ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO EXTENSIÓN LATACUNGA SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA PRACTICA No. 1 PARTES PRINCIPALES, CARACTEÍSTICAS TÉCNICAS Y SEGURIDADES DEL CENTRO DE MECANIZADO VERTICAL LEADWELL V-30
OBJETIVOS: Objetivo general Conocer partes principales, características técnicas, seguridades y herramientas empleadas del centro de mecanizado vertical Leadwell v-30.
Objetivos específicos Familiarizar con el Centro de Mecanizado Vertical Leadwell V-30. Identificar las partes principales. Analizar las características técnicas. Reconocer las herramientas de corte. Detallar las herramientas de sujeción de cortadores. Describir las herramientas de sujeción de piezas. Practicar Normas de seguridad.
MATERIALES Y EQUIPOS: Centro de Mecanizado Vertical LEADWELL V30 Herramientas de corte Herramientas de sujeción de cortadores Herramientas de sujeción de piezas Herramientas de medición Manual de Operación MARCO TEÓRICO: Fresadoras, Centros de Mecanizado y Centros Mixtos CNC. Fresadoras Una fresadora es una máquina herramienta utilizada para realizar mecanizados por arranque de viruta mediante el movimiento de una herramienta rotativa de varios filos de corte denominada fresa. 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.
Figura 1. Fresadora universal
Movimientos de la herramienta El principal movimiento de la herramienta es el giro sobre su eje.
Figura 2. Ejes posibles de una fresadora.
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.
Figura 1. Fresadora universal
Movimientos de la herramienta El principal movimiento de la herramienta es el giro sobre su eje.
Figura 2. Ejes posibles de una fresadora.
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.
Figura 3. Movimientos básicos de fresado. 1. 2. 3. 4.
Fresado frontal (planeado) Fresado en escuadra Fresado tangencial en oposición o fresado normal. Fresado tangencial en concordancia o fresado en equicorriente. Movimiento de corte. Movimiento de avance. Movimiento de profundización.
Tipos de fresadoras
Fresadora vertical Segun la orientacion de la herramienta
Fresadora horizontal Fresadora universal Fresadoras circulares Fresadoras copiadores
Tipos de Fresadoras
Fresadoras especiales
Fresadoras de portico Fresadoras de puente movil Fresadora para madera Fresadora de tres ejes
Segun el numero de ejes
Fresadora de cuatro ejes Fresadora de cinco ejes
Centros de mecanizado Un centro de mecanizado es una maquina altamente automatizada capaz de realizar múltiples operaciones de maquinado en una instalación bajo CNC con la mínima intervención humana. Las operaciones típicas son aquellas que usan herramientas de corte rotatorio como cortadores y brocas. Comparando este sistema de mecanizado con los sistemas tradicionales, se destacan la velocidad de producción como ventaja y los altos costos como desventaja.
Figura 4. Centro de mecanizado
Aspectos Generales flexibilidad y versatilidad buen acabado superficial la uniformidad de la produccion alta velocidad de produccion son reconfigurables
Centros mixtos CNC Máquina que puede tener unas 100 herramientas o más con un cambiador automático de ellas. Está diseñada para efectuar diversas operaciones sobre diferentes superficies de la pieza de trabajo. Los centros de maquinado pueden producir piezas complejas con gran exactitud y rapidez.
Figura 5. Centro mixto CNC.
Características técnicas.
Figura 6. Maquina fresadora Leadwell V-30
Hojas de datos tecnicos
Herramientas de corte, tipos, materiales, aplicaciones, características, velocidades
Herramientas de corte Se conoce como herramientas de corte a todas aquellas herramientas que funcionan a través de arranque de viruta, esto quiere decir que las herramientas de corte son todas aquellas que permitan arrancar, cortar o dividir algo a través de un filo pronunciado. Estas herramientas de corte son de mucha utilidad, sobre todo en la industria, como lo son la maderera, la textil, en la construcción, etc.
Características y propiedades Altamente resistentes al desgaste. Conservación de filos a altas temperaturas. Buenas propiedades de tenacidad. Reducido coeficiente de fricción. Alcance de altos niveles de recambio entre afilado y afilado. Alta resistencia a los choques térmicos Materiales de construcción
Velocidades de corte La producción con herramientas de corte se halla en constante evolución, y esta se puede apreciar por el análisis de las velocidades de corte alcanzadas para un material en el transcurso del tiempo. 1915 Aceros rápidos 36 m/min. 1932 Carburos 120 m/min. 1968 Carburos recubiertos 180 m/min. 1980 Cerámica 300 m/min. 1990 Diamante 530 m/in.
Tipos de herramientas de corte
Aceros rapidos HS Herramientas de corte
Aceros extra rapidos HSS
Mono carburos
Metales duros HM
Bicarburos Tricarburos
Herramientas de sujeción de cortadores, tipos, aplicaciones, características.
Herramientas de sujeción de cortadores Pueden clasificarse en ejes porta-fresas largos y cortos, eje porta-pinzas y juego de pinzas. Las fresas pueden clasificarse según el mecanismo de sujeción al portaherramientas en fresas con mango cónico, fresas con mango cilíndrico y fresas para montar en árbol.
Tipos de herramientas de sujeción Al referirse a los tipos de herramientas de sujeción se opta por una clasificación referente al tipo de fresas por la característica de su mango.
Las fresas con mango cónico, a excepción de las fresas grandes, en general se montan al portaherramientas utilizando un mandril o un manguito adaptador intermedio, cuyo alojamiento tiene la misma conicidad que el mango de la fresa. Las conicidades utilizadas suelen ser las correspondientes a los conos ISO o a los conos Morse, existiendo también otros tipos menos utilizados en fresadoras como los conos Brown y Sharpe. Las fresas con mango cilíndrico se fijan al porta herramienta utilizando mandriles con pinzas. Algunas fresas tienen un agujero en el mango y se fijan empleando mangos que se adaptan por un lado a la fresa mediante un roscado o utilizando un eje prisionero y por el otro lado disponen de un cono para montarse al husillo de la máquina. Las fresas para montaje sobre árbol tienen un agujero central para alojar el eje portaherramientas, cuyo diámetro está normalizado. Estas fresas disponen de un chavetero para asegurar la rotación de la herramienta y evitar que patinen. Para posicionar axialmente estas fresas en el eje, se emplean unos casquillos separadores de anchuras normalizadas. Además, en caso de necesidad pueden montarse varias fresas simultáneamente en lo que se denomina un tren de fresas. Para el cambio manual de los ejes porta-fresas se recurre a sistemas clásicos de amarre con tirante roscado, pero cada vez es más utilizado el apriete neumático o hidráulico debido a la rapidez con la que se realiza el cambio. Las fresadoras de control numérico incorporan un almacén de herramientas y disponen de un mecanismo que permite el cambio de herramientas de forma automática según las órdenes programadas.
Herramientas de sujeción de piezas, tipos, aplicaciones, características.
Herramientas de sujeción de piezas
Para conseguir una correcta fijación de las piezas en la mesa de trabajo de una fresadora se utilizan diversos dispositivos. El sistema de sujeción que se adopte debe permitir que la carga y la descarga de las piezas en la mesa de trabajo sean rápidas y precisas, garantizar la repetitividad de las posiciones de las piezas y su amarre con una rigidez suficiente. Además, el sistema de sujeción empleado debe garantizar que la herramienta de corte pueda realizar los recorridos durante las operaciones de corte sin colisionar con ningún utillaje.
Tipos de herramientas de sujeción Bridas de apriete.
Las mordazas empleadas pueden ser de base fija o de base giratoria. Las mordazas de base giratoria están montadas sobre un plato circular graduado. Mordazas pueden ser de accionamiento manual o de accionamiento hidráulico. Las mordazas hidráulicas permiten automatizar la apertura y el cierre de las mismas así como la presión de apriete.
Las mesas circulares, los platos giratorios y los mecanismos divisores son elementos que se colocan entre la mesa de la máquina y la pieza para lograr orientar la pieza en ángulos medibles.
Ranuras en V para fijar redondos o placas angulares para realizar chaflanes y utillajes de diseño especial. Al fijar una pieza larga con un mecanismo divisor pueden utilizarse un contrapunto y lunetas. Para la fijación de las piezas y los dispositivos que se utilizan, las mesas disponen de unas ranuras en forma de T en las cuales se introducen los tornillos que fijan los utillajes y dispositivos utilizados. También es posible utilizar dispositivos magnéticos que utilizan imanes.
Las fresadoras de control numérico pueden equiparse con dos mesas de trabajo, lo cual hace posible la carga y descarga de las piezas al mismo
tiempo que se está mecanizando una nueva pieza con el consiguiente ahorro de tiempo. La colocación o el giro de la mesa o de sus accesorios a la posición de trabajo pueden programarse con funciones específicas en los programas de control numérico.
Panel de control o controlador, tipos, características.
Controlador Es un sistema de control de máquinas herramienta que son operadas mediante comandos programados en un medio de almacenamiento, en comparación con el mando manual mediante volantes o palancas. Características Para mecanizar una pieza se usa un sistema de coordenadas que especificarán el movimiento de la herramienta de corte. El sistema se basa en el control de los movimientos de la herramienta de trabajo con relación a los ejes de coordenadas de la máquina, usando un programa informático ejecutado por un ordenador. En el caso de un torno, hace falta controlar los movimientos de la herramienta en dos ejes de coordenadas: el eje de las X para los desplazamientos laterales del carro y el eje de las Z para los desplazamientos transversales de la torre. En el caso de las fresadoras se controlan los desplazamientos verticales, que corresponden al eje Z. Para ello se incorporan servomotores en los mecanismos de desplazamiento del carro y la torreta, en el caso de los tornos, y en la mesa en el caso de la fresadora; dependiendo de la capacidad de la máquina, esto puede no ser limitado únicamente a tres ejes. Tipos de controladores La clasificación de los controladores se caracteriza dependiendo del tipo de máquina-herramienta que se va a controlar. Tornos Taladradoras Centros de mecanizado Fresadoras
Normas de seguridad para operadores máquinas.
El montaje y desmontaje de un equipo de trabajo deberá realizarse de manera segura, siguiendo las instrucciones dadas por el fabricante.
Las operaciones de mantenimiento, ajuste, desbloqueo, revisión o reparación que puedan suponer un peligro para la seguridad de los trabajadores se realizarán tras haber parado o desconectado el equipo, haber comprobado la inexistencia de energías residuales peligrosas y haber tomado las medidas necesarias para evitar su puesta en marcha o conexión accidental mientras esté efectuándose la operación. Cuando durante la utilización de un equipo de trabajo sea necesario limpiar o retirar residuos cercanos a un elemento peligroso, la operación deberá realizarse con los medios auxiliares adecuados y que garanticen una distancia de seguridad suficiente. Comprobar periódicamente el buen funcionamiento de las máquinas así como realizar comprobaciones adicionales en los casos de cambios en la máquina, accidentes o falta de uso prolongada. Antes de utilizar un equipo de trabajo se comprobará que sus protecciones y condiciones de uso son las adecuadas y que su conexión o puesta en marcha no representa un peligro para terceros. No anular los dispositivos de seguridad de la máquina así como retirar las protecciones o resguardos de que disponga. No llevar prendas holgadas, el pelo suelto, collares, cadenas ni cualquier otro elemento que pueda ser enganchado por la máquina. Toda persona que tenga que utilizar una máquina debe recibir la información y formación necesaria sobre los riesgos que supone su manejo así como las condiciones de utilización de la misma. Los equipos de trabajo no deberán someterse a sobrecargas, sobrepresiones, velocidades o tensiones excesivas que puedan poner en peligro la seguridad del trabajador que los utiliza o la de terceros. Los equipos de trabajo que se retiren de servicio deberán permanecer con sus dispositivos de protección o deberán tomarse las medidas necesarias para imposibilitar su uso.
PROCEDIMIENTO: 1. Identifique las partes principales de que está compuesto el Centro de Mecanizado Vertical, Leadwell V-30. 2. Con ayuda del manual de operación y con instrumentos de medición, compruebe todas y cada una de las características técnicas del Centro de Mecanizado. 3. Valiéndose de las herramientas de corte que se dispone para el Centro de Mecanizado, identifique todas y cada una de ellas en cuanto a: nombre, material, características, aplicaciones.
4. Valiéndose de las herramientas de sujeción de cortadores que se dispone para el Centro de Mecanizado, identifique todas y cada una de ellas en cuanto a: nombre, características, aplicaciones. 5. Valiéndose de las herramientas de sujeción de piezas que se dispone para el Centro de Mecanizado, identifique todas y cada una de ellas en cuanto a: nombre, características, aplicaciones. 6. Describa las principales normas de seguridad que se deben tener en cuenta antes de trabajar en un Centro de Mecanizado, tanto para el operador como para la máquina. Análisis de resultados: 1. Valiéndose de gráficos, planos o fotografías de la máquina identifique y describa las partes del Centro de Mecanizado Vertical Leadwell V-30.
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(1). Columna (2). Porta usillo (3). Usillo (4). Bancada (5). Mesa (eje x) (6). Base (7). Riel de transporte (8). Encapsulado
(9). Controlador (10). Tren de transmisión velocidades (11). Sistema de alimentación (12). Tanque refrigerante y lubricante (13). Ménsula (14). A.T.C.
# de Nombre parte Columna 1
2
Porta usillo
3
Usillo
4
Bancada
5
Mesa
6
Base
7
Riel de transporte
8
Encapsulado
9
Controlador
10
Tren de transmisión de velocidades
Descripción Es la base vertical que permite que la maquina mecanice a la pieza desde la parte superior teniendo un amplio espacio de operación, en donde se encuentra el usillo con el motor principal que es la parte fundamental para la operación del desbaste. Es donde se encuentra el usillo, este parte permite el movimiento vertical en el eje z, el cual realiza la operación de avance en profundidad para mecanizado, aparte tiene que permitir la rotación del usillo. Es la parte que sostiene la herramienta de corte y la que la dota de movimiento. Por medio de una caja de transmisión o de velocidades, el husillo recibe el movimiento que hará llegar a la fresa. Actúa como armadura y tiene en su parte superior las guías horizontales longitudinales sobre las que está montada la mesa y las guías transversales, necesaria para la regulación gradual de las posiciones de la mesa. En la bancada están contenidos el motor y los mecanismos del movimiento de avance de la mesa. Sirve de sostén a las piezas que van a maquinarse. Dichas piezas pueden estar montadas directamente sobre ella o a través de accesorios de fijación. La mesa está provista de ranuras T, donde se alojan los tornillos de fijación. Puede moverse transversalmente, junto con el carro transversal, o longitudinalmente, sobre el carro. Es el punto de apoyo en el suelo de la máquina herramienta. Por tanto, la parte que sirve de sostén y reposo del resto de la fresadora. Se trata de un cajón, de forma generalmente rectangular, con base reforzada. Es el apoyo que permite el movimiento de avance de la mesa, es fundamental para obtener una base sólida y aparte confiable tanto para desplazamiento y velocidad para un mecanizado óptimo. Permite tener una zona de seguridad adecuada en donde las operaciones de mecanizado se realizan de forma interna a la maquina aislando al operador. Es un sistema de control de máquinas herramienta que son operadas mediante comandos programados en un medio de almacenamiento, en comparación con el mando manual mediante volantes o palancas. Es un mecanismo constituido por una serie de engranajes ubicados en el interior del bastidor. Recibe el movimiento directamente del accionamiento principal de la máquina. Por lo general se encuentra impulsado mediante servos los
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Sistema de alimentación
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Tanque de refrigerante y lubricación Ménsula
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A.T.C.
cuales constan con la fuerza y exactitud para realizar la operación de mecanizado. Es la parte de la maquina en donde se encuentra desde ingreso de energía a alta tensión hasta el acondicionamiento de nivel de voltaje para los dispositivos de control. Para prolongar tanto la vida útil de la maquina como de la herramienta de corte se requiere un sistema de lubricación y refrigeración adecuado. Es un dispositivo ajustado a la cara frontal de la columna, por medio de unas guías. Por éstas, se desplaza verticalmente, gracias a un tornillo que puede ser operado a mano o mecánicamente. La ménsula se encarga de sostener el carro y la mesa. Esta parte en particular se encarga del cambio automático de la herramienta de corte, permitiendo varias operaciones de mecanizado de una manera rápida y sin cortes
2. Con ayuda de planos o gráficos, describa las características técnicas reales de la máquina. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Hoja técnica
Datos medidos
760 mm 410 mm 410 mm 130 mm
761 mm 411 mm 411 mm 125 mm
CAPACIDAD Desplazamiento eje X Desplazamiento eje Y Desplazamiento eje Z Distancia desde la mesas al final del usillo
MESA 890 x 400 mm Peso permisible de la pieza 300 kg Superficie mesa de trabajo 18Tx125x3 830 mm Altura desde el piso a la superficie de la mesa USILLO 8.000 r.p.m. Velocidad del husillo Cono husillo BT – 40 MOTOR 8 Nm Torque Fuerza de empuje 410 kgf Motor de bomba de lubricante 4W A.T.C. Tiempo al cambio de herramientas 3 a 7.5 sec Diámetro del cambiador automático 110 a150 cm Dimensión de mesa
889 x 399 18Tx125x3 829 mm
BT - 40
Desplazamiento Eje z
Desplazamiento Eje y Desplazamiento Eje x
3. Realice un mapa gráfico de las herramientas de corte, sujeción de cortadores y sujeción de piezas adicionales que se puedan utilizar en este Centro de Mecanizado.
Herramientas para fresadora
Herramientas de corte
Herramientas de sujecion de cortadores
Herramientas de sujecion de piezas
