Trabajo de Proceso de Maquinado y Máquinas Herramientas - Jun-29-2015 R2

29 Junio 2015

República Bolivariana de Venezuela

Universidad “Gran Mariscal de Ayacucho”

Barcelona – Edo. Anzoátegui

Facultad de Ingeniería.

Escuela de Mantenimiento Industrial.

Asignatura: Procesos de Manufactura

Realizado por:

Alberto Cedeño V-12.148.362

Revisado por:

Ing. Alfredo García

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Índice

ÍNDICE

Contenido Pagina

INDICE ………………………………………………………………………….……. 2

INTRODUCCION ……………………………………………………………….. …. 3

1. Proceso de Torneado……………………………….…………………….………......... 5

2. Diferencias entre roscado interior y roscado exterior…………….……..……….. 7

3. Diferencias entre una operación de perforado y una operación de roscado.... 8

4. Diferencias entre un centro vivo y un centro muerto en el contexto de sujeción de

trabajo al torno………………………………............................................................. 9

5. Diferencia entre un torno revólver de un torno mecánico................................... 10

6. Característica Que Distingue Un Taladro Radial ................................................. 13

7. Diferencia Entre Fresado Periférico y Fresado Frontal ....................................... 13

8. Proceso de Fresado Perfilado ............................................................................... 15

9. Fresado De Cavidades. .......................................................................................... 16

10. Diferencias entre fresado ascendente y el fresado descendente ................... 16

11. Centro De Maquinado .......................................................................................... 18

12. Diferencias Entre un centro de maquinado y un centro de torneado .............. 20

13. Diferencias entre el cepillado y el perfilado ...................................................... 20

14. Diferencias Entre escareado interno y escareado externo .............................. 21

15. Factores basicos que afectan el acabado de superficie en maquinado .......... 22

16. Maquinabilidad....................................................................................................... 24

17. Criterios por lo que se valora comunmente la maquinabilidad en operaciones de

maquinado de producción .......................................................................................... 24

18. Prpipedades físicas o mecánicas importantes que afectan la maquinabilidad de

un material de trabajo .................................................................................................. 25

CONCLUSIONES …………………………………..……..………………….…….... 27

RECOMENDACIONES……………………………..……..………………………….. 28

BIBLIOGRAFIA …………………………………..……..………………….……….... 29

ANEXOS …………………………………..……..………………….……………..….. 30

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Introducción

INTRODUCCION

El mecanizado es uno de los procesos de fabricación más utilizado en la

actualidad, especialmente en campos como el automovilístico o el aeronáutico. Por

este motivo el estudio sobre estos procesos de eliminación de materiales está en

auge en la industria actual.

La aparición de las máquinas herramienta moderna se relaciona estrechamente

con la Revolución Industrial. Cuando James Watt diseñó su máquina de vapor en

Inglaterra alrededor de 1763, uno de los problemas técnicos que enfrentó fue hacer

la perforación del cilindro lo suficientemente preciso para prevenir que el vapor se

escapara alrededor del pistón. John Wilkinson construyó una máquina perforadora

con una rueda movida por agua alrededor de 1775, la cual permitió a Watt construir

su máquina de vapor. Esta máquina perforadora se reconoce frecuentemente como

la primera máquina herramienta. La mayoría de las máquinas convencionales de

perforado, tornos, máquinas fresadoras, cepillos, perfiladoras y prensas

taladradoras usadas hoy en día tienen el mismo diseño básico que las versiones

antiguas, creadas durante los dos últimos siglos. Los centros modernos de

maquinado, que son máquinas herramienta capaces de ejecutar más de un tipo de

operación de corte, se introdujeron en la década de 1950, después de que se

inventó el control numérico (nota histórica 39.1).

A pesar de los avances realizados en este campo, todavía existen carencias en las

empresas con respecto a la simulación de los procesos de mecanizado. En una

industria competitiva es fundamental predecir el comportamiento de diferentes

máquinas de corte aplicadas sobre diferentes materiales. Esta predicción ofrece

una manera fácil y económica de ahorrar tiempo, dinero y material en los

prototipos.

Dada la naturaleza amplia de la ciencia del corte de los metales, un estudio sobre

este tema puede ser abordado desde muchas perspectivas, como el material de la

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Introducción

pieza a fabricar, las características de la herramienta, la temperatura y la fuerza en

la zona de corte, la velocidad de corte, la cantidad y el tipo de viruta generada, la

rugosidad obtenida, o bien la combinación de todos ellos.

Las simulaciones de los procesos de mecanizado enfocadas a las predicciones del

comportamiento del proceso se realizan principalmente mediante el Método de

Elementos Finitos, que permite la resolución de una serie de ecuaciones,

establecer las pautas del comportamiento de los materiales frente a un proceso de

mecanizado.

El maquinado es el más versátil y preciso de todos los procesos de manufactura

por su capacidad de producir una diversidad de piezas y características

geométricas (por ejemplo, roscas de tornillos, dientes de engrane, superficies

lisas).

El objetivo general del presente informe es describir de una manera clara, precisa y

de fácil entendimiento las Operaciones de Maquinado y Máquinas Herramientas;

descripción, aplicaciones, normas aplicables y algunos ejemplos. Para ello nos

apoyamos en las herramientas de investigación documental.

Por último le dejo el contenido en espera del logro de los objetivos y para que se

pueda realizar una crítica constructiva del mismo, no solo para la evaluación de mi

esfuerzo, sino para un mejor aprovechamiento por parte de todos, ya que este

trabajo puede ser de gran utilidad para los estudiantes de ingeniería y carreras

afines, y además del público en general interesado en el tema, debido a que se

expone de manera sencilla y práctica aspectos importantes de la Operaciones de

Maquinado y Máquinas Herramientas.

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Operaciones de Maquinado y Máquinas Herramientas

1. PROCESO DE TORNEADO

El torneado es un proceso de maquinado en el cual una herramienta de una sola

punta remueve material de la superficie de una pieza de trabajo cilíndrica en

rotación; la herramienta avanza linealmente y en una dirección paralela al eje de

rotación, como se ilustra en las figuras 1.1, 1.2 y 1.3. El torneado se lleva a cabo

tradicionalmente en una máquina herramienta llamada torno, la cual suministra la

potencia para tornear la pieza a una velocidad de rotación determinada con avance

de la herramienta y profundidad de corte especificados.

En el torneado se utiliza una herramienta con un borde cortante simple destinado a

remover material de una pieza de trabajo giratoria para dar forma a un cilindro. En

el torno se mueve la pieza, mediante un movimiento circular y continuo, mientras

que la herramienta sólo avanza. Es decir el movimiento de velocidad de torneado lo

proporciona la parte de trabajo giratoria, y el movimiento de avance lo realiza la

herramienta de corte, moviéndose lentamente en una dirección paralela al eje de

rotación de la pieza de trabajo. Como lo muestra la figura 1.3.

El proceso de torneado incluyen la generación de formas de: torneado recto, el

torneado ahusado, el torneado de contornos y el tornado de formas, tal como se

ilustra en la figura 1.4.

FIGURA 1.2 Velocidad de corte, avance y profundidad de corte de una operación de torneado

FIGURA 1.1 Torneado FIGURA 1.3 Proceso de Torneado

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Además del torneado, se puede realizar una gran variedad de operaciones de

maquinado en un torno. En la figura 1.5 se ilustran.

FIGURA 1.4 Generación de formas en maquinado: a) torneado recto, b) torneado ahusado, c) torneado de contornos, d) torneado de formas.

FIGURA 1.5 Otras operaciones diferentes al torneado que se realizan en un torno: a) careado, b) torneado ahusado, c) torneado de contornos, d) torneado de formas, e) achaflanado, f ) tronzado, g) roscado, h) perforado, i ) taladrado y j ) moleteado.

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2. DIFERENCIAS ENTRE ROSCADO INTERIOR Y ROSCADO

EXTERIOR

El roscado exterior es una operación relacionada con el torneado, la cual se realiza

con una herramienta puntiaguda que avanza linealmente a través de la superficie

externa de la pieza de trabajo en rotación y en dirección paralela al eje de rotación,

a una velocidad de avance suficiente para crear cuerdas roscadas en el cilindro

(figura 2.1), mientras que roscado interior consiste en la mecanización helicoidal

interior relacionado con la operación de taladrado y se realiza por medio de un

machuelo que se usa para cortar una rosca interior en un agujero existente (figura

2.2 y 2.3).

FIGURA 2.1 Roscado exterior (corte de roscas en torno).

FIGURA 2.2 Roscado interior.

FIGURA 2.3 Angulos y características de un macho de roscar.

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3. DIFERENCIAS ENTRE UNA OPERACIÓN DE PERFORADO Y

UNA OPERACIÓN DE ROSCADO.

La operación de perforado es similar a la operación de roscado. Usa una

herramienta de una sola punta contra una pieza de trabajo en rotación. La

diferencia es que el perforado se realiza en el diámetro interior de un agujero

existente, en lugar de en el diámetro exterior de un cilindro existente. En efecto, el

perforado es una operación de torneado interno. Las máquinas herramienta usadas

para realizar las operaciones de perforado se llaman máquinas perforadoras

(también molinos perforadores). Se podría esperar que las máquinas perforadoras

tuvieran características comunes con las máquinas de torneado; ciertamente, como

se indicó antes, los tornos se usan algunas veces para realizar el perforado.

FIGURA 3.1 Operación de perforador.

FIGURA 3.2 Barra perforadora hecha de carburo cementado (WCCo) que usa insertos intercambiables de carburo cementado (cortesía de Kennametal Inc.).

FIGURA 3.3 Operación de roscado exterior.

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4. DIFERENCIAS ENTRE UN CENTRO VIVO Y UN CENTRO

MUERTO EN EL CONTEXO DE SUJECION DE TRABAJO AL

TORNO.

En el torneado se usan cuatro métodos comunes para sujetar las piezas de trabajo,

que a su vez consisten en varios mecanismos para sujetar el trabajo, centrarlo y

mantenerlo en posición sobre el eje del husillo y hacerlo girar. Los métodos se

ilustran en la figura 4.1 y son: a) montura de trabajo entre centros, b) mandril, c)

boquilla y d) plato de sujeción.

La sujeción de trabajo entre centros se refiere al uso de dos centros, uno en el

cabezal y el otro en el contrapunto, como se muestra en la figura 4.1a). Este

método es apropiado para piezas que tienen una alta relación entre la longitud y el

diámetro. En el centro del cabezal se fija una brida llamada perro o plato de

arrastre, en la parte exterior del trabajo que se usa para transmitir la rotación del

husillo. El centro del contrapunto tiene una punta en forma de cono que se inserta

en un agujero practicado en el extremo del trabajo.

FIGURA 4.1 Cuatro métodos para sujetar el trabajo en un torno: a) montado del trabajo entre centros

usando un perro de arrastre, b) mandril de tres mordazas, c) boquilla y d ) plato de sujeción para piezas de trabajo no cilíndricas.

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El centro del contrapunto puede ser un centro “vivo” o un centro “muerto”. Un

centro vivo gira en un cojinete del contrapunto, de manera que no hay rotación

relativa entre el trabajo y el centro vivo y por tanto no hay fricción. A diferencia, un

centro muerto está fijo en el contrapunto y no gira; la pieza de trabajo gira alrededor

de la punta. Debido a la fricción y a la acumulación del calor que resulta, esta

disposición se usa normalmente a menores velocidades de rotación. El centro vivo

se puede usar a altas velocidades.

5. DIFERENCIAS ENTRE UN TORNO REVÓLVER DE UN TORNO

MECÁNICO.

Antes de mencionar las diferencias ente el torno mecánico y el de revolver vamos a

realizar una breve descripción de cada una de ellos:

Torno Mecánico: Es el torno básico usado para torneado y operaciones afines. Es

una máquina herramienta muy versátil que se opera en forma manual y se utiliza

ampliamente en producción baja y media. Es el tipo de torno que evolucionó

partiendo de los tornos antiguos cuando se le fueron incorporando nuevos

equipamientos que lograron convertirlo en una de las máquinas herramientas más

importante que han existido. Sin embargo, en la actualidad este tipo de torno está

quedando relegado a realizar tareas poco importantes. La figura 5.1 es un

FIGURA 4.2 Centros del contrapunto vivos o giratorios.

FIGURA 4.3 Centros del contrapunto muertos o fijos.

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diagrama de un torno mecánico en el que se muestran sus componentes

principales.

Torno Revolver: es un torno operado manualmente en el cual el contrapunto se ha

reemplazado por una torreta. Son máquinas capaces de realizar diferentes

operaciones de mecanizado (cilindrados, mandrinado, taladrado, roscado,

refrentado). El componente que caracteriza a este tipo de máquinas es la torreta

portaherramientas hexagonal que permite la colocación de hasta seis herramientas.

El cambio de herramienta se realiza girando la torreta o revólver). Dada la

capacidad de cambios rápidos de herramientas, el torno revólver se usa para

trabajos de alta producción que requieren una secuencia de cortes sobre la pieza.

En La figura 5.2 se muestran sus componentes principales de un torno revolver.

Como puede apreciar en la descripción de ambos la principal diferencia radica en

su uso o aplicaciones industriales:

Mientras que el torno mecánico está diseñado para realizar trabajos de

torneado y operaciones afines, puntuales o especiales; el torno revolver es una

variedad de torno diseñado para mecanizar piezas sobre las que sea posible el

trabajo simultáneo de varias herramientas con el fin de disminuir el tiempo total

de mecanizado.

El torno mecánico hoy por hoy su aplicación se reduce a los talleres de

aprendices y en los talleres de mantenimiento para realizar trabajos puntuales

o especiales. A diferencia en torno revolver se utiliza para la fabricación en

serie y de precisión.

Además, el poste convencional de herramientas que se usa en el torno

mecánico está remplazado en el torno revólver por una torreta giratoria en la

que se insertan las diferentes herramientas que realizan el mecanizado de la

pieza. También se pueden mecanizar piezas de forma individual, fijándolas a

un plato de garras de accionamiento hidráulico.

Para manejar bien los tornos mecánicos, se requiere la pericia de profesionales

muy bien calificados, ya que el manejo manual de sus carros puede ocasionar

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errores a menudo en la geometría de las piezas torneadas. En cambio en el

torno revólver una vez que la barra queda bien sujeta mediante pinzas o con un

plato de garras, se va taladrando, mandrinando, roscando o escariando la parte

interior mecanizada y a la vez se puede ir cilindrando, refrentando, ranurando,

roscando y cortando con herramientas de torneado exterior.

Figura 5.1. Principales componentes de un torno convencional. [Fuente (1)]

Figura 5.2. Principales componentes de un torno de revolver. (Fuente [1])

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6. CARACTERISTICAS QUE DISTINGUEN UN TALADRO PRENSA

RADIAL.

El taladro radial, figura 6.1, es una prensa taladradora grande diseñada para cortar

agujeros en piezas grandes. Su característica principal es que posee un brazo

radial a lo largo del cual se puede mover y ajustarse el cabezal del taladro. Por

tanto, el cabezal puede ponerse en posición a lo largo del brazo en lugares que son

significativamente distantes de la columna, lo cual permite acomodar piezas de

trabajo grandes.

7. DIFERENCIA ENTRE FRESADO PERIFÉRICO Y FRESADO

FRONTAL.

El fresado es una operación de maquinado en la cual se hace pasar una pieza de

trabajo enfrente de una herramienta cilíndrica rotatoria con múltiples bordes o filos

cortantes (en algunos casos raros se usa una herramienta con un solo filo cortante

llamado fresa perfilada simple). El eje de rotación de la herramienta cortante es

perpendicular a la dirección de avance. La orientación entre el eje de la

herramienta y la dirección del avance es la característica que distingue al fresado

del taladrado. En el taladrado, la herramienta de corte avanza en dirección paralela

FIGURA 6.1 Prensa taladradora radial.

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a su eje de rotación. La herramienta de corte en fresado se llama fresa o cortador

para fresadora y los bordes cortantes se llaman dientes. La máquina herramienta

que ejecuta tradicionalmente esta operación es una fresadora.

Hay dos tipos básicos de operaciones de fresado, como se muestra en la figura

7.1: a) Fresado periférico y b) fresado frontal.

Estos dos tipos de fresados tiene las siguientes diferencias particulares:

En el fresado periférico, también llamado fresado plano, el eje de la

herramienta es paralelo a la superficie que se está maquinando y la operación se

realiza por los bordes de corte en la periferia exterior del cortador; mientras que

en el fresado frontal, el eje de la fresa es perpendicular a la superficie de trabajo

y el maquinado se ejecuta cortando las orillas, tanto en el extremo como fuera de

la periferia de la fresa.

El fresado periférico se clasifica en: a) fresado de placa, b) ranurado, c)

fresado lateral, y d) fresado paralelo simultáneo, (como se muestra en la

figura 7.2). Por su parte el fresado frontal se clasifica en: a) fresado frontal

convencional, b) fresado frontal parcial, c) fresado terminal, d) fresado de

perfiles e) fresado de cavidades, y f) fresado de contorno superficial, (la

figura 7.3 ilustra los tipos de fresado frontal).

FIGURA 7.1 Dos

tipos básicos de la operación de fresado: a) fresado periférico o de dientes finos y b) fresado frontal.

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8. PROCESO DE FRESADO PERFILADO.

El fresado de perfiles es una forma de fresado terminal en el cual se corta una

pieza plana de la periferia. Ver figura 8.1.

El fresado de perfiles cubre el fresado multieje de superficies cóncavas y convexas

en dos y tres dimensiones. Cuanto mayor sea la pieza y más complicada de

mecanizar su configuración, más importante resulta el proceso de planificación. El

proceso de mecanizado se debería dividir en tres tipos de operaciones como

mínimo: Desbaste/semidesbaste, Semiacabado y Acabado.

FIGURA 7.2 Fresado periférico: a) fresado de placa, b) ranurado, c) fresado lateral y d ) fresado paralelo simultáneo

FIGURA 7.3 Fresado frontal:

a) fresado frontal convencional, b) fresado frontal parcial, c) fresado terminal, d) fresado de perfiles, e) fresado de cavidades y f) fresado de contorno superficial.

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A veces se requiere superacabado, realizado a menudo mediante técnicas de

mecanizado a alta velocidad. El fresado del material sobrante también llamado

refresado, está incluido en las operaciones de semiacabado y acabado.

9. FRESADO DE CAVIDADES.

Es otra forma de fresado terminal usado para fresar cavidades poco profundas en

partes planas. Tal como ilustra la figura 9.1.

10. DIFERENCIAS ENTRE FRESADO ASCENDENTE Y EL

FRESADO DESCENDENTE.

En el fresado periférico hay dos direcciones opuestas de rotación que puede tener

la fresa respecto al trabajo. Estas direcciones distinguen dos formas de fresado:

fresado ascendente y fresado descendente, que se ilustran en la figura 10.1.

FIGURA 8.1 Fresado perfilado

FIGURA 9.1 Fresado en cavidades

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Entre estos dos tipos de fresado podemos mencionar las siguientes diferencias:

En el fresado ascendente, también llamado fresado convencional, la

dirección del movimiento de los dientes de la fresa es opuesto a la dirección

de avance cuando los dientes cortan el trabajo. Es decir, cortan “contra el

avance”. En el fresado descendente, también llamado fresado tipo

escalamiento, la dirección del movimiento de la fresa es la misma que la

dirección de avance cuando los dientes cortan el trabajo. Es un fresado “con el

avance”.

La configuración geométrica relativa de estas dos formas de fresado tiene

sus diferencias en las acciones de corte. En el fresado ascendente, la viruta

formada por cada diente del cortador comienza muy delgada y aumenta su

espesor durante el paso del diente. En el fresado descendente, cada viruta

empieza gruesa y se reduce a través del corte.

La longitud de la viruta en el fresado descendente es menor que en el

fresado ascendente (en la figura, la diferencia está exagerada para mayor

comprensión). Esto significa una reducción en el tiempo de trabajo por volumen

de material cortado, lo cual tiende a incrementar la vida de la herramienta en el

fresado descendente.

La dirección de la fuerza de corte es tangencial a la periferia de la fresa para

los dientes que están enganchados en el trabajo. En el fresado ascendente hay

una tendencia a levantar la pieza de trabajo al salir los dientes del cortador del

FIGURA 10.1 Dos formas

de fresado con una fresa de 20 dientes: a) fresado ascendente y b) fresado descendente.

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material. En el fresado descendente la dirección de la fuerza de corte es hacia

abajo, y por esa causa el trabajo se mantiene contra la mesa de la máquina de

fresado.

11. CENTRO DE MAQUINADO.

Un centro de maquinado es una máquina altamente automatizada capaz de realizar

múltiples operaciones de maquinado en una instalación bajo CNC (control

numérico computarizado) con la mínima intervención humana. Las operaciones

típicas son aquellas que usan herramientas de corte rotatorio, como los cortadores

y las brocas. Las siguientes características hacen de estos centros de maquinado

una máquina productiva:

Cambio automático de herramientas. Para cambiar de una operación de

maquinado a la siguiente se debe cambiar las herramientas. Esto se hace en un

centro de maquinado por medio de un programa de control numérico que

controla a un cambiador automático de herramientas diseñado para intercambiar

cortadores entre los husillos de la máquina y un tambor de almacenamiento de

herramientas. Las capacidades de estos tambores fluctúan por lo general de 16

a 80 herramientas de corte.

Paletas transportadoras. Algunos centros de maquinado están equipados con

dos o más transportadoras de paletas que pueden transferir automáticamente la

pieza de trabajo al husillo de la máquina. Con dos paletas, el operador puede

descargar las piezas previamente maquinadas y cargar las siguientes, mientras

la máquina herramienta se encarga de maquinar la pieza en turno. Esto reduce

el tiempo no productivo en la máquina.

Posicionado automático de las piezas de trabajo. Muchos centros de

maquinado tienen más de tres ejes. Uno de los ejes adicionales se diseña

frecuentemente como una mesa rotatoria para poner la pieza en posición,

formando un ángulo específico respecto al husillo. La mesa rotatoria permite a

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herramienta de corte desempeñar el maquinado en cuatro lados de la pieza en

una sola instalación.

Los centros de maquinado se clasifican en horizontales, verticales o universales. La

designación se refiere a la orientación de husillo. Los centros de maquinado

horizontal (HMC por sus siglas en inglés) maquinan normalmente piezas de

forma cúbica donde la herramienta de corte tiene acceso a los cuatro lados

verticales del cubo. Los centros de maquinado vertical (VMC, por sus siglas en

inglés) están adaptados para piezas planas en los cuales la herramienta puede

maquinar la superficie superior. Los centros de maquinado universal tienen

cabezales de trabajo que pueden girar los ejes del husillo a cualquier ángulo entre

el vertical y el horizontal, como se ilustra en la figura 11.1.

Un centro de torneado CNC moderno, figura 11.2, es capaz de desempeñar varias

operaciones de torneado y operaciones relacionadas, torneado de contorno y

secuenciado automático de herramientas, todas bajo control computarizado.

Además, los centros de torneado sofisticado pueden realizar 1) calibrado de piezas

de trabajo (verificación de las dimensiones clave después del maquinado), 2)

monitoreo de las herramientas (sensores que indican cuando las herramientas

están desgastadas), 3) cambio automático de herramientas cuando se desgastan, y

además 4) cambio automático de piezas de trabajo al final de cada ciclo.

FIGURA 11.2 Centro de torneado de cuatro ejes y CNC. FIGURA 11.1 Centro de maquinado universal.

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12. DIFERENCIAS ENTRE UN CENTRO DE MAQUINADO Y UN

CENTRO DE TORNEADO.

Podemos mencionar las siguientes diferencias entre un centro de maquinado y un

centro de torneado:

Un centro de maquinado es una máquina altamente automatizada capaz de

realizar múltiples operaciones de maquinado en una instalación bajo CNC

(control numérico computarizado) con la mínima intervención humana.

Mientras que el torneado es un proceso de maquinado en el cual se realizan

pocas operaciones simultaneas y el proceso requiere mucha más operación

manual.

En un centro de torneado se maquinan principalmente piezas cilíndricas y el

material gira mientras la herramienta de corte permanece fija. Por su parte en

un centro de maquinado las operaciones típicas son aquellas que usan

herramientas de corte rotatorio, y las herramientas giran para hacer el corte

en el material que se sujeta y se mantiene fijo.

Generalmente los centro de torneados se programan 2 ejes mientras que en

los centros de maquinado puede ser de 3, 4 o 5.

13. DIFERENCIAS ENTRE EL CEPILLADO Y EL PERFILADO.

El perfilado y el cepillado son operaciones similares ambas incluyen el uso de una

herramienta de corte de una sola punta movida linealmente respecto a la pieza de

trabajo. En el perfilado y cepillado convencionales, se crea una superficie plana y

recta. La diferencia entre las dos operaciones se ilustra en la figura 13.1. En el

perfilado, el movimiento de velocidad se obtiene al mover la herramienta de corte,

mientras que en el cepillado se logra con el movimiento de la pieza de trabajo.

También podemos mencionar que el perfilado se realiza con una máquina

herramienta llamada perfiladora y el cepillado con una llamada cepillo (ver figura

13.2 y 13.3).

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FIGURA 13.1 a) Perfilado y b) cepillado

14. DIFERENCIAS ENTRE ESCARIADO INTERNO Y ESCARIADO

EXTERNO.

El escariado se realiza usando una herramienta de corte de dientes múltiples que

se mueve linealmente en relación con el trabajo en dirección al eje de la

herramienta, como se muestra en la figura 14.1. La herramienta de corte se llama

brocha, y la máquina herramienta se llama máquina brochadora.

FIGURA 13.2 Componentes de una perfiladora. FIGURA 13.3 Cepillo de mesa abierto lateralmente.

FIGURA 14.1 Operación de brochado..

22


Hay dos tipos principales de brochado: externo (también llamado brochado de

superficie) e interno. La diferencia entre esto dos tipos es que el brochado externo

se ejecuta sobre la superficie externa del trabajo para crear ciertas formas de la

sección transversal en la superficie, (La figura 14.2a muestra algunas posibles

secciones transversales que pueden formarse por brochado externo). Mientras que

el brochado interno se ejecuta en la superficie interna de un agujero de la pieza.

Por consiguiente, en la pieza de trabajo debe estar presente el agujero inicial, de

manera que se pueda insertar la brocha al principio de la carrera de brochado, (La

figura 14.3 b indica algunas de las formas que pueden producirse por brochado

interno).

15. FACTORES BASICOS QUE AFECTAN EL ACABADO DE

SUPERFICIE EN MAQUINADO.

Los factores básicos que afectan el acabado de superficie en maquinado son:

Factores geométricos,

Factores de material

Factores de vibración y de la máquina herramienta.

FIGURA 22.34 Formas de trabajo que se pueden cortar por: a) brochado externo y b) brochado interno. El achurado indica las superficies brochadas.

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Factores geométricos: Estos factores determinan la geometría de la superficie en

una pieza maquinada. Éstos incluyen: 1) el tipo de operación de maquinado; 2) la

geometría de la herramienta de corte, la más importante es el radio de la nariz; y 3)

el avance. La característica de la superficie que resulta de estos factores es la

rugosidad superficial “ideal” o “teórica” que se obtendría en ausencia de los

factores del material de trabajo, de la vibración y de la máquina herramienta.

Factores del material de trabajo: En la mayoría de las operaciones de

maquinado, no es posible alcanzar el acabado ideal de la superficie, debido a los

factores que se relacionan con el material de trabajo y a su interacción con la

herramienta. Los factores del material de trabajo que afectan el acabado son: 1)

efectos de recrecimiento del filo (AEF), debido a que se forma una AEF que se

desprende en algún momento, las partículas se depositan en la superficie de

trabajo recién creada y ocasionan una textura rugosa parecida al del papel de lija;

2) daño a la superficie causado por la viruta enredada en el trabajo; 3)

desgarramiento de la superficie de trabajo durante la formación de viruta cuando se

maquinan materiales dúctiles; 4) grietas en la superficie causadas por la formación

discontinua de viruta cuando se maquinan materiales quebradizos y 5) fricción

entre el flanco de la herramienta y la superficie de trabajo recién generada. Estos

factores del material de trabajo son influidos por la velocidad de corte y el ángulo

de inclinación, de manera que un aumento de la velocidad de corte o del ángulo de

inclinación produce mejoras en el acabado superficial.

Factores de vibración y de la máquina herramienta: Estos factores se

relacionan con la máquina herramienta, con las herramientas utilizadas y con la

instalación de la operación. Incluyen el traqueteo o vibración de la máquina o de la

herramienta de corte, la deflexión de los montajes que es una resultante frecuente

de la vibración y el juego entre los mecanismos de avance, particularmente en

máquinas herramienta antigua. Si estos factores de la máquina herramienta

pueden minimizarse o eliminarse, la rugosidad superficial en el maquinado será

determinada primordialmente por los factores geométricos y los factores del

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material de trabajo descritos antes. El traqueteo o vibración en la operación de una

máquina puede producir ondulaciones pronunciadas en la superficie de trabajo. El

operador puede distinguir un ruido característico cuando ocurre el traqueteo. Los

pasos posibles para reducir o eliminar la vibración incluyen 1) añadir rigidez o

amortiguación a la instalación, 2) operar a velocidades que no causen fuerzas

cíclicas cuya frecuencia se aproxime a la frecuencia natural del sistema de la

máquina herramienta, 3) reducir los avances y las profundidades para disminuir las

fuerzas de corte y 4) cambiar el diseño del cortador para reducir fuerzas. La

geometría de la pieza de trabajo también puede tener influencia en el traqueteo.

Las secciones transversales delgadas tienden a incrementar la posibilidad de

traqueteo; por lo tanto, requieren soportes adicionales para mitigar esta condición.

16. DEFINA MAQUINABILIDAD.

Con maquinabilidad se denota la facilidad relativa con la que puede maquinarse un

material (por lo general un metal) usando las herramientas y las condiciones de

corte adecuadas.

17. CRITERIOS POR LO QUE SE VALORA COMUNMENTE LA

MAQUINABILIDAD EN OPERACIONES DE MAQUINADO DE

PRODUCCION.

Para evaluar la maquinabilidad se usan varios criterios; los más importantes son:

Vida de la herramienta,

Fuerzas y potencia,

Acabado superficial y

Facilidad de eliminación de la viruta.

Se podría considerar también la temperatura de corte y la velocidad de remoción del

material bajo las condiciones estándar. Aunque la maquinabilidad se refiere

generalmente al material de trabajo, debe reconocerse que el buen desempeño del

maquinado no depende sólo del material. El tipo de operación de maquinado, el

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trabajo de herramientas y las condiciones de corte son también factores

importantes. Además, el criterio de maquinabilidad es una fuente de variación. Un

material puede prolongar la vida de la herramienta mientras que otro puede

proporcionar un mejor acabado superficial. Todos estos factores hacen difícil la

evaluación de la maquinabilidad.

18. PROPIEDADES FISICAS O MECANICAS IMPORTANTES QUE

AFECTAN LA MAQUINABILIDAD DE UN MATERIAL DE

TRABAJO.

Muchos factores de materiales de trabajo afectan el desempeño del maquinado.

Las propiedades mecánicas de un material de trabajo que afectan la

maquinabilidad incluyen la:

1. La Dureza y la resistencia. Al incrementarse la dureza, aumenta el

desgaste abrasivo en lo que la vida de la herramienta se reduce. La

resistencia se indica por lo general como resistencia a la tensión, aun

cuando el maquinado implica esfuerzos cortantes. Por supuesto, las

resistencias a la cortante y a la tensión están correlacionadas. Al aumentar

la resistencia del material, se incrementan las fuerzas de corte, la energía

específica y la temperatura de corte, lo que hace que el material sea más

difícil de maquinar. Por otro lado, una Dureza muy baja puede ir en

detrimento del desempeño del maquinado. Por ejemplo, el acero al bajo

carbono, cuya dureza es relativamente baja, con frecuencia es demasiado

dúctil para poder maquinarlo bien.

2. La alta Ductilidad causa desgarramientos del metal al formarse virutas y

produce un deficiente acabado y problemas con la eliminación de las virutas.

A menudo se usa el estirado en frío de las barras de bajo carbono para

incrementar su dureza superficial y propiciar el rompimiento de las virutas

durante el corte.

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3. La Composición química de un metal tiene un efecto importante sobre las

propiedades, y en algunos casos afecta los mecanismos de desgaste que

actúan sobre el material de la herramienta. La composición química afecta la

maquinabilidad a través de estas relaciones.

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Conclusiones

CONCLUSIONES

El trabajo realizado me brindó la oportunidad de obtener más conocimientos

sobre un tema tan importante, complejo e interesante como lo es el proceso

de operaciones de maquinado y maquinas herramientas.

Se llegó a la conclusión que tanto el torno como la fresadora son las

máquinas herramientas más utilizadas en las operaciones de maquinado, las

cuales nos ofrecen exactitud y calidad para la fabricación de piezas;

El torno es una máquina compuesta por un cilindro que gira alrededor de su

eje por la acción de ruedas o palancas, y que actúa sobre la resistencia a

través de una cuerda que se va enrollando en el cilindro, al igual que la

fresadora sirven para la maquinación de piezas, la fresadora es aquella

máquina utilizada para realizar mecanizados por arranque de viruta

mediante el movimiento de una herramienta rotativa de varios filos de corte

denominada fresa.

El torneado es una operación con arranque de viruta que permite la

elaboración de piezas cilíndricas, cónicas y esféricas, mediante el

movimiento uniforme de rotación alrededor del eje fijo de la pieza.

El taladrado es la operación que consiste en efectuar un hueco cilíndrico en

un cuerpo mediante una herramienta de denominada broca, esto se hace

con un movimiento de rotación y de alimentación.

Finalmente, después de entender cuál fue el fin de la operaciones de

maquinado, podemos decir que nuestro objetivo se cumplió, ahora tenemos

una idea más clara de lo que significa el maquinado de una pieza,

conocimiento que seguramente será aplicado en el futuro.

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RECOMENDACIONES

RECOMENDACIONES

Es de gran importancia que el futuro profesional ingeniero industrial tenga

conocimiento de los procesos de manufactura de mayor aplicación para la

fabricación de piezas y materiales, así como de los procesos industriales

básicos, ya que con la numerosa incorporación de empresas pequeñas y

medianas basadas en procesos de manufactura y la incorporación de

tecnología de punta para mantener o aumentar sus índices de

competitividad se hace necesario que los conocimientos adquiridos en el

salón de clases sean llevados a la práctica con la elaboración de trabajos

como este.

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BIBLIOGRAFIA

BIBLIOGRAFIA

FUNDAMENTOS DE MANUFACTURA MODERNA Materiales, procesos y sistemas Tercera edición Mikell P. Groover

Profesor de ingeniería industrial y de sistemas

Lehigh University

[1] Kalpakjian, S.; Schmid, S.R. Manufactura, Ingeniería y Tecnología. 2008.

5ª Edición, Pearson Educación, México.

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Figura 12.3. Dispositivos de sujeción de la pieza de trabajo.

Figura 12.2. Principales operaciones en torno. [Fuente (1)]

Figura 12.4. Torreta portaherramientas manual (a); Torreta

giratoria automática (b). Tambor giratorio (c). (Fuente [2])

ANEXOS

ANEXOS

Anexo 1.- Torno Controlado por computador y torreta.

Figura 12.1. Torno CNC y torreta (10 herramientas). (Fuente [1])

Anexo 2.- Operaciones de torneado y dispositivo de sujeción.

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Figura 12.7. Diferentes tipos de brocas y operaciones de taladrado. (Fuente [1])

Figura 12.6. Principales operaciones en fresa

ANEXOS

Anexo 3.- Tipos de máquinas fresadoras.

Figura 12.5. Fresadora Horizontal (izq.). Fresadora Frontal o Vertical (dcha.). (Fuente [1])

Anexo 4.- Diferentes tipos de fresas y de brocas de taladro.

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Figura 12.9. Centro de Torneado CNC Modernos

ANEXOS

Anexo 5.- Diferentes tipos de fresas.

Anexo 5.- Centro de Torneado CNC Moderno.

Figura 12.8. Diferentes tipos de fresa: de planear (a); frontal (b); cilíndrica (c); frontal con punta esférica (d); de disco (e); frontal cónica (f); de forma (g); de ranurar en T (h); compuesta (i); fresa madre (j); de ranurar en cola de milano (k); fresa módulo (l).

Documents

Trabajo de Proceso de Maquinado y Máquinas Herramientas - Jun-29-2015 R2