“FABRICACIÓN DE CABEZAL MORTAJADOR ADAPTABLE AL CABEZAL VERTICAL DE FRESADORA UNIVERSAL SAIMP, PARA REDUCIR EL TIEMPO DE MECANIZADO DE RANURAS Y DENTADOS INTERIORES” ELABORADO POR: Noe Arturo, LINARES CHUNG
Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
INTRODUCCIÓN El presente informe del proyecto de investigación está centrado en la fabricación del cabezal mortajador adaptable al cabezal vertical de una fresadora universal Saimp fu-1 modelo 821. Este accesorio permitirá reducir el tiempo de mecanizado de ranuras y dentados interiores, también ayudará a comprender el mecanismo de funcionamiento.
Para desarrollar esta investigación los contenidos se organizan en cinco capítulos:
El primer capítulo contiene el aspecto informativo de la institución, donde presenta el nombre y la ubicación geográfica, así como la misión, visión y el organigrama de la institución. También presenta la distribución de cargos y equipamiento del taller de mecánica de producción.
El segundo capítulo contiene el planteamiento del problema de la investigación, desde la descripción de la realidad problemática, la formulación del problema: ¿Cómo fabricar un cabezal mortajador adaptable al cabezal vertical de fresadoras universales Saimp fu-1 modelo 821, para reducir el tiempo de mecanizado de ranuras y dentados interiores? Se incluye también las hipótesis generales y específicas y objetivos generales y específicos.
En el tercer capítulo contiene los fundamentos teóricos que comprende los contenidos conceptuales y contenidos tecnológicos, dentro de los contenidos se abarca el origen, las características, tipos, el mecanismo y su aplicación. Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
En el cuarto capítulo se presenta la metodología del proyecto, el tipo de investigación, el método, el diseño y técnica e instrumentos de investigación En el quinto capítulo se presenta la ejecución del proyecto, donde se encuentra el diseño de planos de cada uno de las piezas así como el ensamble, también el desarrollo de los procesos de fabricación de cada uno de las piezas, las herramientas e instrumentos utilizados en el proceso de fabricación, materiales e insumos, ejecución del presupuesto, las normas de seguridad, y evaluación del trabajo. Al final se presenta las conclusiones de la investigación, también las recomendaciones y las fuentes de información.
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CAPĂ?TULO I ASPECTO INFORMATIVO
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1.1 DATOS GENERALES DE LA INSTITUCIÓN 1.1.1 NOMBRE DE LA INSTITUCION: INSTITUTO DE EDUCACIÓN SALESIANO
SUPERIOR TECNOLÓGICO PRIVADO
1.1.2 UBICACIÓN: Av. BRASIL 210 – BREÑA
Instituto SALESTEC
LEYENDA: INSTITUTO EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLÓGICO PRIVADO SALESIANO
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1.1.3 DESCRIPCIÓN DEL CAMPO DE ACCIÓNDE LA
INSTITUCIÓN: La Institución Salesiana tiene bien definidas sus metas lo que quiere ser y hacia donde tiene que llegar: MISIÓN Somos una Comunidad Educativo-Pastoral inspirada en la Pedagogía Salesiana,
que
brinda
un
servicio
educativo
de
calidad
a
jóvenes
preferentemente de escasos recursos. Los forma como profesionales creyentes, competentes, emprendedores y líderes en el campo Pedagógico y Tecnológico, capaces de contribuir al desarrollo de una sociedad justa y solidaria. VISIÓN Crecer como institución líder en la formación profesionales técnicos en valores humanos y cristianos. Mejorar la infraestructura y equipamiento con tecnología moderna. Promover la investigación, la innovación y gestión empresarial al servicio de la sociedad. Estar conformado por profesionales altamente calificados
a. Servicios que brinda la Institución: Los servicios que brinda la institución en función de la formación de los alumnos tanto del tecnológico como del CETPRO son los siguientes:
El Programa Tecnológico, funciona en turno diurno en los siguientes
horarios de 8:00am a 1:30pm: Comprende cuatro especialidades: Mecánica de Producción, Mecánica Automotriz, Artes gráficas y Electrónica Industrial.
La duración de este Programa es por un periodo de tres años de profesionalización técnica, divididos en 6 semestres totales al término de este Programa la institución brinda un Titulo Técnico por haber logrado satisfactoriamente los tres años formación técnica a Nombre de la Nación. Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
El Centro Técnico Productivo (CETPRO) es un Programa de capacitación
inmediata que lleva un programa modular en periodos de tres meses, el horario de funcionamiento es nocturno de 5:30pm a 10:00pm de lunes a viernes: Ofrece las siguientes especialidades: Maquinas Herramientas, Mecánica Automotriz, Ebanistería, Artes gráficas, Electrónica, Informática, Electricidad, Mecánica de Motos.
Formación humana pastoral. La formación humana o servicio pastoral
está estructurada para responder a las inquietudes, dudas, expectativas, otras motivaciones de los estudiantes tanto del área Tecnológico, como del CETPRO.
Perfil del profesional en Mecánica de Producción. “El profesional de Mecánica de Producción de SALESTEC organiza
labores productivas al interior de una planta metalmecánica, fabrica matrices de corte embutido para las fabricación en serie de productos de metal mecánica, desarrolla procesos de mantenimiento preventivo de la maquinaria a su cargo, procesos de recuperación de elementos de maquinaria a través de operaciones de
soldadura,
realiza
fabricaciones
con
máquinas
y
herramientas
convencionales y de CNC, sistematiza la información en planos de fabricación a través de programas de CAD. En otras palabras está preparado para asumir exitosamente distintas labores en el área productiva de cualquier empresa.
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Organización del SALESTEC (organigrama)
CONGREGACION SALESIANA
DIRECCION GENERAL CONSEJO SDB
IMAGEN INSTITUCIONAL CONSEJ CEP
COMITÉ DE SEGURIDAD
CONSEJO DIRECTIVO
INFORMATICA
SERVICIO SOCIAL INSERCION LABORAL
UNIDAD ACADEMICA
UNIDAD ADMINISTRATIVA
UNIDAD PASTORAL
INVESTIGACION SECRETARIA
RECEPCION Y
CONTABILIDAD
EXTENSIÓN
VIGILANCIA
ANIMCION VOCACIONAL.
TUTORIA Y APOYO PSICOLÓGICO
BIBLIOTECA
TESORERIA
PRACT. PROFESIONAL SERVICIOS GENERALES JEFE M. AUTOMOTRIZ
JEFE M. PRODUCCION
JEFE
JEFE
ELECTRONICA
A. GRAFICAS
Dirección General: Lidera la gestión institucional y la representa a la institución ante organismos públicos y privados, en asuntos de su competencia.
Consejo SDB: Asesora a la dirección general en el más alto nivel estratégico
Consejo directo: Asesora a la dirección general.
Consejo de la CEP (CONEI): Asesora la dirección general.
Área de informática: Provee y administra, con calidad, los servicios que satisfagan las necesidades informáticas con el propósito de apoyar a los usuarios de manera eficiente, efectiva y oportuna en sus funciones y los procesos administrativos de la organización contribuir al desarrollo Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
organizacional, a través del sostenimiento innovación e implementación de los sistemas integrados de información y de equipos de avanzada tecnología.
Oficina de inserción laboral: Tiene como función la inserción laboral de los egresados de la institución. Asesoramiento en talleres ABE (asesoramiento de búsqueda de empleo).
Comité de seguridad: Esta encargado de la conservación de bienes materiales e infraestructura.
Recepción: Es la persona responsable de la atención personalizada al público y de las solicitudes en general del público.
Secretaria
académica:
Desarrolla
una
adecuada
organización
funcionamiento de los procesos académicos, administrativos del I.S.S, con el objetivo de apoyar y facilitar el logro de los objetivos de la docencia y formación profesional.
Departamento
de
investigación:
Promueve
el
desarrollo
de
mecanismos e instrumentos de la investigación en currículo de los programas académicos formación profesional.
Asesoría de investigación tecnológica: Realiza el asesoramiento a los estudiantes de las diferentes especialidades, en la elaboración de los informes técnicos y proyectos de innovación, en cumplimiento de las normas de titulación dadas por el ministerio de educación en coordinación con los jefes de área y coordinación tecnológica.
Coordinador de la unidad académica: Planifica y conduce los procesos académicos del programa tecnológico en coordinación con el Director Académico.
Jefe de área: Es el responsable de la organización y el funcionamiento del área en el ámbito pedagógico así como de servicios y/o producción.
Unidad pastoral: Es el responsable de:
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o Estimular y acompañar a los jóvenes para que desarrollen sus recursos Humanos. o Orientar a los jóvenes hacia el encuentro con CRISTO JESUS. o Animar a los jóvenes a madurar en un responsable sentido. o Orientar hacia el descubrimiento de la propia vocación, como compromiso
de
la
transformación
del
mundo
(dimensión
vocacional).
Tutoría y apoyo psicológico: Estimula y acompaña a los jóvenes para que desarrollen todos sus recursos humanos, y hagan aflorar las aspiraciones profundas hasta anhelar al trascendente.
Animación vocacional: Orienta hacia el descubrimiento de la propia vocación, como compromiso de transformación del mundo.
Organización interna del área de Mecánica de Producción
Jefe de Taller de Mecánica de Producción
Jefe de Almacén
Soldadura
Máquinas Básicas
Máquinas Convencionales
Laboratorio CNC
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b. Recursos humanos El área de Mecánica de Producción (MP) cuenta con un jefe de área, un almacenero y profesores especializados en el área y los estudiantes. El jefe de área coordina, monitorea, dirige la planificación conjuntamente con los profesores, prepara solicitudes en caso que hay deficiencia de algún material u otros requerimientos en el taller. El encargado del almacén distribuye puntualmente las herramientas necesarias a los alumnos, tanto de turno mañana como del turno tarde. Vela por el buen uso y mantenimiento adecuados de las herramientas, hace inventarios de las herramientas que se usan para las prácticas. Los docentes son los responsables de la formación tanto técnico como teórico de los estudiantes en el área de mecánica de producción para la posterior inserción en la sociedad laboral. Los estudiantes cumplen su función de ser alumnos asumiendo con responsabilidad sus deberes. Además reciben la formación integral durante el periodo que dura la formación técnica.
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PLANO DEL TALLER DE MECÁNICA DE PRODUCCIÓN
Área de soldadura
Oficina Principal
Almacén de herramientas
Vestuario 1
Vestuario 2
Sección de fresadoras
Soldadura Entrada principal
Fresadora Puente
Área de Limadoras
Área de taladros
Taladro radial
Sierra alternativa
Sección de tornos
Laboratorio CNC
Aula 1
Depósito de Materiales
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c. Equipamiento de Mecánica de Producción Fresadora Es una máquina 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. Además de las piezas fresadas pueden ser desbastadas o afinadas. Figura 1
Fresadora
Torno Se denomina torno a un conjunto de máquinas que permiten mecanizar piezas de forma geométrica de revolución. Estas máquinas-herramienta operan haciendo girar la pieza a mecanizar (sujetado en el cabezal o fijada entre los puntos de contraje) mientras una o varias herramientas de corte son empujadas en un movimiento regulado de avance contra la superficie de la pieza, cortando la viruta de acuerdo con las condiciones tecnológicas de mecanizado adecuadas.
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Figura 2
Torno
Máquina de soldar:
TORNO PARALELO
Es un proceso de fabricación en donde se realiza la unión de los materiales, Generalmente metales a través de la coalescencia (fusión), en la cual las piezas son soldadas fundiendo ambas partes y pudiendo agregar un material de relleno fundido, para conseguir un baño de material fundido (el baño de soldadura), Que al enfriarse, se convierte en una unión fija. A veces la presión es usada conjuntamente con el calor, o por sí misma, para producir la soldadura. Figura 3
Soldadura
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Torno control numérico Torno de control numérico o torno CNC se refiere a una máquina herramienta del tipo torno que se utiliza para mecanizar piezas de revolución mediante un software de computadora que utiliza datos alfa-numéricos, siguiendo los ejes cartesianos X,Y,Z. Se utiliza para producir en cantidades y con precisión porque la computadora que lleva incorporado controla la ejecución de la pieza. Un torno CNC puede hacer todos los trabajos que normalmente se realizan mediante diferentes tipos de torno como paralelos, copiadores, revólver, automáticos e incluso los verticales. Su rentabilidad depende del tipo de pieza que se mecanice y de la cantidad de piezas que se tengan que mecanizar en una serie.
Fig.4
Torno CNC
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CAPÍTULO II PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
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2.1 Descripción de la realidad problemática.
En la sociedad actual los avances tecnológicos científicos han aportado mucho con las investigaciones e innovaciones en las áreas técnicas especialmente en el área de metal mecánica, de esta manera han logrado reducir el tiempo, el costo, la reducción de la mano de obra en la producción de máquinas herramientas, herramientas de corte y accesorios.
En los talleres de metal mecánica existen maquinarias como: tornos, fresadoras y otras máquinas herramientas que requieren el uso de accesorios complementarios para la fabricación de piezas. Los distintos modelos de fresadoras cuentan con accesorios para fabricar piezas complejas: engranajes, ranuras, cremalleras, etc. Cada accesorio tiene una función particular para la manufactura de piezas, como el cabezal mortajador que tiene una gran variedad de uso, para elaborar ranuras, para realizar cuñeros o chaveteros y dentados interiores. Este accesorio fue creado principalmente para acoplar a las fresadoras universales, con el fin de abaratar los costos y con fines prácticos. Sin embargo los precios siguen siendo elevados y no tan prácticos en el montaje debido al peso del cabezal (Aproximado 60 Kilos). En las pequeñas y medianas empresas dedicadas al rubro de metal mecánica no es fácil encontrar este tipo de accesorios ya sea por el costo o escases en el mercado local. Las instituciones educativas técnicas
tanto
privadas y del estado cuentan con equipamiento de máquinas herramientas para sus enseñanza; pero este accesorio hace falta para enseñar su operación. Sim embargo existen mortajadoras adaptables a la columna de las fresadoras universales, pero son demasiadas pesadas para montarlas necesitando por lo menos 3 personas para realizar el montaje de dicho accesorio, ocasionando pérdida de tiempo en el mecanizado. Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
En el taller de mecánica de producción contamos con una gran variedad de máquinas herramientas, sin embargo encontramos los siguientes problemas: La falta del cabezal mortajador debido a la escasez y el elevado costo que esta demanda, ocasionando un desconocimiento y la falta de aprendizaje de los estudiantes de mecánica de producción en la operación de este accesorio. También ocasiona que los proyectos realizados por los estudiantes sean elaborados de manera incompleta como: ranuras de engranajes, bocinas, poleas y engranajes interiores. Si este problema sigue latente, ocasionará que los estudiantes de mecánica de producción sigan sin culminar los proyectos que requieran ranuras y dentados interiores, y además desconocimiento en el manejo del accesorio. Este conjunto de situaciones problemáticas son las principales razones que han motivado para elegir como proyecto de propuesta: la fabricación de cabezal mortajador adaptable al cabezal vertical de la fresadora universal Saimp, para reducir el tiempo en el mecanizado de ranuras y dentados interiores, que tiene una gran utilidad en las empresas, talleres y sobre todo, en los centros educativos técnicos de metal mecánica.
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2.2 Formulación del Problema.
Ante el problema presentado se formula lo siguiente 2.2.1. Problema General.
¿Cómo fabricar un cabezal mortajador adaptable al cabezal vertical de fresadora universal Saimp fu-1 modelo 821, para reducir el tiempo en mecanizado de ranuras y dentados interiores?
2.2. 2. Problemas específicos.
¿Qué programa será necesario para diseñar y simular los planos del cabezal mortajador?
¿Cuáles serán los materiales más óptimos en la fabricación del cabezal mortajador que puedan asegurar la duración y reducir la vibración al momento de mecanizar las ranuras y dentados interiores?
¿Qué máquinas herramientas serán utilizados en la fabricación de las piezas del cabezal mortajador, que permitan la precisión en la fabricación de las piezas?
¿De qué manera se podrá comprobar 0° y el tiempo de desmontaje y montaje para el funcionamiento del cabezal mortajador?
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2.3 Posibles soluciones al problema identificado.
Después de haber identificado el problema, daremos posibles soluciones que deben ayudar a desarrollar el problema identificado; por tanto
el
planteamiento de las hipótesis será fundamental en el proceso de desarrollo y ejecución del proyecto.
2.3.1. Solución General (Hipótesis General).
Si se fabrica un cabezal mortajador, adaptable al cabezal vertical de fresadora universal Saimp fu-1 modelo 821, entonces permitirá reducir el tiempo en el mecanizado de ranuras y dentados interiores.
2.3.2. Soluciones específicas (H. específicas).
Si se utiliza el programa Autodesk Inventor, entonces permitirá el diseño y simulación de cabezal mortajador para su posterior fabricación de las piezas.
Si se emplea el material de fierro fundido, acero bonificado, Cronit y bronce en la fabricación del cabezal mortajador, entonces garantizara la durabilidad y reducción de la vibración al momento de mecanizar las ranuras y dentados interiores.
Si se emplea el torno, la fresadora y el centro mecanizado en la fabricación del cabezal mortajador, entonces permitirá fabricar las piezas con precisión.
Si se comprueba la verticalidad (0°) y reducción del tiempo en desmontaje y montaje funcionamiento del cabezal mortajador, entonces se podrá mecanizar ranuras, dentados interiores en menos tiempo. Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
2.4. Objetivos.
2.4.1. Objetivos Generales. Fabricar un cabezal mortajador adaptable al cabezal vertical de fresadora universal Saimp, a través de la aplicación adecuada de los conocimientos técnicos de fresado y torneado, para reducir el tiempo en el mecanizado de ranuras y dentados interiores. 2.4.2 Objetivos Específicos.
Utilizar
el
programa
Autodesk
Inventor
a
través
de
conocimientos técnicos de diseño y simulación, para verificar el funcionamiento de las piezas del cabezal mortajador.
Elegir los materiales de fierro fundido nodular, bronce, cronit y aceros bonificados: VCN y VCL en la fabricación de las piezas del cabezal mortajador a través de conocimientos de materiales industriales, para asegurar la duración y reducir la vibración en el mecanizado.
Elegir el torno, la fresadora y centro mecanizado según la complejidad de mecanizado a través de conocimientos técnicos del torneado y el fresado, para conseguir la precisión en la fabricación de las piezas.
Demostrar la verticalidad 0° y reducción del tiempo de desmontaje y montaje del cabezal mortajador a través de conocimientos técnicos en la fabricación de las piezas y el uso adecuado de instrumento de medición.
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CAPÍTULO III FUNDAMENTOS TEÓRICOS
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3.1
Antecedentes En el presente proyecto de investigación se plantea la siguiente pregunta: ¿Cómo fabricar un cabezal mortajador adaptable al cabezal vertical de fresadora universal Saimp fu-1 modelo 821, para reducir el tiempo en mecanizado de ranuras y dentados interiores? Con el fin de recabar información de los proyectos anteriores se acudió a las siguientes instituciones educativas técnicas: 1.
ISTP José Pardo en la Av. Grau # 620, La Victoria
2.
SENATI en la Av. Alfredo Mendiola # 3520 Independencia
3.
ISTP María Rosario Aráoz Pinto en la Av. La Marina Nº 3500, San
Miguel, Lima 4.
ISTP “MANUEL SEOANE CORRALES” en la Av. Wiesse cuadra
44 San Juan de Lurigancho Con respecto al tema de investigación no se encontró ningún informe técnico, proyecto de investigación, ni tesis referidas a dicho proyecto. Eso significa un desafío, para recabar información teórica y técnica que pueda ayudar a clarificar lo que se pretende innovar en este proyecto.
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3.2
CONTENIDOS TEÓRICOS
3.2.1. Contenido conceptuales 3.2.1.1
Mortajadora
3.2.1.1.1
Generalidades.
Según Castro (2001); La mortajadora, también se denomina limadora vertical, es una máquina cuya herramienta animada de movimiento rectilíneo y alternativo vertical o poco inclinado arranca viruta al moverse sobre piezas fijadas sobre la mesa de la máquina. Todo lo indicado para la limadora resulta igualmente aplicable a la mortajadora, excepto que el plano en el que se produce el movimiento principal de corte es vertical1
Las mortajadoras se utilizan principalmente para mecanizar ranuras, pero también se emplean para contornear levas, placas, palancas, tallar engranajes, etc. Bavaresco (2004) afirma diciendo que “las mortajadoras tienen bajo rendimiento. Esto, unido a que se pueden realizar los mismos trabajos en piezas pequeñas con otras máquinas como la fresadora, ha contribuido a que no haya adquirido la perfección de otras máquinas herramienta”.2
1
. CASTRO, Guillermo Orlando (2009). Tecnología mecánica I. Argentina: Universidad Buenos Aires, p. 76. Consulta: 23 de noviembre de 2013. http://campus.fi.uba.ar/file.php/295/Clases_Teoricas/67.15_Unidad_7.pdf 2BAVARESCO, Guillermo. Mortajadora, GABP Ingeniera. p.1 Consulta: 25 de noviembre del 2013. http://gabpingenieria.weebly.com/uploads/2/0/1/6/20162823/mortajadora.pdf
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Fig. 1
Mortajador
3.2.1.1.2
Proceso de Movimiento de mortajado
Según Bavaresco (2004); “el motor eléctrico convierte la energía eléctrica en energía mecánica, esta pasa a la caja de velocidades en la cual se regula la marcha y luego ésta la transfiere al usillo de la máquina donde se encuentra la herramienta de corte mediante engranes, árboles de ruedas dentadas y grampas”.3
Impulsada la herramienta con el movimiento rectilíneo de vaivén, y montada un el cabezal porta herramientas la misma corta por compresión durante la carrera de descenso (activa), sacando de este modo una viruta de sección rectangular en la pieza. Castro (2001) menciona que “Al final de la carrera de ascenso (pasiva) y antes de iniciar una nueva carrera activa, se hace avanzar la pieza en 3
forma
longitudinal
una
determinada
dimensión
lineal
(avance),
Ibíd., p.4
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formándose una nueva viruta lineal. Para el mortajado de superficies planas interiores, se comunica a la pieza un movimiento transversal de avance en forma automática, también al final de la carrera pasiva”.4
3.2.1.1.3
Movimientos de trabajo de la mortajadora
1. Movimiento de corte: por desplazamiento longitudinal o vertical de la herramienta. 2. Movimiento de profundidad de pasada: por desplazamiento longitudinal o axial de la pieza. Cuando se mecaniza con la mortajadora ranuras con herramientas de la anchura de éstas, se considera como movimiento de avance el movimiento transversal o axial de la pieza.
3.2.1.1.4
Parámetros de corte
Bavaresco (2004) afirma que “todas las variables y parámetros de corte que se aplican para una Limadora, son válidos para una Mortajadora…”.5
Para realizar operaciones en la mortajadora se calculan igual que en las limadoras, siendo la Fuerza: F=K.p.a y la potencia: P = k.p.a.v (CV) P = k.p.a.v (CV) 4500.p
4 5
CASTRO, Guillermo Orlando. Op Cit. p. 84. BAVARESCO, Guillermo. Op. Cit. p.4
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Siendo: K= fuerza específica de corte. p; profundidad de pasada. A= avance. V=velocidad de corte. P= rendimiento que varía de 0,6 a 0,8
3.2.1.2
Cabezal mortajador
3.2.1.2.1
Generalidades
Según Abregú (2013); Las fresadoras universales vienen equipadas con un accesorio llamado cabezal de mortajar. Este cabezal permite realizar ranuras y dentados interiores, vaciados de diversas formas y perfilados exteriores. El accesorio se acopla al cabezal horizontal de la misma manera que el cabezal vertical de fresar. En la industria mecánica también se emplean máquinas mortajadoras, especialmente construidas para trabajos de mortajar.6
6ABREGÚ
TUESTA, Manuel. Cabezal de mortajar. Consulta: 26 de noviembre del 2013. http://documents.tips/documents/cabezal-de-amortajar.html
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3.2.1.2.2
Principio de funcionamiento
Abregú (2013) afirma; “El modo de trabajar del cabezal de mortajar es similar al de una cepilladora. Este accesorio realiza un movimiento de vaivén, accionado por un mecanismo de biela y manivela. La dirección de la carrera es mayormente vertical hacia la mesa, pero el cabezal puede inclinarse lateralmente. En la cara frontal se encuentran dos tornillos sobresalientes para la fijación de la cuchilla y dos tornillos para ajustar la inclinación de la cuchilla”7.
Fig. 2
Cabezal de mortajar
3.2.1.2.3
Ajuste de la carrera
Según Abregú (2013); en la fig. 3 “La longitud de la carrera (L) de la cuchilla del cabezal de mortajar de una fresadora Schaublin 13 se ajusta de la siguiente manera: 1, Girar el husillo del cabezal horizontal, hasta que el tonillo de regulación aparece frente al agujero en la parte inferior. 2, Introducir la 7 Ibíd, p.1
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llave hexagonal por el agujero en la cara frontal y aflojar el tornillo b de fijación ½ vuelta hacia la izquierda. 3, Ajustar la longitud de la carrera con el tornillo a (Controlar con la escala).4. Apretar firmemente el tornillo b”.8
El cabezal de mortajar adaptable que se va a fabricar tiene el mismo mecanismo
de
ajuste
de
carrera
y
el
mismo
principio
de
funcionamiento, solamente varia la forma de las piezas Fig. 3
Ajuste de carrera
3.2.1.2.4
Movimiento de cabezal mortajador
Según Abregú (2013); “El movimiento vertical alternativo del cabezal de la mortajadora se obtiene por diferentes sistemas neumáticos (piñón y cremallera, biela manivela, tornillo y tuerca) y también por accionamiento hidráulico. El más extendido de los sistemas mecánicos es el mecanismo biela manivela, con sus diversas
8 Ibid, p.2
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variantes”.9Así, en la Fig. 4 se presenta un mecanismo de colisa oscilante y biela
frontales. Consiste en una corona dentada (4), movida por el piñón (5), que lleva una corredera (2) deslizante en la guía central de un brazo o colisa (1). Este brazo está unido al carro portaherramientas por la biela (3). Como es lógico, la longitud de la carrera se controla por la posición radial de la corredera (2), que se coloca en la posición requerida al mover un husillo que lleva la corona (4).La carrera de trabajo corresponde al desplazamiento angular 2x de la corredera sobre un radio determinado; la carrera de retroceso corresponde, por otra parte, al ángulo 2B. Al ser uniforme el movimiento circular de la rueda (4), se comprende fácilmente que la carrera de retroceso es más rápida que la de trabajo, tal como interesa en el cepillo.
Fig.4
Mecanismo de colisa y biela frontal en la mortajadora: 1, colisa; 2, corredera; 3, biela; 4, rueda; 5, piñón.
9
Ibid, p.7
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Según Abregú; “Una variante del mecanismo anterior se representa en la figura 5. En este caso, el plato, la colisa y la biela ocupan una posición distinta y se encuentran en el mismo plano del carro portaherramientas”10.El
movimiento circular de la rueda(3)se transforma en movimiento de vaivén de la colisa(1), la cual lo transmite a la tuerca (6) solidaria al carro (5) por medio de la biela (8). El ajuste de la carrera, es decir, de la zona de trabajo, se realiza modificando la posición de la tuerca (6) con el giro del piñón cónico (10). Cuando aquella está en el punto requerido, se aprieta la palanca (7) que fija la tuerca en la posición deseada. La amplitud de la carrera se logra desplazando radialmente la corredera (2) sobre las guías de la rueda dentado (3)
Fig. 5
Mecanismo de colisa y biela en la mortajadora; 1, colisa; 2, corredera; 3, rueda; 4, pivote; 5, carro vertical; 6, tuerca regulable; 7; palanca de bloqueo de la tuerca; 8 biela; 9, husillo; 10, piñón cónico.
10
Ibid, p. 8
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Según Abregú (2013); “En la (Fig. 6.A) se puede ver el esquema del accionamiento hidráulico del carro portaherramientas de una mortajadora. Muchas máquinas tienen el carro inclinable (Fig. 6.B) para poder mortajar superficies inclinadas sin necesidad de recurrir a montajes complicados de las piezas11. Para ello, el carro (4) se desliza sobre una cuna oscilante
(1) que pivota sobre el eje (2) del cabezal (3) y que se puede inclinar un máximo de 15|°
Fig. 6.A
Fig. 6.B
Esquema del cabezal de una mortajadora hidráulica
Sistema de carro inclinable: 1, cuña; 2, pivote; 3,cabezal; 4, carro; tuerca de bloqueo.
3.2.1.2.5
Tipos de mecanizado
Existen dos tipos de mecanizado: perfilados y ranuras interiores.
Dentro
de
perfilados
destacaremos
los
engranajes interiores. Sin embargo las formas dependen del afilado de la herramienta de corte, es decir de la forma de la herramienta. 11Ibid,
p. 8
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En las siguientes páginas trataremos de explicar las dos formas de mecanizado.
3.2.1.2.5.1
Engranajes rectos interiores
3.2.1.2.5.1.1
Generalidades
Los engranajes internos tienen los dientes tallados con la cabeza orientada hacia el interior de la rueda, como puede observarse en la figura (7). La forma de los dientes es igual a la forma del vacío de un engranaje externo y la altura de la cabeza se mide hacia el centro de la circunferencia primitiva. El vacío del diente es igual al perfil de un diente externo. Los engranajes internos engranan solo con piñones, o sea con engranajes externos de menor diámetro. Según Jaen (2011); “Debe tenerse cuidado con el largo del diente a los efectos de evitar la interferencia, motivo por el cual el número de dientes del piñón está limitado a una cantidad inferior a la del engranaje interno, debiendo en casos particulares proyectarse los dientes del engranaje con un trazado especial. Para el mismo número de dientes de la rueda y el piñón, la longitud de la línea de engrane es mayor que para un engrane externo, existiendo además un mayor número de dientes en contacto. Con un engrane interno se obtiene el mismo sentido de rotación para ambas ruedas, por lo que se elimina el engranaje loco utilizado en los externos para lograrlo”12.
En la figura (7) se observa un engrane interno con su piñón y la descripción de las diferentes partes. La holgura de corte es
12JAÉN
TLAZALO, Emmanuel (2011). Cálculo y diseño de engranes. Universidad Veracruzana: facultad de ingeniería Mecánica Eléctrica, p.14
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utilizada para que pueda entrar y salir la herramienta y la rebaba en el maquinado del engranaje. Distancia entre ejes: Siendo en la dp (diámetro primitivo) y zp (número de dientes del piñón con dientes exteriores). Los demás elementos de los engranajes interiores se determinan como en los engranajes dentados exteriormente.
Fig. 7
Engranaje Recto interior
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3.2.1.2.5.1.2
Cálculo para engranajes
Mn
=
De / Z+2
Módulo normal De
=
Mn . z +2
Di
=
M.z-2
Dp
=
M.z
H
=
M.k
Pn
=
K/π
C
=
P/2 .M . K
#d
=
K/ Z
Diámetro exterior Diámetro interior Diámetro primitivo Altura del diente Paso normal Cuerda Número de divisiones Estas fórmulas son para mecanizar los dientes de los engranajes
interiores.
La
precisión
de
los
dientes
dependerá del cálculo correcto y el uso correcto de los accesorios, cabezal mortajador y el montaje de dicho accesorio.
3.2.1.2.5.2
Ranuras interiores
3.2.1.2.5.2.1
Lengüetas y chavetas (Ranuras)
Según Capces (2013); “Son órganos mecánicos destinados a la unión de piezas que deben girar solidarias con un árbol para transmitir un par motriz (volantes, poleas, ruedas dentadas, etc.),
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permitiendo, a su vez, un fácil montaje y desmontaje de las piezas”13.
Fig. 8
Lengüeta y chaveta
La diferencia entre chaveta y lengüeta radica en su forma de ajustar. La chaveta actúa en forma de cuña, logrando una fuerte unión entre las piezas, tanto respecto a la rotación como a la traslación, por la presión que ejercen las caras superior e inferior de la chaveta. Fig. 9
Chavetas
Por su parte, la lengüeta es de caras paralelas y ajusta lateralmente, pero sin ejercer presión radial, permitiendo en determinados casos el desplazamiento axial entre las piezas.
13
CAPCES, Arcángel. Chavetas y lengüetas, p. 1. Consultado 10 noviembre 2013 en: www.monografias.com
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Fig. 10
Lengüetas
En el Manual de Estándares de chavetas y chaveteros; “Las chavetas y lengüetas están normalizadas y sus dimensiones dependen del diámetro del árbol correspondiente”14.
Las ranuras practicadas en las piezas a ensamblar para servir de alojamiento a las chavetas y lengüetas se denominan chaveteros. Por su parte, en el árbol motriz, dependiendo del tipo de chaveta utilizada, se puede practicar un chavetero para alojar la chaveta, mecanizar un asiento plano para que sirva de apoyo a la misma o apoyar la chaveta directamente sobre la superficie cilíndrica del árbol sin mecanizar.
14
Ibid, p.1
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3.2.1.2.5.2.2
Tabla de estándar de lengüetas y chavetas15
Fig.11
Lengüeta y chaveta
15
AA. Manual de Estándares de chavetas y chaveteros. Consulta: 25 noviembre del 2013. www.intercomec.com
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3.2.1.3
3.2.1.3.1
Fresadora
Historia
Según el manual de laboratorio de producción (2013); “Las primeras fresadoras verticales aparecieron en la década de los años 1860. Esta fresadora tiene más semejanza al taladro vertical que a la fresadora de husillo horizontal. La diferencia básica entre los taladros y las primeras fresadoras verticales radica en que el conjunto entero del husillo, con poleas y todo, se movía verticalmente. El siguiente paso significativo ocurrió hacia la mitad de la década de los años 1880, con la adaptación de consola y columna tomada de la fresadora horizontal, la cual permitió elevar y bajar la mesa de la máquina en relación al husillo. Poco después del principio del siglo veinte, las fresadoras verticales comenzaron a aparecer con avance automático en el husillo. Finalmente hacia 1906, el desarrollo estructural de la fresadora vertical estaba prácticamente terminado.16
Después han surgido sistemas de control, no limitados a fresadoras verticales, que activan los movimientos de control de la máquina a partir de información almacenada en cinta magnética a los que se conoce como control numérico NC, o a partir de control numérico con computadora (CNC).
16. AA. Facultad Ingeniería Industrial (2007). Manual de laboratorio de producción, p. 8
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3.2.1.3.2
Generalidades
En el Manual de mecánica Industrial;“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”17.
Esta máquina permite realizar operaciones de fresado de superficies de las más variadas formas: Planas, cóncavas, convexas, combinadas, ranuradas, engranajes y hélices.
3.2.1.3.3
Fresadora Universal
En el manual de mecánica industrial se afirma que; “Una fresadora universal tiene un husillo principal para el acoplamiento de ejes porta herramientas horizontales y un cabezal que se acopla a dicho husillo y que convierte la máquina en una fresadora vertical”18.
Su ámbito de aplicación está limitado principalmente por el costo y por el tamaño de las piezas que se pueden trabajar. En las fresadoras universales, al igual que en las horizontales, el puente es deslizante, conocido como carnero, puede desplazarse de delante a detrás y viceversa sobre unas guías.
17. AA. Manual de mecánica Industrial. Fresadora, p.81. 18. SUÁREZ SAA, Luis. Escuela Industrial Ernesto Bertelsen Temple, p.16-18
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3.2.1.3.4
Movimiento de trabajo
a. Movimiento de herramienta Según Suarez; “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”19.
En las fresadoras de puente móvil todos los movimientos los realiza la herramienta mientras la pieza permanece inmóvil.
b. Movimiento 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.
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. 19
Ibid, p. 16 - 20
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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. Se obtiene con un cabezal divisor o con una mesa oscilante.
Giro Respecto a un Eje Vertical: Según el grado de libertad. En algunas fresadoras se puede girar la mesa 45º a cada lado, en otras la mesa puede dar vueltas completas.
3.2.1.4
Torno
3.2.1.4.1
Historia
Según Garavito (2007); Los primeros ejemplares del torno más sencillo se remontan a épocas cercanas a la invención de la rueda en lo que se conoce popularmente como el torno de alfarero y que sin duda evolucionó por la demanda de trabajos particulares al torno horizontal. Aunque un instrumento rudimentario cuyo propósito sería el de trabajar la madera, se pueden apreciar claramente los componentes elementales que constituyen todo torno20: A. cabezal y contra cabezal; B. bancada; C. pieza y D.
motor. (Fig. 12)
20
GARAVITO, Julio (2007). Torno Proctólogo, Facultad Ingeniería Industrial: laboratorio de producción, p.7
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Fig. 12
Torno del Árbol
En este caso, el "motor" es una cuerda atada a una rama flexible del árbol (u otra estructura) y cuyo otro extremo tiene un lazo; metiendo el pie por éste y pisando hacia abajo se consigue el movimiento de la pieza aunque el movimiento útil sólo sea el de avance debiéndose retirar la herramienta de corte en el retroceso. Incluso hoy en día prevalece este tipo de torneado (aunque ya con soportes de madera cortados para este propósito) sobre todo en Asturias donde se siguen fabricando bandejas de madera, recipientes ovalados de madera y jarras de madera siguiendo una tradición centenaria. Henry Mausdlay, Clement Holzzalffel y en particular Sir Joseph Whitworth traerían la precisión al torno industrial a mediados del 1800 afectando así a todos los tornos conocidos hasta la fecha. En particular, es gracias a Whitworth que se perfecciona el
arte del
escariado para generar superficies maestras dando la posibilidad de ajustar las guías de tornos, fresadoras e incluso rectificadoras a niveles desconocidos hasta la fecha. Las máquinas que salían de los Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
talleres de Whitworth eran las más precisas del mundo y fijaban el estándar de precisión a conseguir21. Con este avance se genera un cambio asombroso en la fabricación de máquinas herramientas dando pie a lo que se conoce hoy como "máquinas de precisión". Se tiene que pensar que hasta la fecha, si una fábrica necesitaba una máquina, ésta se fabricaba a la medida usando el menor número de piezas de metal como fuese posible. Es tan sólo a partir de mediados del siglo XIX y gracias al ingenio de unos pocos que se fabricarían los tornos completamente de metal.
Fig. 13
Torno de Whitwort c 1855
3.2.1.4.2 Concepto de torno
Según Garavito; Una de las máquinas herramienta más importantes en la industria del labrado de los metales es el torno. Un torno es un dispositivo en el cual se hace girar la pieza de trabajo contra una herramienta cortante. A medida que la herramienta cortante se
21
Ibíd, p.9
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mueve longitudinal y transversalmente respecto al eje de la pieza de trabajo, se genera la forma de la pieza de trabajo22.
Para determinar el tamaño del torno se tienen en cuenta algunas magnitudes básicas que determinan su capacidad de trabajo. Dónde: •
C= distancia máxima entre centros.
•
D= diámetro máximo de la pieza de trabajo hasta las guías prismáticas – Volteo del torno
•
R= radio, medio volteo
•
B= longitud de la bancada.
Otras características que se tienen en cuenta son el diámetro del agujero del husillo, número y gama de velocidades, potencia del motor, volteo aumentado en el escote.
3.2.1.4.3 Parámetros de torneado
En el torneado hay cuatro parámetros importantes:
a. Velocidad de corte (Vc) Se define como la velocidad lineal en la zona que se está mecanizando. Una velocidad alta de corte permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera el desgaste de la herramienta. La velocidad de corte se expresa en metros/minuto o pies/minuto.
Por medio de investigaciones de laboratorio ya se han determinado velocidades de corte para los materiales más
22
Ibid, p. 8
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usados. Los factores que influyen en la velocidad de corte son23:
Calidad del material de los buriles y sus dimensiones.
Calidad del material que se va a trabajar.
Avance y profundidad de corte de la herramienta.
Uso del fluido de corte (aceite soluble en agua).
Tipo de montaje del material.
Tipo de montaje de la herramienta.
b. Velocidad de rotación de la pieza (N)
Normalmente
expresada
en
revoluciones/minuto
(rpm). Se calcula a partir de la velocidad de corte y del diámetro mayor de la pasada que se está mecanizando. Como las velocidades de corte de los materiales ya están calculadas y establecidas en tablas, solo es necesario que la persona encargada calcule las RPM a que debe girar la copa,
para
trabajar
los
distintos
materiales.
Las
revoluciones en el torno se pueden calcular por medio de la fórmula: Dónde: N = Velocidad angular [RPM] k. cv N=
Φπ
23
φ =Diámetro de la pieza en mm o pulgadas Vc =Velocidad de corte en m/min o pie/min K = 1000 cuando φ está en mm y Vc está en m/min o, K =12 cuando φ está en pulgadas y Vc está en pie/min
Ibid, p. 24.
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c. Avance (f) Definido como la velocidad en la que la herramienta avanza sobre la
superficie de la pieza de trabajo, de
acuerdo al material. Se puede expresar como milímetros de avance/revolución de la pieza, o como pulgadas/revolución.
d. Profundidad de pasada Es la distancia radial que abarca una herramienta en cada fase de trabajo, es decir que tanto material remueve en cada pasada que se hace. Depende del material de la pieza y de la potencia del torno.
e. La Caja Norton
Para cambio rápido de velocidad, es el elemento de unión que transmite la potencia entre el husillo y el carro. Accionando las palancas de cambio de velocidad de esta caja, se pueden seleccionar los diferentes avances conectando en diferentes configuraciones los engranajes a las correas de transmisión de movimiento.
La placa indicadora que tiene la caja de engranajes para cambio de velocidad, indica el avance en milésimas de pulgada, o en hilos por pulgada para las posiciones de la palanca.
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3.2.1.5
Máquinas Control Numérico Computarizado Historia24
3.2.1.5.1
La máquina herramienta ha jugado un papel importante en el desarrollo tecnológico, gracias a la utilización de ésta se ha podido realizar maquinaria de todo tipo, algunas de éstas pueden realizar operaciones de fresado, mandrinado y perforado. Día a día han ido apareciendo técnicas que remplazan al operador humano. De esta manera se introdujo el Control Numérico en los procesos de fabricación por varias razones: •
Obtención de productos hasta entonces imposibles o
difíciles de fabricar, por ser complejos para ser controlados por un operador humano. •
Fabricación de productos que no se conseguían en
cantidad y calidad sin automatizar un proceso de fabricación. •
Fabricación de productos a precios suficientemente bajos.
En un comienzo, el Control Numérico de Máquinas Herramientas no fue creado para optimizar procesos de fabricación, sino para dar solución
a dificultades técnicas
surgidas por el resultado del diseño de piezas cada vez más difíciles de mecanizar.
En 1942 la empresa que fabrica piezas de aviones llamada Bendix Corporation tuvo inconvenientes en la fabricación de una leva tridimensional para el regulador de una bomba de 24
Universidad Tecnológica Nacional de la plata. Laboratorio de Control Numérico. Pg. 2. Consulta: 25 de octubre del 2014. http://www.frlp.utn.edu.ar/mecanica/Materias/CNCMH/ClaseDemo.PDF
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inyección para motores de avión.
El perfil de esa leva era
imposible
máquinas
de
realizar
con
comandadas
manualmente, lo más difícil de su fabricación provenía de combinar los movimientos simultáneos en varios ejes de coordenadas, hallando el perfil deseado.
En 1947, el constructor de hélices de helicópteros John Parsons,
crea
un
mando
automático
utilizando
cartas
perforadas (con las coordenadas de los ejes de los agujeros) en un lector que permitió traducir las señales de mando a los dos ejes, permite a Parsons desarrollar su sistema Digitón. La Fuerza Aérea de los Estados Unidos tenía problemas con la fabricación de estructuras difíciles de trabajar por copiado ya que eran modificadas constantemente. Parsons obtiene un contrato
y
el
apoyo
del
Instituto
de
Tecnología
de
Massachusetts. El Gobierno americano apoya la iniciativa para el desarrollo de una fresadora de tres ejes en contorneado controlada por control digital.
En 1953, después de cinco años de puesta a punto, el Instituto de Tecnología de Massachusetts utiliza por primera vez el nombre de “Control Numérico”.
En 1956, la U.S.A.F (Fuerza Aérea de los Estados Unidos) realiza una solicitud de170 máquinas de Control Numérico a tres grandes constructores americanos
Cincinnati Milling
Machine Company, Giddin & Levis y Kearney & Trecker. A partir de este acontecimiento algunos constructores se interesan por el desarrollo de máquinas más simples para trabajos complejos como taladrado, mandrilado y punteado, Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
que no requieren ningún movimiento continuo, pero sí un posicionamiento con precisión. En 1960, el M.I.T(Instituto Tecnológico de Massachusetts) realiza las primeras demostraciones de Control Adaptable (un perfeccionamiento del Control Numérico que permitía, la autorregulación
de
las
condiciones
de
trabajo
de
las
dispositivo
de
máquinas).
3.2.1.5.2
Control Numérico
El
control
numérico
es
un
automatización de una máquina que por medio de un programa (códigos), controla su funcionamiento, simplifica procedimientos de programación y de operación de las máquinas.
3.2.1.5.3
Centros de Mecanizado
Un centro de mecanizado es una máquina altamente automatizada capaz de realizar múltiples operaciones de maquinado en una instalación bajo CNC (Control Numérico Computacional) con poca
intervención humana. Las
operaciones típicas son aquellas que usan herramientas de corte.
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3.2.1.6
Tecnología de materiales
3.2.1.6.1
Hierros fundidos (fundiciones de hierro
La industria de la producción de hierro fundido es una de las principales a nivel internacional. Anualmente son producidas piezas que son ensambladas y empleadas como componentes de equipos y maquinarias. La producción de hierro fundido es el triple al resto de las producciones de metales ferrosos y no ferrosos juntos, superado solo por la producción de acero laminado. Según Castillo (2007); “Los hierros fundidos, como los aceros, son básicamente aleaciones de hierro y carbono. Con relación al Fe-Fe C, los 3
hierros fundidos contienen más carbono que el necesario para saturar la austenita a la temperatura eutéctica, por tanto, contienen entre 2 y 6.7 % de carbono. Como el alto contenido de este elemento tiende a hacer muy frágil al hierro fundido, la mayoría de los tipos manufacturados están en el intervalo de 2.5 a 5 % de carbono, además, contienen silicio del 2 al 4%, manganeso hasta 1%, bajo azufre y bajo fósforo”.25
3.2.1.6.1.1
Hierros fundidos blancos
Se les da este nombre por la apariencia que tiene el material fracturarse. Se forma al enfriar rápidamente la fundición de hierro desde
el
estado
líquido,
siguiendo
el
diagrama
hierro-
cementitametaestable; durante el enfriamiento, la austenita solidifica a partir de la aleación fundida en forma de dendritas. A los 1148 °C el líquido alcanza la composición eutéctica (4.3%C) y se solidifica como un eutéctico de austenita y cementita llamado 25
CASTILLO RODRÍGUEZ, Felipe Díaz (2007).Lecturas de ingeniería3: hierros fundidos: Facultad de estudios superiores Cuautitlán, p.2
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ledeburita. Este eutéctico aparece en su mayor parte como cementita blanca que rodea las dendritas de forma de helecho Fig.14
Estructura de fundición blanco
La fundición blanca se produce en el horno de cubilote, su composición y rapidez de solidificación separa coladas que se transformarán con tratamiento térmico en hierro maleable. La fundición blanca también se utiliza en aplicaciones donde se necesita buena resistencia al desgaste tal como en las trituradoras y en los molinos de rodillos. Según Castillo (2007); “La fundición blanca se utiliza en elementos de molienda por su gran resistencia al desgaste, el enfriamiento rápido evita la grafitización de la cementita pero si se calienta de nuevo la pieza colada a una temperatura de 870 °C el grafito se forma lentamente adoptando una forma característica conocida como carbono de revenido, resultando la fundición maleable, debiéndose mencionar que un gran tonelaje de hierro fundido blanco se emplea como materia prima para la manufactura de hierro fundido maleable”.26
26
Ibid. p. 6 -7
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3.2.1.6.1.2
Hierros fundidos grises
Esta denominación se debe al aspecto que presenta la superficie de fractura, en la cual la mayor parte del carbono esta en forma de grafito. Al solidificarse en un molde de arena seca, precipita todo o parte de carbono en grafito. Según el manual de mecánica industrial; “Las fundiciones grises tienen un peso específico de 7,25 inferior al de las blancas, que es de 7.7 porque el carbono en forma de grafito pose un volumen mayor que combinado con el hierro en forma de cementita. Estos se traduce en un aumento de volumen de las fundiciones grises al enfriarse, entre los 1000|°c y 800°c”.27
Las propiedades mecánicas en general de las fundiciones grises son variables y están en función directa de la microestructura; por lo general poseen una resistencia a la compresión de dos a tres veces mayor que su resistencia a la tensión, siendo su ductilidad bastante pequeña. Muchos de las grados de hierro gris tienen mayor resistencia al corte torsional que algunos tipos de acero. Estas características junto con una baja sensibilidad a la presencia de muescas (concentradores de esfuerzo) hacen del hierro gris un material adecuado para diversos tipos de flechas y ejes. Castillo afirma (2007); “El hierro gris se utiliza ampliamente para guarniciones y marcos alrededor de maquinaria peligrosa. Muchos tipos cajas para engranes, recintos para equipo eléctrico, carcasas para bombas y turbinas, engranes, monobloques para motor y muchas otras piezas automotrices”.28
27
AA. Manual de mecánica Industrial. Fundiciones, p.81 CASTILLO RODRÍGUEZ, Felipe Díaz. Op. Cit. p. 13.
28
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Fig.15
Estructura de fundición gris
3.2.1.6.1.3
Hierros fundidos nodulares
También se conoce como hierro dúctil, hierro de grafito esferoidal, hierro esferulítico; en este tipo de hierro fundido el grafito se encuentra presente como pequeñas bolas o esferoides las cuales interrumpen con menor brusquedad la continuidad que las hojuelas de grafito de un hierro gris, dando como resultado una mayor resistencia y tenacidad, comparada con una estructura semejante a la del hierro gris. El hierro fundido nodular difiere del maleable en que generalmente se obtiene como resultado de la solidificación y no requiere de tratamiento térmico. Las esferorides son más redondas que los agregados irregulares de carbono revenido encontrados en el hierro maleable.
El grafito esferoidal es producido por la adición de uno más elementos al metal fundido: magnesio, cerio, calcio, litio, sodio, bario y otros elementos producen también grafito esferoidal. De Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
éstos, el magnesio y el cerio son comercialmente importantes y como el contenido total de carbono en el hierro nodular es el mismo que en hierro gris, las matrices ferríticas y perlíticas se obtienen de manera similar a la de los hierros fundidos grises.
Poseen mayor resistencia a la tensión que los hierros grises, resistencia al desgaste y dureza similares, poseen alta resistencia al impacto térmico y mayor maquinabilidad. Castillo menciona algunas aplicaciones típicas del hierro nodular29: -
Cigüeñales,
pistones,
y
cabeza
de
cilindros
para
automóviles y motores diesel - En acerías, rodillos de trabajo, puertas para horno, rodetes de mesa y cojinetes. - Llaves para tuercas, palancas, manivelas, marcos de sujeción y chucks. - Troqueles diversos para dar forma al acero, aluminio, bronce, latón y titanio. Fig.16
Estructura de fundición nodular
29
Ibid, p. 14 -15.
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3.2.1.6.1.4
Hierro fundido maleable
Según castillo (2007); “La materia prima para poder producir éste tipo de hierro fundido, es el hierro fundido blanco, en donde el carbono se encuentra en forma de carburo (Fe C). Aprovechando que el 3
carburo de hierro es una fase meta estable y que su descomposición en Fe + C se ve favorecida por las altas temperaturas se lleva a cabo lo que se conoce como proceso de maleabilización”30.
Las características de estos hierros fundidos se pueden considerar intermedias entre los hierros grises y los hierros fundidos nodulares, siendo los hierros maleables con matriz perlítica los más resistentes, pero un poco menos dúctil. Poseen buena resistencia al desgaste, al impacto térmico, excelente maquinabilidad y poca capacidad de ser soldados especialmente los de matriz perlítica. Sus principales aplicaciones son: Para la clase ferrítica, en equipo automotriz, agrícola y ferroviario; juntas de expansión y piezas fundidas para barandales de puentes; ensambles de grúas de cadena y rodetes industriales; conexiones para tuberías y muchas aplicaciones en ferretería general.
Algunas aplicaciones del hierro perlítico maleable son: cajas para ejes y diferenciales, ejes de levas y cigüeñales para automóviles, engranes, catarinas, pernos de unión para cadenas y ménsulas elevadoras en equipo transportador, etc.
30
Ibid, p. 17.
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3.2.1.6.2
Aceros Bonificados
3.2.1.6.2.1
VCN - AISI 4340
3.2.1.6.2.1.1
Conceptos generales
Según el manual de Böhler el “Acero especial de bonificación al cromo, níquel, molibdeno, altamente resistente a la tracción, a la torsión y a cambios de flexión. Insensible al sobrecalentamiento en el forjado y libre de propensión a fragilidad de revenido. Por su estado de suministro permite en la mayoría de los casos su aplicación, sin necesidad de tratamiento térmico adicional”.31
3.2.1.6.2.2
VCL - AISI 4140
3.2.1.6.2.2.1
Conceptos generales
Acero especial de bonificación con aleación de cromo molibdeno. Muy resistente a la tracción y a la torsión, como también a cambio de flexión. Se suministra en estado bonificado, lo que permite, en la mayoría de los casos, su aplicación sin necesidad de tratamiento térmico adicional.
3.2.1.6.3
Bronces especiales a. Concepto e historia Bronce es toda aleación metálica de cobre y estaño en la que el primero constituye su base y el segundo aparece en una proporción del 3 al 20 %.
El bronce fue la primera aleación de importancia obtenida por el hombre y da su nombre al período prehistórico conocido como Edad del Bronce. Durante milenios fue la
31
BÖHLER. Manual de Aceros Especiales, p. 26.
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aleación básica para la fabricación de armas y utensilios, y orfebres de todas las épocas lo han utilizado en joyería, medallas
y
escultura.
Las
monedas
acuñadas
con
aleaciones de bronce tuvieron un protagonismo relevante en el comercio y la economía mundial.
b. Bronce SAE 64 A.S.T.M.B584-09ª
3.2.1.6.4
Cronit T-1 500 (Planchas Antidesgastes)
Tipo de aleación: C-Si-Mn-Mo-Ni-Cr-V-Nb_B Los porcentajes de estos elementos de aleación varían según el espesor y la dureza de las planchas. Es una plancha aleada de gran resistencia al desgaste por abrasión, impacto y deslizamiento.
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3.2.1.7
Inventor Autodesk
3.2.1.7.1
Historia
Autodesk Inventores un programa desarrollado por Autodesk desde 1999, el cual ha tenido como principal objetivo, convertirse en el mejor software de diseño mecánico e industrial en 3D para plataforma Windows. M. Leija (2012) menciona “Entre sus principales características: Diseño de sólidos paramétricos de gran complejidad, Manejo de ensambles de
más
de
1000
componentes,
Creación
de
Presentaciones
y
despieces,Generación automática de planos de fabricación, Manejo de Tecnología Adaptable, Módulo de Soldadura 3D, Módulo de Doblado de lámina, Módulo para animación mecánica y foto-realismo, entre muchas características que lo convierten en una herramienta de gran poder”.32
3.2.1.7.2
Definición
Autodesk
Inventores
un
programa
orientado
a
Diseño
paramétrico 3D que permite crear piezas de gran complejidad, ensambles de más de 1000 componentes, despieces de los ensambles y una generación automática de vistas para planos de fabricación.
LEIJA, Víctor Manuel (2013). nSoluciones. México, p. 14. Consulta: 02 de noviembre del 2013. 32
http://docplayer.es/492697-Nsoluciones-autodesk-inventor-2013-curso-profesional-personalizadovictor-m-leija-soluciones-integrales-en-ingenieria-y-diseno-autorized-developer.html
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Fig.17
Ensamble
Inventor permite generar cualquier tipo de geometría 3D basada en sólido, así como la posibilidad de crear superficies paramétricas de tipo G1 y G2; también permite combinar sólidos y superficies para generar geometrías híbridas. Fig. 18
Fig. 19
Sólido
Superficie
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Según M. Leija (2012); “El gran poder de modelado de parte en Inventor se debe a su núcleo generador de sólidos, Autodesk Shape Manager, el cual ha sido creado por Autodesk incorporando un cúmulo de tecnología gráfica que permiten crear geometrías de alta complejidad, con pocas y sencillas operaciones”33. Fig. 20
Geometría compleja
Inventor permite a su vez modelar piezas de lámina, gracias a su módulo de Sheet metal el cual, después de crear las piezas da la posibilidad de generar el blank o desarrollo con gran precisión.
Fig.21
Pieza de lámina
33
Ibid, p. 13.
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3.2.2
Contenidos tecnológicos
3.2.2.1
Mortajadora
3.2.2.1.1
Tipos de mortajadoras.
El tipo principal es la mortajadora ordinaria, que puede ser de cabezal fijo (llamada vertical) y orientable (llamada inclinada). La mesa puede ser cuadrada o circular en cuyo caso además del movimiento de dos ejes perpendiculares del plato de la mesa puede éste girar accionado por un husillo. Dentro de esta clase de mortajadoras, construyen las de alta precisión de carrera corta para trabajos delicados. 3.2.2.1.1.1
Las mortajadoras punzadoras.
Bavaresco afirma que las mortajadoras punzadoras son “Parecidas a las ordinarias pero de mayor potencia y la especialidad del trabajo. Las mortajadoras sobre pórtico, se utilizan para mecanizar piezas grandes como bastidores de locomotoras, etc. Están formadas por una mesa de grandes dimensiones sobre la que se desliza un pórtico que soporta el portaherramientas. Además de su mayor tamaño y de su forma exterior se diferencian de las ordinarias en que el movimiento de avance se consigue por el movimiento del pórtico”.34
3.2.2.1.1.2
Las mortajadoras transportables.
Se emplean para mecanizar piezas de muy grandes dimensiones como tapas de turbinas, bancadas de laminadores, etc.
34
BAVARESCO, Guillermo. Op. Cit. P. 2.
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3.2.2.1.2
Operación de mortajado
Las mortajadoras tienen una gran variedad de uso, tal como, para elaborar superficies planas, para elaborar superficies de forma, para elaborar ranuras, para realizar cuñeros o chaveteros y para tronzar. Las mortajadoras fueron creadas principalmente para la ejecución de ranuras en cubos de poleas, volantes, etc. Pero también se emplean para contornear matrices, levas, placas para taller engranajes, etc. Según Bavaresco (2001); “Las mortajadoras al igual que en las cepilladoras y limadoras y en general todas las máquinas herramientas de movimiento alternativo tienen poco rendimiento, pues no pueden emplearse con grandes velocidades de corte porque las fuerzas de inercia se oponen a los cambios de sentido de marcha, además de las pérdidas de tiempo de trabajo que suponen los tiempos muertos de las carreras de retroceso”.35
Las operaciones son las siguientes:
Planeado de superficies planas.
Rasurados interiores y exteriores.
Estriados.
Contorneados.
Perfilados.
Tallado de dientes rectos.
También se emplea para el desbaste y semi acabado de matrices, mecanizado de grandes piezas y tallado de dientes rectos interiores o exteriores en piezas de grandes dimensiones.
35
Ibit, p.2
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3.2.2.1.3
Dispositivos.
En
las
mortajadoras
podemos
encontrar
varios
tipos
de
dispositivos tales como las grampas o bridas, el prisma, la mordaza, los cuales son dispositivos para fijar la pieza a la mesa, y existen otros que aumentan la capacidad tecnológica de la maquina como es el caso del cabezal divisor y la mesa divisora.
3.2.2.2
3.2.2.2.1
Cabezal Mortajador
Estructura de cabezal mortajador En esta descripción solo mencionaremos las partes principales y sus funciones de cabezal mortajador: 1. Base del cabezal: es la parte fija que va anclada a la columna de la fresadora, sobre esta base gira el cabezal móvil. 2. Cabezal móvil: es la parte que gira para dar los ángulos; dentro contiene la biela y la excéntrica que transforman el movimiento circular a rectilíneo. 3. Cabezal deslizante: es la parte deslizante que es movido por el mecanismo de biela. 4. Biela: es un mecanismo que transforma un movimiento circular en un movimiento de traslación, o viceversa. 5. Excéntrica: La excéntrica es un disco cilíndrico que tiene un eje de giro desplazado un valor "e", llamado alzada, respecto del centro del disco. El seguidor es una varilla que está en contacto permanente con la excéntrica y que recibe el movimiento de esta. Con este ingenio conseguimos
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transformar el movimiento circular de la excéntrica en movimiento rectilíneo alternativo del seguidor. 6. Corredera: Es una pieza deslizante en la guía central de la excéntrica que controla la longitud de desplazamiento de la herramienta 7. Porta herramienta: es una cavidad donde se coloca las herramientas de corte.
8. Regleta: es una plancha de hierro para controlar el ajuste del cabezal deslizante. Fig.22
8
Fig. 19 2
1
4 3
5
6
7
Estructura del cabezal mortajador Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
3.2.2.2.2
Formas y Tipos de mortajado
Bavaresco menciona entre los trabajos característicos de la mortajadora se pueden hacer mención del ranurado y perfilado interior (engranaje recto Interior)36. El ranurado interior se efectúa con la herramienta de corte frontal de anchura calibrada si la ranura no es de precisión, o bien con dos herramientas una de ellas para el desbaste y otra para el acabado, si la ranura debe ser precisa. En primer lugar, se centra la herramienta respecto aleje de la pieza y se hace que su filo roce levemente la cara inferior (Fig.23A).En este momento se gradúa el tambor a cero y se pone en marcha la máquina dando las pasadas sucesivas hasta alcanzar la profundidad conveniente (Fig.23B).Para el mortajado de una abertura rectangular en una pieza, se parte de un agujero previo por el que se introduce la herramienta y, a partir de ahí, sedan varias pasadas paralelas desplazando lateralmente aquella hasta completar toda la abertura. El perfilado de un agujero de sección cuadrada se hace a partir de un orificio circular de partida que permite el paso holgado de la herramienta. Tratándose de una figura regular, se gira la mesa el ángulo correspondiente (90 en este caso) para mecanizar cada una de las esquinas hasta completar el perfil
36
Ibid, p. 3
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Fig. 23
A
B
D
C Operaciones de mortajado
3.2.2.2.2.1
Engranajes rectos interiores
3.2.2.2.2.1.1
Nomenclatura y propiedades del diente
En la figura (Fig.24) se indican los distintos parámetros de un engranaje interno, cuyas expresiones analíticas se muestran a continuación:37 Altura de cabeza del diente: a Altura de pié del diente: d Altura total del diente: h Diámetro primitivo: Dp Diámetro exterior: De Diámetro interior: Di Juego radial: J JAÉN TLAZALO, Emmanuel (2011). Cálculo y diseño de engranes. Universidad
37
Veracruzana: facultad de ingeniería Mecánica Eléctrica, Pg. 14. Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
Fig. 24
Engranaje interno
3.2.2.2.2.2
Ranuras interiores
3.2.2.2.2.2.1
Designación y tipos de Chavetas y lengüetas
Según Vanegas (2009); “En general, la designación de una chaveta o lengüeta incluye los siguientes datos, indicados por este orden: tipo de chaveta o lengüeta, anchura (b), altura (h), longitud (L) y norma que la define”.38 Fig. 25
Chaveta 38
VANEGAS USECHE, Libardo (2009). Elementos mecánicos de accionamiento. Universidad Tecnológica de Pereira, p. 3.
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Por ejemplo: designación de una chaveta de caras paralelas de anchura b=12 mm., altura h=8 mm.y longitud L=40 mm. Chaveta de caras paralelas 12x8x40 DIN6885.
a.
Chaveta longitudinal
Es un prisma de acero en forma de cuña de sección rectangular con una inclinación de 1:100 en su cara superior. Puede tener los extremos redondeados (forma A) o rectos (forma B). Se utiliza para hacer solidaria una pieza sobre un árbol motriz sin posibilidad de desplazamiento relativo entre ambas piezas, pudiendo transmitir un gran par motriz. DESIGNACION: Chaveta forma A 35 x 20 x 160 DIN 6886
Fig.Fif 26
b.
Chaveta longitudinal con cabeza
Es un prisma de acero en forma de cuña de sección rectangular, con una inclinación de 1:100 en su cara superior. Está dotada de cabeza en uno de sus extremos para facilitar su montaje y extracción. Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
DESIGNACION: Chaveta con cabeza 16 x 10 x 160 DIN 6887 Fig. 27
c.
Chaveta longitudinal plana
Es un prisma de acero en forma de cuña con una inclinación de 1:100. A diferencia de las anteriores, para el montaje de esta chaveta no se practica un chavetero en el árbol, mecanizando en su lugar un rebaje para conseguir un asiento plano sobre el que se apoya la chaveta. Se utiliza para hacer solidaria una pieza sobre un árbol motriz de pequeño diámetro, permitiendo transmitir un par mecánico no muy elevado. DESIGNACION: Chaveta plana 16 x 10 x 160 DIN 6883
d.
Chaveta longitudinal mediacaña
Es un prisma de acero en forma de cuña con una inclinación de 1:100. A diferencia de las anteriores, la superficie inferior de la chaveta es cilíndrica (cóncava), pudiendo asentar el mismo directamente sobre la superficie cilíndrica del árbol motriz, de esta forma, no será necesario mecanizar un chavetero en el árbol para alojar la chaveta. Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
Se utiliza para hacer solidaria una pieza sobre un árbol motriz
de
pequeño
diámetro,
permitiendo
transmitir
únicamente un pequeño par mecánico. DESIGNACION: Chaveta mediacaña con cabeza 16 x 10 x 160 DIN 6881
e.
Chaveta paralela o lengüeta
Es un prisma de acero de sección cuadrada o rectangular y caras paralelas; aunque puede presentar diferentes variantes, atendiendo a su forma y al modo de sujeción al chavetero del árbol: con extremos redondos, con extremos rectos, con uno o varios taladros para alojar tornillos de retención, con chaflán para facilitar su extracción, etc. (fig.28) Al igual que la chaveta, se utiliza para hacer solidaria una pieza sobre un árbol motriz, pero en este caso, dependiendo del tipo de ajuste adoptado entre la lengüeta y el chavetero practicado en la pieza, puede existir la posibilidad de desplazamiento axial de la pieza sobre el árbol. DESIGNACION: Lengüeta forma A 14 x 9 x 50 DIN 6885
Fig.28
Chaveta paralela Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
f.
Lengüeta redonda
Es un segmento circular de acero con un espesor determinado. Su forma semicircular facilita la mecanización del chavetero en el árbol y el posterior montaje de la lengüeta en el mismo, pero la excesiva profundidad de este chavetero puede comprometer la resistencia del árbol; en consecuencia, se utiliza cuando se desea transmitir un pequeño par motriz. DESIGNACION: Lengüeta redonda anchura b x altura h norma; por ejemplo Lengüeta redonda 6 x 9 DIN 6888.
3.2.2.2.3
Herramientas de corte
El trabajo de corte consiste en una sola pieza. La forma de los filos se rige por la forma de la pieza a trabajar. Los ángulos de incidencia y de salida, así como la velocidad de corte son los empleados en el mortajado.
Las herramientas de mortajar se adaptan, evidentemente, a las particularidades del trabajo que deben realizar y al modo de cepillar de la mortajadora. Normalmente tienen la forma de la herramienta de ranuras o perfilar, cuya sección recta depende de su cometido (Fig.29).La posición de la cuchilla puede ser vertical u horizontal (Fig.30). En el primer caso va sujeta directamente al carro portaherramientas por medio de bridas y, en el segundo, va montada en un portaherramientas de mango prismático que se embrida en el carro.
La
herramienta
de
mortajar
está
sometida
a
fuertes
solicitaciones de flexión lateral(pandeo) por efecto de la reacción vertical que se opone a la penetración de la misma (Fig. 31) y a la reacción horizontal que tiende a flexar la herramienta, además de la Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
reacciones laterales que ocasionan un intenso rozamiento del material con la cuchilla. Por todo ello, las herramientas de mortajar deben sobresalir de su apoyo lo menos posible y no deben ser demasiado largas. No obstante, como no es posible cumplir habitualmente estas condiciones, la velocidad de corte y la profundidad de pasada deben ser reducidas.
Fig.29
Fig.30
Herramientas de mortajar
Posiciรณn de la cuchilla
Fig. 31
Fig. 32
Esfuerzo en el mortajado
Ejemplos
Posiciรณn de la cuchilla
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3.2.2.3
Fresadora
3.2.2.3.1
Clasificación de fresadoras
Suarez distingue tres tipos de fresadoras, dependiendo de la orientación del eje de giro de la herramienta de corte:39
a. Fresadoras Horizontales. •
Utiliza fresas cilíndricas que se montan sobre un eje horizontal accionado por el cabezal de la máquina y apoyado por un extremo sobre dicho cabezal y por el otro sobre un rodamiento situado en el puente deslizante llamado carnero.
•
Esta máquina permite realizar principalmente trabajos de ranurado, con diferentes perfiles o formas de las ranuras.
•
Cuando las operaciones a realizar lo permiten, principalmente al realizar
varias
ranuras
paralelas,
puede
aumentarse
la
productividad montando en el eje porta herramientas varias fresas conjuntamente formando un tren de fresado. b. Fresadoras Verticales. En una fresadora vertical, el eje del husillo está orientado verticalmente, perpendicular a la mesa de trabajo. Las fresas de corte se montan en el husillo y giran sobre su eje. En general, puede desplazarse verticalmente, bien el husillo, o bien la mesa, lo que permite profundizar el corte. Hay dos tipos de fresadoras verticales: las fresadoras de banco fijo o de bancada y las fresadoras de consola.
SUÁREZ SAA, Luis. Op. Cit., p. 3 – 6.
39
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c. Fresadoras Universales.
Tiene un cabezal universal de doble articulación que le permite la inclinación del eje porta fresa, formando cualquier ángulo con la mesa.
3.2.2.3.2
Partes de fresadora universal
En el manual de ingeniera industrial de la escuela Colombiana; se distingue las máquinas de fresar universal usadas en los talleres de construcciones mecánicas, con las siguientes partes:40 a) Bastidor Es una especie de cajón de fundición, de base reforzada y generalmente, rectangular. Por medio del bastidor se apoya la máquina en el suelo. Es el sostén de los demás órganos de la freidora. b) Husillo principal Es uno de los elementos esenciales de la máquina, puesto que es el que sirve de soporte a la herramienta y le da movimiento. El husillo recibe el movimiento a través de la caja de velocidades, que a su vez es movido por el motor. c) Caja de velocidades del husillo Tiene una serie de engranajes que pueden acoplarse según diferentes relaciones de transmisión. Esto permite una extensa gama de velocidades del husillo principal. El accionamiento de esta caja es independiente del que efectúa la caja de avances. 40
AA. Manual de Mecánica Industrial. Op Cit. p. 10 – 11.
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d) Mesa longitudinal Es el punto de apoyo de las piezas que van a ser trabajadas. Estas piezas se pueden montar directamente o por medio de accesorios de fijación. La mesa tiene ranuras en forma de T para alojar los tornillos de fijación. e) Carro transversal Es una pieza de fundición de forma rectangular, en cuya parte superior se desliza y gira la mesa en un plano horizontal. En la base inferior está ensamblado a la consola, sobre la que se desliza manualmente por medio de tuerca y tornillo, o automáticamente, por medio de cajas de avance. Se puede inmovilizar. f) Consola Sirve de apoyo a la mesa y sus mecanismos de accionamiento. Se desliza verticalmente en el bastidor a través de una guía por medio de un tornillo telescópico y una tuerca fija. g) Caja de avances Es un mecanismo construido por una serie de engranajes ubicados en el interior del bastidor. Recibe el movimiento directamente del accionamiento principal de la máquina. Se pueden establecer diferentes velocidades de avance. El enlace del mecanismo con el husillo de la mesa se realiza a través de un eje extensible de articulaciones
cardán.
En
algunas fresadoras,
la
caja
de
velocidades de los avances está ubicada en la consola con un motor especial e independiente del accionamiento principal de la máquina.
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3.2.2.3.3
Tipos de cabezal
a) Cabezal vertical universal Huré Según Suarez; “El cabezal vertical universal hurées un mecanismo que aumenta las prestaciones de una fresadora universal y es de aplicación para el fresado horizontal, vertical, radial en el plano vertical, angular (inclinado) en un plano vertical perpendicular a la mesa de la fresadora y oblicuo o angular en el plano horizontal”.41
•
Consta de dos partes: La primera, con el árbol porta herramientas, se une con la otra parte del cabezal según una corredera circular inclinada 45º respecto a la horizontal. La segunda, se une mediante una corredera circular vertical con la parte frontal de la columna de la fresadora, donde se acopla al husillo principal de la máquina.
•
El cabezal está dispuesto para incorporarle herramientas de
fresar, brocas y escariadores mediante pinzas, porta brocas y otros elementos de sujeción de herramientas. Fig.33
3.2.2.4
Torno
Cabezal vertical universal Huré
3.2.2.4.1
Fig.34
Tipos de tornos
Cabezal vertical
SUÁREZ SAA, Luis. Op. Cit., p. 24 – 25.
41
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a. Torno paralelo Es una máquina que trabaja en el plano horizontal (X,Y), porque solo tiene estos dos ejes de movimiento, mediante el carro longitudinal que desplaza las herramientas a la pieza y produce torneados cilíndricos, y el carro transversal que se desplaza de forma perpendicular al eje de simetría de la pieza, para realizar la operación denominada refrentado. Este tipo de torno lleva montado un tercer carro, de accionamiento manual y giratorio, conocido como “Charriot” o auxiliar superior, montado sobre el carro transversal, con el cual, inclinado a los grados necesarios, es posible mecanizar conos.
b. Torno Vertical Tiene el eje dispuesto verticalmente y el plato giratorio sobre un plano horizontal, lo que facilita el montaje de las piezas voluminosas y pesadas. Es pues el tamaño lo que identifica a estas máquinas, permitiendo el mecanizado integral de piezas de gran tamaño. En los tornos verticales no se pueden mecanizar ejes que vayan fijados entre puntos, porque carecen de contrapunto, así que solamente se mecanizan aquellas piezas que van sujetas con garras adecuadas o con otros sistemas de fijación al plato.
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c. Torno Copiador Es un tipo de torno que es operado con un dispositivo hidráulico y permite el
mecanizado de piezas repetidas,
siguiendo el perfil de una plantilla de acuerdo a las características de la misma, que reproduce el perfil de la pieza. Este tipo de tornos, se utiliza principalmente para el torneado de ejes de acero, que tienen diferentes escalones de diámetros, que han sido previamente forjados y que tienen poco material excedente. Hoy en día, este tipo de torno está siendo reemplazado por la máquina CNC.
3.1.4 Torno Revolver Es una variedad de torno diseñado para mecanizar piezas de modo que sea posible trabajar varias herramientas en forma secuencial rápida, con el fin de disminuir el tiempo total de mecanizado. La característica principal del torno revolver, es que lleva un carro con la torreta giratoria de forma hexagonal que ataca frontalmente a la pieza que se quiere mecanizar, donde se insertan
las
diferentes
herramientas
que
conforman
el
mecanizado de la pieza. Cada una de estas herramientas está controlada con un tope de final de carrera. También dispone de un carro transversal, donde se colocan las herramientas de segar, perfilar, ranurar, etc.
d. Torno Control Numérico Computarizado Es un tipo de torno operado mediante control numérico por computadora. Se caracteriza por ser una máquina herramienta muy eficaz para mecanizar piezas de revolución. Es una máquina ideal para el trabajo en serie y mecanizado de piezas complejas.
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Según R.L (2001); Las herramientas van sujetas en un cabezal en número de seis u ocho mediante unos portaherramientas especialmente diseñados para cada máquina las cuales entran en funcionamiento de forma programada, y permite a los carros horizontal y transversal trabajar de forma independiente y coordinada, con lo que es fácil mecanizar ejes cónicos o esféricos, así como el mecanizado integral de piezas complejas42.
3.2.2.4.2
Partes del torno
a. Bancada
Constituye la superficie de apoyo y la columna vertebral de un torno. Su rigidez y alineación afectan la precisión de las partes maquinadas en el torno. La bancada puede ser escotada o entera, según las guías tengan o no un hueco llamado escote, cuyo objeto principal es permitir el torneado de piezas de mayor diámetro. Este escote se cubre con un puente cuando no se requiere el volteo adicional. Encima de la bancada se encuentran las guías prismáticas, las cuales consisten generalmente en dos “V” invertidas y dos superficies planas de apoyo. Las guías de los tornos son piezas maquinadas con gran exactitud por rectificado. Cuando las guías están desgastadas o tienen algún daño, se afecta la precisión de las piezas maquinadas y el torno pierde su valor.
42
R. L. Timings (2001). Tecnología de la fabricación: procesos y materiales del taller. México, D.F.: Alfaomega, p. 50 Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
b. Cabezal. Están fijos en el lado izquierdo de la bancada del torno y en él van montados generalmente los órganos encargados de transmitir el movimiento del motor al eje. Contiene el husillo que se encuentra sostenido por rodamientos en sus extremos y mueve los diversos dispositivos de sujeción de la pieza de trabajo; es hueco para hacer pasar por él las piezas de trabajo largas y esbeltas. La nariz del husillo es el extremo del husillo que sobresale en el cabezal
c. El Contrapunto Se usa para soportar el otro extremo de la pieza de trabajo durante el
maquinado, o para sostener diversas
herramientas de corte, como brocas, escariadores y machuelos. El contrapunto se ubica en el cabezal móvil a la derecha del torno, que se desliza sobre las guías prismáticas y puede fijarse en cualquier posición a lo largo de la bancada. Tiene un husillo deslizante que se mueve mediante una manivela y cuya posición se fija con una palanca.
d. Carro Principal Es el también llamado carro longitudinal. Este se desliza sobre la parte superior de las guías de la bancada.
e. El Delantal Es la parte del carro que da hacia abajo, frente al operador. Contiene los engranajes y los embragues de avance que transmiten el movimiento del tornillo patrón y de la barra de cilindrar carro longitudinal y transversal. Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
El carro entero puede moverse a lo largo de la bancada del torno en forma manual, dando vuelta a la manivela, o en forma automática, embragando los controles de avance automático en el delantal. Una vez en posición, puede fijarse el carro a la bancada apretando el tornillo de fijación correspondiente.
f. El Carro Transversal Se mueve perpendicularmente al eje del torno en forma manual, girando la
manivela de avance transversal o
embragando la palanca de avance transversal automático. g. Carro Auxiliar Va montado sobre el carro transversal y puede ser girado a cualquier ángulo horizontal respecto al eje del torno para maquinar biseles y conos. El carro auxiliar sólo puede moverse manualmente girando la manivela de tornillo para su avance. El buril o herramienta cortante se sujeta en la torreta para la herramienta que está situada sobre el carro auxiliar.
h. La Torreta Portaherramientas Ubicada sobre el carro auxiliar permite montar varias herramientas en la misma operación de torneado y girarla para determinar el ángulo de incidencia en el material.
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3.2.2.4.3
Operaciones del torno
Entre las principales operaciones a realizar en un torno se tiene lo siguiente: Cilindrado: Produce un corte recto sobre el radio exterior de una pieza Roscado: La herramienta de corte es movida longitudinalmente en forma coordinada con la velocidad de giro de la pieza, para conformar una rosca Refrentado: La cara de la pieza perpendicular al eje es cortada para desbastar (definir longitud) o mejorar el acabado. Torneado
Cónico:
La
herramienta
de
corte
es movida
diagonalmente Depresiones, Acanalado, Ranurado, Tronzado:
La
herramienta
es
movida
radialmente
(transversalmente) de afuera hacia adentro de la pieza de trabajo. Uncorte a profundidad constante dejará la forma ranurada o acanalada, mientras un corte profundo cortará totalmente elcilindro(tronzado). Taladrado y Alesado Los trabajos de alesado, corte de roscas y escariado que se hacen en torno comienzan generalmente con la localización y el taladrado de un agujero. Alesado es el proceso de agrandar y perfeccionar un agujero existente o uno taladrado. Para hacer el alesado, el agujero taladrado puede ser de 1/32 a 1/16 de pulgada menor que el diámetro terminado, dependiendo de la situación, este taladrado inicial se puede hacer con broca o escariadora.
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Tarrajado y machuelado El tarrajado y machuelado de una pieza de trabajo montada en un mandril es un medio rápido y exacto para producir roscas externas e internas respectivamente. El machuelado sirve para hacer roscas internas, enfrentando la pieza de trabajo al machuelo con el paso y diámetro deseado, para que este quede impreso en el interior de la pieza
Moleteado Un moleteado es una impresión resaltada sobre la superficie de una pieza de trabajo que se produce por medio de dos rodillos templados, que tienen en alto rrelieve rayas inclinadas que dejan en la pieza una impresión en cruz. Se usa para mejorar la apariencia de una parte y para proporcionar una buena superficie de agarre, como en palancas y mangos de herramientas.
3.2.2.5
Maquinas Control Numérico Computarizado
3.2.2.5.1 •
Elementos de control numérico El programa, que contiene toda la información de las acciones a ejecutar.
•
El control numérico, que interpreta estas instrucciones, las convierte en las señales correspondientes para los órganos de accionamiento de la máquina y realiza la comprobación de resultados.
•
La máquina, que ejecuta las operaciones previstas. Las
máquinas
herramienta
evolucionaron
hacia
la
incorporación en una sola máquina de varias operaciones Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
elementales máquinas
de
mecanizado
diferentes,
que
se
apareciendo
efectuaban
los
centros
en de
mecanizado que permiten obtener una pieza acabada, o casi acabada, en una sola estación de trabajo. 3.2.2.5.2
Pasos a seguir para la ejecución de una pieza en una máquina de Control Numérico A continuación se presenta unos pasos a realizar cuando se va a utilizar una máquina CNC: • Información previa disponible: Con el plano se obtiene la información geométrica y tecnológica: Formas, contornos, tolerancias, acabado superficial, material, número de piezas a mecanizar, cambio manual o automático
de pieza y/o
herramienta, herramientas a utilizar, etc. •
Selección
del
plan
de
trabajo:
Secuencia
de
operaciones, utillajes, selección de herramientas, selección de avances y velocidades de corte. • Programación: El estudio geométrico nos permite determinar las coordenadas de puntos particulares de la pieza necesarios para la programación • La Programación en Mastercam: Se realiza la programación y se generan los códigos. • Preparación de maquina: Se introduce el programa en la memoria de la máquina CNC
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3.2.2.5.3
Cerado de pieza Al iniciar la programación de una pieza, el programador debe conocer donde referenciar todas las medidas de dicha pieza. Este punto de referencia se llama cero de pieza, y es el programador quien decide cuál será su ubicación, por lo tanto lo primero que se debe hacer al iniciar un proceso de programación y mecanización es determinar el punto cero de pieza.
3.2.2.5.4
Nomenclatura de programación de CNC43
Función Auxiliar (M)
Las funciones auxiliares se programan mediante el código M con un número de 099, utilizándose para controlar el avance de mecanización. Las funciones auxiliares M se dividen en dos formas: modal o no modal. Código modal: sólo funciona el código M en el bloque que contenga el mismo código M Código no modal: permite cancelar el código M, que funciona hasta que otro la anule. COMANDO SIGNIFICADO M00……………Parada programada M01…………… Parada programada condicional M02……………Fin de programa M03……………Husillo activado a la derecha M04……………Husillo activado a la izquierda M05…………… Husillo desactivado M06……………Cambio de herramienta M08……………Refrigerante conectado M09…………… Refrigerante desconectado M10……………Conectar aparto divisor M11…………… Desconectar aparto divisor M27……………Girar aparto divisor 43
Universidad Tecnológica de Torreón (2015). Proceso industrial Área. Consulta: 12 de noviembre del 2016. http://es.slideshare.net/alexiaperez7374/codigos-g-y-m-44977927
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M30……………Fin de programa M98……………Llamada de subprograma M99……………Fin de subprograma
3.2.2.5.5
Funciones preparatorias G
La función preparatoria G está compuesta por la letra G y un número de una o dos cifras, se utiliza para programar los ejes que intervienen en el desplazamiento deseado COMANDO SIGNIFICADO G00……………Avance rápido G01……………Interpolación lineal, (Recorrido de mecanización) G02……………Interpolación circular a derecha G03……………Interpolación circular a izquierda G04……………Temporización G09……………Parada exacta G10……………Ajuste de datos G11……………Ajuste de datos a parar G15……………Final de interpolación de coordenadas polares G16……………Comienzo de interpolación de coordenadas polares G17……………Selección de plano XY G18……………Selección de plano ZX G19……………Selección de plano YZ G20……………Medidas en pulgadas G21……………Medidas en milímetros G28……………Aproximación al punto de referencia G40……………Cancelar compensación de radio de corte G41……………Compensación de radio de herramienta a la izquierda G42……………Compensación de radio de herramienta a la derecha G43……………Compensación de longitud de herramienta positiva G44……………Compensación de longitud de herramienta negativa G49……………Cancelar compensación de longitud de herramienta G50……………Cancelar factor de escala, efecto espejo G51……………Factor de escala, efecto espejo G52……………Sistema de coordenadas locales Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
G53……………Sistema de coordenadas de maquina G54……………Decalaje de origen 1 G55……………Decalaje de origen 2 G56……………Decalaje de origen 3 G57……………Decalaje de origen 4 G58……………Decalaje de origen 5 G59……………Decalaje de origen 6 G61……………Modo de parada exacta G63……………Redondeo automático de esquinas G64……………Modo de corte G68……………Giro de sistema de coordenadas continúas G69……………Giro de sistema de coordenadas descontinúas G73……………Ciclo de taladrado con rotura de virutas G74……………Ciclo de roscado con macho a izquierdas G76……………Ciclo de Mandrinado fino G80……………Cancelar ciclo de taladrado (G83 a G85) G81……………Ciclo de taladrado G82……………Ciclo de taladrado con temporización G83……………Ciclo de taladrado con extracción G84……………Ciclo de roscado con macho G85……………Ciclo de escariado G86……………Ciclo de taladrado con parada de husillo G87……………Ciclo de mandrilado trasero G88……………Ciclo de taladro con rarada del programa G89……………Ciclo de escariado con temporización G90……………Programación de valor absoluto G91……………Programación de valor incremental G92……………Configuración del sistema de coordenadas G94……………Avance en mm/minuto G95……………Avance en mm/revolución G97……………Revoluciones del husillo por minuto G98……………Retirada al plano inicial (Ciclos de taladrado) G99……………Retirada al plano de retirada
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3.2.2.6
Tecnología de materiales
3.2.2.6.1
Hierros fundidos
a. Ventajas de hierros fundidos Aunque los hierros fundidos son frágiles y tienen menores propiedades de resistencia que la mayoría de los aceros, son baratos y pueden fundirse más fácilmente mostrando también las ventajas siguientes:44
Son más fáciles de maquinar que los aceros.
Se pueden fabricar piezas de diferente tamaño y complejidad.
En su fabricación no se necesita equipos ni hornos muy costosos.
Absorben
las
vibraciones
mecánicas
y
actúan
como
autolubricantes.
Son resistentes al choque térmico, a la corrosión y de buena resistencia al desgaste.
3.2.2.6.2
Aceros Bonificados
3.2.2.6.2.1
VCN - AISI 4340
a. Aplicaciones En el manual de Böhler se menciona las siguientes aplicaciones de partes de maquinaria y repuestos de mayores dimensiones, sometidas a muy altos esfuerzos dinámicos y otras altas exigencias mecánicas. Cigüeñales, ejes de leva, arboles de transmisión, barras de torsión, ejes cardan, ejes para bombas, ejes de hélice de aviones, pernos y tuercas de alta tensión, rodillosde transportadora, vástagos y pines, muñones; brazos de dirección, ciertos engranajes, discos de embrague, etc.45
44
CASTILLO RODRÍGUEZ, Felipe Díaz. Op Cit. p.4. BÖHLER. Op Cit., p. 26.
45
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b. Características
Resistencia en estado Recocido
máx. N/mm²
Dureza Brinell máx.
800
248
CARACTERÍSTICAS MECÁNCAS EN ESTADO BONIFICADO
Diámetro Mm. Desde
Hasta
16 40 100 160
16 40 100 160 250
3.2.2.6.2.2
Límite de fluencia N/mm²
Resistencia a la tracción N/mm²
Elongación (Lo= 5d) %mín.
Estricción %mín.
Resilencia según DVM Joule
980 885 785 685 590
1180 – 1380 1080 – 1280 980 – 1180 880 – 1080 780 - 930
9 10 11 12 13
40 45 50 55 55
41 48 48 48 48
VCL - AISI 4140
a. Aplicaciones En el manual de Böhler se menciona las siguientes aplicaciones de partes de maquinaria y repuesto de dimensiones medianas, con grandes exigencias en las propiedades arriba mencionadas y también ciertos elementos para la construcción de motores, engranajes, pernos, tuerca, pines, émbolos, arboles de transmisión, ejes de bombas, cañones de armas para la cacería.46
46
Ibid, p. 27.
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b. Características
Resistencia en estado Recocido
máx. N/mm²
770
CARACTERÍSTICAS MECÁNCAS EN ESTADO BONIFICADO
Diámetro Mm.
Dureza Brinell máx.
241
3.2.2.6.3
Desde
Hasta
16 40 100 160
16 40 100 160 250
Límite de fluencia N/mm²
835 715 595 530 490
Resistencia a la Elongación tracción (Lo= 5d) N/mm² %mín.
1030 – 1250 930 – 1130 830 – 1030 730 – 900 690 - 840
10 11 12 13 14
Estricción %mín.
Resilencia según DVM Joule
40 45 50 55 55
34 41 41 41 41
Bronce especiales
a. Bronce SAE 64 A.S.T.M.B584-09ª Características Un bronce con características físicas para el trabajo pesado con excelente antifricción por su alto contenido de plomo, (lubricante seco). Posee una resistencia a la tracción de 35,000 psi y una dureza de entre 60 y 70 Brinell.
Recomendaciones de uso: Cojinetes, bujes para altas velocidades y fuertes presiones, bombas, impulsores, aplicaciones donde se requiera alta resistencia a la corrosión, fundiciones a presión, bujes para molinos, hornos de cemento, troqueladoras, laminadoras, compresores, bujes47
47
De la revista: industria Okendo: en www.okendo.mx
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3.2.2.6.4
Cronit T-1 500 ( Planchas Antidesgastes
3.2.2.6.4.1 Aplicación Para elementos de movimiento de tierra, minerales y materiales abrasivos tales como tolvas de volquetes, cucharas de máquinas cargadoras, tomamesa para tracto camiones, etc. Para blindaje contra balas de armas de mano comerciales, elementos prensas
de
de
máquinas chatarra,
trituradoras,
base
para
chancadoras
matrices
de
y
alto
rendimiento, además todas las construcciones soldadas que requieren alta resistencia y una buena tenacidad a bajas temperaturas, tales como tanques de presión
3.2.2.7
Inventor Autodesk
a. Ciclo de diseño M. Leija menciona cuatro ciclos de diseño en inventor Autodesk48.
b. Modelado de Partes Bocetos (Sketch) Creación de uno o varios sólidos o superficies que se combinan entre sí para generar un modelo independiente.
48
LEIJA, Víctor Manuel. Op. Cit. p. 13 – 14. Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
Fig.35
Modelado
b. Ensamblado Paramétrico de Partes. Iam: Montaje o ensamblaje que se hace con las partes creadas en Inventor, permite analizar cómo se visualizará el modelo, aparato o mecanismo completo y comprobar que no exista interferencia de materiales. Fig.36
Ensamble
c. Presentación
Ensamble
Explosión de ensambles. Ipn: A partir de un ensamble podemos, manual o automáticamente generar una vista de explosión, animarla, verificar colisiones y comprobar parte del funcionamiento cinemático del ensamble.
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Fig.37
Presentación
d. Planos de fabricación Generación Automática de Planos de fabricación .idw: A partir de un modelo de Parte, Ensamble o Presentación se pueden genera Automáticamente las vistas de dibujo, para proceder a acotar, colocar notas, textos, tablas y listas de materiales, con las poderosas herramientas de Inventor. Fig.38
Representación en Plano
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3.2.2.8
Mastercam Mastercam es un sistema integrado de Software CAD/CAM que opera en Microsoft Windows Ayuda a solucionar el diseño geométrico y la parte de fabricación de los productos. Sus distintos módulos le ofrecen soluciones en Fresados de 2D, y 3D mecanizando superficies y multisuperficies. En electroerosión por Hilo, controlando 2 y 4 ejes, en Torneado, en Láser, en punzonado y en máquinas de corte por Plasma. Mastercam tiene todas las prestaciones de Acotación que precisa el diseñador mecánico, salida para diversos periféricos, impresoras etc. Interfaces de comunicación con prácticamente todos los sistemas CAD existentes en el mercado actualmente
a. Operaciones en Mastercam para Centro Mecanizado
-
Mecanizado de cajero Cajeados rectos Entrada de herramienta Cajeados con inclinados Pasada de acabado
-
Mecanizado de planeado Explicación de parámetros
-
Mecanizado de contorno Contornos rectos Contornos con inclinación Contornos con múltiples pasadas Entrada y salida de herramienta. Compensación de la herramienta
-
Mecanizado de taladrado Taladrado continuo Taladrado con picoteo.
-
Maquinado de núcleo, cavidad por superficies Rough Poket Toolpath Rough Poket Toolpath tipo Facing Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
-
Generación de librería de herramientas
-
Aplicación mecanizado de acabado por superficie Surface Finish Flowline Toolpath Surface Finish Plunge Toolpath Surface Finish Scallop Toolpath Surface Finish Radial Toolpath Surface Finish Parralelo Toolpath Surface Finish Proyect Toolpath Grabado de Texto
-
Aplicación mecanizado de desbronque por superficie Aplicación de Rough Flowline Toopath Surface Rough Flowline Toolpath Surface Finish Countour Toolpath Surface Rough Countour Toolpath Surface Rough Radial Toolpath Aplicación de Rough Parallel Toopath Importación de Archivos de Autdesk Importación de Archivos IGES de Solid Work
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CAPÍTULO IV METODOLOGÍA DEL PROYECTO
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4.1 Tipo de investigación 4.1.1 Descriptivo. Permite detallar los conceptos que forman parte de los variables (independiente y dependiente). 4.1.2 Explicativo. Responde a los efectos que producen la variable independiente en la variable dependiente. 4.1.3 Tipo 4.1.3. Cuantitativa. Los resultados se evalúan en términos de cantidad o números. 4.2 Método 4.2.1 Experimental. Se manipula el variable independiente a través de un conjunto de procedimientos aplicados durante la fabricación del producto. 4.3 Diseño 4.3.1 Diseño pre-experimental. Pre test – post test con un solo grupo.
O1X O2
_ Pre evaluación o medición O1 _ Proceso de fabricación del producto. _ post evaluación o medición
a) Población: Accesorio b) Muestra: Cabezal mortajador. c) Técnica: Observación. 4.4 Técnicas e instrumentos Ficha de evaluación del producto final Ficha de proceso de fabricación del cabezal Mortajador Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
CAPÍTULO V EJECUCIÓN DEL PROYECTO
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5.1 Desarrollo de los procesos de ejecución 5.2.1 Proceso de fabricación de las piezas del Cabezal Mortajador
En este informe se presenta el proceso de mecanizado de todas las piezas que componen el Cabezal Mortajador, a partir de material en bruto; sin embargo el cabezal móvil y el cabezal deslizante se mecanizó sobre un molde definido. En cada hoja de proceso de fabricación de las piezas se irán mostrando las características de la pieza, las máquinas, las herramientas, los utillajes de sujeción, los programas CN, etc., necesarios para la fabricación de las piezas. Para la correcta mecanización de las piezas, se estudió detenidamente el plano de la pieza, para así comprender mejor las diferentes posibilidades que existen para su mecanizado. Sin embargo en los planos de cada una de las piezas se enumeró las secuencias de las operaciones a realizar, indicando con números encerrados en círculos. 1
Posteriormente, se realizó un análisis de las superficies y volúmenes a mecanizar, y la elección de las sujeciones, herramientas y maquinaria necesarias. Finalmente, las superficies que sean necesarias mecanizar en fresadora CNC se simularón previamente en software Mastercam X4 Finalmente, todas las operaciones de mecanizado necesitan un paso previo como montar el material al plato de tres mordazas, ajustar el material con la llave T, montar porta broca y punta giratoria al husillo del cabezal móvil, montar las porta cuchillas, mover la torreta a la posición correcta, echar el refrigerante, ajustar la morza a la bancada con su respectivo comparado, montar la porta pinza, montar la fresa de corte, etc. estos pasos quedan obvias en el informe del proceso de mecanizado.
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5.2.1.1
Fabricación de la Excéntrica. MECÁNICA DE PRODUCCIÓN
INSTITUTO TECNOLÓGICO PRIVADO SALESIANO
Escala
Material
1:1.5
VCN 320 AISI 4140
N° de piezas
Tiempo
Excéntrica Dimensiones en bruto Ø 110x 180
Accesorios fresadora
-Chuck vertical de tres mordazas 1 -Aparato divisor -Porta pinza ISO 40 -Pinza n°8 y 20 a. Aspectos Generales
8 horas
Hoja n°: 1
Nombre: Heber Quispe, Pepe Pérez y Noé Linares. Herramientas de corte Instrumentos de medida Torno: -Calibrador 12” - Inserto de desbaste -Calibrador digital 6¨ - Inserto de acabado -Micrómetro 25-50. -Cuchilla de ranurado 2mm -Broca de centrar 4mm Accesorios torno -Broca de 14,18 y 28 mm Fresadora: -fresa de corte plana Ø20mm -Porta broca CM5 -fresa de vástago 8mm -Punta giratoria CM5 -fresa T 20mm
b) Estudio del plano
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c) Proceso de mecanizado en torno Refrentado y taladrado Previo al mecanizado se realizó el montaje correspondiente del material. Refrentado de la cara A con 400 rpm y taladrado con broca de centrar de 4mm Desbaste y acabado -Desbaste de las superficies cilíndricas 1, 2,3 y 4 con una tolerancia de 0.3 dm para acabado, aplicando 400 de rpm; para mantener la concentricidad de la pieza se utiliza la punta giratoria. -Acabado de las mismas superficies, 1, 2, 3 y 4 con 800 rpm y avance mínimo, según las medidas proporcionadas en el plano. Fig.39
Desbastado
Ranurado -Ranurado la superficie 5 con 380 rpm con herramienta de corte de 2 mm de espesor.
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Refrentado y acabado -Refrentado de la cara B y acabado a la longitud exacta con 600 de rpm Fig.40
Acabado
d) Proceso de mecanizado en fresadora Canalado Como elemento de sujeción de la pieza se usó el chuck vertical de tres mordazas. -Fresado de la superficie 6 (cara B)con 1200 rpm, hasta llegar a la profundad total que es 36mm, ancho de 22mm y una longitud de 73mm. Fig.41
Canalado
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Fresado en T - Fresado de la cavidad 7 con las medidas de 53 x 20; con una herramienta de fresa T de Ø25mm y espesor de 8mm, 500 rpm. Fig.42
Fresado T
Taladrado Elemento de sujeción una morsa -Taladrado de la agujero 8 con broca de centro de 4mm y con broca de Ø14mm con una profundad pasante y 400 rpm. Agujero 9 con broca de Ø28mm, 250 rpm. Y el agujero 10 con broca de Ø18mm, 350rpm. Fig.43
Taladrado
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Canal chavetero Fresado de la ranura 11 usando fresa de vástago Ø8mm con 1200 rpm, con las medidas indicadas en el plano Fig.44
Canal chavetero
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5.2.1.2. Fabricación de perno regulable a. Aspectos Generales
MECÁNICA DE PRODUCCIÓN INSTITUTO TECNOLÓGICO PRIVADO SALESIANO
Perno Regulable
Escala
Material
1:1.5
VCL 320 AISI 4140
N° de pieza
Tiempo
Accesorios fresadora
5 horas
-Morsa -Porta pinza ISO 40 -Pinza 10 y 20mm
1
Dimensiones en bruto Ø 40 x 85mm
Hoja n°: 2
Nombre: Heber Quispe, pepe Pérez y Noé Linares Herramientas de corte Instrumentos de medida Torno: -Calibrador 6´´ - Inserto de desbaste -Calibrador digital 6” - Inserto de acabado -Micrómetro 0-25. - Inserto de roscado -Cuchilla ranurado 1.5mm Accesorios torno -Broca de centrar n° 2.5mm Fresadora: -Porta broca CM4 -Fresa Ø20mm -Punta giratoria CM4 -Broca Ø10mmm
b. Estudio del plano
4 3
2 5
6 B
1
7
A 8 Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
c) Proceso de mecanizado en torno Refrentado y taladrado -
Refrentado de la cara A y taladrado con la broca de centro2.5mmcon 400 rpm
Desbaste y acabado -Desbaste de las superficies cilíndricas 1, 2 y 4 con una tolerancia de 0.3 dm
para
acabado,
aplicando
600
de
rpm;
para
mantener
la
concentricidad de la pieza se utiliza la punta giratoria CM4. -Acabado de las mismas superficies, 1, 2 y 4 con 900 rpm y avance mínimo, según las medidas proporcionadas en el plano. Tronzado -
Tronzado de la superficie 5 con 200 rpm con la herramienta afilada a 1.5mm de espesor; profundidad de la ranura corresponde a la altura de rosca.
Roscado -
Roscado dela superficie 1, de M16x2.
Refrentado y acabado -
Refrentado de la cara B a la medida del plano.
d) Proceso de mecanizado en fresadora Planeado -
Fresado de la superficie 7, con fresa Ø20mm con 1200 rpm, de la misma forma la otra cara.
-
Fresado de la superficie 6 que indica en espesor que deber quedar y la superficie 3 indica el ancho del rebaje, se sigue el mismo procedimiento del anterior.
Taladrado y roscado -
Taladrado del agujero 8, primero con broca de centro y luego con broca de 10mm con 600 rpm.
-
Roscado con
macho de m12x1.75 hasta alcanzas
toda la
profundidad. Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
5.2.1.3. Fabricación de perno carrera a. Aspectos Generales MECÁNICA DE PRODUCCIÓN INSTITUTO TECNOLÓGICO PRIVADO SALESIANO
Perno Regulador
Escala
Material
1:1.5
VCL 320 AISI 4140
N° de pieza
Tiempo
Accesorios fresadora
5 horas
-cabezal divisor -Porta-pinza ISO 40 -Pinza 4, 5 y 20
1
Dimensiones en bruto Ø 30x 125mm
Hoja n°: 3 Nombre: Heber Quispe, pepe Pérez y Noé Linares
Herramientas de corte
Instrumentos de medida -Calibrador 6´´ -Calibrador digital 6” -Micrómetro 0-25. -Reloj comparador
Torno: -Inserto de desbaste -Inserto de acabado -Cuchilla de ranurado -Inserto de roscado -Broca de centrar Ø2.5mm Fresadora: -fresa de corte plana Ø20mm -Broca helicoidal 5y 4mm
Accesorios torno -Porta broca CM4 -Punta giratoria CM4
b. Estudio del plano
5
4
3
2 1
B 8
A 6 Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
c. Proceso de mecanizado en torno Refrentado y taladrado -
Refrentado de la cara A con 500 rpm y taladrado con broca de centro de 2.5mm 400 de rpm
Desbaste y acabado -Desbaste de las superficies cilíndricas 1, 2 y 4 con una tolerancia de 0.3 dm
para
acabado,
aplicando
800
de
rpm;
para
mantener
la
concentricidad de la pieza se utiliza la punta giratoria CM4. -Acabado de las mismas superficies, 1, 2 y 4 con 900 rpm y avance mínimo, según las medidas proporcionadas en el plano. - Para mecanizado de la superficie 5 se voltea la pieza para desbaste, acabado y refrentado de la cara B, con las medidas indicadas en el plano.
Fig.45
Desbaste
Ranurado Ranurado de la superficie 3 con herramienta de corte de 3mm de espesor, aplicando 200 rpm. Roscado Previo al roscado se verifica la alineación con reloj comparador. Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
-
Roscado dela superficie 2, así como se indica en el plano M12x1.75, rpm120, hasta llegar a la longitud requerida.
Fig.46
Roscado
d. Proceso de mecanizado en fresadora Fresado de hexágono Como elemento de división y sujeción se usa el cabezal divisor Fresado de las 6 caras dela superficie 5, para cada superficie plana se divide en el cabezal divisor; 6 vueltas más 16 agujeros en el plato 36. Como herramienta de corte se usa una fresa plana de Ø20mm, aplicando 600 rpm Taladrado Como elemento de sujeción se usa una morsa Taladrado del agujero 7 con broca de Ø5mm, aplicando 560 rpm. Y el agujero 8 con broca de Ø4mm y con 680 rpm.
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5.2.1.4. Fabricación de base de biela a. Aspectos Generales
MECÁNICA DE PRODUCCIÓN INSTITUTO TECNOLÓGICO PRIVADO SALESIANO
Base de Biela
Escala
Material
Dimensiones en bruto Ø 80X110mm
1:1.5
VCL 320 AISI 4140
N° de pieza
Tiempo
Accesorios fresadora
3horas
-Morsa -Porta-pinza ISO 40 -Pinza 7 y 13
1
Hoja n°: 4
Nombre: Heber Quispe, pepe Pérez y Noé Linares Herramientas de corte Instrumentos de medida Torno: -Calibrador digital 6” -Inserto de desbaste -Micrómetro 25-50. -Inserto de acabado -Inserto de roscado -Broca de centrar Ø2.5mm Accesorios torno Fresadora: -fresa plana de Ø20mm -Porta broca CM4 -Broca de 6.5 y 13mm -Punta giratoria CM4
b. Estudio del plano
5
B
4
3 2 1
A
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c. Proceso de mecanizado en torno Refrentado y taladrado -Refrentado de la cara A con 500 de rpm y taladrado con broca de centro de 2.5mm 600 de rpm. Desbaste y acabado -Desbastado de las superficies cilíndricas 1, 2 y 3 con una tolerancia de 0.3 dm para acabado, aplicando 600 de rpm; para mantener la concentricidad de la pieza se utiliza la punta giratoria CM4. -Acabado de las mismas superficies, 1, 2 y 3 con 800 rpm y avance mínimo, según las medidas proporcionadas en el plano. - para mecanizado de la superficie 4 se voltea la pieza, para desbastado, acabado y refrentado de la cara B, aplicando los mismos procedimientos del anterior.
Fig.47
Desbaste y acabado
Roscado -Roscado dela superficie 1, así como se indica en el plano M20x2.5, rpm120.
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d. Proceso de mecanizado en fresadora CNC Taladrado - Como elemento de sujeción de la pieza se usa chuck vertical de tres mordazas. - Cerado en Y y X con sensor palpador, y el acerado de las brocas en Z. - Simulado de la operación en Mastercam y generado en códigos - Taladrado de 4 agujeros con broca de Ø8.5mm y una broca Ø13mm en la superficie 5
con los códigos generados anteriormente. Las
dimensiones se indican en el plano en la superficie 5.
Fig.48
Taladrado
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5.2.1.5. Fabricación de bocinas a. Aspectos Generales
Bocinas
MECÁNICA DE PRODUCCIÓN Hoja n°: 5
INSTITUTO TECNOLÓGICO PRIVADO SALESIANO Escala
Material
1:1.5
Bronce SAE 64 VCL AISI 4140
N° de pieza
Tiempo
Accesorios fresadora
Bocina A: 2 Bocina B: 1 Bocina C: 1 Bocina D: 1 Bocina E: 1
6 horas
-Morsa -Porta-pinza ISO 40 -Pinza 4 y 5
Nombre: Heber Quispe, Pepe Pérez y Noé Linares Herramientas de corte Instrumentos de medida Torno: -Calibrador digital 6” -Inserto de desbaste -Reloj comparador -Inserto de acabado -Micrómetro 0-25. -Cuchilla interior -Broca de centrar Ø2.5mm Fresadora: Accesorios torno -Broca de 4, 5, 8.5, 13, 18mm
Dimensiones en bruto -Ø 40X25mm (2) -Ø 12X25mm -Ø41x38mm -Ø80x60mm -Ø28x12mm
-Porta broca CM3 -Punta giratoria CM3
b. Estudio del plano B
A
2
C
2
2 3
1
5
3
5
1
4
4 5 1 4
2
2
1
4
3 4
5 5 1 3
D
Noe Arturo E Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
c. Proceso de mecanizado en torno Bocina de Biela (A) Se tiene un material de Bronce SAE 64, que cuenta con agujero interior para mecanizado de dos bocinas de Biela. Refrentado - Comparado de la concentricidad del material - Refrentado de la cara 1 aplicando 500 de rpm con herramienta de acabado. Desbaste y acabado interior -Desbastado de la superficie interior 4 con una tolerancia de 0.3 dm para acabado, aplicando 800 de rpm. -Acabado de la misma superficie 4 con 900 rpm y avance mínimo, según las medidas proporcionadas en el plano. Para comprobar se usa patrón fijo de Ø28mm. Fig.49
Acabado interior
Desbaste y acabado exterior Para mantener la concentricidad de la pieza se utiliza la punta giratoria CM3 - Desbastado de la superficie interior 2 con una tolerancia de 0.3 dm para acabado, aplicando 800 de rpm. -Acabado de la misma superficie 2 con 900 rpm y avance mínimo, según las medidas proporcionadas en el plano. Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
- Mecanizado de la cara 5, con las medidas indicadas en el plano. Bocina de perno regulable (C) Se tiene un material de acero bonifica VCL 320 para mecanizado de bocina
de perno regulable. Refrentado y taladrado - Refrentado de la cara 1 aplicando 500 de rpm con herramienta de desbaste. y taladrado del agujero pasante con broca de centro 2.5mm, broca de 13 y 17 mm, aplicando 500 rpm. Fig.50
Refrentado
Desbaste y acabado exterior - Desbastado de las superficies2 y 3 con una tolerancia de 0.3 dm para acabado, aplicando 600 de rpm. - Acabado de las mismas superficies 2 y 3 con 900 rpm y avance mínimo, según las medidas proporcionadas en el plano. Desbaste y acabado interior -Desbastado de la superficie interior 4 con una tolerancia de 0.3 dm para acabado, aplicando 600 de rpm.
Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
-Acabado de la misma superficie 4 con 900 rpm y avance mínimo, según las medidas proporcionadas en el plano. Para comprobar el agujero deslizante se usa patrón fijo de Ø20mm. - Mecanizado de la cara 5, con la medida de longitud indicada en el plano. Bocina de eje excéntrica (D) Se tiene un material de Bronce SAE 64, con agujero interior de Ø48mm para mecanizado de una bocina del eje excéntrica. Refrentado y taladrado - Refrentado de la cara 1 aplicando 500 de rpm con herramienta de acabado. Desbaste y acabado exterior - Desbastado de las superficies 2 y 3 con una tolerancia de 0.3 dm para acabado, aplicando 450 de rpm. - Acabado de las mismas superficies 2 y 3 con 600 rpm y avance mínimo, según las medidas proporcionadas en el plano. Desbaste y acabado interior -Desbastado de la superficie interior 3 con una tolerancia de 0.3 dm para acabado, aplicando 500 de rpm. -Acabado de la misma superficie 3 con 600 de rpm y avance mínimo, según las medidas proporcionadas en el plano. Para comprobar el agujero deslizante se usa la pieza eje excéntrica de Ø50mm. - Mecanizado de la cara 5, con la medida de longitud indicada en el plano. Fig.51
Comparado Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
Bocina de perno regulable (B) Se tiene un material de acero bonifica VCL 320 para mecanizado de bocina
de perno regulador. Refrentado y taladrado - Refrentado de la cara 1 aplicando 500 de rpm con herramienta de desbaste, y taladrado del agujero pasante con broca de centro 2.5mm, broca de 8.5mm, aplicando 400 rpm. Desbaste y acabado exterior - Desbastado de la superficie 2 con una tolerancia de 0.3 dm para acabado, aplicando 700 de rpm. - Acabado de la misma superficie 2 con 800 rpm y avance mínimo, según las medidas proporcionadas en el plano. Desbaste y acabado interior -Desbastado de la superficie interior 3 con una tolerancia de 0.3 dm para acabado, aplicando 700 de rpm. -Acabado de la misma superficie 3 con 900 rpm y avance mínimo, según las medidas proporcionadas en el plano. Para comprobar el agujero de ajusteel perno regulador de Ø9.5mm. - Mecanizado de la cara 4, con la medida de longitud indicada en el plano. Fig.52
Acabado interior
Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
Taladrado Como elemento de sujeción se usa una morsa. Taladrado del agujero pasante en la superficie 5 con la broca de centro 2.5mm y broca 4mm, aplicando 600 rpm.
Bocina de perno regulador 2 (E) Se tiene un material de acero bonifica VCL 320 para mecanizado de bocina
de perno regulador 2. Refrentado y taladrado - Refrentado de la cara 1 aplicando 500 de rpm con herramienta de desbaste, y taladrado del agujero pasante con broca de centro 2.5mm, broca de 8.5 y 13mm, aplicando 400 rpm. Desbaste y acabado exterior - Desbastado de la superficie 2 con una tolerancia de 0.3 dm para acabado, aplicando 700 de rpm. - Acabado de la misma superficie 2 con 800 rpm y avance mínimo, según las medidas proporcionadas en el plano. Fig.53
Desbaste exterior
Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
Desbaste y acabado interior -Desbastado de la superficie interior 3 con una tolerancia de 0.3 dm para acabado, aplicando 700 de rpm. -Acabado de la misma superficie 3 con 900 rpm y avance mínimo, según las medidas proporcionadas en el plano. Para comprobar el agujero de ajuste se usa el perno regulador de Ø14mm. - Mecanizado de la cara 4, con la medida de longitud indicada en el plano. Taladrado Como elemento de sujeción de usa una morsa. Taladrado del agujero pasante en la superficie 5 con la broca de centro 2.5mm y broca 5mm, aplicando 600 rpm.
Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
5.2.1.6. Fabricación de Biela a. Aspectos Generales MECÁNICA DE PRODUCCIÓN INSTITUTO TECNOLÓGICO PRIVADO SALESIANO
Biela
Escala
Material
1:1.5
CRONIT T-1 500
N° de piezas
Tiempo
Accesorios de centro mecanizado cnc
40 minutos
-Morsa -Porta-pinza iso 40 -Pinza 20
1
Dimensiones en bruto 180 X 55mm
Hoja n°: 6 Nombre: Heber Quispe, Pepe Pérez y Noé Linares Herramientas de corte Instrumentos de medida -Calibrador digital 6” -Calibrador 12” Centro de mecanizado cnc: -Palpador -Fresa plana Ø20mm Programa simulación
Mastercam X4
b. Estudio del plano
4
3
1
5 2
Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
c) Proceso de mecanizado en fresadora cnc Cerado - Como elemento de sujeción de la pieza se usa una morsa. - cerado en Y y X con sensor palpador, y el cerado de la fresa 20 mm en Z. - Simulado de la operación en Mastercam y generado en códigos. Planeado de la superficie 1 - Diseñado y simulado de la operación planeado en programa mastercam X4 según las medidas del plano. Verificado de velocidad de giro (3500), avance (1500), avance vertical (800), profundidad de corte (0 a -0.5) y los parámetros de mecanizado (zigzag). Después de la simulación se generan los códigos de la operación para ser leídas por el control de fresadora CNC. -Planeado de la superficie 1 con los códigos generados Fig.54
Planeado
Contorneado de la superficie 2 Simulado de la operación contorno en programa mastercam X4 según las medidas del plano. Verificado de
velocidad de giro
(3500), avance (1500), avance vertical (800), profundidad de corte (0 a -23) y los parámetros de mecanizado (Rampa 1mm). Después de Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
la simulación se generan los códigos de la operación para ser leídas por el control de fresadora CNC -Ejecutado de la operación contorneado de la superficie 2 con los códigos generados de acuerdo al plano. Cajeado de la superficie 3 - Simulado de la operación cajera en programa mastercam X4 según las medidas del plano. Verificado de
velocidad de giro (3500),
avance (1500), avance vertical (800), profundidad de corte (0 a - 23) y los parámetros de mecanizado (estándar rampa 1mm). Después de la simulación se generan los códigos de la operación para ser leídas por el control de fresadora CNC -Ejecutado de la operación cajeado de la superficie 3 con los códigos generados de acuerdo al plano. Contorneado de los agujeros Simulado de la operación contorno en programa mastercam X4 según las medidas del plano. Verificado de
velocidad de giro
(3500), avance (1500), avance vertical (800), profundidad de corte (0 a - 23) y los parámetros de mecanizado (Rampa 1mm). Después de la simulación se generan los códigos de la operación para ser leídas por el control de fresadora CNC -Ejecutado de la operación contorneado de los dos agujeros en la superficie 4 con los códigos generados de acuerdo al plano. Fig.55
Contorneado interior Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
Planeado de la superficie 5 - Simulado de la operación planeado en programa mastercam X4 según las medidas del plano. Verificado de velocidad de giro (3500), avance (1500), avance vertical (800), profundidad de corte (0 a -3) y los parámetros de mecanizado (zigzag). Después de la simulación se generan los códigos de la operación para ser leídas por el control de fresadora CNC. -Planeado
de
la
superficie
5
con
los
códigos
generados
anteriormente.
Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
5.2.1.7 Fabricación de cabezal fija a. Aspectos Generales
MECÁNICA DE PRODUCCIÓN INSTITUTO TECNOLÓGICO PRIVADO SALESIANO Escala
Material
1:1.5
Fundición Nodular
N° de piezas
Tiempo
1
5 horas
Cabezal fijo
Hoja n°: 7
Nombre: Heber Quispe, Pepe Pérez y Noé Linares Herramientas de corte Instrumentos de medida -Calibrador digital 6” -Calibrador 14” -Palpador Centro de mecanizado cnc -Escuadra : -Reloj comparador -Fresa plana Ø20mm Programas de diseño -Broca 4.5mm e simulación -Broca 14mm - broca de centro 2.5mm -Autodesk inventor -Mastercam
Dimensiones en bruto Fundición Nodular de 19 kilos
Accesorios de centro mecanizado cnc -Porta-pinza iso 40 -pinza 20 y 14 -Porta broca
b. Estudio del plano 7
5
4
9
2 1
3
6
8
Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
c. Proceso de mecanizado en fresadora cnc Comparado y Cerado - Como elemento de sujeción de la pieza se usan bulones para anclar a la mesa. - comparado del molde en la superficie 6 de forma horizontal. - Cerado en Y y X con sensor palpador, y el cerado de la fresa 20 mm en Z. Fig.56
Anclado
Contorneado interior 3 - Diseñado y simulado de la operación contorno interior Ø60mm en programa mastercam X4 según las medidas del plano. Verificado de velocidad de giro (3500), avance (1500), avance vertical (800), profundidad de corte (0 a - 50) y los parámetros de mecanizado (Rampa 1mm). Después de la simulación se generan los códigos de la operación para ser leídas por el control de fresadora CNC -Ejecutado de la operación contorneado interior en la superficie 1 del agujero 3 con los códigos generados de acuerdo al plano.
Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
Planeado de la superficie 1 - Diseñado y simulado de la operación planeado en programa mastercam X4 según las medidas del plano. Verificado de velocidad de giro (3500), avance (1500), avance vertical (800), profundidad de corte (0 a -0.5) y los parámetros de mecanizado (zigzag). Después de la simulación se generan los códigos de la operación para ser leídas por el control de fresadora CNC. -Planeado de la superficie 1 con los códigos generados
Contorneado en la superficie 2 Diseñado y simulado de la operación contorno exterior Ø120 y Ø228mm en programa mastercam X4 según las medidas del plano. Verificado de
velocidad de giro (3500), avance (1500), avance
vertical (800), profundidad de corte (0 a – 26.1) (-26.1 a -47.5) y los parámetros de mecanizado (Rampa 1mm). Después de la simulación se generan los códigos de la operación para ser leídas por el control de fresadora CNC -Ejecutado uno
por uno de la operación contorneado en la
superficie 2 con los códigos generados de acuerdo al plano.
Fig.57
Contorneado Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
Taladrado de agujeros en la superficie 2 Diseñado y simulado de la operación taladrado de 4 agujeros Ø14mm en programa mastercam X4 con broca de centro Ø2.5mm y broca de Ø14mm. Verificado de velocidad de giro (1500), avance (1000), avance vertical (800), profundidad de corte (-26.1 a -47. y los parámetros de mecanizado (Rampa 1mm). Después de la simulación se generan los códigos de la operación para ser leídas por el control de fresadora CNC -Ejecutado de la operación taladrado de 4 agujeros en la superficie 2 con los códigos generados. Planeado de la superficie 5 Para realizar las operaciones en la parte posterior se voltea el molde se vuelve a comparar y a acerar las herramientas. - Diseñado y simulado de la operación planeado en programa mastercam X4 con la fresa plana de 20mm. Verificado de velocidad de giro (3500), avance (1500), avance vertical (800), profundidad de corte (0 a -0.5) y los parámetros de mecanizado (zigzag). Después de la simulación se generan los códigos de la operación para ser leídas por el control de fresadora CNC. -Ejecutado de los códigos generados en la superficie 5 Fig.58
Comparado
Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
Contorneado en la superficie 6 Diseñado y simulado de la operación contorno exterior a 220mm de ancho en programa mastercam X4 según las medidas del plano. Verificado de
velocidad de giro (3500), avance (1500), avance
vertical (800), profundidad de corte (0 a -45.5) y los parámetros de mecanizado (Rampa 1mm). Después de la simulación se generan los códigos de la operación para ser leídas por el control de fresadora CNC -Ejecutado de la operación contorneadoen la superficie 6 con los códigos generados Contorneado cónico en la superficie 5 Diseñado y simulado de la operación contorno cónico de °10desde 169.63 de ancho, en programa mastercam X4. Verificado de velocidad de giro (3500), avance (1500), avance vertical (800), profundidad de corte (0 a -29) y los parámetros de mecanizado (Rampa 2dm). Después de la simulación se generan los códigos de la operación para ser leídas por el control de fresadora CNC -Ejecutado de la operación contorneado cónico en la superficie 5 con los códigos generados. Fig.59
Contorneado cónico Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
Taladrado de agujeros en la superficie 5 Diseñado y simulado de la operación taladrado de 8 agujeros Ø4.5mm en programa mastercam X4, con broca de centro Ø2.5mm y broca de Ø4.5mm. Verificado de velocidad de giro (1500), avance (1000), avance vertical (800), profundidad de corte (0 a -30. y los parámetros de mecanizado (1mm). Después de la simulación se generan los códigos de la operación para ser leídas por el control de fresadora CNC -Ejecutado de la operación taladrado de 8 agujeros en la superficie 4 con los códigos generados.
Fig.60
Taladrado
Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
5.2.1.8
Fabricación de cabezal deslizante
a. Aspectos Generales MECÁNICA DE PRODUCCIÓN INSTITUTO TECNOLÓGICO PRIVADO SALESIANO
Cabezal Deslizante
Escala
Material
1:1.5
Fundición Nodular
Dimensiones en bruto Fundición nodular 15 kilos
Nombre: Heber Quispe, Pepe Pérez y Noé Linares Herramientas de corte Instrumentos de medida -Calibrador digital 6” -Calibrador 14” -Palpador -Reloj comparador
N° de piezas
Tiempo
1
3 horas
Accesorios de centro mecanizado cnc -Porta-pinza iso 40 -Pinza
Centro de mecanizado cnc: -Fresa plana Ø20mm -Broca 4.5mm -Broca 6.5mm -Broca 5.5mm
Hoja n°: 8
Programas de diseño e simulación
-Mastercam x4
b. Estudio del plano
8 1 5 2 9
7 4 6 3
1 0
Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
c. Proceso de mecanizado en fresadora cnc
Comparado y Cerado - Como elemento de sujeción de la pieza se usan bulones para anclar a la mesa. - Comparado del molde en la superficie 8 de forma horizontal. - Cerado en Y y X con sensor palpador, y el cerado de la fresa 20 mm en Z.
Planeado de la superficie 1 y 2 - Diseñado y simulado de la operación planeado de la superficie 1 y 2 en programa mastercam X4 según las medidas del plano. Verificado de velocidad de giro (3500), avance (1500), avance vertical (800), profundidad de corte para superficie 1(0 a -0.5) y superficie 2 (-28 a -20.5) los parámetros de mecanizado (zigzag). Después de la simulación se generan los códigos de la operación para ser leídas por el control de fresadora CNC. -Planeado de la superficie 1 y 2con los códigos generados
Fig.61
Planeado Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
Contorneado interior en la superficie 2 - Diseñado y simulado de la operación contorno interior Ø27mm en programa mastercam X4 según las medidas del plano. Verificado de velocidad de giro (3500), avance (1500), avance vertical (800), profundidad de corte (-29 a - 55) y los parámetros de mecanizado (Rampa 1mm). Después de la simulación se generan los códigos de la operación para ser leídas por el control de fresadora CNC -Ejecutado de la operación contorneado interior en la superficie con los códigos generados. Taladrado de agujeros en la superficie 2 Diseñado y simulado de la operación taladrado de 4 agujeros Ø6.5mm en programa mastercam X4, con broca de centro Ø2.5mm y broca de Ø6.5mm. Verificado de
velocidad de giro (1500), avance (1000),
avance vertical (800), profundidad de corte (-29 a -55. y los parámetros de mecanizado (1mm). Después de la simulación se generan los códigos de la operación para ser leídas por el control de fresadora CNC -Ejecutado de la operación taladrado de 4 agujeros en la superficie 2 con los códigos generados. Contorneado cónico en la superficie 3 Diseñado y simulado de la operación contorno cónico de °10 desde 159.8 de ancho, en programa mastercam X4. Verificado de velocidad de giro (3500), avance (1500), avance vertical (800), profundidad de corte (0 a -29) y los parámetros de mecanizado (Rampa 2dm). Después de la simulación se generan los códigos de la operación para ser leídas por el control de fresadora CNC. -Ejecutado de la operación contorneado cónico en la superficie desde la superficie 1 con los códigos generados. Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
Contorneado exterior en la superficie 4 Para mecanizar la parte posterior se voltea el molde de cabezal deslizante, se vuelve a comparar y cerar. - Diseñado y simulado de la operación contorno exterior en programa mastercam X4. Verificado de velocidad de giro (3500), avance (1500), avance vertical (800), profundidad de corte (0 a -66) y los parámetros de mecanizado (Rampa 1mm). Después de la simulación se generan los códigos de la operación para ser leídas por el control de fresadora CNC -Ejecutado de la operación contorneado exterior en la superficie 3 con los códigos generados.
Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
5.2.1.8 Fabricación de piñón a. Aspectos Generales
MECÁNICA DE PRODUCCIÓN INSTITUTO TECNOLÓGICO PRIVADO SALESIANO
Piñón
Escala
Material
Dimensiones en bruto
1:1.5
VCN 320 AISI 4340
Ø110x45
N° de piezas 1
Tiempo
Accesorios de fresadora:
2 horas
-Cebezal divisor -Árbol porta-fresa iso 40 Porta pinza iso40 Pinza 8
Hoja n°: 9
Nombre: Heber Quispe, Pepe Pérez y Noé Linares Herramientas de corte Instrumentos de medida Torno: -Calibrador digital 6” -Porta-inserto de desbaste -Calibrador 6” -Porta-inserto de acabado -Escuadra -Porta-inserto de desbaste -Reloj comparador interior -Porta-inserto de acabado Accesorios de torno: interior -Broca 12, 28mm -Porta broca CM5 Broca de centro 2.5mm -Punta giratoria CM5 Fresadora: -Fresa M2.5 n°6 Fresa de vástago de 8mm
b. Estudio del plano 2 3
4
1 A
5 B
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c. Proceso de mecanizado en torno Refrentado y taladrado -Refrentado de la cara A con 400 de rpm y taladrado del agujero Ø30mm con broca de centro de 2.5mm y brocas de 12mm, 28mm. Desbaste y acabado -Desbastado de las superficies cilíndricas 1y 2 con una tolerancia de 0.3 dm para acabado, aplicando 400 de rpm; para mantener la concentricidad de la pieza se utiliza la punta giratoria CM5. -Acabado de las mismas superficies, 1 y 2 con 600 rpm y avance mínimo, según las medidas proporcionadas en el plano. - Mecanizado del agujero Ø30mm con porta- inserto interior, para comprobar el agujero deslizante se usa calibre fijo de Ø30mm. -Refrentado y acabado de la cara B aplicando el mismo procedimiento de la cara A. Fig. 62
Desbaste
d. Proceso de mecanizado en fresadora Para tallado de los dientes y ranurado de canal chavetero se mandó a la empresa Ingeniería Mecánica y Diseños Sales SAC.
Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
Cálculo y división Cálculo y división: Módulo: 2.5 N° de dientes: 40 Diámetro exterior: 107 Diámetro primitivo: 100 Diámetro interior: 95.8 Altura: 5.6 Paso de hélice: 11° Dimensiones de ranura: Ancho 8mm Altura: 2.5mm
Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
5.2.1.9 Fabricación de tapa de porta herramienta a. Aspectos generales
MECÁNICA DE PRODUCCIÓN INSTITUTO TECNOLÓGICO PRIVADO SALESIANO
Base, tapa y eje de Porta Herramienta
Escala
Material
Dimensiones en bruto
1:1.5
Chronit t1 400
25x70x22 Para eje Ø15 x 65 (2piezas)
N° de piezas
Tiempo
3
50min
Hoja n°: 10
Nombre: Heber Quispe, pepe Pérez y Noé Linares Herramientas de corte Instrumentos de medida Torno: -Calibrador digital -Porta-inserto de desbaste 6” -Porta-inserto de acabado -Calibrador 6” -Broca de centro 2.5 mm -Escuadra de pelo
Fresadora: -Fresa de corte 20mm -Fresa vástago 6mm -Porta inserto iso 40 Fresa de bastado 10mm -Broca de centro 2.5mm -Porta-pinza iso 40 -Broca de 6.6, 14 y 14.3 mm -Pinza 6, 8 y 20mm -Morsa Accesorios de fresadora:
Accesorios de torno: -Porta broca cm3 -Punta giratoria cm3
a) Estudio del plano
1
1 4
2 5
6
2 3
3
Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
b) Proceso de mecanizado en fresadora cnc Cerado - Como elemento de sujeción de la pieza una morsa para máquina - Cerado en Y y X con sensor palpador, y el cerado de la fresa 20 mm en Z. Fig.63
Comparado
Planeado de la superficie 1 - Diseñado y simulado de la operación planeado de la superficie 1 en programa mastercam X4, según las medidas del plano. Verificado de velocidad de giro (3500), avance (1500), avance vertical (800), profundidad de corte para superficie 1(0 a -0.5) los parámetros de mecanizado (zigzag). Después de la simulación se generan los códigos de la operación para ser leídas por el control de fresadora CNC. -Planeado de la superficie 1 con los códigos generados. Contorneado de la superficie 2 - Diseñado y simulado de la operación contorno exterior en programa mastercam X4. Verificado de velocidad de giro (3500), avance (1500), avance vertical (800), profundidad de corte (0 a 21) y los parámetros de mecanizado (Rampa 1mm). Después de Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
la simulación se generan los códigos de la operación para ser leídas por el control de fresadora CNC -Ejecutado de la operación contorneado exterior en la superficie 2 con los códigos generados. Taladrado de agujeros en la superficie 1 (3 y4) Diseñado y simulado de la operación taladrado de 4 agujeros Ø6.5mm, 2 agujeros Ø14mm y 2 agujeros de Ø14.3 mm en programa mastercam X4, iniciando el taladrado con broca de centro Ø2.5mm y broca de Ø6.5 14 y 14.3 mm. Verificado de velocidad de giro (1500), avance (1000), avance vertical (800), profundidad de corte (-0 a -21. y los parámetros de mecanizado (1mm). Después de la simulación se generan los códigos de la operación para ser leídas por el control de fresadora CNC -Ejecutado de la operación taladrado de 4 agujeros en la superficie 2 con los códigos generados.
Fig.64
Taladrado
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Cajeado de canal en la superficie 1 - Diseñado y simulado en programa Mastercam X4de canal 12 x 6 y 6 x 8están indicadas con número 5 y 6. Verificado de velocidad de giro (3500), avance (1500), avance vertical (800), profundidad de corte par base (0 a - 6) para tapa (0 a -8) y los parámetros de mecanizado (estándar rampa 1mm). Después de la simulación se generan los códigos de la operación para ser leídas por el control de fresadora CNC -Ejecutado de la operación cajeado de la superficie 1 con los códigos generados de acuerdo al plano.
Contorneado cónico en la superficie 3 y 4 Diseñado y simulado de la operación contorno cónico de °45 desde 18mm de ancho en programa mastercam X4. Verificado de velocidad de giro (3500), avance (1500), avance vertical (800), y los parámetros de mecanizado (Rampa 2dm). Después de la simulación se generan los códigos de la operación para ser leídas por el control de fresadora CNC. -Ejecutado de la operación contorneado cónico en la superficie 3 y 4 con los códigos generados.
Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
5.2.1.10
Montaje de Cabezal Mortajador
Antes de montaje de cabezal fija se desmontó el cabezal vertical de la fresadora.
Montaje de cabezal fija, piñón y la excéntrica para comprobar la precisión.
Trazado de línea, que indica 0 grados, además permitirá para colocación de la cinta graduada.
Verificando y comparado la verticalidad del Cabezal Mortajador con respecto a la mesa longitudinal
Montaje del Cabezal Mortajador después de comprobar el funcionamiento y pintado.
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5.2 Herramientas e instrumentos utilizados según los procesos de ejecución.
5.3.1 Máquinas Herramientas
Torno.-En esta máquina herramienta, que permite mecanizar piezas por revolución; se mecanizó las siguientes piezas: Excéntrica, perno regulador, perno regulable, base de biela y bocinas. Fig.65
Torno
Fresadora.- 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; esta máquina-herramienta se utilizó para mecanizar las piezas. Fig.66 Acabado interior
Fresadora
Acabado interior
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Centro de mecanizado.- Es un tipo de máquina fresadora operado mediante control numérico por computadora, para mecanizar piezas complejas y de mayor precisión; esta máquina se utilizó para mecanizar las siguientes piezas: cabezal deslizante, biela, Fig.67
Centro
Sierra alternativa: sirve para cortar por desprendimiento de viruta, se utilizó para cortar todos los materiales en bruto para ser mecanizados.
Acabado interior
5.3.2 Herramientas de corte
Porta-inserto de desbaste.- Esta herramienta sirve para sujetar inserto de desbastes trigonal de 84°, se utilizó para toda las sujeciones de los insertos de desbaste.
Inserto de desbaste trigonal de 84°.- Es una herramienta por arranque de viruta sujetado por el porta-inserto. Se utilizó para toda las operaciones de desbaste.
Porta-inserto de acabado de 35°.- Esta herramienta sirve para sujetar inserto de acabado de 35°, se utilizó para toda las sujeciones de los insertos de acabado.
Inserto de acabado de 35°.- Es una herramienta por arranque de viruta
sujetado por el porta-inserto. Se utilizó para toda las
operaciones de acabado.
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Porta-inserto de roscado métrica de 60°-Esta herramienta sirve para sujetar inserto de roscado métrica 60°, se utilizó para toda las sujeciones de los insertos de roscado.
Inserto de roscado métrica de 60°.- Es una herramienta por arranque de viruta sujetado por el porta-inserto, se utilizó para toda las operaciones de roscado.
Porta-inserto de interior de 45°-Esta herramienta sirve para sujetar inserto de interior de 45°, se utilizó para toda las sujeciones de los insertos de interior.
Inserto de interior de 45°.- Es una herramienta por arranque de viruta
sujetado por el porta-inserto, se utilizó para toda las
operaciones de mecanizado interior.
Broca de centro.-es una herramienta que al imprimirlas dos
movimientos, uno de rotación y otro de traslación, arrancan el material de la pieza en forma de virutas, construyendo un agujero cilíndrico, se utilizó para formar los puntos de centros en los ejes y facilitar el taladrado de las demás brocas.
Broca helicoidal.- Es una barra de acero duro templado, se utilizó en el la elaboración del taladro de la bocina.
Fresa T.- Esta fresa de corte es generalmente
usada para
generar alojamiento en forma de T, se utilizó en el mecanizado de la excéntrica. Fig.68
Fresa T Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
Fresa modular: Esta fresa de corte módulo 2.5 n°5 se empleó en la fabricación del tallado de dientes del piñón helicoidal. Fig.69
Fresa modular
Fresa de Vástago: esta herramienta de corte de 8mm se utilizó en la elaboración del canal chavetero del eje de la excéntrica.
Macho de roscar: Esta herramienta se utilizó para todos los agujeros con rosca de las siguientes piezas: cabezal fija, cabezal deslizante y base de biela.
Acabado interior
5.3.3 Accesorios de máquinas herramientas
Árbol porta fresa: este accesorio porta fresa ISO 40 se utilizó para sujetar la fresa modular, en la fabricación del piñón helicoidal.
Fig.70
Árbol porta fresa
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Porta pinza ISO 40: Este accesorio de fresadora se utilizó para sujetar la pinza y el vástago en la fabricación del piñón helicoidal y la excéntrica Fig.71
Porta pinza
Pinza: Es parte de la porta pinza y se utilizó para la sujeción de la fresa Fig.72
Acabado interior Pinza
Llave media luna: Esta herramienta se empleó para ajustar la fresa de la porta pinza
Porta broca: Este accesorio se utilizó en la sujeción de las brocas para realizar el taladrado de la piezas
Fig.73
Porta broca
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Contra punta: Se utilizó para para mantener la concentricidad y realizar el acabado de las piezas. Fig.74
Contra Punta
Cabezal divisor: Accesorio que se utilizó para realizar las respectivas divisiones en la elaboración de los dientes del piñón helicoidal.
Morsa para máquinas Son del tipo paralelo, con mandíbulas más bajas y con un tornillo de punta cuadrada, donde se coloca la manivela para acercar y apretar la mandíbula móvil, se utilizó… Acabado interior Fig.75
Mosa
Dogo o perno de arrastre: Es un dispositivo de sujeción, se utilizó para ajustar las piezas
que tenían la elaboración de
roscado.
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5.3.4 Instrumentos de medición.
Calibrador: Se empleó para medir todas las piezas
en
superficies interior, exterior y profundidad por desbaste.
Calibrador digital: Se empleó para medir todas las piezas en superficies interior, exterior y profundidad por acabado.
Micrómetro: Es un aparato de mayor precisión que el calibre, se empleó para medir todas las piezas en superficies exteriores por acabado. Fig.76
Micrómetro
Reloj comparador: Es un instrumento de medición indirecta porque tiene por objeto la comparación de medidas, se utilizó para las mediciones exactas de las piezas. Fig.77
Acabado interior
Reloj
Escuadra ordinaria en ángulo recto: Se utilizó para comparar y trazar ángulos de 90° de las piezas
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Gramil de altura: Aparato empleado en las operaciones de trazado al aire, se utilizó para trazar y proyectar líneas en las distintas superficies o planos de las piezas.
Compás: Se utilizó para trazar circunferencias de las siguientes piezas:
Palpador: Se utilizó para hallar el centro de las piezas mecanizadas en el centro de mecanizado CNC. Fig.78
Palpador
5.3.1 Otras herramientas
Prisma: se utilizó para acomodar
piezas cilíndricas y realizar
trazado de las piezas
Llave mixta: herramienta que se utilizó para ajustar las tuercas y tornillos de cabeza hexagonal.
Lima basta: Es aquella en la que el tallado se realiza con paso interior grande por lo que sus aristasAcabado cortantes son amplias; se utilizó para
el desbaste de las piezas.
Lima fina: Es aquella en la que el paso de sus estrías y el tamaño de sus aristas cortantes es pequeño. Su superficie presenta un aspecto fino y tupido; se utilizó en el acabado del ajuste de las piezas.
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Bandeador: Herramienta con una boca en forma de cuadrado graduable en el centro, se utilizó para realizar el roscado interior de forma manual.
Granete: Es cilindro de acero duro templado, se empleó para
5.3 Materiales e Insumos 5.4.1 Materiales
Hierro Fundido Nodular (ASTM 536) Este material se mandó a fundir de acuerdo al modelo elaborado de las siguientes piezas: cabezal fija y cabezal deslizante.
Cronit T-1 500 ( Planchas Antidesgastes) Se utilizó para la fabricación
de las siguientes piezas: Biela,
base porta herramienta, tapa porta herramienta y regleta del cabezal deslizante.
VCN (Acero de Bonificado AISI 4340) Por sus propiedades mecánicas de aplicación se empleó en la fabricación de las siguientes piezas: Excéntrica y piñón.
VCL ( Acero de Bonificado AISI 4140) Por sus propiedades mecánicas se utilizó en la elaboración de las siguientes piezas: Eje de carrera, eje de sujeción de biela, base de biela, bocina de eje de sujeción, eje de porta herramienta y dos bocinas de eje de carrera.
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Broce SAE 64 Este material se utilizó en la fabricación de las siguientes piezas: Bocina del eje excéntrica y 2 bocinas de biela.
5.4.2. Insumos
Perno socket (Grado 8) Por su alto grado de resistencia a los esfuerzos mecánicos se utilizó para fijar las siguientes piezas: La regleta al cabezal móvil, la base de biela al cabezal deslizante y la base de porta herramienta al cabezal deslizante (M6 y M8).
Pasador Se utilizó para fijar las bocinas al perno regulador
Turca hexagonal Por su alto grado de resistencia a los esfuerzos mecánicos y por ser material de acero medio carbono, se utilizó para fijar las siguientes piezas: La regleta al cabezal móvil, la base de biela al cabezal deslizante y la base de porta herramienta al cabezal deslizante (M6 y M8).
Masilla superior veloz flex Por su excelente poder de relleno, de buena flexibilidad, buena adherencia y cohesión, rápido curado de suave lijado, no pega a la lija y resiste al impacto, se utilizó en el masillado de la mortajadora para luego ser pintado.
Pintura Gloss x3 Por su buen brillo, buena dureza, buena flexibilidad, se utilizó para pintar el cabezal mortajador
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Aceite para guías El grado ISO 32 está recomendado para la última generación de máquinas herramientas con guías lineales que exigen baja viscosidad con alto poder antidesgaste y deslizante.
Lija Las lijas que se utilizaron fueron de grano 60, 120, 300, para el pulido de las superficies de la mortajadora y las piezas mecanizadas.
5.4 Ejecución del Presupuesto A continuación se presenta los costos detallados de materia prima, alquiler de máquinas, mano de obra, servicios, instrumento de medición, herramientas de corte e insumos:
a)
Materia prima Producto
Peso kg
Costo s/
Fundición Nodular Modelo de madera para fundición VCN VCL Bronce Cronit
35
s/ s/
350 500
s/
10 3 1.4 2
90 30 s/ 30 s/ 30 s/
Total
s/
1030
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b)
Alquiler de mรกquinas herramientas Producto
Horas
Costo total
20
Costo del alquiler por horas s/ 15
Torno convencional Fresadora convencional Centro mecanizado Taladro
s/
300
6
s/
15
s/
90
8
s/
25
s/
200
2
s/ 15
s/
30 s/
Total
c)
Mano de obra Producto
Hora
Precio por hora
costo
Torno Fresadora Taladro Centro mecanizado
20 6 2 8
s/8
s/
s/8
s/
160 48 s/16 s/64
s/8 s/8
s/288
Total d)
620
Cobro por servicios Producto
Costo
Movilidad Copias e impresiones
s/ 20 s/ 100 Total s/120
e)
Instrumentos de medida Producto
Costo por depreciaciรณn
Reloj comparador Calibrador Goniรณmetro Micrรณmetro Alexรณmetro
s/10 s/10 s/5 s/10 s/10 Total
s/45
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f)
Herramientas de corte Producto
Costo
Porta- insertos Inserto para fresa Broca Machos de roscado
s/60 s/66 s/5 s/5 s/136
Total
g)
Insumos Producto
Costo de depreciación
Pintura Gloss Base zincromato Masilla Tuercas, pernos y arandelas Total
s/14 s/4 s/7 s/6 s/31
SUMA TOTAL
S/ 2270
5.5 Normas de Seguridad y prevención de accidentes
5.6.1 Seguridad Industrial Todas las herramientas de mano y mecánicas son peligrosas si se usan de forma incorrecta y sin cuidado. La seguridad en el trabajo es lo primero que debe conocer el estudiante o el aprendiz, porque la forma segura es la más correcta y eficiente. Una persona que está aprendiendo a manejar máquinas – herramientas,
primero
debe
aprender
los
reglamentos
y
precauciones de seguridad para cada herramienta o máquina. Hay
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demasiados accidentes causados por el descuido en los hábitos de trabajo o por jugar en el lugar de trabajo. Es más fácil y mucho más sensato desarrollar hábitos seguros de trabajo que sufrir las consecuencias de un accidente. La seguridad es asunto y responsabilidad de todos. Los accidentes no suceden sino que son provocados.
5.6.2 Recomendaciones de seguridad industrial en un taller mecánico.
Las normas de seguridad industrial tienen como fin principal, el crear condiciones y ambientes favorables para prevenir accidentes, desastres y factores de riesgo dentro de un taller mecánico cuando se está desarrollando una actividad o una labor, promoviendo y manteniendo aso constantemente el orden, la disciplina, el respeto, la responsabilidad, la solidaridad, la iniciativa y el espíritu investigativo. Con la aplicación de las normas de seguridad en un taller mecánico se logra:
costos económicos innecesarios. Los principales factores de riesgo en un taller mecánico son: • La distracción, el juego y el estado de ánimo del operario trabajador. • Las herramientas, equipos y máquinas de trabajo en malas condiciones de manejo, aseo y Funcionamiento, así como su uso y manejo inadecuados por parte del operario. Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
• El sitio de trabajo sucio y desordenado. • Los materiales, repuestos y elementos de trabajo de mala calidad o inadecuados. • Reducidas o inadecuadas instalaciones físicas del local. • Trabajador en mal estado de salud (bajo los efectos de sustancias alcohólicas, alucinógenas o Psicoactivas, delicado estado de salud física, psicológica emocional. • Instalaciones de electricidad, gas, refrigeración o agua del local en malas condiciones. • Iluminación y ventilación del lugar de trabajo escasa o nula. • Falta o inadecuado el vestuario y los accesorios de seguridad personal durante el trabajo. • Pocos o nulos los conocimientos acerca del trabajo o actividad a realizar.
5.6.3 Causa de los Accidentes.
Los programas de seguridad iniciados por las asociaciones para prevención de accidentes, los consejos de seguridad gubernamentales y las empresas industriales se esfuerzan de modo constante por reducir el número de accidentes- No obstante todos los años los accidentes que se podrían haber evitado no solo ocasionan sufrimiento o invalidez permanente, sino también pérdidas de millones en tiempo y producción. Las máquinas herramientas desde hace muchos años están equipadas con dispositivos de seguridad, pero el operador sigue siendo el responsable de usar las máquinas de forma consiente y segura.
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5.6.4 Prevención de Accidentes. Un trabajador que labora con seguridad debe: 1. Estar pulcro y tener los elementos ordenados en todo momento. 2. Desarrollar un sentido de responsabilidad personal. 3. Aprender a tener en cuenta el bienestar de sus compañeros de trabajo.
5.6.5 Arreglo Personal
1. Usar gafas o anteojos de seguridad aprobados en todo momento. 2. Nunca usar ropa floja o suelta junto a ninguna máquina. 3. Usar el calzado aprochado en todo momento. 4. Quitarse todos los anillos, relojes o pulseras. 5. El cabello largo se debe proteger con una res o una gorra protectora aprobada. 6. Evitar los juegos en todo momento.
5.6.6 Orden y Limpieza
1. Mantener el piso alrededor de la máquina libre de herramientas o materiales. 2. Mantener el piso libre de aceite y grasa. 3. Barrer con frecuencia las virutas de metal en el piso. 4. Mantener siempre limpia la máquina. 5. No poner nunca herramientas o materiales en la mesa de una máquina. 6. Detener siempre la máquina antes de tratar de limpiarlas.
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5.6.7 Manejo de Herramientas y Materiales
1. Eliminar siempre las rebabas y bordes agudos de las piezas de trabajo. 2. Nunca se deben manejar herramientas de corte con la mano desnuda. 3. Usar las técnicas adecuadas para levantar herramientas o materiales.
5.6.8 Operación de Máquinas Herramientas
1. Nunca intente operar una máquina herramienta salvo que conozca bien su mecanismo y la forma de detenerla rápidamente. 2. Compruebe que todos los protectores de seguridad están colocados en su lugar antes de poner en marcha alguna máquina. 3. Nunca use ropa floja o suelta o alhajas al trabajar con máquinas herramientas. 4. Use siempre los anteojos de seguridad aprobados en un taller mecánico, en especial al trabajar con las máquinas. 5. Mantenga las manos alejadas de las piezas de la máquina o la pieza de trabajo cuando estén en movimiento. 6. Detenga la máquina antes de tratar de limpiarla o de medir el tamaño de la pieza de trabajo.
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5.6 Evaluación del trabajo
5.7.1 En función de la productividad. Este proyecto realizamos tres personas: Pepe Pérez, Noé Linares y Heber
Quispe.
Podemos
decir
que
hemos
logrado
concluir
satisfactoriamente, por la facilidad para reunirnos ya sea para la fabricación de las piezas, la confección del informe y así como las correcciones.
En cuanto a los materiales e insumos y herramientas hubo facilidad para conseguir, porque sabíamos los puntos donde se comercializan dichos productos.
Con referente a las máquinas herramientas y las herramientas y accesorios utilizados en este proyecto son de Instituto salesiano los cuales nos permitieron agilizar el avance y abaratar los costos en la fabricación del proyecto.
La aplicación del programa inventor en el diseño de las piezas y simulación del mecanismo del funcionamiento nos permitieron fabricar las piezas con precisión
La fabricación precisa de las piezas permitió que el ensamblaje del cabezal mortajador encaje con exactitud.
Finalmente podemos decir que el cabezal mortajador se adapta con facilidad al cabezal vertical de la fresadora universal Saimp, y se acorta el tiempo en desmontaje y montaje del cabezal mortajador por ser de tamaño reducido y menos pesado.
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CONCLUSIONES Conclusión general Se fabricó el Cabezal Mortajador sin mayores dificultades, logrando que el accesorio sea adaptado adecuadamente al cabezal vertical de la fresadora universal Saimp. Para lograr este objetivo se aplicó adecuadamente los conocimientos técnicos de programa inventor autodesk inventor, mastercam x4, de materiales industriales, de fresado y torneado, y centro mecanizado; así como para el mecanizado de ranuras y dentados interiores. Conclusiones específicas El diseño de planos se realizó con el programa Autodesk Inventor así como la simulación, verificando la precisión de las piezas y el funcionamiento correcto al momento de ensamblar el cabezal mortajador.
El cabezal mortajador se fabricó de fundición Nodular, acero bonificado AISI 4140 VCL y 4340 VCN, Broce SAE 64, Cronit T-1 500 (Planchas Antidesgastes). Estos materiales garantizan menor vibración, lubricación y durabilidad del accesorio cabezal mortanjador.
Los conocimientos técnicos en fresado, torneado convencional y centro mecanizado permitieron mecanizar con precisión las piezas que requerían más cuidado, así como las piezas más complejas de fabricar.
La verticalidad con respecto a la mesa longitudinal se pudo comprobar con el reloj comparador así como se indica en la página 161, y las pruebas del desmontaje
y
montaje
del
cabezal
mortajador
se
realizaron
satisfactoriamente superando los 11 minutos de la primera prueba a 5 minutos. En conclusión se reduce el tiempo considerablemente al momento de desmontaje y montaje del cabezal mortajador, por tanto influyen en el tiempo del mecanizado de ranuras y dentados interiores.
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FUENTES DE INFORMACIÓN 1. AA. Facultad Ingeniería Industrial (2007). Manual de laboratorio de producción. 2. AA. Manual de Estándares de chavetas y chaveteros. Consulta: 25 de noviembre del 2013. www.intercomec.com 3. ABREGÚ TUESTA, Manuel. Cabezal de mortajar. Consulta: 16 de setiembre de 2013. http://es.scribd.com/doc/171287113/Cabezal-de-Amortajar 4. BAVARESCO, Guillermo (2001). Mortajadora, GABP Ingeniera. Consulta: 25 de noviembre del 2013. http://gabpingenieria.weebly.com/uploads/2/0/1/6/20162823/mortajadora. 5. AA. Manual de mecánica Industrial. Fresadora. 6. BÖHLER. Manual de Aceros Especiales. 7. CAPCES, Arcángel (2013). Chavetas y lengüetas. Consulta: 25 noviembre del 2013: www.monografias.com 8. CASTILLO RODRÍGUEZ (2007). Felipe Díaz. Lecturas de ingeniería 3: hierros fundidos, facultad de estudios superiores Cuautitlán. 9. CASTRO, Guillermo Orlando (2009). Tecnología mecánica I. Argentina: Universidad Buenos Aires, Argentina. 10. De la revista: industria Okendo. Consulta: octubre de 2014. www.okendo.mx 11. Universidad Tecnológica Nacional de la plata. Laboratorio de Control Numérico. Pg. 2 Consulta: 25 de octubre del 2014. http://www.frlp.utn.edu.ar/mecanica/Materias/CNCMH/ClaseDemo.PDF 12. Estándares de chavetas y chaveteros. Consulta: noviembre del 2013. www.intercomec.com Noe Arturo Linares Chung Correo: noelinares24@gmail.com Telf: 987203640
13. GARAVITO, Julio (2007). Torno Proctólogo, Facultad Ingeniería Industrial: laboratorio de producción. 14. JAÉN TLAZALO, Emmanuel (2011). Cálculo y diseño de engranes. Universidad Veracruzana: facultad de ingeniería Mecánica Eléctrica. 15. LEIJA, Víctor Manuel (2013). nSoluciones, México. Consulta: 02 de noviembre del 2013. http://docplayer.es/492697-Nsoluciones-autodesk-inventor-2013-cursoprofesional-personalizado-victor-m-leija-soluciones-integrales-eningenieria-y-diseno-autorized-developer.html. 16. Manual de mecánica Industrial. Fresadora y fundición. 17. R. L. Timings (2001).Tecnología de la fabricación: procesos y materiales del taller. México, D.F. Alfaomega. 18. Universidad Tecnológica de Torreón (2015). Proceso Industrial Área Manufactura. Consulta: 12 de noviembre del 2016. http://es.slideshare.net/alexiaperez7374/codigos-g-y-m-44977927 19. SUÁREZ SAA, Luis. Escuela Industrial Ernesto Bertelsen Temple. 20. VANEGAS USECHE, Libardo (2009). Elementos mecánicos de accionamiento. Universidad Tecnológica de Pereira, mayo
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