procesos de mecanizado torneado taladrado fresado formulas ingenieria mecanica by körkear

8/8/2019 Procesos de Mecanizado Torneado Taladrado Fresado formulas Ingenieria Mecanica by KrkeAR

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Ingeniera deSistemas yAutomtica

Fabricacin Asistida por

Computador

Tema 4.- Procesos de Mecanizado


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Computador

Procesos de MecanizadoTorneado (1)

Movimiento fundamental de corte:

-rotativo

-piezaMovimiento fundamental de avance:

-rectilneo (generalmente)

-herramienta

Cabezal:proporciona el par necesario para

-hacer girar la pieza

-producir el corte

Bancada: posee guas paralelas al eje de giro de la pieza

Carros:

-carro longitudinal: se desplaza sobre las guas de la bancada

-carro transversal: sobre el anterior, soporta la torretaportaherramientas


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Computador


.Cilindrado

.Refrentado

.CopiadoHacia fuera

Hacia dentro

.Cortes perfilados

.Roscado

.Tronzado

Torneado exterior


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Computador


.Cilindrado

.Refrentado / Copiado

.Perfilados

.Roscado

Torneado interior

(mandrinado)


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Computador


Parmetros que definen la operacin de torneado

: velocidad del husillo

es la velocidad de giro de la pieza

se mide en r.p.m.

: velocidad de corte

es la velocidad tangencial en la parte exterior de corte

se mide en m/min

donde D es el dimetro exterior de la pieza expresado en mm

: avance

representa la distancia recorrida por la herramienta por cada vuelta de la piezase mide en mm/rev

:profundidad de pasada

distancia entre superficie sin cortar y cortada, medida perpendicularmente al movimiento de

avance de la herramienta. Se mide en mmSlo coindice con la longitud de filo efectivo de la herramienta si su ngulo de posicin es de

90

min)/(1000

mnDv =


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Computador


Potencia de corte:

en funcin de la fuerza de corte

Potencia consumida:

en funcin del rendimiento de la transmisin

)(100060

KWFv

PT

=

)(KWP

PMH

=

Clculo de potencias:

Ft: fuerza principal de corte

Ks depende de:

Material de la pieza

Geometria de la pieza

Angulo de posicin

Espesor de la virutaVelocidad de corte

Nt componente normal o fuerza de empuje:

Perpendicular al filo de corte y Ft

Se estima como el 60% de Ft

Componentes axial y normal

)(NAKFST=


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Computador


Modos de sujeccin de las piezas en el torneado

Modo 1: sujeccin al aireLa pieza se sujeta por uno de sus extremos

El mismo plato que la sujeta le transmite elmovimiento de giro

Vlido para piezas no esbeltasLa pieza se representa como una vigasimplemente empotrada

Modo 2: sujeccin entre plato y punto La pieza se sujeta por uno de sus extremos y por el

otro se encuentra apoyada en un puntoEl plato es quien transmite el movimiento de giro

Vlido para piezas semi-esbeltas

La pieza se representa como una viga empotrada yapoyada

Modo 3: sujeccin entre puntos

La pieza se apoya en puntos de sus dos extremos

El movimiento de arrastre se comunica por unpunto intermedio (mordazas, uas)

Vlido para piezas semi-esbeltasLapieza se representa como una viga doblementeapoyada


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Computador

Procesos de MecanizadoFresado (1)

Movimiento fundamental de avance:

-rectilneo

-pieza o herramienta


-rotativo

-herramienta

Fresado frontal Fresado perifrico Avance axial


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Computador


FRESADO FRONTAL

Avance perpendicular al eje de giro

Profundidad de corte en direccin axial

Corte producido por los filos perifricos

Acabado superficial producido por los filos de la cara frontal

FRESADO PERIFRICO

Avance perpendicular al eje de giro

Profundidad de corte en direccin radial

Corte producido por los filos perifricos

AVANCE AXIAL

Avance y profundidad de corte en direccin axial

Corte producido por los filos de la cara frontal

Generalmente se taladra hasta una profundidad y luego se avanza radialmente


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Computador


Husillo: lugar de montaje de la herramienta

-Debe producir el par necesario para producir el corte

Mesa: lugar de montaje de la pieza

-Entre mesa y husillo se posibilitan movimientos en los 3 ejes

Ejemplos defresadoras:


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Computador


Operaciones defresado:

.Planeado

.Planeado en escuadra

.Escuadrado

.Ranurado

.Canteado

.Alojamientos o vaciados

.Copiados

.Ranuras y cortes

.Chaflanes


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Computador


Intencin: generar superficies planas

Planeado en escuadra: se utiliza una fresa para planear con ngulo de posicin de 90

Por lo general es ms ventajoso utilizar un ngulo de posicin menor

Planeado y planeado en escuadra:

Inclinacin del husillo en el planeado:

Objetivo: evitar el corte en retroceso: estropea el acabado superficial


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Computador


Taladrado hasta una determinada profundidad y fresado posterior

O bien fresado en rampa en varios cortes

Para taladrar es necesario que los filos de corte atraviesen el centro de la herramientaFresas muy polivalentes: aplicables a taladrados y/o ranurados

Alojamientos o vaciados

Copiados o contornos

Fresas para ranurar con filo de corte redondo, necesario para mecanizadocontinuo de formas convexas y cncavas:

Fresas de punta esfrica

Fresas de plaquitas redondas (limitaciones)


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Computador


Ranuras y cortes

Se utilizan fresas de disco en lugar defresas de ranurar

Diferencia: relacinprofundidad/longitud

Esfuerzo de corte slo en una pequeaparte de los dientes: vibraciones

Solucin: volantes de inercia

I i d


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Computador


Combinacin de ambos procesos

Una fresa rotativa mecaniza unapieza que gira

Aplicaciones:-Formas excntricas (cigeales,etc)

-Piezas con elementos que

sobresalen-Piezas que no pueden girar a granvelocidad

Torno-fresado

I i d


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Computador


Parmetros que definen la operacin de fresado

Caractersticas de la herramienta:

D: dimetro de la fresa (mm)z: nmero de dientes

u:paso de dientes (mm)

Se cumple:

Condiciones de corte:

n: velocidad de giro de la herramienta (r.p.m)

v: velocidad de corte (m/min) es la velocidad perifrica de la fresa

Se cumple:

)(mmz

D

u

=

min)/(

1000

mnD

v

=

Ingeniera de


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Computador


sZ: avance por diente (mm/diente)

espacio recorrido por la pieza durante el tiempoque un diente est cortando en una vuelta de la

herramientas

N: avance por vuelta (mm/rev)

espacio recorrido por la pieza durante un girocompleto de la herramienta (s

N=zsZ)

s: velocidad de avance (mm/min) velocidad lineal de avance de la pieza (s=sNn)a

A:profundidad de pasada axial (mm)

material eliminado en direccin axial

profundidad de corte en fresado frontal

ancho de corte en fresado perifrico

aR:profundidad de pasada radial (mm)

material eliminado en direccin radial ancho de corte en fresado frontal

profundidad de corte en fresado perifrico

Ingeniera de


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Computador


Clculo de potencias requeridas para el fresado

Fuerzas en el fresado: variables en direccin y magnitud

vibraciones

deformaciones en las piezas y las herramientas

problemas para la sujecin de piezas y herramientas

normalmente se trabaja con el valor medio

..para ello se supone que la viruta arrancada tiene espesor constante

Fresado en oposicin

(o hacia arriba)

sentidos opuestos para el corte y el

avanceespesor de corte en aumento

Fresado en concordancia

(o hacia abajo o a favor)

sentidos iguales para el corte y el

avanceespesor de corte en disminucin

Ingeniera de


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Computador


D

assenh

RZ

M

360)(=

D

ash

R

ZM=

)(sen

ahA AMM =

MSMTMAKF =

Espesor medio de la viruta hM

Seccin media de viruta AM

Fuerza media para cada uno de los filos cortantes FTM

Donde KSM

es el valor medio de la fuerza especfica decorte

Se consulta en tablas

Se ajusta en funcin de la geometra de laherramienta

Se ajusta en funcin del espesor de viruta


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Ingeniera de


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Computador


La pieza se sujeta por presin

Accionamiento mecnico, neumtico o hidrulico

Tipologa en funcin de los grados de libertad:

-Mordaza sencilla

-Mordaza giratoria

-Mordaza universal

Modos de sujecin de las piezas en el fresado Objetivos:

Inmovilizacin correcta de la pieza

Accesibilidad de las zonas a mecanizar

Capacidad para absorber los esfuerzos del mecanizado

Proteccin contra deformaciones para la pieza

Tiempos de amarre y desamarre cortos

Modo 1: sujecin con mordazas o tornillos de mquina

Modo 2: sujecin con platos divisores

El plato permite sujetar la pieza y tiene posibilidad de giro

Permite trabajar con distintas orientaciones

Permite procesos de torno-fresado

Sujecin de pieza similar a la del torneado:

-Al aire

-Entre plato y punto

-Entre puntos

Plato vertical Plato horizontal

Ingeniera de


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gSistemas yAutomtica


Computador


Modo 3: sujecin directa sobre la mesa

Empleado para piezas grandes

La pieza se fija mediante el uso de bridas, tornillos, calzos, cuas, etc.

Importante direccionar adecuadamente los esfuerzos

Modo 4: sistemas de sujecin modulares

Basados en una placa base con agujeros o ranuras

Los elementos de sujecin (bridas, posicionadores,etc. estn estandarizados)

Sistema flexible, adaptable a multitud de piezasDebido a la estandarizacin, son configurables porCAD

Ingeniera de


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gSistemas yAutomtica


Computador

Procesos de MecanizadoTaladrado (1)

Movimiento fundamental de avance:

-rectilneo

-en general herramienta


-rotativo

-en general herramienta

Ventajas:

-Corte continuo: estabilidad. Favorable para las herramientas

Problemtica fundamental:

-Extraccin de la viruta del agujero (el material se arranca en el fondo)

Broca helicoidal

Por lo general herramienta enteriza

Ranuras helicoidales: permiten que deslicepor ellas la viruta generada en el fondo

Filos de corte: en el extremo de laherramienta

Broca no helicoidal

Por lo general herramienta de plaquitas

soldadas o intercambiablesVarias plaquitas producen viruta de menoranchura, lo que facilita su extraccin

Ingeniera de


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Sistemas yAutomtica


Computador


Taladradoras: disponen de un mayor o menor nmero de gradosde libertad en funcin de la versatilidad buscada

Tambin pueden realizarse operaciones de taladrado en tornos o

fresadoras

Taladradoras:

Ingeniera de


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Sistemas yAutomtica


Computador


Taladrado en macizo TrepanadoRetaladrado

Operaciones:

Ingeniera deSi


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Sistemas yAutomtica


Computador


D: dimetro (mm)

n: velocidad de giro (r.p.m)

v: velocidad de corte (m/min)

es la velocidad perifrica del taladro

z: nmero de dientes

u:paso de dientes (mm)

sZ: avance por diente (mm/diente)

espesor de material arrancado por un diente durante una vuelta (sz=s

N/z)

sN: avance por vuelta (mm/rev) espesor de material arrancado por la broca durante una vuelta (sN=zsZ)s: velocidad de avance (mm/min)

velocidad lineal de avance de la broca (s=sNn)

a:profundidad de pasada (mm)

ancho de la viruta (radio del agujero)

min)/(1000

mnD

v

=

)(mmz

Du

=


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Ingeniera deSistemas yP d M i d


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Sistemas yAutomtica


Computador


Taladro equilibrado: las componentes radiales NRse anulan

Taladro desequilibrado: existe una componente NR

neta

Los taladros desequilibrados sufren un esfuerzo de flexin

Para evitar la flexin se utilizan apoyos gua, o superficies en contacto con elagujero que absorben las fuerzas radiales

Taladros equilibrados y desequilibrados:

Taladro equilibrado



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Sistemas yAutomtica


Computador


Clculo de la fuerza de corte: a travs de la presin especfica de corte KS:

KS

se consulta en tablas en funcin del material a cortar

La fuerza se calcula como la presin especfica por el rea cortada

Para un diente:

Para la broca:

A partir de la fuerza se obtiene el par:

Y a partir del par se obtiene la potencia de corte:

(para taladros desequilibrados se introduce un factor corrector)

Para obtener la potencia consumida habr que considerar las prdidas (rendimiento de transmisin)

ZSZSTs

DKsaKF ==

2

NSNSTs

DKsaKF ==

2

2

)-(*a**

aDsKM

NST=

)-1(6120

***

D

aVKsaP

SN=

)(KWP

PMH

=

)-17.1(2

*a**d

aDsKM

NST=

equilibrados

No eq.

)-17.1(6120

***

D

aVKsaP

SN=

equilibrados

equilibrados No eq.



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Sistemas yAutomtica


Computador

Procesos de Mecanizadopor abrasivos (1)

El esmerilado es un proceso de conformado por arranque de viruta por abrasinde las superficies a obtener.

Las herramientas se denominan muelas

Las principales diferencias con

otros mecanizados: nmero indefinido de filoscortantes

Puntos de corte situadosaleatoriamente

Tamao de la viruta muypequeo

Altas velocidades de corte



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Sistemas yAutomtica


Computador


Identificacinde las muelas:



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Sistemas yAutomtica


Computador


Identificacinde las muelasde diamante ynitruro de borocbico:

Ingeniera deSistemas yProcesos de Mecanizado


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yAutomtica


Computador


Tipos de rectificadode superficies derevolucin:

Exterior con centros

Exterior sin centros



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yAutomtica


Computador


Tipos de rectificadode superficies derevolucin:

Interior

Interior sin centros



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AutomticaFabricacin Asistida por

Computador


Tipos de rectificadode superficies

planas:

frontal

tangencial

procesos de mecanizado torneado taladrado fresado formulas ingenieria mecanica by körkear

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