REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN

UNIVERSITARIACIENCIA Y TECNOLOGIA

INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO”

EXTENCION COL SEDE CIUDAD OJEDA – ESTADO ZULIA

CENTROS DE MECANIZADO

Autores:Diego Viloria, CI: 21.187.683

Jonnathan Contreras, CI: 24.266.129Robert Azar, CI: 22.134.025

Daniel Privitera, CI:24.266.278

Ciudad Ojeda Agosto de 2016

IntroducciónLas altas exigencias al momento de producción han crecido a lo

largo de los años, los humanos son un factor muy aleatorio no se puede

contar con la misma eficiencia de día a día. Una manera de producción

donde el humano pueda ser sacado de la ecuación casi que

completamente es lo necesitado, por eso los centros de mecanizados son

la dirección que se tomo. Existen diferentes tipos de centros que se

clasifican según diferentes criterios que más adelante se desarrollara.

Centro de Mecanizado C. N. C (Control Numérico Computarizado)

Un centro de mecanizado es una máquina altamente automatizada

capaz de realizar múltiples operaciones de maquinado en una instalación

bajo CNC con la mínima intervención humana. Las operaciones típicas

son aquellas que usan herramientas de corte rotatorio como cortadores

y brocas. Este sistema de mecanizado destaca por su velocidad de

producción como ventaja y los altos costos como desventaja.

Centro de mecanizado

Existen centros de mecanizado de una gran variedad de tamaños,

tipos, funciones y grados de automatización. Sus costos están

comprendidos en el rango de 50.000 hasta 1.000.000 de euros o más.

Sus potencias nominales llegan a 75kW y las velocidades de husillo de

las máquinas más usadas tienen límites de 4000-8000 RPM. Algunas

mesas inclinables son capaces de soportar piezas de más de 7000 Kg de

peso. En la actualidad se construyen muchas máquinas en forma

modular, de tal modo que se pueden instalar y modificar diversos equipos

y accesorios periféricos, según se necesite en los cambios de productos a

manufacturar.

Características de un centro de mecanizadoEstos centros de mecanizados cuentan con las siguientes características.

La versatilidad y flexibilidad que debido al alto grado de

automatización, las hace capaces de ejecutar diferentes

operaciones de mecanizado en una sola pieza.

Brinda un buen acabado superficial, lo que las hace indicadas para

dar la forma final a las piezas que se fabrican.

Estas máquinas son reconfigurables, ya que pueden cambiar

rápidamente de configuración para realizar diversas tareas de

mecanizado sobre una pieza.

Uniformidad en la producción, condición necesaria para las

producciones en serie.

Alta velocidad de producción, debido a que realizan una gran

cantidad de operaciones de una forma automática sobre la pieza

trabajada.

Algunas de las virtudes que demuestran la flexibilidad y

reconfigurabilidad mencionadas son, el cambio automático de

herramientas, las utilizaciones de paletas transportadoras y el posicionado

automático de la pieza de trabajo.

Tipos de Centro de mecanizadoSegún su aplicaciones

Los centros de mecanizados con husillo vertical son más

adecuados para realizar operados en superficies planas con

cavidades hondas, un ejemplo es la fabricación de matrices,

moldes o dados. Ya que en el maquinado vertical los empujes se

dirigen hacia abajo, estas maquinas cuentan con una gran rigidez y

producen piezas con buena precisión dimensional. En lo general

estas maquinas son mucho menos costosas que las de husillo

horizontal.

Los centros de mecanizados con husillo horizontal son

recomendadas para su uso en piezas grandes y altas, que

requieren maquinarse en varias partes de sus superficies. En

algunos casos, la pieza que está siendo maquinada puede

inclinarse con respecto a ejes diferentes para ocupar posiciones

angulares diferentes. El Centro de torneado, es una categoría de

máquina de husillo horizontal. Estos tornos que son controlados

por computadoras, suelen tener más de solo un husillo horizontal y

torretas equipadas con una gran variedad de herramientas de

corte.

Según el número de ejes

El mecanizado multieje es un proceso de mecanizado donde

herramientas controladas por un ordenador de control numérico se

mueven con 4 o más grados de libertad para producir piezas de metal u

otros materiales por medio de fresado, corte con chorro de agua o corte

con láser. Este tipo de mecanizado puede estar compuesto de maquinas

que tienen 2, 3, 4, 5 o más ejes dependiendo de los usos o elementos que

se necesiten.

Las máquinas multieje ofrecen varias mejoras sobre otras

herramientas CNC con el coste de la complejidad añadida y por supuesto

el precio de la máquina:

La cantidad de trabajo disminuye si la pieza, en otro proceso

alternativo, tuviera que ser girada o recolocada manualmente a lo

largo del mecanizado.

Puede ser obtenido un mejor acabado superficial a través de

movimientos tangenciales de la herramienta durante el

mecanizado.

Piezas más complejas pueden ser fabricadas, en particular

aquellas que tengan agujeros o mecanizados en curva.

Según el número de herramientas: Estos tipos de centros de mecanizado utilizan una serie de

herramientas que permiten establecer las características de los materiales

en su proceso de elaboración y con ella encontramos las herramientas de

corte, brocas, los diferentes tipos de fresas, limas, artículos de corte ultra

preciso, entre otros donde el numero de ellos que se necesiten dependerá

de la aplicación que se le deba dar.

Según la Velocidad del husillo

Maquinado a alta velocidad: Se debe tener en cuenta que el maquinado

de alta velocidad cobra importancia cuando el tiempo de corte es grande

frente a otros tiempos de operaciones sobre la pieza. Se debe estudiar

cuidadosamente en qué aplicaciones se justifica la implementación de las

altas velocidades de corte.

Las características de las máquinas de herramientas que funcionan a alta

velocidad son:

-Rodamientos especiales.

-Grandes fuerzas de inercia.

-Diseño especial del husillo.

-Herramientas de corte especiales.

-Alta capacidad de procesamiento y control computacional.

Maquinado a baja velocidad: poseen una gran importancia en la

realización de los procesos ya que con una baja velocidad se puede

alcanzar una mejor profundidad en los diferentes tipos de cortes que se

necesiten realizar además de que gracias a estas bajas velocidades se

consiguen una gran variedad de resultados.

Herramientas que se utilizan en el CNCCentro de torneado

El torno es una máquina herramienta en la cual la pieza que se ha de

mecanizar tiene un movimiento de rotación alrededor del eje. Así pues, en

el torno la pieza verifica el movimiento de corte, en tanto que la

herramienta produce el avance.

Maquinas Hibridas

Combinan las características más favorables de las computadoras

digitales y analógicas tienen la velocidad de las analógicas y la precisión

de las digitales. Por lo general se usan en problemas especiales en los

que los datos de entrada provienen de mediciones convertidas a dígitos y

son procesados por una Computadora por ejemplo las Computadoras

Híbridas controlan el radar de la defensa de Estados Unidos y de los

vuelos comerciales.

Rectificadoras

La rectificadora es una máquina herramienta, utilizada para realizar

mecanizados por abrasión, con mayor precisión dimensional y menores

rugosidades que en el mecanizado por arranque de viruta.

Las piezas que se rectifican son principalmente de acero endurecido

mediante tratamiento térmico. Para el rectificado se utilizan discos

abrasivos robustos, llamados muelas. El rectificado se aplica después de

que la pieza se ha sometido a otras máquinas herramientas que le han

quitado las impurezas mayores, dejando solamente un pequeño

excedente de material para ser eliminado por la rectificadora con

precisión. A veces, a una operación de rectificado le siguen otras de

pulido y lapeado, como por ejemplo en la fabricación de cristales para

lentes.

Centro de maquinado

Nuevos adelantos en las máquinas y herramientas son los centros de

maquinado, esto son una maquina que puede tener unas 100

herramientas o más con un cambiador automático de ellas. Está diseñada

para efectuar diversas operaciones sobre diferentes superficies de la

pieza de trabajo. Los centros de maquinado pueden producir piezas

complejas con gran exactitud y rapidez.

Fresadoras

En las fresadoras se emplean cortadores con dientes múltiples

conocidos como fresas. El fresado suele ser de corte o periférico. El filo

sé enfría en forma intermitente, porque los cortes no son continuos. Las

bocas de los huesillos y portaherramientas estándar de las fresadoras

permiten intercambiar portaherramientas y fresas para fresado de frente,

sin que importen la construcción o el tamaño de la máquina.

AplicacionesEl CNC se utiliza para controlar los movimientos de los movimientos de

los componentes de una maquina por medio de números. Las máquinas y

herramientas con control numérico se clasifican de acuerdo al tipo de

operación de corte.

Un nuevo enfoque para optimizar las operaciones de maquinado es el

control adaptativo. Mientras el material se esté maquinando, el sistema

detecta las condiciones de operaciones como la fuerza, temperatura de la

punta de la herramienta, rapidez de desgaste de la herramienta y

acabado superficial. Convierte estos datos en control de avance y

velocidad que permita a la maquina a cortar en condiciones óptimas para

obtener máxima productividad. Se espera que los controles adaptativos,

combinados con los controles numéricos y las computadoras, produzcan

una mayor eficiencia en las operaciones de trabajos con los metales.

ProgramaciónProgramación manual

En este caso, el programa pieza se escribe únicamente por medio de

razonamientos y cálculos que realiza un operario. El programa de

mecanizado comprende todo el conjunto de datos que el control necesita

para la mecanización de la pieza.

A la información en conjunto que corresponde a una misma fase del

mecanizado se le denomina bloque o secuencia y se numera para facilitar

su búsqueda. Este conjunto de información es interpretado por el

intérprete de órdenes. Una secuencia o bloque de programa debe

contener todas las funciones geométricas, funciones máquina y funciones

tecnológicas del mecanizado. De tal modo, un bloque de programa consta

de varias instrucciones. El comienzo del control numérico ha estado

caracterizado por un desarrollo anárquico de los códigos de

programación. Cada constructor utilizaba el suyo particular.

Posteriormente, se vio la necesidad de normalizar los códigos de

programación como condición indispensable para que un mismo

programa pudiera servir para diversas máquinas con tal de que fuesen del

mismo tipo. Los caracteres más usados comúnmente, regidos bajo la

norma DIN 66024 y 66025 son, entre otros, los siguientes:

N: es la dirección correspondiente al número de bloque o secuencia.

Esta dirección va seguida normalmente de un número de tres o cuatro

cifras. En el caso del formato N03, el número máximo de bloques que

pueden programarse es 1000 (N000 hasta N999).

X, Y, Z: son las direcciones correspondientes a las cotas según los ejes

X, Y, Z de la máquina herramienta (Y planos cartesianos). Dichas cotas

se pueden programar en forma absoluta o relativa, es decir, con respecto

al cero pieza o con respecto a la última cota respectivamente.

G: es la dirección correspondiente a las funciones preparatorias. Se

utilizan para informar al control de las características de las funciones de

mecanizado, como por ejemplo, forma de la trayectoria, tipo de corrección

de herramienta, parada temporizada, ciclos automáticos, programación

absoluta y relativa, etc. La función G va seguida de un número de dos

cifras que permite programar hasta 100 funciones preparatorias

diferentes.

Ejemplos:

G00: El trayecto programado se realiza a la máxima velocidad posible,

es decir, a la velocidad de desplazamiento en rápido.

G01: Los ejes se gobiernan de tal forma que la herramienta se mueve

a lo largo de una línea recta.

G02: Interpolación circular en sentido horario.

G03: Interpolación circular en sentido antihorario.

G33: Indica ciclo automático de roscado.

G40: Cancela compensación.

G41: Compensación de corte hacia la izquierda.

G42: Compensación de corte a la derecha.

G77: Es un ciclo automático que permite programar con un único

bloque el torneado de un cilindro, etc.

M: es la dirección correspondiente a las funciones auxiliares o

complementarias. Se usan para indicar a la máquina herramienta que se

deben realizar operaciones tales como parada programada, rotación del

husillo a derechas o a izquierdas, cambio de útil, etc. La dirección m va

seguida de un número de dos cifras que permite programar hasta 100

funciones auxiliares diferentes.

Ejemplos:

M00: Provoca una parada incondicional del programa, detiene el husillo

y la refrigeración.

M01: Alto opcional.

M02: Indica el fin del programa. Se debe escribir en el último bloque del

programa y posibilita la parada del control una vez ejecutadas el resto de

las operaciones contenidas en el mismo bloque.

M03: Activa la rotación del husillo en sentido horario.

M04: Activa la rotación del husillo en sentido antihorario, etc.

(El sentido de giro del usillo es visto por detrás de la máquina, no de

nuestro punto de vista como en los tornos convencionales)

M05: Parada del cabezal

M06: cambio de herramienta (con parada del programa o sin) en las

máquinas de cambio automático no conlleva la parada del programa.

F: es la dirección correspondiente a la velocidad de avance. Va seguida

de un número de cuatro cifras que indica la velocidad de avance en

mm/min.

S: es la dirección correspondiente a la velocidad de rotación del husillo

principal. Se programa directamente en revoluciones por minuto, usando

cuatro dígitos.

I, J, K: son direcciones utilizadas para programar arcos de

circunferencia. Cuando la interpolación se realiza en el plano X-Y, se

utilizan las direcciones I y J. Análogamente, en el plano X-Z, se utilizan las

direcciones I y K, y en el plano Y-Z, las direcciones J y K.

T: es la dirección correspondiente al número de herramienta. Va

seguido de un número de cuatro cifras en el cual los dos primeros indican

el número de herramienta y los dos últimos el número de corrección de

las mismas.

Programación automática

En este caso, los cálculos los realiza un computador, a partir de datos

suministrados por el programador dando como resultado el programa de

la pieza en un lenguaje de intercambio llamado APT que posteriormente

será traducido mediante un post-procesador al lenguaje máquina

adecuado para cada control por Computadora. En realidad se deberían

estandarizar los lenguajes de programación debido a que sería más útil

poder desarrollar al máximo las potencialidades de los C.N.C.

Anexos

Centro de mecanizado CNC / de 3 ejes / vertical / de alta productividad - 600 x 530 x 580 mm

Centro de mecanizado CNC / 5 ejes / universal - max. 1 200 x 1 000 x 1

000 mm 

Centro de mecanizado CNC / 5 ejes / vertical / para compuestos MATRIX

1000-1300 ...

ConclusiónSiendo la velocidad y la alta precisión el mayor factor necesitado al

momento de producción de piezas, es que los centros de mecanizados

son totalmente programables para que el margen de error sea casi nula.

Como se necesita la gran diversidad de piezas existe una amplia

selección de centros para las distintas piezas tales como, piezas

pequeñas de rasgos más finos, piezas grandes, rasgos en piezas planas

o honduras entre otro.