TECNOLOGÍAS DE FABRICACIÓN Mayormente piezas mecánicas. No se descartan otras aplicaciones

PROPÓSITO GENERAL: Seleccionar el proceso más adecuado

Factores a tener en cuenta: • La pieza: Material, forma, tamaño, precisión y terminación superficial requeridas, tamaño del lote, costos• Las tecnologías disponibles: Máquinas-herramientas, etc.

CLASIFICACIÓN MÁS GENERAL DE LOS PROCESOS DE FABRICACIÓN

Procedimientos sin arranque de viruta: Laminación, forja, trefilado, colada, estampado, sinterizado, etc. para obtener productos primarios o piezas terminadas.

Procedimientos con arranque de viruta Se emplean máquinas y herramientas cortantes para obtener piezas terminadas.

Procedimientos no convencionales (de naturaleza no mecánica): Laser, plasma, chispa eléctrica, etc..

LA PIEZA GIRA

LA HERRAMIENTA SE DESPLAZA LINEALMENTE

Operación de Cilindrado

Operación de Frenteado(tronzado)

12

1: Superficie terminada

2: Superficie de transición

OPERACIÓN DE TORNEADO: Superficies de revolución

VIRUTA

Pieza en bruto

1

El material de partida (Pieza en bruto) proviene de un proceso primario (laminación, trefilado, etcEl material sobrante es eliminado en forma de virutas mediante una herramienta de corte

Procesos de fabricación con arranque de viruta

Superficie terminada

LA PIEZA ESTA FIJA

VIRUTA

OPERACIÓN DE LIMADO O CEPILLADO : Superficies prismáticas

LA HERRAMIENTA SE DESPLAZA LINEALMENTE

Procesos de fabricación con arranque de viruta

Procesos de fabricación con arranque de viruta

OPERACIÓN DE FRESADO: Superficies prismáticas

LA HERRAMIENTA (FRESA) GIRA

LA PIEZA SE DESPLAZA LINEALMENTE

VIRUTA

GEOMETRÍA DE LA HERRAMIENTA DE CORTE

Herramienta básica: monocortante, filo rectoAplicación corriente: Torneado, limado, cepillado mortajado, alesado

De material cortante integralPlaquita cortante soldada

Plaquitas cortantes (insertos) descartables

Aristas, Superficies y Angulos de la herramientaen la Posición de trabajo: Posición relativa a la pieza

AC

B

DC´B´

A´

Vc

Un cambio en la posición de trabajo modifica las características del proceso de corte: fuerzas, desgaste del filo, etc.

• Cara de Ataque (ABCD)• Cara de Incidencia Principal (ABA’B’)• Filo Principal (AB)• Filo Secundario (BC)• Punta (B)• Cara de Incidencia secundaria (BCB’C’)• Plano de Base (A’B’C’)

Pieza en Torno: Superficies cilíndricas

La herramienta se caracteriza por su geometría (ángulos de caras y aristas), material, etc.

El valor de los ángulos deberán definirse con la herramienta en la posición de trabajo

Sistema de Referencia de la Máquina – TornoHerramienta en la posición de trabajo

Y: Dirección del movimiento de corte principal.Z : “ “ “ “ avance longitudinal.X : “ “ “ “ avance en profundidad

Planos Principales (I, II y III) - Fuerzas en Torno

Vc

YComponentes de la F resultante

Fc: Fuerza de corte (Y)Fa: Fuerza de avance (Z)Fr: Fuerza normal de reacción (X)

I (torno): Tangente a la sup. mecanizada

II (torno): Perpendicular a la sup. Mecanizada

III: Paralelo al plano de base

Planos Principales (I, II y III)- Fuerzas en Limadora- Superficies planas-

Superficie mecanizada

Pieza

Herramienta

Viruta

Y

X

Z

Componentes de la F resultanteFc: Fuerza de corte (Y)Fa: Fuerza de avance (Z)Fr: Fuerza normal de reacción (X)

I limado (Y-Z) : Paralelo a la sup. mecanizada

II limado (Y-X): Perpendicular a la sup. Mecanizada

III (Z-X): Paralelo al plano base de la herramienta

Angulos de la herramientaNORMALIZACIÓN

ASA, DIN, BS, AFNOR, ISO

Contenido: sistema de referencia, ángulos, planos de medición

OBJETIVOS

Significado Físico (dirección flujo de virutas)

Implementación del afilado en máquinas automáticas

Geometría del alojamiento de plaquitas en portaherramientas

La Herramienta como elemento aislado

Asociada a una terna de ejes

Definición de los ángulosSu valor depende del plano en que se mide

πf π

r

πo

πf

Planos de medición seleccionadosπr: Plano de baseπy: Plano // al eje de la herr. y perpendicular a la base (proyección Y-Y)πf: Plano pasante por el filo y normal a la base // a la base (proyección F-F)πo: Plano normal a la proyección del filo sobre la base (proyección C-C)

Angulos de la herramienta como elemento aislado

α: de Ataque (*) β: de Cuñaγ: de Incidencia λ: de Inclinación del filo ε: de Puntaκr : de Posición (frontal del filo ppal).

κe : Frontal del filo secundario.δ: de Corte

Definición de los Angulos de la herramientaα: Angulo de ataque; entre la cara de ataque y la base de la herramienta, medido en el plano (πo), perpendicular a la base y a la proyección del filo principal sobre la base.

β: Angulo de cuña; entre la cara de ataque y la cara de incidencia, medido en el plano (πo)

γ: Angulo de incidencia; entre la cara de incidencia principal y el plano πf pasante por el filo y perpendicular a la base, medido en el plano (πo)

λ: Angulo de inclinación del filo; entre el filo principal y el plano base, medido en el plano (πf) pasante por el filo y perpendicular a la base

ε: Angulo de punta; entre las proyecciones de los filos principal y secundario sobre la base (πr)

κr : Angulo de posición (frontal del filo principal); entre la proyección del filo principal sobre el plano base, y la dirección z-z de la máquina, (dirección de avance longitudinal de la herramienta).

κe: Angulo frontal del filo secundario; entre la proyección del filo secundario sobre el plano base y la dirección z-z de la máquina.

Influencia de los Angulos de la herramienta en la formación de la viruta

Análisis del Angulo de Ataque α: Modifica el área de cizallamiento, afectando el trabajo de cizallamiento, las fuerzas y potencias necesarias para el corte.

Formación de la viruta: el material situado delante del filo se deforma por cizallamiento en una zona que va desde el filo hasta la superficie de la pieza, conformando el Plano de cizallamiento

Plano de cizallamiento

Si el ángulo α es positivo (>0): < área de cizallamiento, viruta más fina, < esfuerzo de corte

(-)(+)

Angulos de trabajo efectivos αe y γeHerramienta en la posición de trabajo

Vc y Va (velocidades de corte y avance) en el cilindrado

Relevancia de η

αe = α + ηγe = γ - η

En el cilindrado

Los valores de η son pequeños: su efecto es despreciable

Toma > importancia para bajos valores de γ, pues pueda causar talonado

En el roscado: el avance es elevado y es más crítica su influencia sobre el talonado

Posición de la Herramienta en AlturaOperaciones de torno

α e ⇒γe

α e γe

EFECTOS α e γe⇒αe ⇒ γe

posible “talonado”

Fc, y Hta. atraida hacia la pieza

Otros efectos: Medida diametral de la pieza

Dirección del Flujo de las VirutasInfluencia del ángulo de inclinación del filo λ

CORTE ORTOGONAL

CORTE OBLICUO

Filo normal al movimiento principal (Vc)Filo inclinado con Vc

Herramienta cuneiforme: Limado, cepillado

λ permite estimar la dirección del flujo de salida de las virutas pues:

λ ≈ λy

λ se mide en un plano // a la sup. transitoria (=sup. mecanizada, ancho de herramienta y pieza iguales) λy: ángulo de flujo de viruta, se mide sobre la cara de ataque

Angulos de Situación

Herramienta en posición natural

Coinciden las ternas Xt, Yt, Zt y X,Y,Z

Herramienta en posición no natural

Ternas no coincidentes ángulos de situación G, H, L

G: Ángulo de Planta (giro con eje según la dirección de movimiento principal)H: Ángulo de Elevación (giro con eje según la dirección de avance)L: Ángulo de Rotación: (giro alrededor de su propio eje)

Influencia sobre los ángulos efectivos

G > 0 si reduce el ángulo κrH >0 si γ aumentaL >0 si α disminuye

Convención de signos

Angulos que pueden asumir ambos signos: α y λ

(-)(+)

Plano πf

Plano base

Plano πr

GEOMETRÍA DE HERRAMIENTAS POLICORTANTES GIRATORIAS

1. FRESAS

Fresado periférico o tangencial

Herramienta

Superficiemecanizada

MovimientoPrincipal

Superficie de Trabajo

AvanceContinuo

α: de ataque o desprendimientoγ: de incidenciaβ: de cuña

λ=0 (no se indica)

Filo principal

> α en materiales dúctles: mejora el fraccionamiento del material y el flujo de la viruta < α en materiales frágiles y de mayor dureza: mejora la robustez de la herramienta

> γ en materiales dúctiles (o abrasivos)

β Influye en la robustez de la herramienta

Fresas de corte periférico o tangencial

Fresado frontal (planeado)

α = Angulo de ataque..αr = Angulo de ataque radial. αa = Angulo de ataque axial.

λ= Angulo de inclinación del filo o de hélice. γ = Angulo de incidencia (no se muestra)

κ= Angulo de posición

Figura 22

Angulos de ataque en fresas frontales de Plaquitas intercambiables.

χ = 90º χ = 75º

κ = 90º κ = 75º

κ= Angulo de posición

Doble negativa Doble positivaPositiva- negativa

γ se obtiene con la posición inclinada de la plaquita.

2 caras útiles de la plaquita

> Rigidez: Materiales duros

Plaquitas con ángulo γ (una cara útil)

Materiales dúctiles o duros de viruta larga

Plaquitas positivas o

Negativas con ángulo d γ detrás de la faceta paralela

Grandes desbastes,

Fresado frontal (planeado)

BROCA HELICOIDALformada por “la asociación de dos herramientas simples” inclinadas con un ángulo de posición de 30º.

Operación de Taladrado