la unidad de control de la máquina. El formato utilizado en un sistema CNC está determinado por el fabricante de la máquina herramienta y se basa en la unidad de control de la maquina comúnmente se utiliza un formato de bloques variables que usa palabras (letras). Cada palabra de instrucción está formada por un carácter de dirección, como S, X, Y, T, F, ó M. Este carácter alfabético antecede datos numéricos utilizados para identificar una función específica de un grupo de palabras, o para dar un valor de distancia, velocidad de avance o velocidad.



3.5.3. Códigos Los códigos más comunes utilizados para la programación CNC son los códigos G (comandos preparatorios) y los códigos F, D, S, H, P, y T. Se utilizan para representar funciones tales como avances, velocidad, excentricidad diametral del cortador, compensación de la longitud de la herramienta, llamada d subrutina, numero de herramienta, etc. Los códigos A (ángulo) y R (radio) se utilizan para localizar puntos sobre arcos y circuitos que involucran ángulos y radios.

Los códigos G llamados a veces códigos de ciclo se refieren a alguna acción que ocurre en los ejes X, Y, y/o Z. de una máquina herramienta. Estos códigos están agrupados en categorías, como grupo número 1, que contiene los códigos G00, G01, G02 Y G03. Estos códigos causan algún movimiento de la mesa o del cabezal de la máquina.

Un código G00 se utiliza para posicionar con rapidez de la herramienta de corte o la pieza de trabajo de un punto de la misma a otro. Durante el rápido recorrido se puede mover el eje X o el Y o ambos ejes simultáneamente. La velocidad de recorrido rápido puede variar de maquina a máquina y puede irse desde 200 hasta 800 pulg/min (5 a 10 m/min.). Los códigos G01, G02 Y G03 se mueven los ejes a una velocidad controlada de avance. 1. GO1 se utiliza para interpolación lineal (movimiento en línea recta). 2. G02 (con las manecillas del reloj) y G03 (contra las manecillas del reloj) se utilizan para interpolación circular (arcos y círculos). Carr. Costera del Golfo S/N, KM 140+100Loc. Matacapan, Mpio. San Andrés Tuxtla, Ver.C.P. 95804 27


Algunos códigos G se clasifican como modales o no modales. Los códigos modales se mantienen en efecto en el programa hasta que son modificados por otro código del mismo grupo. Los códigos no modales se mantienen en efecto solo durante una operación y deben ser programados cuantas veces se requieran. En el grupo 01, por ejemplo, solo uno de los cuatro códigos de este grupo se puede utilizar en cualquier momento. Si un programa se inicia con un G00 y se escribe un G01 después, el G00 queda cancelado del programa hasta que se vuelva a escribir. Si se introduce en el programa un código G02 o G 03, el G01 quedara cancelado y así sucesivamente. A continuación se muestra muchos de los códigos G que cumplen con los estándares.



GRUPO

C DIGO

FUNCI N

1

G00

Posicionamiento rápido

1

G01

Interpolación lineal

1

G02

Interpolación circular en sentido de las manecillas del reloj

1

G03

Interpolación circular en sentido contrario

0

G04

Descanso

0

G10

Ajuste de excentricidad

2

G17

Selección plano XY

2

G18

Selección plano ZX

2

G19

Selección plano YZ

6

G20

Entrada en pulgadas

6

G21

Entrada métrica

0

G27

Verificación de regreso a punto de referencia

0

G28

Regreso a punto de referencia

0

G29

Regreso del punto de referencia

7

G40

Cancelación de compensación del cortador

7

G41

Compensación de cortador izquierdo

7

G42

Compensación de cortador derecho

8

G43

Compensación de longitud de herramienta en dirección positiva (+)

8

G44

Compensación de longitud de herramienta en dirección negativa (-)

8

G49

Cancelación de compensación de longitud de herramienta

9

G80

Cancelación de ciclo enlatado

9

G81

Ciclo de taladro, perforación de marcado

9

G82

Ciclo de taladro, contrataladro

9

G83

Ciclo de taladro peck

9

G84

Ciclo de machueleado

9

G85

Ciclo de barrenado #1

9

G86


9

G87


9

G88


9

G89


3

G90

Programación absoluta

3

G91

Programación incremental

0

G92

Ajuste del punto cero del programa

5

G94

Avance por minuto



Los códigos M se utilizan para activar o desactivar diferentes funciones que controlan ciertas operaciones de la máquina herramienta. Los códigos M por lo general no se agrupan por categorías, aunque varios códigos pueden controlar el mismo tipo de operación para ciertos componentes de la máquina. Por ejemplo tres códigos, M03, M04 y M05, todos controlan alguna función del husillo de la máquina herramienta: M03 hace girar el husillo de la maquina en sentido de las manecillas del reloj. M04 hace girar el husillo de la maquina en el sentido contrario de las manecillas del reloj. M05 desactiva el husillo.

Los tres códigos se consideran modales por que conservan validos que se introduce otro código que los reemplacen.



A continuación se muestra algunos de los códigos M más comunes utilizados en máquinas herramientas CNC. (3)

CÓDIGO

FUNCIÓN

M00

Paro de programa

M01

Paro opcional

M02

Fin del programa

M03

Arranque del husillo (hacia delante)

M04

Arranque del husillo (en reversa)

M05

Paro del husillo

M06

Cambio de herramienta

M07

Niebla de refrigerante activada

M08

Chorro de refrigerante activada

M09

Refrigerante desactivado

M19

Orientación del husillo

M30

Fin de la cinta (regreso a principio de la memoria)

M48

Liberación de cancelación

M49

Cancelación

M98

Transferencia a subprograma

M99

Transferencia a programa principal


CAPITULO IV MAQUINAS CONVENCIONALES MANUALES


4.1. Tornos Convencionales Torno Se denomina torno (del latín tornus, y este del griego τόρνος, giro, vuelta) a un conjunto de máquinas y herramientas que permiten mecanizar piezas de forma geométrica de revolución. Eje Z: Es el que realiza el movimiento longitudinal en sentido del eje principal de la máquina. Eje X: Es el que realiza el movimiento transversal perpendicular al eje principal de la máquina. (Basado en un torno con la herramienta trabajando desde el lado del operario) Los tornos disponen de un mínimo de dos ejes, mientras que las fresadoras están dotadas de un mínimo de tres. En los tornos, los ejes X y Z se asocian al desplazamiento del carro transversal y carro principal respectivamente, que se deslizan. Ortogonalmente entre ellos, no es necesario el carro orientable. Mediante la combinación de movimientos simultáneos de ambos se pueden describir trayectorias oblicuas o curvas (interpolaciones). FIG 4.1.1

FIG. 4.1.1 Tornos Convencionales



Los trabajos que son realizados en los Tornos y Fresas son medidas, en Pulgadas. ESCALA DE LA PULGADA. 1/16

3/16

5/16

1/81/4

7/16

3/8

9/16

1/2

11/16

5/8

13/16

3/4

15/16

7/8

16/16

1

TORNO PARALELO

Se denomina torno (del latín tornus, y este del griego τόρνος, giro, vuelta) a un conjunto de máquinas y herramientas que permiten mecanizar piezas de forma geométrica de revolución. FIG. 4.1.2

FIG. 4.1.2Torno paralelo



Trabajos que se hacen con el torno paralelo: Los trabajos característicos que se hacen en el torno paralelo son: - Cilindrado exterior e interior. - Refrentado. - Torneado de conos exteriores. - Troceado y ranurado. - Otros trabajos de torneado. - Roscado en el torno. 4.2.

Fundamentos del Torno

En esta máquina, el arranque de viruta se produce al acercar la herramienta a la pieza en rotación, mediante el movimiento de ajuste. Al terminar una revolución completa, si no hubiera otros movimientos, debería interrumpirse la formación de viruta; pero como el mecanizado se ha de realizar, además de en profundidad (según la dirección de ajuste), en longitud (según el eje de rotación de la pieza), la herramienta deberá llevar un movimiento de avance. Según sea éste paralelo o no al eje de giro se obtendrán superficies cilíndricas o cónicas respectivamente. Se deduce de aquí que las partes esenciales del torno serán, aparte de la bancada, las que proporcionen los tres movimientos, de ajuste, avance y corte. El torno más corriente es el llamado torno paralelo; los otros se consideran como especiales.

Partes principales del torno paralelo: El torno tiene cinco componentes principales:

Bancada: sirve de soporte para las otras unidades del torno. En su parte superior lleva unas guías por las que se desplaza el cabezal móvil o contrapunto y el carro principal.



Cabezal fijo: contiene los engranajes o poleas que impulsan la pieza de trabajo y las unidades de avance. Incluye el motor, el husillo, el selector de velocidad, el selector de unidad de avance y el selector de sentido de avance. Además sirve para soporte y rotación de la pieza de trabajo que se apoya en el husillo.FIG. 4.2.1

FIG. 4.2.1Cabezal fijo

Cabezal giratorio o chuck: su función consiste en sujetar la pieza a mecanizar. Hay varios tipos, como el chuck independiente de cuatro mordazas o el universal, mayoritariamente empleado en el taller mecánico, al igual que hay chuck magnéticos y de seis mordazas. FIG. 4.2.2

FIG. 4.2.2 Cabezal giratorio o chuck



Contrapunto: el contrapunto es el elemento que se utiliza para servir de apoyo y poder colocar las piezas que son torneadas entre puntos, así como otros elementos tales como porta-brocas o brocas para hacer taladros en el centro de los ejes. Este contrapunto puede moverse y fijarse en diversas posiciones a lo largo de la bancada. FIG. 4.2.3

FIG. 4.2.3Contrapunto:

Carros: En el torno la herramienta cortante se fija en el conjunto denominado carro. La herramienta debe poder acercarse a la pieza, para lograr la profundidad de pasada adecuada y, también, poder moverse con el movimiento de avance para lograr la superficie deseada. Las superficies que se pueden obtener son todas las de revolución: cilindros y conos, llegando al límite de superficie plana. Por tanto, la herramienta debe poder seguir las direcciones de la generatriz de estas superficies. Esto se logra por medio del carro principal, del carro transversal y del carro inclinable.



A) Carro principal: Consta de dos partes, una de las cuales se desliza sobre la bancada y la otra, llamada delantal, está atornillada a la primera y desciende por la parte anterior. El delantal lleva en su parte interna los dispositivos para obtener los movimientos automáticos y manuales de la herramienta, mediante ellos, efectuar las operaciones de roscar, cilindrar y refrentar. Dispositivo para roscar: El dispositivo para roscar consiste en una tuerca en dos mitades, las cuales por medio de una manivela pueden aproximarse hasta engranar con el tornillo patrón o eje de roscar. El paso que se construye variará según la relación del número de revoluciones de la pieza que se trabaja y del tornillo patrón. Dispositivo para cilindrar y refrentar: El mismo dispositivo empleado para roscar podría servir para cilindrar, con tal de que el paso sea suficientemente pequeño Sin embargo, se obtiene siempre con otro mecanismo diferente.FIG. 4.2.4

FIG. 4.2.4Carro principal



B) Carro transversal: El carro principal lleva una guía perpendicular a los de la bancada y sobre ella se desliza el carro transversal. Puede moverse a mano, para dar la profundidad de pasada o acercar la herramienta a la pieza, o bien se puede mover automáticamente para refrentar con el mecanismo ya explicado. Para saber el giro que se da al husillo y, con ello, apreciar el desplazamiento del carro transversal y la profundidad de la pasada, lleva el husillo junto al volante de accionamiento un tambor graduado que puede girar loco o fijarse en una posición determinada. Este tambor es de gran utilidad para las operaciones de cilindrado y roscado, como se verá más adelante.

C) Carro orientable:El carro orientable, llamado también carro portaherramientas, está apoyado sobre una pieza llamada plataforma giratoria, que puede girar alrededor de un eje central y fijarse en cualquier posición al carro transversal por medio de cuatro tornillos. Un círculo o limbo graduado indica en cualquier posición el ángulo que el carro portaherramientas forma con la bancada. Esta pieza lleva una guía en forma de cola de milano en la que se desliza el carro orientable. El movimiento no suele ser automático, sino a mano, mediante un husillo que se da vueltas por medio de una manivela o un pequeño volante. Lleva el husillo un tambor similar al del husillo del carro transversal. Para fijar varias herramientas de trabajo se emplea con frecuencia latorre portaherramientas, la cual puede llevar hasta cuatro herramientas que se colocan en posición de trabajo por un giro de 90º. Tiene el inconveniente de necesitar el uso de suplementos, por lo cual se emplea el sistema americano, o bien se utilizan otras torretas que permiten la graduación de la altura de la herramienta, que además tiene la ventaja de que se puede cambiar todo el soporte con la herramienta y volverla a colocar en pocos segundos; con varios soportes de estos se pueden tener preparadas otras tantas herramientas.



Equipo auxiliar Se requieren ciertos accesorios, como sujetadores para la pieza de trabajo, soportes y portaherramientas. Algunos accesorios comunes incluyen:

Plato de sujeción de garras universal: sujeta la pieza de trabajo en el cabezal y transmite el movimiento. Plato de sujeción de garras blandas: sujeta la pieza de trabajo en el cabezal a través de una superficie ya acabada. Son mecanizadas para un diámetro específico no siendo válidas para otros. Centros o puntos: soportan la pieza de trabajo en el cabezal y en la contrapunta. Perno de arrastre: Se fija en el plato de torno y en la pieza de trabajo y le transmite el movimiento a la pieza cuando está montada entre centros. Soporte fijo o luneta fija : soporta el extremo extendido de la pieza de trabajo cuando no puede usarse la contrapunta. Soporte móvil o luneta móvil: se monta en el carro y permite soportar piezas de trabajo largas cerca del punto de corte. Torreta portaherramientas con alineación múltiple. Plato de arrastre: para amarrar piezas de difícil sujeción. Plato de garras independientes: tiene 4 garras que actúan de forma independiente unas de otras.



Cilindrado exterior e interior:Es una operación para dar forma y dimensiones a la superficie lateral de un cilindro recto de revolución. Se emplea siempre la herramienta adecuada, recta o curvada, de acuerdo con la operación de desbaste o de acabado. La posición debe ser correcta para que se pueda realizar toda la longitud de la pasada sin interrupciones. Hay que asegurarse de que no estorban: el perro, las garras del plato, la contrapunta, las lunetas, etc.

FIG. 4.2.5Cilindrado

exterior e interior

Herramientas de torneado

FIG. 4.2.6 Herramientas de torneado

Brocas de Centro



Torneado de conos exteriores: En líneas generales, es muy parecido al torneado de cilindros. Pero presenta algunas peculiaridades. El torneado de conos puede hacerse de varias maneras: - Con inclinación del carro orientable, - Con aparato copiador, - Entre puntos con desplazamiento del cabezal. Para pequeñas serie o piezas únicas suele emplearse el primer procedimiento. Tiene el grave inconveniente de que, al no tener movimiento automático el carro orientable, la uniformidad no puede ser muy buena, salvo que se posea una gran práctica y destreza. Para grandes series es aconsejable emplear el segundo o tercer procedimiento. Un detalle muy interesante, a tener en cuenta en cualquier sistema empleado en el torneado de conos, es que la punta de la herramienta debe estar perfectamente a la altura del punto o eje del torno. Si no se hace así, la superficie cónica no resulta tal, ya que la herramienta no se desplaza sobre una generatriz, sino sobre una línea que se cruza con el eje, dando lugar a una superficie reglada cónica, pero no a un cono. Torneado de conos por inclinación del carro orientable: La inclinación del carro orientable no se puede hacer con precisión, solamente con la graduación del mismo, ya que normalmente no se alcanzan apreciaciones menores de 15'. Pero es muy interesante como primera aproximación; por eso, en los dibujos no debe faltar nunca la acotación de la inclinación o semiángulo del cono en grados, aunque sólo sea aproximado. Torneado de conos con copiador: Es el procedimiento recomendado para grandes series. El copiador puede ser hidráulico o mecánico; pero en ambos sistemas, la base fundamental es la plantilla Carr. Costera del Golfo S/N, KM 140+100Loc. Matacapan, Mpio. San Andrés Tuxtla, Ver.C.P. 95804 41


guía, cuyo ángulo debe ser el del semiángulo del cono. En la calidad y precisión de la colocación de la plantilla estriba la precisión de la conicidad. El acabado puede ser de buena calidad, por hacerse con el avance del carro principal, que como es lógico, se mueve automáticamente igual que para el cilindrado. La verificación se hace, como anteriormente se indicó, en las primeras piezas; ya que, trabajando normalmente, no se suele desajustar el copiador y, por tanto, sólo habrá que verificar el diámetro para las otras piezas. Por seguridad, a cada cierto número de piezas, conviene verificar también la conicidad. Torneado de conos entre puntos con desplazamiento del contracabezal: Es el tercero de los sistemas anotados; como el anterior, se presta para series de conos largos de poca conicidad, ya que e desplazamiento de la contrapunta es limitado. En estos casos los puntos deben ser esféricos, ya que los normales no se apoyarían correctamente, sobre todo en los casos más desfavorables.

Troceado: Consiste en cortar una pieza en partes. Es una operación delicada que requiere gran seguridad y experiencia, pero resultará más fácil si se tiene en cuenta las causas de la dificultad. El peligro principal está en los inconvenientes que encuentra la viruta para salir de la ranura, particularmente cuando el canal tiene cierta profundidad. Torneado de interiores o mandrinado: Esta operación consiste en realizar cilindros o conos interiores, cajas, ranuras, etc. Como en el taladrado, el montaje debe ser tal que deje libre el extremo de la pieza. Roscado: El roscado en el torno puede hacerse por medio de machos y terrajas convencionales y con herramientas especiales, cuando se trata de trabajo en serie. Si la rosca tiene mucho paso o dimensiones no normalizadas, se efectúa el roscado con herramienta simple. Paraello es preciso que al mismo tiempo que gira la pieza que se trabaja,la herramienta avance a una velocidad que depende del Carr. Costera del Golfo S/N, KM 140+100Loc. Matacapan, Mpio. San Andrés Tuxtla, Ver.C.P. 95804 42


avance de larosca que se ha de construir y del número de revoluciones que da eleje del torno.

Moleteado: Es la operación que tiene por objeto producir una superficie áspera o rugosa, para que se adhiera a la mano, con el fin de sujetarla o girarla más fácilmente. La superficie sobre la que se hace el moleteado normalmente es cilíndrica. Trabajos especiales en el torno: Además de los ya explicados, se pueden realizar trabajos especiales en el torno, especialmente cuando no se dispone de la maquinaria adecuada para ello. Casi todos estos trabajos exigen el empleo de utillaje idóneo: torneado esférico, destalonado de fresas, rectificado, roscado cónico, etc. 4.3.

Tipos de Tornos

El torno que se ha utilizado para la descripción general de sus diferentes mecanismos es el torno paralelo o cilíndrico. La índole de las piezas, el número de ellas o los trabajos especiales han impuesto la necesidad de otros tipos que se diferencian, principalmente, por el modo de sujetar la pieza o el trabajo que realizan.



Los más importantes son:

Tornos revolver: Se distinguen de los cilíndricos en que no llevan contrapunto y el cabezal móvil se sustituye por una torre giratoria alrededor de un árbol horizontal o vertical. La torre lleva diversos portaherramientas, lo cual permite ejecutar mecanizados consecutivos son sólo girar la torreta. FIG.4.9

FIG. 4.3.1 Tornos revolver

Tornos al aire: Se utilizan para el mecanizado de piezas de gran plató, en el eje principal. El avance lo proporciona una cadena que son difíciles de fijar en dos puntos. Entonces se fija la pieza sobre un gran plato en el eje principal. El avance lo proporciona una cadena que transmite, por un mecanismo de trinquete, el movimiento al husillo, el cual hace avanzar al portaherramientas. Tornos verticales: Los inconvenientes apuntados para los tornos al aire se evitan haciendo que el eje de giro sea vertical. La pieza se coloca sobre el plato horizontal, que soporta directamente el peso de aquella. Las herramientas van sobre carros que pueden desplazarse vertical y transversalmente.



Tornos automáticos: Son tornos revolver en que pueden realizarse automáticamente los movimientos de la torreta así como el avance de la barra. Suelen usarse para la fabricación en serie de pequeñas piezas. Tornos de CNC: La diferencia entre un torno convencional y uno de Control Numérico Computarizado (CNC), está constituida fundamentalmente por sus sistemas de movimiento automático, 4.4.

Tipos de Fresadoras

Fresadora Es un máquina herramienta utilizada para realizar mecanizados por arranque de viruta mediante el movimiento de una herramienta rotativa de varios filos de corte denominada fresa, como se muestran en las siguientes figura.

FIG. 4.4.1 Fresa manual FIG. 4.4.2 Fresa automática

Eje Z: Es el que realiza el movimiento perpendicular de la herramienta hacia el suelo. Eje Y: Es el que realiza el movimiento transversal de la herramienta. Eje X: Es el que realiza el movimiento longitudinal de la h erramienta.



Las fresadoras disponen de un mínimo de tres ejes X, Y yZ. Dos de ellos X e Y se asocian al movimiento en el plano horizontal (longitudinal y transversal) de la mesa de trabajo, mientras que el tercero es el desplazamiento vertical del cabezal de la máquina. FIG.4.4.3

FIG. 4.4.3Tipos de Fresadoras Los componentes principales de una fresadora son la base, el cuerpo, la consola, el carro, la mesa, el puente y el eje de la herramienta. La base permite un apoyo correcto de la fresadora en el suelo. El cuerpo o bastidor tiene forma de columna y se apoya sobre la base o ambas forman parte de la misma pieza. Habitualmente, la base y la columna son de fundición aleada y estabilizada. La columna tiene en la parte frontal unas guías templadas y rectificadas para el movimiento de la consola y unos mandos para el accionamiento y control de la máquina. El puente es una pieza apoyada en voladizo sobre el bastidor y en él se alojan unas lunetas donde se apoya el eje portaherramientas.



Mediante el fresado es posible mecanizar los más diversos materiales como madera, acero,

fundición

de hierro, metales no férricos y materiales

sintéticos, superficies planas o curvas, de entalladura, de ranuras, de dentado, etc. A demás de las piezas fresadas pueden ser desbastadas o afinadas. En las fresadoras tradicionales, la pieza se desplaza acercando las zonas a mecanizar a la herramienta, permitiendo obtener formas diversas, desde superficies planas a otras más complejas. Movimientos básicos de fresado. 1.- Fresado frontal 2.- Fresado frontal y tangencial 3.- Fresado tangencial en oposición. 4.- Fresado tangencial en concordancia.

Movimiento de corte.

Movimiento de avance.

Movimiento de profundidad

de pasada.



4.5 Fundamento de la Fresadoras Movimientos de la herramienta El principal movimiento de la herramienta es el giro sobre su eje. En algunas fresadoras también es posible variar la inclinación de la herramienta o incluso prolongar su posición a lo largo de su eje de giro. En las fresadoras de puente móvil todos los movimientos los realiza la herramienta mientras la pieza permanece inmóvil.

Movimientos de la mesa La mesa de trabajo se puede desplazar de forma manual o automática con velocidades de avance de mecanizado o con velocidades de avance rápido en vacío. Para ello cuenta con una caja de avances expresados de mm/minuto, donde es posible seleccionar el avance de trabajo adecuado a las condiciones tecnológicas del mecanizado. FIG. 4.5.1

FIG. 4.5.1 Movimientos de la mesa Movimiento longitudinal: según el eje X , que corresponde habitualmente al movimiento de trabajo. Para facilitar la sujeción de las piezas la mesa está dotada de unas ranuras en forma de T para permitir la fijación de mordazas u otros elementos de sujeción de las piezas y además puede inclinarse para el tallado de



ángulos. Esta mesa puede avanzar de forma automática de acuerdo con las condiciones de corte que permita el mecanizado. Movimiento transversal: según el eje Y , que corresponde al desplazamiento transversal de la mesa de trabajo. Se utiliza básicamente para posicionar la herramienta de fresar en la posición correcta. Movimiento vertical: según el eje Z , que corresponde al desplazamiento vertical de la mesa de trabajo. Con el desplazamiento de este eje se establece la profundidad de corte del fresado. Giro respecto a un eje longitudinal: según el grado de libertad

U .

Se obtiene con

un cabezal divisor o con una mesa oscilante. Giro respecto a un eje vertical: según el grado de libertad

W .

En algunas

fresadoras se puede girar la mesa 45º a cada lado, en otras la mesa puede dar vueltas completas.

Movimiento relativo entre pieza y herramienta El movimiento relativo entre la pieza y la herramienta puede clasificarse en tres tipos básicos: El movimiento de corte es el que realiza la punta de la herramienta alrededor del eje del portaherramientas. El movimiento de avance es el movimiento de aproximación de la herramienta desde la zona cortada a la zona sin cortar. El movimiento de profundización de perforación o de profundidad de pasada es un tipo de movimiento de avance que se realiza para aumentar la profundidad del corte.



4.6 Herramientas de Corte Las herramientas de corte más utilizadas en una fresadora se denominan fresas, aunque también pueden utilizarse otras herramientas para realizar operaciones diferentes al fresado, como brocas para taladrar o escariadores. Las fresas son herramientas de corte de forma, material y dimensiones muy variadas de acuerdo con el tipo de fresado que se quiera realizar. Una fresa está determinada por su diámetro, su forma, material constituyente, números de labios o dientes que tenga y el sistema de sujeción a la máquina .

FIG. 4.6.1 Fresas de corte para profundidad



4.6.2 Fresas de corte para desbastar



4.6.3 Fresas de corte para piezas solidas El fresado consiste principalmente en el corte del material que se mecaniza con una herramienta rotativa de varios filos, que se llaman dientes, labios o plaquitas de metal duro, que ejecuta movimientos de avance programados de la mesa de trabajo en casi cualquier dirección de los tres ejes posibles en los que se puede desplazar la mesa donde va fijada la pieza que se mecaniza.

4.6.1 Tipos de Cortes Las herramientas de fresar se caracterizan por su diámetro exterior, el número de dientes, el paso de los dientes (distancia entre dos dientes consecutivos) y el sistema de fijación de la fresa en la máquina.

Fresado de cavidades. En este tipo de operaciones es recomendable realizar un taladro previo y a partir del mismo y con fresas adecuadas abordar el mecanizado de la cavidad teniendo en cuenta que los radios de la cavidad deben ser al menos un 15% superior al radio de la fresa. Torno-fresado. Este tipo de mecanizado utiliza la interpolación circular en fresadoras de control numérico y sirve tanto para el torneado de agujeros de precisión como para el torneado exterior.



El proceso combina la rotación de la pieza y de la herramienta de fresar siendo posible conseguir una superficie de revolución. Esta superficie puede ser concéntrica respecto a la línea central de rotación de la pieza. Si se desplaza la fresa hacia arriba o hacia abajo coordinadamente con el giro de la pieza pueden obtenerse geometrías excéntricas, como el de una leva, o incluso el de un árbol

de levas o un cigüeñal. Con el desplazamiento axial es posible alcanzar la longitud requerida. Fresado de roscas. El fresado de roscas requiere una fresadora capaz de realizar interpolación helicoidal simultánea en dos grados de libertad: la rotación de la pieza respecto al eje de la hélice de la rosca y la traslación de la pieza en la dirección de dicho eje. El perfil de los filos de corte de la fresa debe ser adecuado al tipo de rosca que se mecanice. Fresado frontal. Consiste en el fresado que se realiza con fresas helicoidales cilíndricas que atacan frontalmente la operación de fresado. En las fresadoras de control numérico se utilizan cada vez más fresas de metal duro totalmente integrales que permiten trabajar a velocidades muy altas. Fresado de engranajes. El fresado de engranajes apenas se realiza ya en fresadoras universales mediante el plato divisor, sino que se hacen en máquinas especiales llamadas talladoras de engranajes y con el uso de fresas especiales del módulo de diente adecuado.(4)



Sujeción de herramientas

FIG. 4.6.1.1Porta brocas

FIG. 4.6.1.3 Desbaste lateral

FIG. 4.6.1.2 Brocas de centro

FIG. 4.6.1.4 Desbaste frontal

Sujeción de piezas

FIG. 4.6.1.5 Prensas para las sujetar piezas Carr. Costera del Golfo S/N, KM 140+100Loc. Matacapan, Mpio. San Andrés Tuxtla, Ver.C.P. 95804 54

CAPITULO V ANÁLISIS Y APLICACIÓN DE TRABAJOS


5.1 Trabajos en Tornos y Fresadoras Convencionales Estas máquinas-herramienta operan haciendo girar la pieza a mecanizar (sujeta en el cabezal o fijada entre los puntos de centraje) mientras una o varias herramientas de corte son empujadas en un movimiento regulado deavance contra la superficie de la pieza, cortando la viruta de acuerdo con las condiciones tecnológicas de mecanizado adecuadas. Desde el inicio de la Revolución industrial, el torno se ha convertido en una máquina básica en el proceso industrial de mecanizado. FIG. 5.1

FIG. 5.1.1 Tornos y Fresadoras Convencionales La herramienta de corte va montada sobre un carro que se desplaza sobre unas guías o rieles paralelos al eje de giro de la pieza que se tornea, llamado eje Z; sobre este carro hay otro que se mueve según el eje X, en dirección radial a la pieza que se tornea, y puede haber un tercer carro llamado charriot que se puede inclinar, para hacer conos, y donde se apoya la torreta portaherramientas. Cuando el carro principal desplaza la herramienta a lo largo del eje de rotación, produce el cilindrado de la pieza, y cuando el carro transversal se desplaza de forma perpendicular al eje de simetría de la pieza se realiza la operación denominada refrentado. Todos los trabajos realizados en los tornos y fresadoras convencionales tienen que realizar los cálculos correspondientes a la pieza de forma manual para después trazar la pieza que se vaya a mecanizar



5.1.1 Barreno de Puntos Problema Núm. 1 Procedimiento. Trazar una placa de 20cm o 8”plg. Marcando a la mitad y repartiendo en partes iguales la placa, para poder ser barrenado. Utilizar broca de centro para los puntos de 5/16, 7/16, 3/8estos barrenos serán para los tornillos de 5/16 - 3/8 – 16 hilos 7/16 – 1/2 – 13 hilos. Formula: Tamaño de la broca = O m =1 / # hilos

Barrenos es igual a Machuelo

Barreno o intersección Barreno E Hilos Ejemplo No. 1 Formula: OM – 1 / # hilos Barreno de O1” – 8 hilos =

1- 1/8 = 1- .125 = 0.875

1/.1= 1.000 - .125 = 0.875

El barreno de 1” con 8hilos es igual a .875 de diámetro. Machuelo: O 1” – 8 hilos broca: de .875 = 7/8

TIEMPO DE ELABORACIÓN DE LA PIEZA 45 MINUTOS



Ejemplo No 2 Barreno de O ¾ “ – 10 hilos = ¾ - 1/10 = .650 ¾ = 0.75 1.000 - .075 = .250

10/10 = .100

.750-.100 = .650

El barreno de ¾ con 10 hilos es igual a .650 de diámetro. Machuelo de O ¾ - 10 hilos broca de .650

Ejemplo No 3 Barreno de O1/2” – 13 hilos = ½ - 1/3 = .500 - .076 = .424

½ = 0.5 1/13 = 0.076

.500 - .076 = .424

El barreno de ½ con 13 hilos es igual a .424 de diámetro. Machuelo de O ½ - 13 hilos broca de .424 = 7/16



Ejemplo No 4 Barreno de O 1/4” – 20 hilos ¼ =.250 1/20 = .050

.250 - .050 = .200” = 2”pulg. El barreno de ¼ con 20 hilos es igual a 200” de diámetro

Machuelo de O ¼ - 20 hilos broca de 2”plg con 200” de diámetro

Pulgada: “

Pie: ´

1 pulg = 1.000 milésimas = 2.54 ml 2.54 mm 1 pulg. = 8/8 = 4/4 = 2/2 = 16/16 = 32/32 ½ = .500 ¼ = .250 1/8 = .125



5.1.2. Rosca Acmé Problema Núm. 2

ROSCA ACME 29°

O Ext.

h

O Int.29°

Para rosca Acmé la constante es de .5 y .010” Procedimiento:

TIEMPO DE ELABORACION: 35 MINUTOS

PASO 1:- Tornear o refrentar el material de ambos extremos . PASO 2:- Introducir la broca de centro en un extremo a 1,000 rpm, la broca es sujetada por el contra punto a la mitad. PASO 3:- poner el buril y marcarlo con el carro las medidas del desbaste de la pieza. PASO 4:- Con el buril de corte derecho se tornea la pieza para iniciar la rosca estando a la medida el corte tiene que ser hasta las 4” de largo.

PASO 5:- Unas vez desbastado el tornillo se coloca el buril a 250 rpm para inicial el primer hilo de acuerdo a los cálculos de la pieza realizada el primer corte del hilo, los demás cortes son a 550 rpm para avanzar más rápidamente y por último se pasa la lija para quitar las rebabas y hacer las prueba de la tuerca de la pieza actual.



Ejemplo No 1

FORMULA: P = 1 / Núm.de Hilos h = P x .5 + 0.010”

O Int = O Ext – 2h Calcular: El paso, la altura y el diámetro interior ROSCA DE: 1” O

- 4 hilos x”P = 1/Nh ¼ = 0.250

h = P x .5 + .010 = .250 x .5 = 0.125 + .010 = 0.135 (2) = 0.270 O Int = O Ext – 2h = 1 – 0.270 = 0.730” Ejemplo No 2

FORMULA: P = 1 / Núm. de Hilos h = P x .5 + 0.010” O Int = O Ext – 2h Calcular: El paso, la altura y el diámetro interior P = 1/Nh1/6 = 0.166 ROSCA DE: ¾ ” O - 6 hilos x” h = P x .5 + .010 = 0.166 x .5 = 0.083 + .010 = 0.093 (2) = 0.186 O Int = O Ext – 2h = 0.750 – 0.186 = 0.564”



Ejemplo No 3

FORMULA: P = 1 / Núm. de Hilos h = P x .5 + 0.010”

O Int = O Ext – 2h Calcular: El paso, la altura y el diámetro interior ROSCA DE: ¾” O - 8 hilos x” h = P x .5 + .010 =

P = 1/Nh1/8 = 0.125

0.125 x .5 = 0.062 + .010 = 0.072 (2) = 0.144

O Int = O Ext – 2h = 0.750 – 0.144 = 0.606” PASO: _____1_______ Núm. Hilo

ALTURA: P x .5 + .010

DIAMETRO INTERIOR = O Ext. – 2h



5.1.3. Rosca Estándar Problema Núm. 3

ROSCA ESTANDAR

O Ext. 1”

O Int. ¾ TIEMPO DE ELABORACION: 30 MINUTOS 10 hilos Paso: Es la distancia que hay de la punta superior de un hilo a la punta superior del siguiente hilo . Altura Total del Diente: Es la profundidad que hay desde la punta superior de un hilo a una vértice o cresta, la profundidad donde nace la cuerda. O Int. Es el núcleo de donde nacen los hilos a las roscas de un tornillo. K = .8660 siempre será contante para roscas Estándar.



Procedimiento: PASO 1:- Tornear o refrentar el material de ambos extremos . PASO 2:- Introducir la broca de centro en un extremo a 1,000 rpm, la broca es sujetada por el contra punto a la mitad. PASO 3:- poner el buril y marcarlo con el carro las medidas del desbaste de la pieza. PASO 4:- Con el buril de corte derecho se tornea la pieza para iniciar la rosca estando a la medida de ¾ el corte tiene que ser hasta las 6” de largo.

PASO 5:- Unas vez desbastado el tornillo se coloca el buril a 250 rpm para inicial el primer hilo de acuerdo a los cálculos de la pieza realizada el primer corte del hilo, los demás cortes son a 450 rpm para avanzar más rápidamente y por último se pasa la lija para quitar las rebabas y comprobar con una tuerca de la misma medida, cada tornillo son respecto a cada medida de la tuerca y al igual que sus cálculos correspondientes. FIG. 5.2

FIG. 5.2 Procedimiento Rosca Estándar



Ejemplo No 1

FORMULA: P = _______1________ Núm. Hilos K: .8660 h=Pxk= O Int = O Ext – 2h O Ext = 1”

Núm. De Hilos = 8

P = _______1________ Núm.Hilos

= __1__ = 0.125

8

h = P x K = 0.125 x .8660 = 0.108”

O Int = O Ext – 2h = 1 – 0.216 = 784”



Ejemplo No 2

FORMULA: P = _______1________ Núm.Hilos K: .8660 h=Pxk= O Int = O Ext – 2h O Ext = ½ ”

Núm. De Hilos = 13

P = _______1________

= __1__ = 0.076

Núm.Hilos 13 h = P x K =0.076 x .8660 = 0.065”

O Int = O Ext – 2h = .0.500 – 0.130 = 0.370”



Ejemplo No 3

FORMULA: P = _______1________ Núm.Hilos K: .8660 h=Pxk= O Int = O Ext – 2h O Ext = 5/16”

Núm. De Hilos = 18

P = _______1________

= __1__ = 0.055

Núm. Hilos18 h = P x K =0.055 x .8660 = 0.047”

O Int = O Ext – 2h = 0.312 – 0.094 = 218” Ejemplo No 4

FORMULA: P = _______1________ Núm.Hilos K: .8660 h=Pxk= O Int = O Ext – 2h O Ext = 3/4” Núm. De Hilos = 10 P = _______1________ = __1__ = 0.100 Núm.Hilos 10 h = P x K = 0.100 x .8660 = 0.086”

O Int = O Ext – 2h = 0.750 – 0.172 = 0.578”



5.1.4. Unión de Puntos Problema Núm. 4 TIEMPO DE ELABORACION 40 MINUTOS

Procedimiento: PASO 1:- Se

corta una madera en forma de triángulo equilátero con sus

respetivos lados iguales de 1”plg de grosor, se traza sus lados formando

hexágonos dentro del mismo, es medido con regla y para su corte de madera con vernier o pie de rey.

PASO 2:-Se utiliza una fresa de corte para las fresas convencional es de 1/8 y sujetada en la mesa de trabajo realizando los cortes solo en X y Y, fresas CNC es utilizada freza de 3/8 y sujetarla en la prensa y dando las coordenadas correspondientes. Es recomendable utilizar madera de cedro, pino o caoba para los trabajos en los tornos y fresadora ya que son madera más dura y no sueltan muchas estillas al ser cortado por las fresas. Cada barreno debe ser manipulado personalmente y sujetado por la prensa para que no se suelte, primero se harán todos los corte que están en Y después los de la X se harán barreno por barreno hasta ser terminado. Carr. Costera del Golfo S/N, KM 140+100Loc. Matacapan, Mpio. San Andrés Tuxtla, Ver.C.P. 95804 67


5.1.5. Estrella Problema Núm. 5

ROMPE CAVEZAS. (Estrella)

Procedimiento: PASO 1:- Se corta una barra de aluminio en la fresadora se marca las piezas con una broca de centro y después es sujetada al chuck horizontal para poder manipularlo deformemente y darle los cortes de manera vertical. PASO 2:- Todas las medidas son realizadas con el vernier o pie de rey para poder trazar de manera exalta, de tal manera k los corte puedan entrar conforme se valla formando la figura. PASO 3:- Los cortes son en triángulos la figura es formada por 6 piezas, 3 de sus piezas son iguales con dos cortes en triángulo de un lado, y 2 piezas son con



cortes de triángulos de un lado y un corte del lado superior, una última pieza es cortado en forma de un rombo en forma 3D.

5.2. RESULTADOS EN TORNOS, FRESADORA Y CNC Hoy día las computadoras son cada vez más pequeñas y económicas, con lo que el uso del CNC se ha extendido a todo tipo de maquinaria: tornos, rectificadoras, eletroerosionadoras, máquinas de coser, etc.

CNC significa "control numérico computarizado". En una máquina CNC, a diferencia de una máquina convencional o manual, una computadora controla la posición y velocidad de los motores que accionan los ejes de la máquina. Gracias a esto, puede hacer movimientos que no se pueden lograr manualmente

como

círculos,

líneas

diagonales

y

figuras

complejas

tridimensionales. Las máquinas CNC son capaces de mover la herramienta al mismo tiempo en los tres ejes para ejecutar trayectorias tridimensionales como las que se requierenpara el maquinado de complejos moldes y troqueles como se muestra en la imagen. En una máquina CNC una computadora controla el movimiento de la mesa, el carro y el husillo. Una vez programada la máquina, ésta ejecuta todas las operaciones por sí sola, sin necesidad de que el operador esté manejándola. Esto permite aprovechar mejor el tiempo del personal para que sea más productivo.



El término "control numérico" se debe a que las órdenes dadas a la máquina son indicadas mediante códigos numéricos. Por ejemplo, para indicarle a la máquina que mueva la herramienta describiendo un cuadrado de 10 mm por lado se le darían los siguientes códigos: G90

G71

G00

X0.0

Y0.0

G01

X10.0

G01

Y10.0

G01

X0.0

G01 Y0.0 Un conjunto de órdenes que siguen una secuencia lógica constituyen un programa de maquinado. Dándole las órdenes o instrucciones adecuadas a la máquina, ésta es capaz de maquinar una simple ranura, una cavidad irregular, la cara de una persona en altorelieve o bajorelieve, un grabado artístico un molde de inyección de una cuchara o una botella. FIG. 5.3

FIG. 5.3"control numérico computarizado". Al principio hacer un programa de maquinado era mu y difícil y tedioso, pues había que planear e indicarle manualmente a la máquina cada uno de los movimientos que tenía que hacer.



Era un proceso que podía durar horas, días, semanas. Aun así era un ahorro de tiempo comparado con los métodos convencionales. FIG. 5.4

FIG. 5.4 Las máquinas CNC Las CNC con la ayuda de los lenguajes conversacionales y los sistemas CAD/CAM, permiten a las empresas producir con mucha mayor rapidez y calidad sin necesidad de tener personal altamente especializado.



Platillo Porta fresas



ANALISIS DE COMPARATIVO ROSCA ESTANDAR

O Ext. 1”

O Int. ¾ 10 hilos FORMULA: P = _______1________ Núm.Hilos K: .8660 h=Pxk= O Int = O Ext – 2h O Ext = ½ ”

Núm. De Hilos = 13

P = _______1________

= __1__ = 0.076

Núm.Hilos13 h = P x K = 0.076 x .8660 = 0.065”

O Int = O Ext – 2h = .0.500 – 0.130 = 0.370”



La elaboración elaboración de una rosca estándar de 13 hilos con un diámetro exterior de ½”, en un TORNO CONVENCIONAL se es necesario los siguientes pasos: 1:- Desbastado corrosivo de la pieza. 2:- Desbastar la pieza con un buril de ¾ hasta poder inicial las cuerdas. 3:- Realizar los cálculos cálculos correspondiente a los hilos que se van a realizar. 4:- Aplicar las medidas de velocidad de corte de los hilos o cuerdas. 5:- Pasarle la lija o cepillo para quitar las rebabas a las cuerda. 6:- tiempo de elaboración 45 minutos.

FIG. 5.5 TORNO CONVENCIONAL



Maquinas CNC consistemas CAD/CAM que generan el programa de maquinado de forma automática. En el sistema CAD (Diseño Asistido por Computadora) la pieza que se desea maquinar se diseña en la computadora con herramientas de dibujo y modelado sólido. Posteriormente el sistema CAM (Manufactura Asistida por Computadora) toma la información del diseño y genera la ruta de corte que tiene que seguir la herramienta para fabricar la pieza deseada; a partir de esta ruta de corte se crea automáticamente el programa de maquinado, el cual puede ser introducido a la máquina mediante un disco o enviado electrónicamente.



TORNO Y FRESADORA MANUALES MAQUINA

PIEZA

TORNO

ROSCA ACME

TORNO

ROSCA ESTANDAR

FRESADORA

BARRENO DE

FORMULA

P=1/NH H=PX.5+0.010 OExt= 1” O.Int= 4hilos OExt-2h

35 minutos

P=1/NH H=P x K O.Int= OExt-2h

30 Minutos

OExt= 1/NH

FRESADORA

OExt= 1”

8 hilos OInt= 1”

8 hilos

PUNTO

FRESADORA

MEDIDAS TIEMPO

45 Minutos

PUNTOS

BXH

8cm.Long 40 3cm.H minutos

ROMPECABEZA

BXH

3cm. C/L

UNION DE

4hrs

TORNOS MANUALES TIEMPO DE ELABORACION EN 5 PIEZAS: 6 HRS CON 30 MINUTOS CONFIABILIDAD: 90%



TORNO Y FRESADORA CNC MAQUINA

PIEZA

TORNO CNC

ROSCA ACME CON CALCULO DE PIEZA

TORNO CNC

ROSCA ESTANDAR

FRESADORA CNC

BARRENO DE

FRESADORA CNC

DESBASTADO DE

FORMULA

P=1/NH H=PX.5+0.010 OExt= 1” O.Int= 4 hilos OExt-2h

8 minutos

P=1/NH H=P x K O.Int= OExt-2h

15 Minutos

OExt= 1/NH

OExt= 1”

8 hilos OInt= 1”

8 hilos

PUNTO PIEZA

MEDIDAS TIEMPO

O.Int= OExt-2h

8cm.Long 1”

9 Minutos 7 minutos

TORNOS Y FRESADORAS CNC TIEMPO DE ELABORACION EN 4 PIEZAS: 39 MINUTOS CONFIABILIDAD: 100%



TABLA DE COMPARACION DE LOS TIEMPOS DE TRABAJO EN MAUINA MAQUINAS CNC

Perforación de Barrenos tiempo 9 minuto

MAQUINAS MANUALES CONVENCIONALES

Perforación de Barrenos tiempo 30 minuto

Desbastado de pieza 7 minutos

Desbastado de pieza 20 minutos

Calculo de roscas 8 minutos

Calculo de rosca 35 minuto

Elaboracion de rosca estandar 15 minutos

Elaboracion de rosca estandar 30 minutos

Cortadores de tornos

39 minutos de trabajo en 4 piezas

Cortadores de tornos

1 hrs y 55 minutos de trabajo en 4 pieza



CONCLUSION



Conclusión Teniendo los resultados y los tiempos de elaboración en las maquinas convencional y las maquinas CNC se obtienen los resultados que son más FACTIBLE las piezas de trabajo en las maquinas CNC ya que cuentan con mayor calidad de la pieza, tiempo de fabricación y diseño. Por lo cual teniendo los resultados de las piezas con sus respectivos cálculos es considerado que la fabricación de las piezas en las maquinas cumplen con el 100% de calidad y diseño, mientras las piezas en las maquinas manuales convencionales cumplen el 80% de calidad en la elaboración. Hoy en día las maquinas manuales son remplazados por maquinas CNC ya que cuentas con un sistema integrado por computadora en el que consiste que toda operación es realizada por la misma máquina por medio de un comando, por lo cual estas maquinas tienen la capacidad de realizar de dos a tres operaciones al mismo tiempo utilizando diferente corte de cada fresa. Por otra parte las maquinas manuales son considerados maquinas obsoletas con alto costo de adquisición ya que su volumen y sus trabajos son de piezas muy pesadas y de medidas amplias.



FUENTES BIBIOGRAFICAS


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FUENTES BIBLIOGRAFICAS

“TECNOLOGIA DE LAS MAQUINAS HERAMIENTAS”

Krar / Check 5° Edición Edit. Alfaomega (1)

www. Cienciafísica .com (2)

Manual de tornos y fresadora José manual Murrieta 5° edición Edit. Alfaomega (3)


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ANEXOS 1


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GLOSARIO Paso: Es la distancia que hay de la punta superior de un hilo a la punta superior del siguiente hilo . Altura Total del Diente: Es la profundidad que hay desde la punta superior de un hilo a una vértice o cresta, la profundidad donde nace la cuerda. O Int. Es el núcleo de donde nacen los hilos a las roscas de un tornillo. K = .8660 siempre será contante para roscas Estándar. .5= Constante para las roscas Acmé 0.010” = Constante para las rocas Acmé

Torno Eje Z: Es el que realiza el movimiento longitudinal en sentido del eje principal de la máquina. Eje X: Es el que realiza el movimiento transversal perpendicular al eje principal de la máquina. (Basado en un torno con la herramienta trabajando desde el lado del operario) Fresadora Eje Z: Es el que realiza el movimiento perpendicular de la herramienta hacia el suelo. Eje Y: Es el que realiza el movimiento transversal de la herramienta. Eje X: Es el que realiza el movimiento longitudinal de la herramienta.


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Troceado: Consiste en cortar una pieza en partes. Es una operación delicada que requiere gran seguridad y experiencia, pero resultará más fácil si se tiene en cuenta las causas de la dificultad. Torneado de interiores o mandrinado: Esta operación consiste en realizar cilindros o conos interiores, cajas, ranuras, etc. Como en el taladrado, el montaje debe ser tal que deje libre el extremo de la pieza. Roscado: El roscado en el torno puede hacerse por medio de machos y terrajas convencionales y con herramientas especiales, cuando se trata de trabajo en serie. Si la rosca tiene mucho paso o dimensiones no normalizadas, se efectúa el roscado con herramienta simple. Para ello es preciso que al mismo tiempo que gira la pieza que se trabaja, la herramienta avance a una velocidad que depende del avance de la rosca que se ha de construir y del número de revoluciones que da el eje del torno. Moleteado: Es la operación que tiene por objeto producir una superficie áspera o rugosa, para que se adhiera a la mano, con el fin de sujetarla o girarla más fácilmente. La superficie sobre la que se hace el moleteado normalmente es cilíndrica. Equipo auxiliar Se requieren ciertos accesorios, como sujetadores para la pieza de trabajo, soportes y portaherramientas. Algunos accesorios comunes incluyen:

Plato de sujeción de garras universal: sujeta la pieza de trabajo en el cabezal y transmite el movimiento. Plato de sujeción de garras blandas: sujeta la pieza de trabajo en el cabezal a través de una superficie ya acabada. Son mecanizadas para un diámetro específico no siendo válidas para otros. Carr. Costera del Golfo S/N, KM 140+100Loc. Matacapan, Mpio. San Andrés Tuxtla, Ver.C.P. 95804

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Centros o puntos: soportan la pieza de trabajo en el cabezal y en la contrapunta. Perno de arrastre: Se fija en el plato de torno y en la pieza de trabajo y le transmite el movimiento a la pieza cuando está montada entre centros. Soporte fijo o luneta fija : soporta el extremo extendido de la pieza de trabajo cuando no puede usarse la contrapunta. Soporte móvil o luneta móvil: se monta en el carro y permite soportar piezas de trabajo largas cerca del punto de corte. Torreta portaherramientas con alineación múltiple. Plato de arrastre: para amarrar piezas de difícil sujeción. Plato de garras independientes: tiene 4 garras que actúan de forma independiente unas de otras.


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ANEXOS 2


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Investigacion Del Tipo de Maquinas Cnc

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