práctica de torno

Mecanizado – Fabricación Aeroespacial Este documento es propiedad de la EIAE Materiales y Producción Aeroespacial Prohibida su reproducción total o parcial EIAE-UPM (Madrid) sin autorización expresa del departamento

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA

AERONÁUTICA Y DEL ESPACIO

[ DEPARTAMENTO DE MATERIALES Y

PRODUCCIÓN AEROESPACIAL ]

Ejercicio de Mecanizado

CODIGO DE LA PIEZA FECHA DE ENTREGA TIEMPO DE REALIZACIÓN DEL INFORME

(HORAS / NÚMERO DE INTEGRANTES)

214-069 30 – 03 - 2014 46/4=11,5

Elaborado por:

NOMBRE Y APELLIDOS FIRMA GRUPO DE PRÁCTICAS

CARMONA GONZÁLEZ, ELENA J2S


DOMÍNGUEZ PÉREZ, DANIEL J2S


GARCÍA-OVIES CARRO, ICIAR J2S


GIL ROMERO ROBERTO J2S

Revisado por: Equipo/Sección/Departamento:

NOMBRE Y APELLIDOS FIRMA Técnico Especialista

- Laboratorio de Fabricación - D. Pedro López González

Evaluado por: Equipo/Sección/Departamento:

NOMBRE Y APELLIDOS FIRMA Profesor

- Laboratorio de Fabricación - D. Alfredo Sanz Lobera

Bonificación/penalización

Nota Final

Fabricación Aeroespacial – Ejercicio de Mecanizado

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FECHA: 30 mar. 14


ÍNDICE

1 DATOS DE PARTIDA ................................................................................................................................. 3

1.1 MÁQUINAS-HERRAMIENTA .......................................................................................................... 3

1.2 PIEZA/PREFORMA ........................................................................................................................ 3

1.3 HERRAMIENTAS .......................................................................................................................... 3

1.4 ELEMENTOS DE SUJECIÓN ............................................................................................................ 4

2 PROCESO ................................................................................................................................................ 5

2.1 REFRENTAR EN DESBASTE (1) ....................................................................................................... 5

2.2 REFRENTAR EN ACABADO (1) ....................................................................................................... 6

2.3 CILINDRAR EN DESBASTE (2) ......................................................................................................... 7

2.4 REFRENTAR EN DESBASTE DE CHAFLÁN (A). ................................................................................... 8

2.5 VOLTEO DE LA PIEZA Y REFRENTAR EN DESBASTE (3) ...................................................................... 9

2.6 REFRENTAR EN ACABADO (3)...................................................................................................... 10

2.7 CILINDRAR EN DESBASTE (4). ...................................................................................................... 11

2.8 CILINDRAR EN DESBASTE (5). ...................................................................................................... 12

2.9 CILINDRAR EN DESBASTE (B). ...................................................................................................... 13

2.10 CILINDRAR EN ACABADO (6). ...................................................................................................... 14



2.13 CAJEAR SALIDA DE ROSCA (C). .................................................................................................... 17

2.14 MEANIZAR DE CHAFLÁN (9) ........................................................................................................ 18

2.15 ROSCAR (10).............................................................................................................................. 19

2.16 VOLTEO DE LA PIEZA Y CILINDRAR EN ACABADO (11). .................................................................. 20

2.17 REFRENTAR EN ACABADO (12). ................................................................................................... 21

2.18 MECANIZAR CHAFLÁN (13). ........................................................................................................ 22

3 TABLA RESUMEN DEL PROCESO ............................................................................................................. 23

4 HORAS DE INGENIERÍA ........................................................................................................................... 27

ANEXO A: Plano de la Pieza ............................................................................................................................ 28


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1 DATOS DE PARTIDA

1.1 MÁQUINAS-HERRAMIENTA

Tipo Modelo Potencia nominal

Resolución longitudinal (eje Z)

Resolución transversal (eje X)

Torno Zubal 1,472 kW 0.05 mm 0.05 mm (en radio)

Torno Pinacho 2,208 kW 0.01mm 0.01 mm (en radio)

1.2 PIEZA/PREFORMA

Material Código pieza Dimensiones preforma Dimensiones máximas de

la pieza (acabada)

Acero F1120 214-069 34 x 50 mm 30 x 46 mm

1.3 HERRAMIENTAS

Código ISO Tipo de operación Croquis

401 Cilindrar (recta). Angulo

de 45°

403 Refrentar (en ángulo)

404 Cajear de

2.5 mm.

409 Cilindrar-Refrentar.

Acero rápido.

452 Roscar de acero rápido

de 60°.

Portaherramientas y

Plaquita para cilindrar-refrentar (PINACHO)


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1.4 ELEMENTOS DE SUJECIÓN

Elemento Descripción Croquis ó imagen

Plato de garras

Plato con 3 garras autocentrantes para sujeción en operaciones de desbaste

Plato de garras

blandas

Φ20 mm.

Para sujeción en operaciones de acabado


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2 PROCESO

2.1 REFRENTAR EN DESBASTE (1)

Operación Herramienta Tipo de sujeción Condiciones Máquina-Hta

010

ISO 403

Refrentar -Desbaste.

Acero rápido.

Plato universal de tres garras.

1 pasada x 1.7 mm Torno Zubal

Descripción (resumida)

Montar una pieza de Φ 34 mm y 50 mm de longitud, con un voladizo de 25 mm aproximadamente y dar una pasada.

Observaciones (de proceso)

Se inicia el proceso con un juego de ruedas 60-60. Control visual del proceso.

Croquis Observaciones

El objetivo de esta operación es asegurar que la superficie lateral, marcada en el

croquis con el número 1, queda plana y perpendicular al eje de la pieza.

Para la realización de dicha operación se escoge un voladizo de 25 mm

aproximadamente y se tiene en cuenta que el número de pasadas en el desbaste

es variable para asegurar que toda la superficie lateral es mecanizada en caso de que la preforma haya sido cortada de

manera irregular.


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2.2 REFRENTAR EN ACABADO (1)


011

ISO 403

Refrentar-desbaste.

Acero rápido.

(Radio de punta de la

herramienta r = 0.8 mm)

Plato universal de tres garras.

1 pasada x 0.3 mm

f = 0.140 mm/rev Torno Zubal


Sin llevar a cabo cambios en la sujeción de la pieza, realizar una pasada con la herramienta de acabado.


Posición de la caja Norton: 7. Control visual del proceso.


El objetivo de esta operación consiste en acabar la superficie marcada en el croquis

con el número 1 de acuerdo a los requisitos de acabado superficial especificados en el diseño. Para conseguir un valor de Ra=0.8

μm sin tener que realizar un cambio de ruedas, se modifica el radio de punta de la herramienta utilizada, empleando en este

caso una de r=0.8 mm.

Tras esta operación se considera la citada cara lateral como una referencia a la hora

de tomar mediadas de longitud de la pieza.


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2.3 CILINDRAR EN DESBASTE (2)


020

ISO 401

Cilindrar-Desbaste.

Acero rápido de 45°.

Plato universal de tres garras

2 pasadas x 2.25 mm



Con la misma sujeción mecanizar de Φ34 mm a Φ 20.6mm. Hacer tres pasadas con cota 21.7 mm.


La primera y segunda pasadas son de 2.25 mm y la tercera de 2.20 mm.

El control se lleva a cabo con un pie de rey 0.01mm


El objetivo de esta operación es cilindrar en desbaste la superficie cilíndrica

marcada en el croquis con el número 2. Debido a la geometría de la herramienta la pieza no se va a cilindrar por completo hasta la cota especificada de 21.7 mm, si

no que se va a formar un chaflán que será eliminado mediante refrentado en

desbaste en la operación 030.


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2.4 REFRENTAR EN DESBASTE DE CHAFLÁN (A).


030

ISO 403

Refrentar-Desbaste.

Acero rápido.

Planto universal de tres garras

3 pasadas x 1.2 mm



Con la misma sujeción realizar cuatro pasadas hasta cota 21.7 mm


Avance manual. Control con pie de rey 0.01 mm


El objetivo de esta operación es refrentar en desbaste el chaflán a 45° formado tras la operación 020. Dicho chaflán está señalado

en el croquis con la letra A.

Para garantizar que se elimina por completo el material, quedando una

superficie plana y perpendicular al eje de la pieza, se realiza un mayor número de

pasadas con una profundidad de pasada más pequeña en cada una de ellas.


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2.5 VOLTEO DE LA PIEZA Y REFRENTAR EN DESBASTE (3)


040

ISO 403

Refrentar-Desbaste.

Acero rápido.




Se voltea la pieza y sujetándola por la superficie cilíndrica mecanizada en la operación 020, dar una pasada.


Control visual del proceso.


El objetivo de esta operación es refrentar en desbaste la superficie lateral marcada

en el croquis con el número 3, una vez que la pieza ha sido volteada y sujetada por la

parte cilíndrica mecanizada en la operación 020. Así se asegura que la cara lateral

queda plana y perpendicular al eje.

Dicha operación se realiza tomando una cota de 46.3 mm medida desde la

superficie lateral opuesta ya acabada.

En esta operación y en las sucesivas se sujeta la pieza con un voladizo de 30 mm

aproximadamente, medida apropiada para no tener que emplear un contrapunto,

pues las especificaciones de diseño de la pieza impiden el uso del mismo.


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2.6 REFRENTAR EN ACABADO (3).


041

ISO 403

Refrentar-Desbaste.

Acero rápido.

(Radio de punta de la

herramienta r = 0.8m)


1 pasada x 0.3 mm

f = 0.168 mm/rev

Torno Zubal


Sin variar la sujeción, realizar una pasada con la herramienta de acabado.


Posición de la caja Norton: 9. Control visual del proceso.


El objetivo de esta operación consiste en acabar la superficie marcada en el croquis

con el número 3 de acuerdo a los requisitos de acabado superficial especificados en el

diseño. Para conseguir un valor de Ra=1.2μm sin tener que realizar un cambio de ruedas, se modifica el radio de punta de

la herramienta utilizada, empleando en este caso una de r=0.8 mm. A pesar de que

este radio de punta de la herramienta es poco frecuente permite acabar la superficie

lateral con la rugosidad requerida.


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2.7 CILINDRAR EN DESBASTE (4).


050

ISO 401

Cilindrar-Desbaste.

Acero rápido.




Con la misma sujeción mecanizar de Φ34 mm a Φ30.6 mm. Dar una pasada con cota 24 mm.


El control de proceso se lleva a cabo con pie de rey 0.01mm.


El objetivo de esta operación es mecanizar la superficie cilíndrica marcada en el

croquis con el número 4. Para ello se va a dar una única pasada con cota 24 mm, ya que aunque se podrían dar más pasadas con menor profundidad de pasada cada

una, de este modo se reduce el tiempo de máquina y se evita preparar de nuevo la

operación con cada pasada.


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2.8 CILINDRAR EN DESBASTE (5).


051

ISO 401

Cilindrar-Desbaste.



2 pasadas x 1.7 mm



Con la misma sujeción hacer tres pasadas de distinta cota.


Se realiza una primera y una segunda pasada, de 1.7 mm de profundidad las dos, a una cota de 17.20 mm y 14.50 mm respectivamente. La tercera asada, de 1.6 mm de profundidad se

realiza a una cota de 11.95 mm.

El control se lleva a cabo con un pie de rey 0.01 mm.


El objetivo de esta operación es cilindrar en desbaste la parte cilíndrica de la pieza señalada en el croquis con el número 5, mecanizándola de Φ30.6 mm a Φ20.6 mm. Al mismo tiempo se

realiza un primer desbaste de la superficie cónica, formándose una

superficie escalonada como resultado de la realización de pasadas con

distinta cota. Los “escalones” de dicha superficie escalonada se eliminarán en

la operación 052.


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2.9 CILINDRAR EN DESBASTE (B).


052

ISO 401

Cilindrar-Desbaste.



1 pasada Torno Zubal


Con la misma sujeción, giro del carro orientable de 32°. Dar una pasada.


La pasada se hace a la profundidad definida por el comienzo del escalón.

El control se lleva a cabo con un pie de rey 0.01 mm y un comparador 0.01 mm.


El objetivo de esta operación es finalizar el cilindrado en desbaste la superficie cónica, eliminando de este modo los escalones que

se habían formado como resultado de la operación de 051. No se define una

profundidad de pasada por ser esta a ras de la esquina representada en el croquis con la

letra B.


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2.10 CILINDRAR EN ACABADO (6).


060

ISO 409

Cilindrar- Refrentar.

Acero rápido.


1 pasada x 0.3 mm



Cilindrar de Φ30.6 mm a Φ30 desde cota 20mm hasta cota 24 mm.


Cambio de rudas en la lira, de 60-60 a 30-120. Posición de la caja Norton: 4.

El control se lleva a cabo con un pie de rey 0.01mm y un comparador 0.01 mm.


El objetivo de la operación es dejar acabada la superficie cilíndrica indicada

en el croquis con el número 6, con el acabado superficial correspondiente.

Para dicha superficie la rugosidad media aritmética es Ra=1.2μm.

Se considera que el radio de punta de la herramienta empleada en esta y en las siguientes operaciones de acabado es

0.2 mm.


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061

ISO 409


Acero rápido.


1 pasada x 0.3 mm



Cilindrar de Φ20.6 mm a Φ20 con cota 12mm.


Posición de la caja Norton: 6.

El control se lleva a cabo con un pie de rey 0.01mm y un comparador 0.01 mm.


El objetivo de esta operación es cilindrar en acabado la superficie

marcada en el croquis con el número 7 de acuerdo a las indicaciones de

acabado superficial especificadas en el croquis. La rugosidad media

aritmética en este caso es Ra=1.6μm, por ser esta la rugosidad que se

aplica a superficies donde no hay un valor especificado de la misma. Esta

superficie 7 será en la que posteriormente se realice una

operación de roscado.


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070

ISO 409


Acero rápido.


1 pasada x 0.3 mm

Avance manual

Torno Zubal


Mecanizar el cono hasta su dimensión nominal. Girar el carro orientable a 32°.


Mismo juego de ruedas. El control se lleva a cabo con un pie de rey 0.01 mm y un comparador 0.01 mm.


El objetivo de esta operación es acabar la superficie cónica señalada

en el croquis con el número 8.


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2.13 CAJEAR SALIDA DE ROSCA (C).


080

ISO 404

Cajear de

2.5 mm.


1 pasada x 1.1 mm

1 pasada x 1 mm

Avance manual.

Torno Zubal


Cajear de Φ20 a Φ15.6 desde cota 8.8 mm una longitud de 3.2 mm.


El control se lleva a cabo con un pie de rey 0.01 mm.


El objetivo de esta operación de cajeado de la superficie marcada en el croquis con

la letra C, es evitar mecanizar con la herramienta de roscado partes de la

pieza que no se deseen.

La geometría de la caja se ha obtenido aumentando en un 25% la geometría de los dientes de la rosca métrica. En este caso el paso es 2.5 mm y la altura de la rosca es 1.736 mm. Por tanto, teniendo

en cuenta la resolución del carro transversal (0.05 mm) las medidas de la

caja son 3.2x2.2 mm.

La operación se realiza en dos pasadas para favorecer el desalojo de viruta.


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2.14 MEANIZAR DE CHAFLÁN (9)


090

ISO 401

Cilindrar-Desbaste.



1 pasada x 1 mm

Avance manual Torno Zubal


Mecanizado de chaflán de 1 mm y 45° de inclinación respecto del eje.


El control se lleva a cabo con el nonius del carro orientable.


El objetivo de esta operación es mecanizar el chaflán señalado en el croquis con el número 9. Como la

longitud de dicho chaflán es pequeña se puede utilizar una herramienta

propia de operaciones de desbaste.


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2.15 ROSCAR (10).


100

ISO 452

Roscar de acero rápido

de 60°.


12 pasadas x 0.15 mm

4 pasadas x 0.05mm

f = 2.5mm/rev

Torno Zubal


Rosca métrica en Φ20 x 7.8 mm de longitud. Dar sucesivas pasadas con avance automático igual al paso del tornillo.


Cambio de ruedas en la lira, de 30-120 a 50-170. Giro del carro orientable a 30°. Control PASA-NO PASA.


El objetivo de esta operación es realizar un roscado en la superficie indicada en el

croquis con el número 10. La profundidad de pasada es inclinada, con el carro

orientable girado 30°.

El roscado se realiza en sucesivas pasadas para garantizar la conservación de la

herramienta.

La herramienta sale por la caja mecanizada en la operación 080.

Para las operaciones de roscado hay que realizar un cambio en el juego de ruedas de la lira, teniendo en cuenta la relación entre

el paso del tornillo y el paso del husillo, empleando un juego de engranajes con esa

misma relación entre sus dientes.


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2.16 VOLTEO DE LA PIEZA Y CILINDRAR EN ACABADO (11).


110

Plaquita metal duro

(Referencia: DCM T11 T304 F8

TP200) Portaherramientas

(Referencia: SDJCR2020K11)

Plato de garras blandas

1 pasada x 0.3 mm

f = 0.065 mm/rev Torno Pinacho


Sujetar la pieza con garras blandas de Φ20 mecanizadas en el torno Pinacho por la zona roscada. Cilindrar de Φ20.6 a Φ20h8 hasta cota 21.7 mm.


Cambio de ruedas en la lira, de 50-170 a 30-120.



El objetivo de esta operación es cilindrar en acabado la superficie marcada en el croquis con

el número 11.

No se cilindra la totalidad de la superficie longitudinalmente, si no que se dejan unas

creces de 0.3 mm en longitud que se eliminarán en la operación 120 de refrentado en acabado.

Esta zona de la pieza requiere un intervalo de tolerancia IT8 (39μm), hecho por el cual se

recurre al torno Pinacho para esta operación y las restantes.

Para cumplir los requisitos de rugosidad superficial en esta zona (Ra=0.8 μm) se calcula

que sería necesario un avance de 0.071 mm/rev y aunque en el torno Pinacho existe un valor de

avance igual a 0.070 mm/rev se ha decidido emplear uno inferior para garantizar que

efectivamente se cumplen dichos requisitos, ya que en el cálculo no se tienen en cuenta otros factores como el comportamiento dinámico de

la herramienta o el desgaste de la propia herramienta.


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2.17 REFRENTAR EN ACABADO (12).


120

Plaquita metal duro

(Referencia: DCM T11 T304 F8

TP200) Portaherramientas

(Referencia: SDJCR2020K11)


1 pasada x 0.3 mm

f = 0.098 mm/rev Torno Pinacho


Sin llevar a cabo cambios en la sujeción de la pieza, realizar una pasada con la herramienta de acabado, desde cota 21.7 mm a cota 22 mm




El objetivo de esta operación es refrentar en acabado de la superficie indicada en el

croquis con el número 12.

Se realiza esta operación en el torno Pinacho para evitar perder tiempo en el cambio de un torno a otro aun sabiendo

que el coste de la operación va a ser mayor realizándola en el torno Pinacho

que en el torno Zubal.

De este modo se evita mecanizar una segundas garras blandas que sería

necesario usar en el torno Zubal y se garantiza también la coaxilidad de los distintos elementos de la pieza en un

intervalo de 0.05 mm ya que no se suelta la pieza y se vuelva a agarrar.


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2.18 MECANIZAR CHAFLÁN (13).


130

ISO 401

Cilindrar.



1 pasada x 1 mm

Avance manual Torno Pinacho


Mecanizado de chaflán de 1 mm y 45° de inclinación respecto del eje.


El control se lleva a cabo con el nonius del carro orientable.


El objetivo de esta operación es mecanizar el chaflán señalado en el croquis con el número 13. Como la

longitud de dicho chaflán es pequeña se puede utilizar una herramienta

propia de operaciones de desbaste.


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3 TABLA RESUMEN DEL PROCESO

ID Croquis de la operación en

miniatura Descripción resumida de la

operación y condiciones

Modificaciones en la

configuración

00

Corte de la preforma

Diámetro 34 mm, longitud 50 mm Sierra

10

Refrentar en desbaste

1 pasada x 1.7 mm

Torno Zubal

Ruedas de avances 60-60

11

Refrentar en acabado

1 pasada x 0.3 mm

f = 0.140 mm/rev

20

Cilindrar en desbaste

2 pasadas x 2.25 mm

1 pasada x 2.20 mm

30

Refrentar en desbaste de chaflán

3 pasadas x 1.2 mm

1 pasada x 1.1 mm


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40

Refrentar en desbaste

1 pasada x 1.7 mm

Volteo de la pieza

41


1 pasada x 0.3 mm

f = 0.168 mm/rev

50


1 pasada x 1.7 mm

51


1 pasada x 1.7 mm (cota 17.20 mm)



52


(eliminación de escalones de la superficie cónica)

Giro de carro orientable 32°

60

Cilindrar en acabado

1 pasada x 0.3 mm

f = 0.082 mm/rev

Ruedas de avances 30-120


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61


1 pasada x 0.3 mm

f = 0.098 mm/rev

70

Cilindrar en acabado la parte cónica

1 pasada x 0.3 mm

Avance manual

Giro del carro orientable 32°

80

Cajear salida de rosca 1 pasada x 1.1 mm 1 pasada x 1 mm Avance manual.

90

Mecanizar chaflán

1 pasada x 1 mm

Avance manual

100

Roscar con Métrica 20 paso 2.5

12 pasadas x 0.15 mm

4 pasadas x 0.05 mm

Ruedas Avances 50-170.

Giro de carro orientable 30°.


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110


1 pasada x 0.3 mm

f = 0.065 mm/rev

Torno Pinacho.

Ruedas Avances 30-120

Plato de garras blandas.

Volteo de la pieza

120


1 pasada x 0.3 mm

f = 0.098 mm/rev

130

Mecanizar chaflán

1 pasada x 1 mm

Avance manual


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4 HORAS DE INGENIERÍA

a) Discusión/elaboración previa del proceso: 2 horas

b) Edición del documento (figuras, plano): 15 horas

c) Edición del documento (tablas y texto): 28 horas

d) Revisión final: 1 hora

El número total de horas empleado en la elaboración del informe es de 46 aproximadamente.


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FECHA: 30 mar. 14


ANEXO A: Plano de la Pieza

Φ20h8

práctica de torno

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