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1 3 - 3 - 2004 Ingeniería de Diseño y Fabricación Mec. Mec. Abrasivo Abrasivo Mecanizado con abrasivos Mecanizado con abrasivos

Mecanizado Con Abrasivos Rectificado

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trabajo de mecanizado

Text of Mecanizado Con Abrasivos Rectificado

Mecanizadocon abrasivosMec. Abrasivo
Mec. Abrasivo
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Mec. Abrasivo
Mecanizado ultrasónico
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Mec. Abrasivo
Mecanizado por acción cortante de cuerpos abrasivos
abrasivo: partícula dura, pequeña, no metálica, con aristas agudas y forma irregular.
proporcionan un arranque de viruta muy pequeña.
se emplean en formato
libre: granos o polvo, arrastrados por un fluido (aire, aceite o petróleo)
encolados: granos adheridos (con un pegamento adecuado), sobre un soporte rígido o flexible (bandas)
aglomerados: mediante material aglutinante formando muelas abrasivas.
Criterios de aplicación económica
requisitos de acabado superficial y tolerancia dimensional.
complemento de mecanizados previos (torneado y fresado) como operaciones de acabado (creces de material son décimas de mm).
aplicación a gran variedad de geometrías según el proceso de rectificado.
aplicación a afilado de herramientas de corte (HSS)
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Mec. Abrasivo
Rectificadoras: Máquinas herramienta de alta precisión con unas características especiales
Gran desproporción entre tamaño de pieza y la máquina para evitar totalmente las vibraciones.
La muela gira a velocidades muy superiores (> 10.000 r.p.m ) Vc 30 m/s
El avance de la pieza también es elevado (m/min)
Esfuerzos de corte muy inferiores (en muchos casos no llegan a 1 kg/cm2
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Mec. Abrasivo
Herramientas abrasivas
Friabilidad: facilidad con que los granos de abrasivo se fracturan.
base del autoafilamiento y mantenimiento de la abrasividad. Un grano más friable se fragmenta con mayor rapidez bajo las fuerzas de rectificado que uno con baja friabilidad.
forma del grano granos voluminosos son menos friables que los laminares
tamaño del grano granos pequeños (menor probabilidad de defectos) son menos friables
Naturales. corindón natural, diamante, cuarzo, esmeril
Artificiales:
Convencionales:
corindón artificial (óxido de aluminio Al2O3) A: oscuros, blancos y monocristalinos para materiales tenaces (aceros, fund. maleable, hierro dulce)
carburo de silicio (SiC) C: negros y verdes. Mayor friabilidad que los óxidos de aluminio (mayor tendencia a fracturarse y mantenerse afilados) para materiales quebradizos (metal duro, cerámica) y dúctiles y blandos (aluminio, latón)
Superabrasivos: Nitruro de boro cúbico (CBN o borazón) B, diamante policristalino (PCD) D
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Mec. Abrasivo
Herramientas abrasivas
Abrasivos: Tamaño de grano
Granos: Se identifica por nº de grano = nº de hilos/pulgada lineal del tamiz (nº grano tamaño mejor acabado) dm = 25,4/30 = 0,846 mm es el diámetro medio de los granos de nº 30.
Según esta definición el grano más pequeño corresponde al tamaño 240 aproximadamente.
Se elige de acuerdo con el acabado que se desee:
a) Desbaste, se usan muelas de grano basto y muy basto. 12 a 24
b) Acabado y afilado, las de grano medio y fino. 70 a 100
c) Pulido: 150 a 240
d) Superacabado, lapeado y abrillantado, las de grano muy fino y superfino. 280 a 1200
Polvos: tamaño de las partículas entre 0,1 y 0,01 mm se clasifican por el tiempo empleado en sedimentarse según la ley de Stokes. El tamaño se define por los números de la serie: 280, 320, 400, 500, 600, 800, 1000 y el 1200 como el más fino, también por el tiempo que tarda en sedimentar.
El tamaño del grano debe disminuir conforme aumenta la dureza del
material a trabajar
Mec. Abrasivo
Herramientas abrasivas
Tipos de aglomerante: Mantiene unidos los granos de abrasivo
Vitrificados (cerámicos) V: El más usado en muelas artificiales (75%). Insensible al agua y al ácido de los aceites, lo que le permite trabajar refrigerando las muelas con cualquier clase de líquido. Insensible a los cambios de temperatura, resistentes, rígidas, porosas y se trabaja normalmente a velocidades periféricas de 20-50 m/s. Inconveniente: fragilidad y baja resistencia al choque mecánico y térmico.
Resinoides o resinas termofijas (orgánicos) B: más flexibles por tener menor módulo de elasticidad. Permiten mayores velocidades periféricas (>80 m/s) > rendimiento. Inconveniente: atacadas por soluciones alcalinas.
Hule: el más flexible discos de corte
Metálicos M: pulvimetalurgia para fijar capa de granos superabrasivos a ruedas metálicas.
Silicato S, goma laca E, goma R, poliimida...
Dureza: medida de la resistencia del aglutinante (capacidad de retención de los granos de abrasivo)
A (blanda) Z (dura)
muelas más blandas cuanto más duros son los metales a trabajar
Si se requiere precisión > grado para evitar continuos reglajes
Radios pequeños, ángulos cerrados, perfiles complejos > grado
> Vc equivale a > grado
Mec. Abrasivo
Herramientas abrasivas
Muelas: estructura
Estructura: medida de la porosidad (distancia entre los granos abrasivos), útil para alojar virutas y refrigerante. Puede valorarse por la relación: Volumen total de abrasivo / Volumen total de muela
El rendimiento de la muela es tanto mayor cuanto más abierta es la estructura.
Abierta si existe peligro de sobrecalentamiento
Media 4 a 6 desbastes
Cerrada 0 a 3 acabados, precisión
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Mec. Abrasivo
Herramientas abrasivas
Muelas: Recomendaciones
Mec. Abrasivo
Herramientas abrasivas
Muelas: formas
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Mec. Abrasivo
Herramientas abrasivas
Muelas: formas
Mec. Abrasivo
Herramientas abrasivas
Muelas: Designación
400 x 60 x 40 ( A 46 K 8 V )
Diámetro
muela
Estructura
Diámetro
agujero
Mec. Abrasivo
Herramientas abrasivas
Muelas: Designación
Mec. Abrasivo
Herramientas abrasivas
Muelas: Designación
Mec. Abrasivo
Herramientas abrasivas
Muelas: Montaje
Prueba del sonido
Equilibrado (evitar excentricidades)
Refrigerantes (500ºC puntuales): taladrina (acero), trementina con CCl4 (bronce, Al), seco (fundición)
Fijación sobre el husillo
Fijación por tornillo
Fijación el husillo con casquillo y lengüeta en la brida
3364.bin
Mec. Abrasivo
Diferencias:
granos con formas irregulares y a distancias aleatorias en la periferia de la muela
ángulo de desprendimiento muy negativo (-60º) mucha mayor deformación en las virutas
posiciones radiales de los granos varían
velocidades de corte muy elevadas (30 m/s)
ejemplo: espesor de viruta no deformada: 6m; longitud de viruta no deformada. 3mm
Fuerzas:
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Mec. Abrasivo
formación de viruta
rayado o surcos en el material de pieza
fricción del grano a lo largo de la superficie por la cara de desgaste
valores de Energía específica mucho mayores
Potencia = Energía específica * prof pasada * anchura muela * vel. de avance pieza = Fc * Vc
F empuje = 1,30 Fc cuidar deformación pieza
Temperatura (1600ºC) refrigerante
Chispas, revenido, quemado, agrietamiento térmico, esfuerzos residuales
Desgaste:
desgaste lisa por interacción física y química con pieza
fractura de grano
fractura de aglomerante
reafilado de muela
volumen desgaste
Mec. Abrasivo
Mec. Abrasivo
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Mec. Abrasivo
Mec. Abrasivo
Mec. Abrasivo
gran productividad: diámetro muela > anchura pieza 1 pasada radial
gran superficie de contacto entre muela y pieza rendimiento
muelas de vaso para el rectificado de planos interrumpidos, y muelas de segmentos para superficies anchas y continuas (los espacios intermedios facilitan buena afluencia de líquido refrigerante y buena salida de virutas)
inclinación del cabezal evitar rectificado en cruz (sup. rectificada es fácil que pueda resultar abombada)
variantes: mesa oscilante; mesa giratoria ( productividad); cabezal oscilante
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Mec. Abrasivo
eje de muela paralela a la mesa
muela de disco o recta avance radial tiempo producción
mayor precisión
Mec. Abrasivo
superficies regladas de revolución (diamantado de muela)
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Mec. Abrasivo
mecanizado entre puntos / al aire
RECT. CONICO DE POCA INCLINACION
RECT. CILINDRICO ENTRE PUNTOS
RECT. SUP. FRONTAL
Mec. Abrasivo
Tipos de rectificado
Rectificado sin centros
superficies cilíndricas exteriores
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Mec. Abrasivo
Mec. Abrasivo
Mecanizado ultrasónico
Principio
granos abrasivos finos (100 a 1000) en un lodo con agua (20 a 60% en volumen) desportillan y erosionan la superficie al imprimirles una gran velocidad la punta de la hta (sonotrodo) que vibra a una frecuencia de 20 kHz y baja amplitud (0.0125 a 0.075 mm)
los impactos provocan altos esfuerzos al tener un reducido tiempo de contacto (10 a 100 s) y en un área de contacto reducida.
se adapta mejor a materiales duros y frágiles (cerámicas, carburos, piedras preciosas, aceros endurecidos)
operaciones de reducido tamaño
Mec. Abrasivo
barritas con granos abrasivos sobre un mandril con movimiento giratorio
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Mec. Abrasivo
Superacabado
Aun cuando el rectificado permite obtener calidades superficiales muy buenas (hasta 1 milipulgada con muelas especiales), origina una delgada capa superficial en estado amorfo (capa de Beilby, de unas 5 m de espesor), como consecuencia de una serie de transformaciones y calentamientos que alteran su estructura cristalina. Con el superacabado se consigue eliminar por completo la capa Beilby, dejando al descubierto la estructura cristalina del metal sano, obteniéndose una superficie lo más perfecta posible en cuanto a dimensiones y calidad superficial
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Mec. Abrasivo
acabado de superficies planas o cilíndricas
granos de tamaño 900 embebidos en la plancha de lapear o arrastrados por un lodo
presiones de 7 a 140 kPa
tolerancias dimensionales 0.4 m y rugosidad de 0.1 m
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Mec. Abrasivo
Pulido
acabado superficial liso y lustroso por remoción abrasiva a escala fina y extendido de capas superficiales por calentamiento por fricción apariencia brillante
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Mec. Abrasivo
no se utilizan abrasivos ni materiales de corte
se presiona la pieza mediante unos rodillos de acero de gran dureza, de forma que quede sin asperezas, con un característico acabado brillante.