Investigacion Del Tipo de Maquinas Cnc
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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE
SAN ANDRÉS TUXTLA
PROYECTO DE INVESTIGACION
P ARA OBTENER EL GRADO DE:
INGENIERO INDUSTRIAL
TEMA:
“ANALISIS DE LOS DIFERENTES SISTEMAS
DE MODELOS Y MAQUINAS CNC.”
PRESENTAN:
JORGE JO ACHIN MORRUG ARES
G ABRIEL ALEJ ANDRO TORRES MARTINEZ
SAN ANDRES TUXTLA, VERACRUZ, A 3 DE SEPTIEMBRE DE 2012
“ANALISIS DE LOS DIFERENTES SISTEMAS DE MODELOS Y MAQUINAS CNC.”
Carr. Costera del Golfo S/N, KM 140+100Loc. Matacapan, Mpio. San Andrés Tuxtla, Ver.C.P. 95804
INDICE
Introducción
CAPITULO I GENERALIDADES
1.1 Definición del problema 1
1.2 Justificación 1
1.3 Objetivo general 2
1.4 Objetivos específicos 2
1.5 Problemas a resolver 2
1.6 Alcances 3
1.7 Limitaciones 3
1.8 Hipótesis 4
1.9 Variables 4
CAPITULO ll
ANTECEDENTES DEL CNC
2.1 Antecedentes 5
2.2 Definición general 7
2.3 Ámbito de aplicación del control numérico 8
2.4 Rendimiento del CNC 9
2.5 Características de la unidad de control de las maquinas CNC 11
2.6 Ventajas del CNC 13
2.7 Control por computadora 16
2.7.1 Control numérico por computadora 16
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CAPITULO III
LAS MAQUINAS CNC
3.1 Centros de torneados 18
3.1.1 Tornos convencional 18
3.2 Centro de maquinado 19
3.2.1 Maquina fresadora 19
3.3 Clasificación de los sistemas de control numérico 19
3.4 Coordenadas cartesianas 21
3.5 Ventajas en programación en CNC 24
3.5.1 Formato de programación 25
3.5.2 Formato de dirección de palabra 26
3.5.3 Códigos 26
CAPITULO IV
MAQUINAS CONVENCIONALES MANUALES
4.1 Tornos convencional 31
4.2 Fundamento del torno 33
4.3 Tipos de torno 42
4.4 Tipos de fresadoras 44
4.5 Fundamentos de las fresadoras 46
4.6 Herramientas de cortes 48
4.6.1 Tipos de cortes 51
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CAPITULO V
ANALISIS Y APLICACIÓN DE TRABAJOS
5.1 Trabajos en tornos y fresadoras convencionales y CNC 55
5.1.2 Barrenos de puntos 56
5.1.3 Roscas Acmé 59
5.1.4 Roscas estándar 62
5.1.5 unión de puntos 67
5.1.6 Cortes de estrella 68
5.2 Resultados en tornos y fresadoras CNC 69
CONCLUSION 79
FUENTES BIBLIOGRAFIAS 81
ANEXOS 1 83
ANEXOS 2 87
“ANALISIS DE LOS DIFERENTES SISTEMAS DE MODELOS Y MAQUINAS CNC.”
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INTRODUCCION
Debido al crecimiento de los procesos dentro de los laboratorios de manufactura,
la máquina herramienta ha jugado un papel fundamental en el desarrollo
tecnológico del mundo, hasta el punto que no es una exageración decir que la tasa
del desarrollo de máquinasherramientas gobierna directamente la tasa del
desarrollo industrial.Gracias a la utilización de la máquina herramienta se ha
podido realizar de forma práctica, maquinaria de todo tipo que, aunque concebida
y realizada, no podía ser comercializada por no existir medios adecuados para su
construcción industrial.
De esta forma se introdujo el control numérico en los procesos de fabricación en
las maquinas CNC, impuesto por varias razones:
Necesidad de fabricar productos que no se podían conseguir en cantidad y calidad
suficientes sin recurrir a la automatización del proceso de fabricación. Necesidad
de obtener productos hasta entonces imposibles o muy difíciles de fabricar, por ser
excesivamente complejos para ser controlados por un operador humano.
Necesidad de fabricar productos a precios suficientemente bajos.
Inicialmente, el factor predominante que condicionó todo automatismo fue el
aumento de productividad. Posteriormente, debido a las nuevas necesidades de la
industria aparecieron otros factores no menos importantes como la precisión, la
rapidez y la flexibilidad.
Hacia 1942 surgió lo que se podría llamar el primer control numérico verdadero,
debido a una necesidad impuesta por la industria aeronáutica para la realización
de hélices de helicópteros de diferentes configuraciones.
CAPITULO I
GENERALIDADES
“ANALISIS DE LOS DIFERENTES SISTEMAS DE MODELOS Y MAQUINAS CNC.”
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1.1. DEFINICION DEL PROBLEMA
Los problemas y exigencias de la industria actual comportan una problemática que
favorece la utilización de dichos sistemas. La diversidad de productos, ocasionan
la necesidad de estructuras de producción más flexibles y dinámicas.
Al implementar sistemas CNC se obtendrá mejora de la precisión, así como un
aumento en la calidad y rentabilidad de los productos, la posibilidad de utilización
de varias modelos de máquinas simultáneamente por un operario haciendo con
ello una manufactura flexible.
Por lo consiguiente en el presente trabajo se hará un análisis para comparar las
diferencias que existen al efectuar los trabajos en las MHCN y en las maquinas
convencionales, analizar las ventajas y desventajas al implementar sistemas CNC.
1.2. JUSTIFICACIÓN
La falta de una comparación de los métodos CNC con los que cuenta el
laboratorio de manufactura, hace evidente la falta de conocimiento de cómo se
encuentran estructurados los componentes de dichos sistemas. El presente
trabajo de investigación traerá como conveniencia el conocimiento necesario
mediante un análisis de los diferentes métodos de máquinas y modelos CNC para
diferenciar como están integrados cada uno de ellos.
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1.3. OBJETIVO GENERAL
Analizar los diferentes sistemas de modelos CNC y lograr la comparación de los
equipos que se encuentran en el laboratorio de manufactura.
1.4. OBJETIVO ESPECIFICO
Realizar una investigación para conocer las características de cada
máquina y modelo CNC
Investigar las ventajas y desventajas de los sistemas de cada máquina y
modelo de control numérico.
Analizar cuáles son los objetivos de trabajo de cada una de las máquinas
que se encuentran en el laboratorio de manufactura.
Mediante los análisis y resultados de los trabajos realizándose realiza la
comparación para ver cuál es la más eficiente.
1.5. PROBLEMAS A RESOLVER
Para corregir estas deficiencias, se propone realizar un análisis comparativo,
mediante las ventajas de las diferente máquinas CNC y las convencionales así
como losprocesos de fabricación de las piezas, que son elaboradas cumpliendo
las reglas del tiempo de elaboración, calidad y número de piezas al fabricar en un
tiempo determinado; además de eliminar las deficiencias descritas en la
identificación de los problemas.
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Los problemas que se atacaran en el proyecto a desarrollar serán los siguientes:
Eliminar tiempo y movimientos de elaboración para cada proceso.
Eliminar el índice de accidentes dentro del taller de manufactura
por la falta de conocimiento de los equipos.
La mala utilización de los equipos para operaciones diferentes y
trabajos a realizar.
Mejorar la imagen del taller de manufactura y de los procesos
dentro del taller.
1.6. ALCANCES
Aplicable para los sistemas de gestión de calidad de los laboratorios
incrementando la posesividad de utilizar varias máquinas de diferentes modelos
simultáneamente por medio de un solo operario, así conocer he incrementar la
utilidad de sus componentes de las dos formas convencionales y con CNC.
1.7. LIMITACIONES
Las áreas correspondientes a la actualización de nuevos modelos de máquinas no
lo generan de forma adecuada ya que no cuentan con los recursos adecuados
para realizar dicho trabajo en los laboratorios.
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1.8. HIPÓTESIS
La realización del presente texto se debe a lo siguiente:
Mediante un análisis exhaustivo se pretende hacer una comparación entre los
trabajos MHCM y las maquinas del sistema convencional.
1.9.-VARIABLES
VARIABLE DEPENDIENTE:Reducir el tiempo de trabajo e incrementar la calidad
de las piezas al implementar el sistemas CNC.
VARIABLE INDEPENDIENTE:Seguridad del personal de fabricación y tiempo de
demoras en el diseño de la pieza.
CAPITULO II
ANTECEDENTES DE
MAQUINAS CNC
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2.1 Antecedentes
En 1947 John Parsons comienza a experimentar con la idea de generar los datos
de una curva a través de un eje y usar esos datos para controlar los movimientos
de una máquina herramienta.
En 1949 la Corporación Parsons gana un contrato para investigar un método de
producción acelerado.
En 1952 el MIT (Massachusetts Institute of Technology) demuestra exitosamente
un modelo de máquina de Control Numérico actual. La máquina fabrica piezas
exitosamente con movimientos simultáneos de herramientas de corte a través del
eje. El MIT acuña la expresión "control numérico".
En 1955 se exhiben modelos comerciales de máquinas de control numérico para
la aceptación de los usuarios.
En 1957 el Control Numérico es aceptado por la industria. Varias ya han sido
instaladas y están en uso.
En la industria manufacturera, la computadora ha contribuido a la manufactura en
una más eficiente. Las computadoras continúan mejorando la productividad
mediante el diseño asistido pos computadora (CAD), mediante el cual se puede
investigar el diseño de un producto, desarrollar completamente y probar antes de
iniciar la producción. La manufactura asistida por computadora (CAM) da como
resultado menos desperdicio y más confiabilidad al usar el control por
computadora de la secuencia de maquinado, las velocidades y avances de corte.
La máquina herramienta ha jugado un papel fundamental en el desarrollo
tecnológico del mundo hasta el punto que no es una exageración decir que la tasa
del desarrollo de máquinas herramientas gobierna directamente la tasa de
desarrollo industrial. Gracias a la utilización de la máquina herramienta se ha
podido realizar de forma práctica maquinaria de todo tipo que, aunque concebida y
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realizada, no podía ser comercializada por no existir medios adecuados para su
construcción industrial.
Así, por ejemplo si par la mecanización total de un número de piezas fuera
necesario realizar las operaciones de fresado, mandrilado y perforado, es lógico
que se alcanzaría la mayor eficacia si este grupo de máquinas herramientas
estuvieran agrupadas, pero se lograría una mayor eficiencia aun si todas estas
operaciones se realizan en una misma máquina. Esta necesidad, sumada a
numerosos y nuevos requerimientos que día a día aparecieron y forzaron a la
utilización de nuevas técnicas que reemplazaran al operador humano. De esta
forma se introdujo el control numérico en los procesos de fabricación, impuesto
por varias razones:
Necesidad de fabricar productos que no se podían conseguir en cantidad y
calidad suficientes sin recurrir a la automatización del proceso de
fabricación.
Necesidad de obtener productos hasta entonces imposible o muy difícil de
fabricar, por ser excesivamente complejos para ser controlados por un
operador humano.
Necesidad de fabricar productos a precios suficientemente bajos.
Inicialmente, el factor predominante que condiciono todo automatismo fue el
aumento de productividad. Posteriormente debido a las nuevas necesidades de la
industria aparecen otros factores no menos importantes como la precisión, rapidez
y flexibilidad.
Hacia 1942 surgió lo que se podría llamar el primer control numérico verdadero,
debido a una necesidad impuesta por la industria aeronáutica para la realización
de hélices de helicópteros de diferentes configuraciones.
La computadora tiene también muchos usos en el proceso general de manufactura
se utiliza para el diseño de piezas mediante el diseño asistido por computadora,
en las pruebas, inspección, control de calidad, planeación y control de inventarios,
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recolección de datos, programación del trabajo, almacenamiento y en muchas
otras funciones de la manufactura. Llenan tres papeles importantes en el control
numérico pos computadora (CNC).
Prácticamente todas las unidades de control de la maquina incluyen o
incorporan una computadora en su operación. Estas unidades
generalmente se llaman control numérico por computadora (CNC).
La mayor parte de la programación de piezas para maquinas herramientas
CNC se lleva a cabo con la asistencia de la computadora fuera de la línea.
Un número cada vez mayor de máquinasestá controlado o supervisado por
computadoras que pueden estar situadas en un cuarto de control separado
o incluso en otra planta. Esto se conoce más comúnmente como control
numérico directo.
2.2. Definición general
Se considera control numérico a todo dispositivo capaz de dirigir posicionalmente
de un órgano mecánico móvil, en el que las ordenes relativas a desplazamientos
del móvil son elaborados en forma automática a partir de informaciones numéricas
definidas bien manualmente o por medio de un programa.
El CNC se utiliza en cualquier tipo de máquinas herramientas desde la más simple
hasta la más compleja. Las maquinas herramientas más comunes, el centro de
torneado y el centro de maquinado (maquina fresadora).
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2.3. Ámbito de aplicación del control numérico
Como ya se mencionó, las cuatro variables fundamentales que inciden en la
bondad de un automatismo son: productividad, rapidez, precisión y velocidad.
De acuerdo con estas variables, vamos a analizar qué tipo de automatismo es el
más conveniente de acuerdo al número de piezas a fabricar.
Series de fabricación:
Grandes series: (mayor a 10,000 pz)
Esta producción está cubierta en la actualidad por las maquinas transfert,
realizadas por varios automatismo trabajando simultáneamente en forma
sincronizada.
Series medias: (entre 50 y 10,000)
Existen varios automatismos que cubren esta gama, entre ellos los copiadores y
los controles numéricos.
La utilización de los estos automatismos dependerá de la precisión, flexibilidad y
rapidez exigidas.
El control numérico será especialmente interesante cuando las fabricaciones se
mantengan en series comprendidas entre 5 y 1,000 piezas que deberán ser
repetidas varias veces durante el año.
Series pequeñas: (menores a 5 pz)
Para estas series, la utilización de control numérico suele no ser rentable, a no ser
que la pieza sea lo suficientemente compleja como para justificarse su programa
con ayuda de una computadora. Por lo general, para producciones menores a
cinco piezas, la mecanización en máquinas convencionales resulta ser económica.
A continuación se muestra un gráfico que ilustra de forma clara lo expresado
anteriormente.
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2.4. Rendimiento del CNC
CNC ha tenido grandes progresos desde que se introdujo por primera vez. Las
primeras máquinas eran capaces solo de un posicionamiento de punto a punto
(movimientos en línea recta). Las maquinas CNC ahora están dentro del alcance
financiero de los pequeños talleres de manufactura y de las instituciones
educativas. Su aceptación mundial ha sido resultado de su precisión, confiabilidad,
capacidad de repetición y productividad.
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Precisión
Las maquinas herramientas CNC no hubieran sido aceptadas por la industria de
no ser capaces de efectuar maquinados con tolerancias muy estrechas. Cuando
se estaba desarrollando CNC, la industria estaba buscando una manera de
mejorar las velocidades de producción y lograr una mayor precisión de sus
productos. Un mecánico diestro es capaz de trabajar con tolerancias estrechas,
por ejemplo +/- .001” (0.025), o incluso menos en la mayor parte de las maquinas
herramienta. Le ha tomado el al mecánico muchos años de experiencia para
adquirir esa destreza, pero esta persona no puede ser capaz de trabajar con esta
precisión todo el tiempo. Algún error humano significara que alguna pieza
producida tendrá que enviarse a desperdicio.
Las maquinas herramientas modernas CNC, son capaces consistentemente de
producir piezas que tienen una precisión de tolerancia de hasta .0001 a .0002
pulg. (0.0025 a 0.005mm). Las maquinas herramientas están fabricadas y los
sistemas de control electrónicos aseguran que se producirán las piezas con las
tolerancias permitidas por los planos de ingeniería.
Confiabilidad
El rendimiento de las maquinas herramientas CNC y de sus sistemas de control
tiene que ser por lo menos tan confiable como los mecánicos herramientitas y
matriceros para que la industria aceptara este concepto de maquinado. En vista
que los consumidores en todo el mundo estaban demandando productos mejores
y más confiables, había una gran necesidad de equipo que pudiera maquinar a
estrechas tolerancias y que se pudiera contar en su capacidad de repetir lo
anterior una y otra vez. Las mejorías en las correderas, cojinetes, tornillos de bola
y mesas de las maquinas, todas ellas ayudaron a que las maquinas fueran más
robustas y más precisas. Se desarrollaron nuevas herramientas de corte y sus
soportes que correspondían a la precisión de la máquina herramienta y que hacían
posible la producción de manera consistente de piezas precisas.
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Capacidad de repetición
La capacidad de repetición y la confiabilidad son muy difíciles de separación
porque muchas de las mismas variables afectan a ambas. La capacidad de
repetición de una máquina herramienta involucra la comparación de cada una de
las piezas producidas en dichas máquinas para ver cómo se compran con otras
piezas en lo que se refiere a tamaño y precisión. La capacidad de precisión de una
maquina CNC debe ser por lo menos la mitad de la tolerancia más pequeña de la
pieza. Las maquinas capaces de la máxima precisión y repetición naturalmente
son más costosas, debido a la precisión incorporada en la máquina herramienta
y/o al control del sistema.
Productividad
Ha sido la meta de la industria producir productos mejores a precios competitivos
o menores para alcanzar una porción, grande del mercado. Para hacer frente a la
competencia del extranjero, los fabricantes deben producir productos de una
calidad más alta, y al mismo tiempo mejorando el rendimiento sobre el capital
invertido y reduciendo los costos de manufactura y de mano de obra. Estos
factores son suficientes para justificar el uso del CNC y para automatizar las
plantas. Proporcionar la oportunidad de producir bienes d mejor calidad más
rápido y a un costo menor.
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2.5. Características de la unidad de control de las maquinas CNC
La unidad de control numérico de la maquina CNC moderna tiene varias
características que no se encontraban en la unidades de control de circuitos
físicos anteriores.
A continuación se presentan cada una de ellas:
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2.6. Ventajas del CNC
CNC ha crecido con una gran velocidad cada vez más rápida y su uso seguirá
creciendo dadas las muchas ventajas que ofrece a la industria.
A continuación una de ellas:
1. Mayor seguridad de operador: los sistemas CNC se operan por lo general
desde una consola ubicada lejos del área de maquinado, misma que en la
mayor parte de la maquina está cerrada. Por lo tanto el operador esta
menos expuesto a partes en movimiento o a la herramienta de corte.
2. Mayor eficiencia del operador: una maquina CNC no requiere tanta atención
como una maquina convencional, permitiendo que el operador lleve a cabo
otras tareas mientras la maquina esté funcionando.
3. Reducción de desperdicio: en vista del alto número de presión de los
sistemas CNC, el desperdicio ha sido drásticamente abatido.
4. Tiempos de entregas más cortos para la producción: por lo general la
preparación y puesta a punto de programas para maquinas controladas
numéricamente por computadora es breve. Muchos de los dispositivos y
platillas antes necesariamente ya no se requieren.
5. Reducción del error humano: el programa CNC reduce o elimina la
necesidad de que un aperador efectué cortes de prueba, tome medidas de
prueba, efectué movimiento de posicionamiento o cambie de herramental.
6. Elevado grado de precisión: CNC se asegura que todas las piezas
producidas serán precisas y de una calidad uniforme.
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7. Operaciones complejas de maquinado: se pueden efectuar operaciones
complejas con rapidez y precisión utilizando CNC y equipo electrónico de
medición.
8. Menor costo de herramienta: las maquinas CNC utilizan generalmente
dispositivos simples de sujeción, lo que reduce el costo de herramienta
hasta en un 70%. Herramientas de torneado y de fresado estándar elimina
la necesidad de herramientas de perfiles especiales.
9. Increasedproductivity: en vista de que el sistema CNC controla todas las
funciones de la máquina, las piezas se producen con mayor rapidez y con
menos tiempo de entrega.
10. Menor inventario de piezas: ya no es necesario un gran inventario de
refacciones dado que se pueden fabricar piezas adicionales con la misma
precisión al utilizar de nuevo el mismo programa.
11. Mayor seguridad de la máquina herramienta: virtualmente se elimina el
daño de las maquinas herramientas debido a errores del operador en vista
de la menor intervención de este último.
12. Necesidad de una menor inspección: debido a que las maquinas CNC
producen piezas de calidad uniforme, se requiere de menos tiempo de
inspección.
13. Mayor uso de la maquina: los ritmos de producción pueden incrementarse
hasta en un 80% por que se requiere de menos tiempo para la puesta a
punto y para los ajustes del operador.
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14. Menores requerimientos de espacio: un sistema CNC requiere de menos
plantillas o dispositivos y por lo tanto de menos espacio de
almacenamiento.
Las ventajas dentro de los ámbitos de producción son:
Posibilidad de fabricación de piezas imposibles o muy complicadas. Gracias
al control numérico se han podido obtener piezas muy difíciles como las
superficies tridimensionales necesarias en la fabricación de aviones.
Seguridad. El CNC es especialmente recomendable para el trabajo con
productos peligrosos.
Reducción de controles y desechos. Esta reducción es debida
fundamentalmente a la gran fiabilidad y repetitividad de una máquina
herramienta con control numérico. Esta reducción de controles permite
prácticamente eliminar toda operación humana posterior, con la
subsiguiente reducción de costos y tiempos de fabricación.
Flexibilidad. Basta cambiar el programa pieza para que la máquina
herramienta fabrique otra pieza, ´pudiendo tenerse una gran biblioteca de
programas.
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2.7. Control por computadora
Existen dos tipos de unidades de control utilizados en la industria para el trabajo
de control numérico. El CNC, que evoluciono a partir de las primeras aplicaciones
DNC a principios de los años 70´s, se utiliza generalmente para controlar
maquinas individuales. El control DNC se utiliza por lo general donde están
involucradas seis o más maquinas CNC en un programa completo de
manufactura, por ejemplo un sistema de manufactura flexible.
2.7.1. Control numérico por computadora
Existen cuatro partes o elementos principales en un sistema de control numérico
por computadora.
1. Una computadora de uso general, recolectara y almacenara la información
programada.
2. Una unidad de control, que se comunica y dirige el flujo de información
entre la computadora y la unidad de la máquina.
3. La lógica de la máquina, que recibe información y que la pasa a la unidad
de control de la máquina.
4. La unidad de control de la máquina, que contiene las unidades servo, los
controles de velocidad, avance y las operaciones de la maquina como los
movimientos del husillo, de la mesa y el cambiador automático de
herramientas.
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El sistema CNC construida con base en una poderosa minicomputadora, contiene
una gran capacidad de memoria y tiene muchas características de ayuda en la
programación. Estas podrían incluir operaciones como edición de programas
sobre la máquina, puesta a punto, operación y manteamiento de la máquina.
Muchas de estas características son juegos de instrucciones de máquina y de
control almacenados en la memoria que pueden ser extraídos para su uso en el
programa de la pieza o por el operador de la maquina
Algunos sistemas CNC todavía utilizan lectores de cinta para leer el programa de
la pieza que ha sido preparado en una oficina de una unidad fuera de la línea y
entregando a la maquina en una cinta perforada. En este sistema la cinta se lee
una vez y el programa de la pieza se almacena en la memoria para un maquinado
repetitivo. CNC no requiere volver a la cinta para cada pieza, como es el caso en
el CNC. Conforme evolucionaron la maquinas CNC. El programa queda
almacenado en la memoria de la computadora para la producción de piezas
adicionales. La ventaja principal de este sistema a su capacidad es de operar en
un modo vivo o convencional en comunicación directa entre la maquina y la
computadora. Esta característica le permite al operador efectuar cambios en el
programa o incluso desarrollar un programa sobre la máquina y la entrada a la
computadora es traducida de inmediato en movimientos de la máquina. Por lo
tanto los cambios al programa se pueden observar inmediatamente y efectuar las
revisiones si es necesario. Esta idea del control de la máquina, permite que los
programas sean probados, corregidos y revisados en una fracción del tiempo
requerido por los sistemas de cinta. (2)
CAPITULO III
LAS MAQUINAS
CNC
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3.1. Centros de torneado
Estudios demostraron que aproximadamente el 40% de las operaciones de corte
de metales se llevaba a cabo en tornos. Estas máquinas de CNC son capaces de
una mayor precisión y de un ritmo más elevado de producción de los que es
posible en un torno convencional. El centro básico de torneado opera dos ejes.
El eje X que controla el movimiento transversal d la torre del
portaherramientas.
El eje Z que controla el movimiento longitudinal (hacia o alejándose del
cabezal de la torre portaherramientas).
3.1.1. Torno convencional
Ha sido siempre una forma muy eficiente de producir piezas redondas, la mayor
parte de los tornos operan sobre dos ejes:
El eje X que controla el movimiento transversal d la torre del
portaherramientas (hacia adentro o hacia fuera).
El eje Z que controla el movimiento longitudinal (hacia o alejándose del
cabezal de la torre portaherramientas).
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3.2. Centros de maquinado
Permiten que se lleve a cabo más operaciones en una pieza en una sola puesta a
punto en vez de pasar la pieza de una maquina a otra para varias operaciones.
Estas máquinas incrementan de manera importante la productividad por que el
tiempo que antes se utilizaba para mover la pieza de una maquina a otra ha sido
eliminado. Los dos tipos de centros de maquinado son los modelos de husillo
horizontal, en centro de maquinado vertical opera con tres ejes:
El eje X controla el movimiento hacia la izquierda o derecha de la mesa.
El eje Y controla el movimiento de la mesa alejándose de la columna.
El eje Z controla el movimiento vertical (hacia arriba o hacia abajo) del
husillo o de la rodilla.
3.2.1. Maquina fresadora
Puede llevar a cabo operaciones como por ejemplo, contorneado, fresado, corte
de engranes, perforado, mandrilado y rimado, la maquina fresadora opera tres
ejes:
El eje X controla el movimiento hacia la izquierda o derecha de la mesa.
El eje Y controla el movimiento de la mesa alejándose de la columna.
El eje Z controla el movimiento vertical (hacia arriba o hacia abajo) del
husillo o de la rodilla.
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3.3. Clasificación de los sistemas de control numérico
Se dividen fundamentalmente en:
Equipos de control numérico de posicionamiento o punto a punto.
Equipos de control numérico de contorneo.
Supongamos que una pieza colocada sobre la mesa y que en el punto A se quiere
realizar una perforación. Sea el eje X el eje longitudinal de la mesa y el eje Y el eje
transversal. B representa la proyección del eje útil sobre la mesa. El problema de
llevar el punto A al punto B se puede resolver de las siguientes formas.
Supongamos que una pieza colocada sobre la mesa, y que en el punto A se
quiere realizar una perforación. Sea el eje X longitudinal de la mesa y el eje Y el
eje transversal. B representa la proyección del eje útil sobre la mesa. El problema
de llevar el punto A al punto B se puede resolver de las siguientes formas.
1. Accionar el motor de eje Y hasta alcanzar el punto A´ y a
continuación el motor del eje X hasta alcanzar el punto B.
2. Análogo al anterior, pero accionando primero del eje longitudinal y después
el del transversal. Estos dos modos de posicionamiento reciben el nombre
de posicionamiento secuencial y se realiza normalmente a la máxima
velocidad que soporta la máquina.
3. Accionar varios motores a la vez y a la misma velocidad. En este caso la
trayectoria seguida será una recta de 45 º Una vez llegado la altura
del punto B, el motor del eje Y será parado para continuar exclusivamente
el motor del eje X hasta llegar al punto B. este tipo de aproximación recibe
el nombre de aproximación unidireccional y es utilizado exclusivamente en
los posicionamientos punto a punto.
4. Accionamiento secuencial de los motores pero realizado la aproximación a
un punto de aproximación unidireccional y es utilizado exclusivamente en
los posicionamientos punto a punto.
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En un sistema punto a punto, el control determina, a partir de la información
suministrada por el programa y antes de iniciarse el movimiento, el camino total a
recorrer posteriormente se realiza dicho posicionamiento sin importar en absoluto
la trayectoria recorrida, puesto que lo único que importa es alcanzar con precisión
y rapidez el punto en cuestión.
Siempre que se quiera realizar trayectorias que no sean paraxiales (sectas según
los ejes) es necesario que el sistema de control posea características especiales.
Los equipos que permiten generar curvas reciben el nombre de equipos de
contorneo.
Los sistemas de contorneo gobiernan no solo la posición final sino también el
movimiento en cada instante de los ejes en los cuales se realiza la interpolación.
En estos equipos deberá existir una sincronización perfectas entre los distintos
ejes, controlándose, por tanto, la trayectoria real que se debe seguir la
herramienta. Con estos sistemas se pueden generar recorridos tales como rectas
con cualquier pendiente, arcos de circunferencia, cónicas o cualquier curva
definible matemáticamente. Estos sistemas se utilizan, sobre todo, en fresados
complejos, torneados, etc.
Por últimos, se puede decir que un equipo de control numérico paraxial puede
efectuar los trabajos que realiza un equipo punto a punto y un equipo de torneado
podrá realizar los trabajos propios de los equipos punto a punto y paraxial.
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3.4. Coordenadas cartesianas
Prácticamente todo lo que se puede producir en una máquina herramienta
convencional se puede fabricar en una máquina herramienta de control numérico.
Con sus muchas ventajas. Los movimientos de la maquina herramientas que se
utilizan para la producción de un producto son de dos tipos básicos: movimiento
punto a punto (movimientos rectilíneos) y trayectoria continua (movimiento de
torneado).
El sistema de torneado cartesiano o rectangular permite que cualquier punto
específico de un trabajo sea descrito en términos matemáticos en relación con
cualquier otro punto a lo largo de tres ejes perpendiculares. Esto se adecua
perfectamente a las maquinas herramientas ya que su construcción general se
basa en tres ejes de movimiento (X, Y, Z) más un eje de rotación, en una maquina
fresadora vertical, el eje X en el movimiento horizontal (a la derecha o a la
izquierda) de la mesa, el eje Y en el movimiento transversal de la mesa (hacia o
alejándose de la columna) y el eje Z es el movimiento vertical d la rodilla o del
husillo.
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Los sistemas CNC se apoyan en el uso de coordenadas rectangulares por que el
programador puede localizar con precisión cada punto de trabajo.
Cuando están localizados los puntos de una pieza, se utilizan dos líneas que se
cruzan, una vertical y otra horizontal. Estas líneas deben estar a 90° entre si y el
punto donde se cruzan se llama el origen, o el punto cero. FIG. 3.4.1
FIG. 3.4.1 El punto cero se establece donde las líneas que se cruzan forman
ángulos rectos.
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FIG. 3.4.2 Los planos coordenadas tridimensionales que se utilizan en CNC.
Coordenadas cartesianas.
Los planos X yY(ejes) son horizontes y representan los movimientos horizontales
de la mesa de la máquina.
El plano o eje Z representa el movimiento vertical de la herramienta.
Los signos más (+) y menos (-) indica la dirección del movimiento desde el
punto cero origen a lo largo del eje.
Los cuatro cuadrantes que se forman cuando se cruzan los ejes X y Y
están numerados en dirección contraria a las manecillas del reloj.
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1. Todas las posiciones localizadas en el cuadrante 1 de las X positivas
(+X) y Y positiva (+Y).
2. En el segundo cuadrante todas las posiciones tienen X negativa (-X)
y Y positiva (+Y).
3. En el tercer cuadrante todas las posiciones tienen X negativa (-X) y Y
negativa (-Y).
4. En el cuarto cuadrante todas las posiciones son X positiva (+X) y Y
negativa (-Y).
3.5. Ventajas de la programación CNC
Más flexible porque se puede efectuar cambios al programa en vez de
preparar una nueva cinta, como lo requerían los controles convencionales.
Puede diagnosticar los programas en una pantalla de despliegue gráfico,
misma que muestra las funciones de la máquina y del control antes de
producir la pieza. Otras máquinas utilizan el modo de ejecución en vacío,
que usualmente pasan por alto el movimiento del eje Z y la rotación del
husillo.
Puede ser integrado por sistemas DNC en sistemas complejos de
manufactura mediante el uso de un lazo de comunicación.
Incrementa la productividad debido a la facilidad de programación.
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Efectúa correcciones sobre la primera pieza posible, lo que reduce el costo
de todo el lote al utilizar desplazamientos y compensación del radio del
cortador.
Resulta práctico e incluso redituable la producción de lotes pequeños.
3.5.1. Formato de programación
El tipo más común de formato de programación utilizado para los sistemas CNC,
es el formato de dirección de palabra. Este formato contiene un gran número de
códigos deferentes para transferir información de programa a los servos,
relevadores, micro interruptores, etc. De la maquina a fin de ejecutar los
movimientos necesarios para la fabricación de una pieza. Estos códigos que
cumplen con estándares establecidos se reúnen en una secuencia lógica conocida
como bloque de información. Cada bloque solamente debe contener la
información suficiente para llevar a cabo un paso de una operación de maquinado.
3.5.2. Formato de dirección de palabra
Los programas para las piezas deben ponerse en un formato que pueda
comprender la unidad de control de la máquina. El formato utilizado en un sistema
CNC está determinado por el fabricante de la máquina herramienta y se basa en la
unidad de control de la maquina comúnmente se utiliza un formato de bloques
variables que usa palabras (letras). Cada palabra de instrucción está formada por
un carácter de dirección, como S, X, Y, T, F, ó M. Este carácter alfabético
antecede datos numéricos utilizados para identificar una función específica de un
grupo de palabras, o para dar un valor de distancia, velocidad de avance o
velocidad.
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3.5.3. Códigos
Los códigos más comunes utilizados para la programación CNC son los códigos G
(comandos preparatorios) y los códigos F, D, S, H, P, y T. Se utilizan para
representar funciones tales como avances, velocidad, excentricidad diametral del
cortador, compensación de la longitud de la herramienta, llamada d subrutina,
numero de herramienta, etc. Los códigos A (ángulo) y R (radio) se utilizan para
localizar puntos sobre arcos y circuitos que involucran ángulos y radios.
Los códigos G llamados a veces códigos de ciclo se refieren a alguna acción que
ocurre en los ejes X, Y, y/o Z. de una máquina herramienta. Estos códigos están
agrupados en categorías, como grupo número 1, que contiene los códigos G00,
G01, G02 Y G03. Estos códigos causan algún movimiento de la mesa o del
cabezal de la máquina.
Un código G00 se utiliza para posicionar con rapidez de la herramienta de
corte o la pieza de trabajo de un punto de la misma a otro. Durante el rápido
recorrido se puede mover el eje X o el Y o ambos ejes simultáneamente. La
velocidad de recorrido rápido puede variar de maquina a máquina y puede
irse desde 200 hasta 800 pulg/min (5 a 10 m/min.).
Los códigos G01, G02 Y G03 se mueven los ejes a una velocidad
controlada de avance.
1. GO1 se utiliza para interpolación lineal (movimiento en línea recta).
2. G02 (con las manecillas del reloj) y G03 (contra las manecillas del
reloj) se utilizan para interpolación circular (arcos y círculos).
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Algunos códigos G se clasifican como modales o no modales. Los códigos
modales se mantienen en efecto en el programa hasta que son modificados por
otro código del mismo grupo. Los códigos no modales se mantienen en efecto solo
durante una operación y deben ser programados cuantas veces se requieran. En
el grupo 01, por ejemplo, solo uno de los cuatro códigos de este grupo se puede
utilizar en cualquier momento. Si un programa se inicia con un G00 y se escribe un
G01 después, el G00 queda cancelado del programa hasta que se vuelva a
escribir. Si se introduce en el programa un código G02 o G 03, el G01 quedara
cancelado y así sucesivamente. A continuación se muestra muchos de los códigos
G que cumplen con los estándares.
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GRUPO CÓDIGO FUNCIÓN
1 G00 Posicionamiento rápido
1 G01 Interpolación lineal
1 G02 Interpolación circular en sentido de las manecillas del reloj
1 G03 Interpolación circular en sentido contrario
0 G04 Descanso
0 G10 Ajuste de excentricidad
2 G17 Selección plano XY
2 G18 Selección plano ZX
2 G19 Selección plano YZ
6 G20 Entrada en pulgadas
6 G21 Entrada métrica
0 G27 Verificación de regreso a punto de referencia
0 G28 Regreso a punto de referencia
0 G29 Regreso del punto de referencia
7 G40 Cancelación de compensación del cortador
7 G41 Compensación de cortador izquierdo
7 G42 Compensación de cortador derecho
8 G43 Compensación de longitud de herramienta en dirección positiva (+)
8 G44 Compensación de longitud de herramienta en dirección negativa (-)
8 G49 Cancelación de compensación de longitud de herramienta
9 G80 Cancelación de ciclo enlatado
9 G81 Ciclo de taladro, perforación de marcado
9 G82 Ciclo de taladro, contrataladro
9 G83 Ciclo de taladro peck
9 G84 Ciclo de machueleado
9 G85 Ciclo de barrenado #1
9 G86 Ciclo de barrenado #2
9 G87 Ciclo de barrenado #3
9 G88 Ciclo de barrenado #4
9 G89 Ciclo de barrenado #5
3 G90 Programación absoluta
3 G91 Programación incremental
0 G92 Ajuste del punto cero del programa
5 G94 Avance por minuto
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Los códigos M se utilizan para activar o desactivar diferentes funciones que
controlan ciertas operaciones de la máquina herramienta. Los códigos M por lo
general no se agrupan por categorías, aunque varios códigos pueden controlar el
mismo tipo de operación para ciertos componentes de la máquina. Por ejemplo
tres códigos, M03, M04 y M05, todos controlan alguna función del husillo de la
máquina herramienta:
M03 hace girar el husillo de la maquina en sentido de las manecillas del
reloj.
M04 hace girar el husillo de la maquina en el sentido contrario de las
manecillas del reloj.
M05 desactiva el husillo.
Los tres códigos se consideran modales por que conservan validos que se
introduce otro código que los reemplacen.
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A continuación se muestra algunos de los códigos M más comunes utilizados en
máquinas herramientas CNC. (3)
CÓDIGO FUNCIÓN
M00 Paro de programa
M01 Paro opcional
M02 Fin del programa
M03 Arranque del husillo (hacia delante)
M04 Arranque del husillo (en reversa)
M05 Paro del husillo
M06 Cambio de herramienta
M07 Niebla de refrigerante activada
M08 Chorro de refrigerante activada
M09 Refrigerante desactivado
M19 Orientación del husillo
M30 Fin de la cinta (regreso a principio de la memoria)
M48 Liberación de cancelación
M49 Cancelación
M98 Transferencia a subprograma
M99 Transferencia a programa principal
CAPITULO IV
MAQUINAS
CONVENCIONALES
MANUALES
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4.1. Tornos Convencionales
Torno
Se denomina torno (del latín tornus, y este del griego τόρνος, giro, vuelta) a un
conjunto de máquinas y herramientas que permiten mecanizar piezas de forma
geométrica de revolución.
Eje Z: Es el que realiza el movimiento longitudinal en sentido del eje principal de la
máquina.
Eje X: Es el que realiza el movimiento transversal perpendicular al eje principal de
la máquina.
(Basado en un torno con la herramienta trabajando desde el lado del operario)
Los tornos disponen de un mínimo de dos ejes, mientras que las fresadoras están
dotadas de un mínimo de tres.
En los tornos, los ejes X y Z se asocian al desplazamiento del carro transversal y
carro principal respectivamente, que se deslizan. Ortogonalmente entre ellos, no
es necesario el carro orientable.
Mediante la combinación de movimientos simultáneos de ambos se pueden
describir trayectorias oblicuas o curvas (interpolaciones). FIG 4.1.1
FIG. 4.1.1 Tornos Convencionales
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Los trabajos que son realizados en los Tornos y Fresas son medidas, en
Pulgadas. ESCALA DE LA PULGADA.
1/16 3/16 5/16 7/16 9/16 11/16 13/16 15/16 16/16
1/81/4 3/8 1/2 5/8 3/4 7/8 1
TORNO PARALELO
Se denomina torno (del latín tornus, y este del griego τόρνος, giro, vuelta) a un
conjunto de máquinas y herramientas que permiten mecanizar piezas de forma
geométrica de revolución. FIG. 4.1.2
FIG. 4.1.2Torno paralelo
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Trabajos que se hacen con el torno paralelo:
Los trabajos característicos que se hacen en el torno paralelo son:
- Cilindrado exterior e interior.
- Refrentado.
- Torneado de conos exteriores.
- Troceado y ranurado.
- Otros trabajos de torneado.
- Roscado en el torno.
4.2. Fundamentos del Torno
En esta máquina, el arranque de viruta se produce al acercar la herramienta a la
pieza en rotación, mediante el movimiento de ajuste. Al terminar una revolución
completa, si no hubiera otros movimientos, debería interrumpirse la formación de
viruta; pero como el mecanizado se ha de realizar, además de en profundidad
(según la dirección de ajuste), en longitud (según el eje de rotación de la pieza), la
herramienta deberá llevar un movimiento de avance.
Según sea éste paralelo o no al eje de giro se obtendrán superficies cilíndricas o
cónicas respectivamente. Se deduce de aquí que las partes esenciales del torno
serán, aparte de la bancada, las que proporcionen los tres movimientos, de ajuste,
avance y corte.
El torno más corriente es el llamado torno paralelo; los otros se consideran como
especiales.
Partes principales del torno paralelo:
El torno tiene cinco componentes principales:
Bancada: sirve de soporte para las otras unidades del torno. En su parte superior
lleva unas guías por las que se desplaza el cabezal móvil o contrapunto y el carro
principal.
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Cabezal fijo: contiene los engranajes o poleas que impulsan la pieza de trabajo y
las unidades de avance. Incluye el motor, el husillo, el selector de velocidad, el
selector de unidad de avance y el selector de sentido de avance. Además sirve
para soporte y rotación de la pieza de trabajo que se apoya en el husillo.FIG. 4.2.1
FIG. 4.2.1Cabezal fijo
Cabezal giratorio o chuck: su función consiste en sujetar la pieza a mecanizar.
Hay varios tipos, como el chuck independiente de cuatro mordazas o el universal,
mayoritariamente empleado en el taller mecánico, al igual que hay chuck
magnéticos y de seis mordazas. FIG. 4.2.2
FIG. 4.2.2 Cabezal giratorio o chuck
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Contrapunto: el contrapunto es el elemento que se utiliza para servir de apoyo y
poder colocar las piezas que son torneadas entre puntos, así como otros
elementos tales como porta-brocas o brocas para hacer taladros en el centro de
los ejes. Este contrapunto puede moverse y fijarse en diversas posiciones a lo
largo de la bancada. FIG. 4.2.3
FIG. 4.2.3Contrapunto:
Carros: En el torno la herramienta cortante se fija en el conjunto denominado
carro.
La herramienta debe poder acercarse a la pieza, para lograr la profundidad de
pasada adecuada y, también, poder moverse con el movimiento de avance para
lograr la superficie deseada. Las superficies que se pueden obtener son todas las
de revolución: cilindros y conos, llegando al límite de superficie plana. Por tanto, la
herramienta debe poder seguir las direcciones de la generatriz de estas
superficies.
Esto se logra por medio del carro principal, del carro transversal y del carro
inclinable.
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A) Carro principal: Consta de dos partes, una de las cuales se desliza sobre la
bancada y la otra, llamada delantal, está atornillada a la primera y desciende por la
parte anterior. El delantal lleva en su parte interna los dispositivos para obtener los
movimientos automáticos y manuales de la herramienta, mediante ellos, efectuar
las operaciones de roscar, cilindrar y refrentar.
Dispositivo para roscar: El dispositivo para roscar consiste en una tuerca en dos
mitades, las cuales por medio de una manivela pueden aproximarse hasta
engranar con el tornillo patrón o eje de roscar. El paso que se construye variará
según la relación del número de revoluciones de la pieza que se trabaja y del
tornillo patrón.
Dispositivo para cilindrar y refrentar: El mismo dispositivo empleado para roscar
podría servir para cilindrar, con tal de que el paso sea suficientemente pequeño
Sin embargo, se obtiene siempre con otro mecanismo diferente.FIG. 4.2.4
FIG. 4.2.4Carro principal
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B) Carro transversal:El carro principal lleva una guía perpendicular a los de la
bancada y sobre ella se desliza el carro transversal. Puede moverse a mano, para
dar la profundidad de pasada o acercar la herramienta a la pieza, o bien se puede
mover automáticamente para refrentar con el mecanismo ya explicado.
Para saber el giro que se da al husillo y, con ello, apreciar el desplazamiento del
carro transversal y la profundidad de la pasada, lleva el husillo junto al volante de
accionamiento un tambor graduado que puede girar loco o fijarse en una posición
determinada. Este tambor es de gran utilidad para las operaciones de cilindrado y
roscado, como se verá más adelante.
C) Carro orientable:El carro orientable, llamado también carro portaherramientas,
está apoyado sobre una pieza llamada plataforma giratoria, que puede girar
alrededor de un eje central y fijarse en cualquier posición al carro transversal por
medio de cuatro tornillos.
Un círculo o limbo graduado indica en cualquier posición el ángulo que el carro
portaherramientas forma con la bancada. Esta pieza lleva una guía en forma de
cola de milano en la que se desliza el carro orientable. El movimiento no suele ser
automático, sino a mano, mediante un husillo que se da vueltas por medio de una
manivela o un pequeño volante. Lleva el husillo un tambor similar al del husillo del
carro transversal.
Para fijar varias herramientas de trabajo se emplea con frecuencia latorre
portaherramientas, la cual puede llevar hasta cuatro herramientas que se colocan
en posición de trabajo por un giro de 90º. Tiene el inconveniente de necesitar el
uso de suplementos, por lo cual se emplea el sistema americano, o bien se utilizan
otras torretas que permiten la graduación de la altura de la herramienta, que
además tiene la ventaja de que se puede cambiar todo el soporte con la
herramienta y volverla a colocar en pocos segundos; con varios soportes de estos
se pueden tener preparadas otras tantas herramientas.
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Equipo auxiliar
Se requieren ciertos accesorios, como sujetadores para la pieza de trabajo,
soportes y portaherramientas. Algunos accesorios comunes incluyen:
Plato de sujeción de garras universal: sujeta la pieza de trabajo en el cabezal y
transmite el movimiento.
Plato de sujeción de garras blandas: sujeta la pieza de trabajo en el cabezal a
través de una superficie ya acabada. Son mecanizadas para un diámetro
específico no siendo válidas para otros.
Centros o puntos: soportan la pieza de trabajo en el cabezal y en la contrapunta.
Perno de arrastre: Se fija en el plato de torno y en la pieza de trabajo y le
transmite el movimiento a la pieza cuando está montada entre centros.
Soporte fijo o luneta fija: soporta el extremo extendido de la pieza de trabajo
cuando no puede usarse la contrapunta.
Soporte móvil o luneta móvil: se monta en el carro y permite soportar piezas de
trabajo largas cerca del punto de corte.
Torreta portaherramientas con alineación múltiple.
Plato de arrastre: para amarrar piezas de difícil sujeción.
Plato de garras independientes: tiene 4 garras que actúan de forma
independiente unas de otras.
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Cilindrado exterior e interior:Es una operación para dar forma y dimensiones a
la superficie lateral de un cilindro recto de revolución.
Se emplea siempre la herramienta adecuada, recta o curvada, de acuerdo con la
operación de desbaste o de acabado. La posición debe ser correcta para que se
pueda realizar toda la longitud de la pasada sin interrupciones. Hay que
asegurarse de que no estorban: el perro, las garras del plato, la contrapunta, las
lunetas, etc.
FIG. 4.2.5Cilindrado exterior e interior
Herramientas de torneado
FIG. 4.2.6 Herramientas de torneado
Brocas de Centro
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Torneado de conos exteriores: En líneas generales, es muy parecido al
torneado de cilindros. Pero presenta algunas peculiaridades. El torneado de conos
puede hacerse de varias maneras:
- Con inclinación del carro orientable,
- Con aparato copiador,
- Entre puntos con desplazamiento del cabezal.
Para pequeñas serie o piezas únicas suele emplearse el primer procedimiento.
Tiene el grave inconveniente de que, al no tener movimiento automático el carro
orientable, la uniformidad no puede ser muy buena, salvo que se posea una gran
práctica y destreza.
Para grandes series es aconsejable emplear el segundo o tercer procedimiento.
Un detalle muy interesante, a tener en cuenta en cualquier sistema empleado en el
torneado de conos, es que la punta de la herramienta debe estar perfectamente a
la altura del punto o eje del torno. Si no se hace así, la superficie cónica no resulta
tal, ya que la herramienta no se desplaza sobre una generatriz, sino sobre una
línea que se cruza con el eje, dando lugar a una superficie reglada cónica, pero no
a un cono.
Torneado de conos por inclinación del carro orientable:
La inclinación del carro orientable no se puede hacer con precisión, solamente con
la graduación del mismo, ya que normalmente no se alcanzan apreciaciones
menores de 15'. Pero es muy interesante como primera aproximación; por eso, en
los dibujos no debe faltar nunca la acotación de la inclinación o semiángulo del
cono en grados, aunque sólo sea aproximado.
Torneado de conos con copiador:
Es el procedimiento recomendado para grandes series. El copiador puede ser
hidráulico o mecánico; pero en ambos sistemas, la base fundamental es la plantilla
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guía, cuyo ángulo debe ser el del semiángulo del cono. En la calidad y precisión
de la colocación de la plantilla estriba la precisión de la conicidad. El acabado
puede ser de buena calidad, por hacerse con el avance del carro principal, que
como es lógico, se mueve automáticamente igual que para el cilindrado. La
verificación se hace, como anteriormente se indicó, en las primeras piezas; ya
que, trabajando normalmente, no se suele desajustar el copiador y, por tanto, sólo
habrá que verificar el diámetro para las otras piezas. Por seguridad, a cada cierto
número de piezas, conviene verificar también la conicidad.
Torneado de conos entre puntos con desplazamiento del contracabezal:
Es el tercero de los sistemas anotados; como el anterior, se presta para series de
conos largos de poca conicidad, ya que e desplazamiento de la contrapunta es
limitado. En estos casos los puntos deben ser esféricos, ya que los normales no
se apoyarían correctamente, sobre todo en los casos más desfavorables.
Troceado: Consiste en cortar una pieza en partes. Es una operación delicada que
requiere gran seguridad y experiencia, pero resultará más fácil si se tiene en
cuenta las causas de la dificultad. El peligro principal está en los inconvenientes
que encuentra la viruta para salir de la ranura, particularmente cuando el canal
tiene cierta profundidad.
Torneado de interiores o mandrinado:
Esta operación consiste en realizar cilindros o conos interiores, cajas, ranuras, etc.
Como en el taladrado, el montaje debe ser tal que deje libre el extremo de la
pieza.
Roscado: El roscado en el torno puede hacerse por medio de machos y terrajas
convencionales y con herramientas especiales, cuando se trata de trabajo en
serie. Si la rosca tiene mucho paso o dimensiones no normalizadas, se efectúa el
roscado con herramienta simple. Paraello es preciso que al mismo tiempo que gira
la pieza que se trabaja,la herramienta avance a una velocidad que depende del
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avance de larosca que se ha de construir y del número de revoluciones que da
eleje del torno.
Moleteado: Es la operación que tiene por objeto producir una superficie áspera o
rugosa, para que se adhiera a la mano, con el fin de sujetarla o girarla más
fácilmente. La superficie sobre la que se hace el moleteado normalmente es
cilíndrica.
Trabajos especiales en el torno:
Además de los ya explicados, se pueden realizar trabajos especiales en el torno,
especialmente cuando no se dispone de la maquinaria adecuada para ello. Casi
todos estos trabajos exigen el empleo de utillaje idóneo: torneado esférico,
destalonado de fresas, rectificado, roscado cónico, etc.
4.3. Tipos de Tornos
El torno que se ha utilizado para la descripción general de sus diferentes
mecanismos es el torno paralelo o cilíndrico. La índole de las piezas, el número de
ellas o los trabajos especiales han impuesto la necesidad de otros tipos que se
diferencian, principalmente, por el modo de sujetar la pieza o el trabajo que
realizan.
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Los más importantes son:
Tornos revolver: Se distinguen de los cilíndricos en que no llevan contrapunto y
el cabezal móvil se sustituye por una torre giratoria alrededor de un árbol
horizontal o vertical. La torre lleva diversos portaherramientas, lo cual permite
ejecutar mecanizados consecutivos son sólo girar la torreta. FIG.4.9
FIG. 4.3.1 Tornos revolver
Tornos al aire: Se utilizan para el mecanizado de piezas de gran plató, en el eje
principal. El avance lo proporciona una cadena que son difíciles de fijar en dos
puntos. Entonces se fija la pieza sobre un gran plato en el eje principal.
El avance lo proporciona una cadena que transmite, por un mecanismo de
trinquete, el movimiento al husillo, el cual hace avanzar al portaherramientas.
Tornos verticales: Los inconvenientes apuntados para los tornos al aire se evitan
haciendo que el eje de giro sea vertical. La pieza se coloca sobre el plato
horizontal, que soporta directamente el peso de aquella. Las herramientas van
sobre carros que pueden desplazarse vertical y transversalmente.
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Tornos automáticos: Son tornos revolver en que pueden realizarse
automáticamente los movimientos de la torreta así como el avance de la barra.
Suelen usarse para la fabricación en serie de pequeñas piezas.
Tornos de CNC: La diferencia entre un torno convencional y uno de
Control Numérico Computarizado (CNC), está constituida fundamentalmente por
sus sistemas de movimiento automático,
4.4. Tipos de Fresadoras
Fresadora
Es un máquina herramienta utilizada para realizar mecanizados por arranque
de viruta mediante el movimiento de una herramienta rotativa de varios filos de
corte denominada fresa, como se muestran en las siguientes figura.
FIG. 4.4.1 Fresa manual FIG. 4.4.2 Fresa automática
Eje Z: Es el que realiza el movimiento perpendicular de la herramienta hacia el
suelo.
Eje Y: Es el que realiza el movimiento transversal de la herramienta.
Eje X: Es el que realiza el movimiento longitudinal de la herramienta.
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Las fresadoras disponen de un mínimo de tres ejes X, Y yZ. Dos de ellos X e Y se
asocian al movimiento en el plano horizontal (longitudinal y transversal) de la mesa
de trabajo, mientras que el tercero es el desplazamiento vertical del cabezal de la
máquina. FIG.4.4.3
FIG. 4.4.3Tipos de Fresadoras
Los componentes principales de una fresadora son la base, el cuerpo, la consola,
el carro, la mesa, el puente y el eje de la herramienta. La base permite un apoyo
correcto de la fresadora en el suelo. El cuerpo o bastidor tiene forma de columna y
se apoya sobre la base o ambas forman parte de la misma pieza. Habitualmente,
la base y la columna son de fundición aleada y estabilizada.
La columna tiene en la parte frontal unas guías templadas y rectificadas para el
movimiento de la consola y unos mandos para el accionamiento y control de la
máquina.
El puente es una pieza apoyada en voladizo sobre el bastidor y en él se alojan
unas lunetas donde se apoya el eje portaherramientas.
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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.
A demás de las piezas fresadas pueden ser desbastadas o afinadas. En las
fresadoras tradicionales, la pieza se desplaza acercando las zonas a mecanizar a
la herramienta, permitiendo obtener formas diversas, desde superficies planas a
otras más complejas.
Movimientos básicos de fresado.
1.- Fresado frontal
2.- Fresado frontal y tangencial
3.- Fresado tangencial en oposición.
4.- Fresado tangencial en concordancia.
Movimiento de corte. Movimiento de avance. Movimiento de profundidad
de pasada.
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4.5 Fundamento de la Fresadoras
Movimientos de la herramienta
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. En las fresadoras de puente
móvil todos los movimientos los realiza la herramienta mientras la pieza
permanece inmóvil.
Movimientos 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. FIG. 4.5.1
FIG. 4.5.1 Movimientos de la mesa
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
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ángulos. Esta mesa puede avanzar de forma automática de acuerdo con las
condiciones de corte que permita el mecanizado.
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 U. Se obtiene con
un cabezal divisor o con una mesa oscilante.
Giro respecto a un eje vertical: según el grado de libertad W. En algunas
fresadoras se puede girar la mesa 45º a cada lado, en otras la mesa puede dar
vueltas completas.
Movimiento relativo entre pieza y herramienta
El movimiento relativo entre la pieza y la herramienta puede clasificarse en tres
tipos básicos:
El movimiento de corte es el que realiza la punta de la herramienta alrededor del
eje del portaherramientas.
El movimiento de avance es el movimiento de aproximación de la herramienta
desde la zona cortada a la zona sin cortar.
El movimiento de profundización de perforación o de profundidad de pasada es un
tipo de movimiento de avance que se realiza para aumentar la profundidad del
corte.
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4.6 Herramientas de Corte
Las herramientas de corte más utilizadas en una fresadora se denominan fresas,
aunque también pueden utilizarse otras herramientas para realizar operaciones
diferentes al fresado, como brocas para taladrar o escariadores. Las fresas son
herramientas de corte de forma, material y dimensiones muy variadas de acuerdo
con el tipo de fresado que se quiera realizar. Una fresa está determinada por su
diámetro, su forma, material constituyente, números de labios o dientes que tenga
y el sistema de sujeción a la máquina.
FIG. 4.6.1 Fresas de corte para profundidad
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4.6.2 Fresas de corte para desbastar
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4.6.3 Fresas de corte para piezas solidas
El fresado consiste principalmente en el corte del material que se mecaniza con
una herramienta rotativa de varios filos, que se llaman dientes, labios o plaquitas
de metal duro, que ejecuta movimientos de avance programados de la mesa de
trabajo en casi cualquier dirección de los tres ejes posibles en los que se puede
desplazar la mesa donde va fijada la pieza que se mecaniza.
4.6.1 Tipos de Cortes
Las herramientas de fresar se caracterizan por su diámetro exterior, el número de
dientes, el paso de los dientes (distancia entre dos dientes consecutivos) y el
sistema de fijación de la fresa en la máquina.
Fresado de cavidades. En este tipo de operaciones es recomendable realizar un
taladro previo y a partir del mismo y con fresas adecuadas abordar el mecanizado
de la cavidad teniendo en cuenta que los radios de la cavidad deben ser al menos
un 15% superior al radio de la fresa.
Torno-fresado. Este tipo de mecanizado utiliza la interpolación circular en
fresadoras de control numérico y sirve tanto para el torneado de agujeros de
precisión como para el torneado exterior.
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El proceso combina la rotación de la pieza y de la herramienta de fresar siendo
posible conseguir una superficie de revolución. Esta superficie puede ser
concéntrica respecto a la línea central de rotación de la pieza. Si se desplaza la
fresa hacia arriba o hacia abajo coordinadamente con el giro de la pieza pueden
obtenerse geometrías excéntricas, como el de una leva, o incluso el de un árbol
de levas o un cigüeñal. Con el desplazamiento axial es posible alcanzar la
longitud requerida.
Fresado de roscas. El fresado de roscas requiere una fresadora capaz de
realizar interpolación helicoidal simultánea en dos grados de libertad: la rotación
de la pieza respecto al eje de la hélice de la rosca y la traslación de la pieza en la
dirección de dicho eje. El perfil de los filos de corte de la fresa debe ser adecuado
al tipo de rosca que se mecanice.
Fresado frontal. Consiste en el fresado que se realiza con fresas helicoidales
cilíndricas que atacan frontalmente la operación de fresado. En las fresadoras de
control numérico se utilizan cada vez más fresas de metal duro totalmente
integrales que permiten trabajar a velocidades muy altas.
Fresado de engranajes. El fresado de engranajes apenas se realiza ya en
fresadoras universales mediante el plato divisor, sino que se hacen en máquinas
especiales llamadas talladoras de engranajes y con el uso de fresas especiales
del módulo de diente adecuado.(4)
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Sujeción de herramientas
FIG. 4.6.1.1Porta brocas FIG. 4.6.1.2 Brocas de centro
FIG. 4.6.1.3 Desbaste lateral FIG. 4.6.1.4 Desbaste frontal
Sujeción de piezas
FIG. 4.6.1.5 Prensas para las sujetar piezas
CAPITULO V
ANÁLISIS
Y
APLICACIÓN
DE TRABAJOS
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5.1 Trabajos en Tornos y Fresadoras Convencionales
Estas máquinas-herramienta operan haciendo girar la pieza a mecanizar
(sujeta en el cabezal o fijada entre los puntos de centraje) mientras una o
varias herramientas de corte son empujadas en un movimiento regulado
deavance contra la superficie de la pieza, cortando la viruta de acuerdo con las
condiciones tecnológicas de mecanizado adecuadas. Desde el inicio de
la Revolución industrial, el torno se ha convertido en una máquina básica en el
proceso industrial de mecanizado. FIG. 5.1
FIG. 5.1.1 Tornos y Fresadoras Convencionales
La herramienta de corte va montada sobre un carro que se desplaza sobre
unas guías o rieles paralelos al eje de giro de la pieza que se tornea, llamado
eje Z; sobre este carro hay otro que se mueve según el eje X, en dirección
radial a la pieza que se tornea, y puede haber un tercer carro
llamado charriot que se puede inclinar, para hacer conos, y donde se apoya la
torreta portaherramientas. Cuando el carro principal desplaza la herramienta a
lo largo del eje de rotación, produce el cilindrado de la pieza, y cuando el carro
transversal se desplaza de forma perpendicular al eje de simetría de la pieza
se realiza la operación denominada refrentado.
Todos los trabajos realizados en los tornos y fresadoras convencionales tienen
que realizar los cálculos correspondientes a la pieza de forma manual para
después trazar la pieza que se vaya a mecanizar
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5.1.1 Barreno de Puntos
Problema Núm. 1
Procedimiento. Trazar una placa de 20cm o 8”plg. Marcando a la mitad y
repartiendo en partes iguales la placa, para poder ser barrenado.
Utilizar broca de centro para los puntos de 5/16, 7/16, 3/8estos barrenos serán
para los tornillos de 5/16 - 3/8 – 16 hilos 7/16 – 1/2 – 13 hilos.
Formula:
Tamaño de la broca = O m =1 / # hilos Barrenos es igual a Machuelo
Barreno o intersección Barreno E Hilos
Ejemplo No. 1
Formula: OM – 1 / # hilos
Barreno de O1” – 8 hilos = 1- 1/8 = 1- .125 = 0.875 1/.1= 1.000 - .125 = 0.875
El barreno de 1” con 8hilos es igual a .875 de diámetro.
Machuelo: O 1” – 8 hilos broca: de .875 = 7/8
TIEMPO DE ELABORACIÓN DE LA PIEZA 45 MINUTOS
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Ejemplo No 2
Barreno de O ¾ “ – 10 hilos = ¾ - 1/10 = .650 ¾ = 0.75 1.000 - .075 = .250
10/10 = .100 .750-.100 = .650
El barreno de ¾ con 10 hilos es igual a .650 de diámetro.
Machuelo de O ¾ - 10 hilos broca de .650
Ejemplo No 3
Barreno de O1/2” – 13 hilos = ½ - 1/3 = .500 - .076 = .424
½ = 0.5 1/13 = 0.076 .500 - .076 = .424
El barreno de ½ con 13 hilos es igual a .424 de diámetro.
Machuelo de O ½ - 13 hilos broca de .424 = 7/16
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Ejemplo No 4
Barreno de O 1/4” – 20 hilos ¼ =.250 1/20 = .050
.250 - .050 = .200” = 2”pulg.
El barreno de ¼ con 20 hilos es igual a 200” de diámetro
Machuelo de O ¼ - 20 hilos broca de 2”plg con 200” de diámetro
Pulgada: “
Pie: ´
1 pulg = 1.000 milésimas = 2.54 ml 2.54 mm
1 pulg. = 8/8 = 4/4 = 2/2 = 16/16 = 32/32
½ = .500
¼ = .250
1/8 = .125
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5.1.2. Rosca Acmé
Problema Núm. 2 ROSCA ACME
29° h
O Ext. O Int.29°
Para rosca Acmé la constante es de .5 y .010”
Procedimiento: TIEMPO DE ELABORACION: 35 MINUTOS
PASO 1:- Tornear o refrentar el material de ambos extremos.
PASO 2:- Introducir la broca de centro en un extremo a 1,000 rpm, la broca es
sujetada por el contra punto a la mitad.
PASO 3:- poner el buril y marcarlo con el carro las medidas del desbaste de la
pieza.
PASO 4:- Con el buril de corte derecho se tornea la pieza para iniciar la rosca
estando a la medida el corte tiene que ser hasta las 4” de largo.
PASO 5:- Unas vez desbastado el tornillo se coloca el buril a 250 rpm para inicial
el primer hilo de acuerdo a los cálculos de la pieza realizada el primer corte del
hilo, los demás cortes son a 550 rpm para avanzar más rápidamente y por último
se pasa la lija para quitar las rebabas y hacer las prueba de la tuerca de la pieza
actual.
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Ejemplo No 1
FORMULA: P = 1 / Núm.de Hilos
h = P x .5 + 0.010”
O Int = O Ext – 2h
Calcular: El paso, la altura y el diámetro interior
ROSCA DE: 1” O - 4 hilos x”P = 1/Nh ¼ = 0.250
h = P x .5 + .010 = .250 x .5 = 0.125 + .010 = 0.135 (2) = 0.270
O Int = O Ext – 2h = 1 – 0.270 = 0.730”
Ejemplo No 2
FORMULA: P = 1 / Núm. de Hilos
h = P x .5 + 0.010”
O Int = O Ext – 2h
Calcular: El paso, la altura y el diámetro interior
ROSCA DE: ¾ ” O - 6 hilos x” P = 1/Nh1/6 = 0.166
h = P x .5 + .010 = 0.166 x .5 = 0.083 + .010 = 0.093 (2) = 0.186
O Int = O Ext – 2h = 0.750 – 0.186 = 0.564”
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Ejemplo No 3
FORMULA: P = 1 / Núm. de Hilos
h = P x .5 + 0.010”
O Int = O Ext – 2h
Calcular: El paso, la altura y el diámetro interior
ROSCA DE: ¾” O - 8 hilos x” P = 1/Nh1/8 = 0.125
h = P x .5 + .010 = 0.125 x .5 = 0.062 + .010 = 0.072 (2) = 0.144
O Int = O Ext – 2h = 0.750 – 0.144 = 0.606”
PASO: _____1_______
Núm. Hilo ALTURA: P x .5 + .010
DIAMETRO INTERIOR = O Ext. – 2h
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5.1.3. Rosca Estándar
Problema Núm. 3 ROSCA ESTANDAR
O Ext. 1”
O Int. ¾ TIEMPO DE ELABORACION: 30 MINUTOS
10 hilos
Paso: Es la distancia que hay de la punta superior de un hilo a la punta superior
del siguiente hilo.
Altura Total del Diente: Es la profundidad que hay desde la punta superior de un
hilo a una vértice o cresta, la profundidad donde nace la cuerda.
O Int. Es el núcleo de donde nacen los hilos a las roscas de un tornillo.
K = .8660 siempre será contante para roscas Estándar.
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Procedimiento:
PASO 1:- Tornear o refrentar el material de ambos extremos.
PASO 2:- Introducir la broca de centro en un extremo a 1,000 rpm, la broca es
sujetada por el contra punto a la mitad.
PASO 3:- poner el buril y marcarlo con el carro las medidas del desbaste de la
pieza.
PASO 4:- Con el buril de corte derecho se tornea la pieza para iniciar la rosca
estando a la medida de ¾ el corte tiene que ser hasta las 6” de largo.
PASO 5:- Unas vez desbastado el tornillo se coloca el buril a 250 rpm para inicial
el primer hilo de acuerdo a los cálculos de la pieza realizada el primer corte del
hilo, los demás cortes son a 450 rpm para avanzar más rápidamente y por último
se pasa la lija para quitar las rebabas y comprobar con una tuerca de la misma
medida, cada tornillo son respecto a cada medida de la tuerca y al igual que sus
cálculos correspondientes. FIG. 5.2
FIG. 5.2 Procedimiento Rosca Estándar
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Ejemplo No 1
FORMULA: P = _______1________
Núm. Hilos
K: .8660
h = P x k =
O Int = O Ext – 2h
O Ext = 1” Núm. De Hilos = 8
P = _______1________ = __1__ = 0.125
Núm.Hilos 8
h = P x K = 0.125 x .8660 = 0.108”
O Int = O Ext – 2h = 1 – 0.216 = 784”
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Ejemplo No 2
FORMULA: P = _______1________
Núm.Hilos
K: .8660
h = P x k =
O Int = O Ext – 2h
O Ext = ½ ” Núm. De Hilos = 13
P = _______1________ = __1__ = 0.076
Núm.Hilos 13
h = P x K =0.076 x .8660 = 0.065”
O Int = O Ext – 2h = .0.500 – 0.130 = 0.370”
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Ejemplo No 3
FORMULA: P = _______1________
Núm.Hilos
K: .8660
h = P x k =
O Int = O Ext – 2h
O Ext = 5/16” Núm. De Hilos = 18
P = _______1________ = __1__ = 0.055
Núm. Hilos18
h = P x K =0.055 x .8660 = 0.047”
O Int = O Ext – 2h = 0.312 – 0.094 = 218”
Ejemplo No 4
FORMULA: P = _______1________
Núm.Hilos
K: .8660
h = P x k =
O Int = O Ext – 2h
O Ext = 3/4” Núm. De Hilos = 10
P = _______1________ = __1__ = 0.100
Núm.Hilos 10
h = P x K = 0.100 x .8660 = 0.086”
O Int = O Ext – 2h = 0.750 – 0.172 = 0.578”
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5.1.4. Unión de Puntos
Problema Núm. 4 TIEMPO DE ELABORACION 40 MINUTOS
Procedimiento:
PASO 1:- Se corta una madera en forma de triángulo equilátero con sus
respetivos lados iguales de 1”plg de grosor, se traza sus lados formando
hexágonos dentro del mismo, es medido con regla y para su corte de madera con
vernier o pie de rey.
PASO 2:-Se utiliza una fresa de corte para las fresas convencional es de 1/8 y
sujetada en la mesa de trabajo realizando los cortes solo en X y Y, fresas CNC es
utilizada freza de 3/8 y sujetarla en la prensa y dando las coordenadas
correspondientes.
Es recomendable utilizar madera de cedro, pino o caoba para los trabajos en los
tornos y fresadora ya que son madera más dura y no sueltan muchas estillas al
ser cortado por las fresas.
Cada barreno debe ser manipulado personalmente y sujetado por la prensa para
que no se suelte, primero se harán todos los corte que están en Y después los de
la X se harán barreno por barreno hasta ser terminado.
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5.1.5. Estrella
Problema Núm. 5 ROMPE CAVEZAS. (Estrella)
Procedimiento:
PASO 1:- Se corta una barra de aluminio en la fresadora se marca las piezas con
una broca de centro y después es sujetada al chuck horizontal para poder
manipularlo deformemente y darle los cortes de manera vertical.
PASO 2:- Todas las medidas son realizadas con el vernier o pie de rey para poder
trazar de manera exalta, de tal manera k los corte puedan entrar conforme se valla
formando la figura.
PASO 3:- Los cortes son en triángulos la figura es formada por 6 piezas, 3 de sus
piezas son iguales con dos cortes en triángulo de un lado, y 2 piezas son con
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cortes de triángulos de un lado y un corte del lado superior, una última pieza es
cortado en forma de un rombo en forma 3D.
5.2. RESULTADOS EN TORNOS, FRESADORA Y CNC
Hoy día las computadoras son cada vez más pequeñas y económicas, con lo que
el uso del CNC se ha extendido a todo tipo de maquinaria: tornos, rectificadoras,
eletroerosionadoras, máquinas de coser, etc.
CNC significa "control numérico computarizado".
En una máquina CNC, a diferencia de una máquina convencional o manual, una
computadora controla la posición y velocidad de los motores que accionan los ejes
de la máquina. Gracias a esto, puede hacer movimientos que no se pueden lograr
manualmente como círculos, líneas diagonales y figuras complejas
tridimensionales.
Las máquinas CNC son capaces de mover la herramienta al mismo tiempo en los
tres ejes para ejecutar trayectorias tridimensionales como las que se
requierenpara el maquinado de complejos moldes y troqueles como se muestra en
la imagen. En una máquina CNC una computadora controla el movimiento de la
mesa, el carro y el husillo. Una vez programada la máquina, ésta ejecuta todas las
operaciones por sí sola, sin necesidad de que el operador esté manejándola. Esto
permite aprovechar mejor el tiempo del personal para que sea más productivo.
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El término "control numérico" se debe a que las órdenes dadas a la máquina son
indicadas mediante códigos numéricos. Por ejemplo, para indicarle a la máquina
que mueva la herramienta describiendo un cuadrado de 10 mm por lado se le
darían los siguientes códigos:
G90 G71
G00 X0.0 Y0.0
G01 X10.0
G01 Y10.0
G01 X0.0
G01 Y0.0
Un conjunto de órdenes que siguen una secuencia lógica constituyen un programa
de maquinado. Dándole las órdenes o instrucciones adecuadas a la máquina, ésta
es capaz de maquinar una simple ranura, una cavidad irregular, la cara de una
persona en altorelieve o bajorelieve, un grabado artístico un molde de inyección de
una cuchara o una botella. FIG. 5.3
FIG. 5.3"control numérico computarizado".
Al principio hacer un programa de maquinado era muy difícil y tedioso, pues había
que planear e indicarle manualmente a la máquina cada uno de los movimientos
que tenía que hacer.
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Era un proceso que podía durar horas, días, semanas. Aun así era un ahorro de
tiempo comparado con los métodos convencionales. FIG. 5.4
FIG. 5.4 Las máquinas CNC
Las CNC con la ayuda de los lenguajes conversacionales y los sistemas
CAD/CAM, permiten a las empresas producir con mucha mayor rapidez y calidad
sin necesidad de tener personal altamente especializado.
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Platillo Porta fresas
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ANALISIS DE COMPARATIVO
ROSCA ESTANDAR
O Ext. 1”
O Int. ¾
10 hilos
FORMULA: P = _______1________
Núm.Hilos
K: .8660
h = P x k =
O Int = O Ext – 2h
O Ext = ½ ” Núm. De Hilos = 13
P = _______1________ = __1__ = 0.076
Núm.Hilos13
h = P x K = 0.076 x .8660 = 0.065”
O Int = O Ext – 2h = .0.500 – 0.130 = 0.370”
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La elaboración de una rosca estándar de 13 hilos con un diámetro exterior de ½”,
en un TORNO CONVENCIONAL se es necesario los siguientes pasos:
1:- Desbastado corrosivo de la pieza.
2:- Desbastar la pieza con un buril de ¾ hasta poder inicial las cuerdas.
3:- Realizar los cálculos correspondiente a los hilos que se van a realizar.
4:- Aplicar las medidas de velocidad de corte de los hilos o cuerdas.
5:- Pasarle la lija o cepillo para quitar las rebabas a las cuerda.
6:- tiempo de elaboración 45 minutos.
FIG. 5.5 TORNO CONVENCIONAL
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Maquinas CNC consistemas CAD/CAM que generan el programa de maquinado
de forma automática. En el sistema CAD (Diseño Asistido por Computadora) la
pieza que se desea maquinar se diseña en la computadora con herramientas de
dibujo y modelado sólido.
Posteriormente el sistema CAM (Manufactura Asistida por Computadora) toma la
información del diseño y genera la ruta de corte que tiene que seguir la
herramienta para fabricar la pieza deseada; a partir de esta ruta de corte se crea
automáticamente el programa de maquinado, el cual puede ser introducido a la
máquina mediante un disco o enviado electrónicamente.
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TORNO Y FRESADORA MANUALES
MAQUINA PIEZA FORMULA MEDIDAS TIEMPO
TORNO ROSCA ACME P=1/NH
H=PX.5+0.010
O.Int=
OExt-2h
OExt= 1”
4hilos
35
minutos
TORNO ROSCA
ESTANDAR
P=1/NH
H=P x K
O.Int=
OExt-2h
OExt= 1”
8 hilos
30
Minutos
FRESADORA BARRENO DE
PUNTO
OExt= 1/NH OInt= 1”
8 hilos
45
Minutos
FRESADORA UNION DE
PUNTOS
B X H
8cm.Long
3cm.H
40
minutos
FRESADORA ROMPECABEZA B X H 3cm. C/L
4hrs
TORNOS MANUALES
TIEMPO DE ELABORACION EN 5 PIEZAS: 6 HRS CON 30 MINUTOS
CONFIABILIDAD: 90%
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TORNO Y FRESADORA CNC
MAQUINA PIEZA FORMULA MEDIDAS TIEMPO
TORNO
CNC
ROSCA ACME
CON
CALCULO DE
PIEZA
P=1/NH
H=PX.5+0.010
O.Int=
OExt-2h
OExt= 1”
4 hilos
8
minutos
TORNO
CNC
ROSCA
ESTANDAR
P=1/NH
H=P x K
O.Int=
OExt-2h
OExt= 1”
8 hilos
15
Minutos
FRESADORA
CNC
BARRENO DE
PUNTO
OExt= 1/NH OInt= 1”
8 hilos
9
Minutos
FRESADORA
CNC
DESBASTADO DE
PIEZA
O.Int=
OExt-2h
8cm.Long
1”
7
minutos
TORNOS Y FRESADORAS CNC
TIEMPO DE ELABORACION EN 4 PIEZAS: 39 MINUTOS
CONFIABILIDAD: 100%
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TABLA DE COMPARACION DE LOS TIEMPOS DE TRABAJO EN MAUINA
MAQUINAS CNC MAQUINAS MANUALES
CONVENCIONALES
Perforación de Barrenos tiempo 9 minuto Perforación de Barrenos tiempo 30 minuto
Desbastado de pieza 7 minutos Desbastado de pieza 20 minutos
Calculo de roscas 8 minutos Calculo de rosca 35 minuto
Elaboracion de rosca estandar 15 minutos Elaboracion de rosca estandar
30 minutos
Cortadores de tornos Cortadores de tornos
39 minutos de trabajo en 4 piezas 1 hrs y 55 minutos de trabajo en 4 pieza
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CONCLUSION
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Conclusión
Teniendo los resultados y los tiempos de elaboración en las maquinas
convencional y las maquinas CNC se obtienen los resultados que son más
FACTIBLE las piezas de trabajo en las maquinas CNC ya que cuentan con mayor
calidad de la pieza, tiempo de fabricación y diseño.
Por lo cual teniendo los resultados de las piezas con sus respectivos cálculos es
considerado que la fabricación de las piezas en las maquinas cumplen con el
100% de calidad y diseño, mientras las piezas en las maquinas manuales
convencionales cumplen el 80% de calidad en la elaboración. Hoy en día las
maquinas manuales son remplazados por maquinas CNC ya que cuentas con un
sistema integrado por computadora en el que consiste que toda operación es
realizada por la misma máquina por medio de un comando, por lo cual estas
maquinas tienen la capacidad de realizar de dos a tres operaciones al mismo
tiempo utilizando diferente corte de cada fresa. Por otra parte las maquinas
manuales son considerados maquinas obsoletas con alto costo de adquisición ya
que su volumen y sus trabajos son de piezas muy pesadas y de medidas amplias.
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FUENTES
BIBIOGRAFICAS
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FUENTES BIBLIOGRAFICAS
“TECNOLOGIA DE LAS MAQUINAS HERAMIENTAS”
Krar / Check
5° Edición Edit. Alfaomega (1)
www. Cienciafísica .com (2)
Manual de tornos y fresadora
José manual Murrieta
5° edición Edit. Alfaomega (3)
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ANEXOS 1
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GLOSARIO
Paso: Es la distancia que hay de la punta superior de un hilo a la punta superior
del siguiente hilo.
Altura Total del Diente: Es la profundidad que hay desde la punta superior de un
hilo a una vértice o cresta, la profundidad donde nace la cuerda.
O Int. Es el núcleo de donde nacen los hilos a las roscas de un tornillo.
K = .8660 siempre será contante para roscas Estándar.
.5= Constante para las roscas Acmé
0.010” = Constante para las rocas Acmé
Torno
Eje Z: Es el que realiza el movimiento longitudinal en sentido del eje principal de la
máquina.
Eje X: Es el que realiza el movimiento transversal perpendicular al eje principal de
la máquina.
(Basado en un torno con la herramienta trabajando desde el lado del operario)
Fresadora
Eje Z: Es el que realiza el movimiento perpendicular de la herramienta hacia el
suelo.
Eje Y: Es el que realiza el movimiento transversal de la herramienta.
Eje X: Es el que realiza el movimiento longitudinal de la herramienta.
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Troceado: Consiste en cortar una pieza en partes. Es una operación delicada que
requiere gran seguridad y experiencia, pero resultará más fácil si se tiene en
cuenta las causas de la dificultad.
Torneado de interiores o mandrinado:
Esta operación consiste en realizar cilindros o conos interiores, cajas, ranuras, etc.
Como en el taladrado, el montaje debe ser tal que deje libre el extremo de la
pieza.
Roscado: El roscado en el torno puede hacerse por medio de machos y terrajas
convencionales y con herramientas especiales, cuando se trata de trabajo en
serie. Si la rosca tiene mucho paso o dimensiones no normalizadas, se efectúa el
roscado con herramienta simple. Para ello es preciso que al mismo tiempo que
gira la pieza que se trabaja, la herramienta avance a una velocidad que depende
del avance de la rosca que se ha de construir y del número de revoluciones que
da el eje del torno.
Moleteado: Es la operación que tiene por objeto producir una superficie áspera o
rugosa, para que se adhiera a la mano, con el fin de sujetarla o girarla más
fácilmente. La superficie sobre la que se hace el moleteado normalmente es
cilíndrica.
Equipo auxiliar
Se requieren ciertos accesorios, como sujetadores para la pieza de trabajo,
soportes y portaherramientas. Algunos accesorios comunes incluyen:
Plato de sujeción de garras universal: sujeta la pieza de trabajo en el cabezal y
transmite el movimiento.
Plato de sujeción de garras blandas: sujeta la pieza de trabajo en el cabezal a
través de una superficie ya acabada. Son mecanizadas para un diámetro
específico no siendo válidas para otros.
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Centros o puntos: soportan la pieza de trabajo en el cabezal y en la contrapunta.
Perno de arrastre: Se fija en el plato de torno y en la pieza de trabajo y le
transmite el movimiento a la pieza cuando está montada entre centros.
Soporte fijo o luneta fija: soporta el extremo extendido de la pieza de trabajo
cuando no puede usarse la contrapunta.
Soporte móvil o luneta móvil: se monta en el carro y permite soportar piezas de
trabajo largas cerca del punto de corte.
Torreta portaherramientas con alineación múltiple.
Plato de arrastre: para amarrar piezas de difícil sujeción.
Plato de garras independientes: tiene 4 garras que actúan de forma
independiente unas de otras.
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ANEXOS 2
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