Nombre: Diego Andrés Mulato Reyes.

Carrera: Ing. Mecánica.

Profesor: Sr. Bruno Hauenstein Barra.

Fecha: 19 de mayo de 2010

Introducción

Con el tiempo se han realizado una serie de avances tecnológicos con respecto a la mecanización de piezas de diversos tamaños, con diferentes tipos de maquinas como lo son el torno, la fresadora, etc.En este informe profundizaremos acerca de una maquina en especial, esta es la fresadora. A lo largo de los años desde que fue fabricada han surgido una serie de tipos de fresadoras y también una gran cantidad de mejoras para esta. La utilización de esta maquina ha sido una gran ayuda para el mecanizado de piezas en el trabajo industrial, ya que permitió el mejor acabado de las piezas que se fabrican para el uso cotidiano, también permitió desarrollar una mejor presentación y calidad de estas mismas.El fresado es un proceso muy complejo ya que es necesario tener una gran precisión si se realiza manualmente, actualmente existe variadas maquinas fresadoras con control numérico, esto ha facilitado el trabajo del hombre.

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Objetivos

Aprender partes que componen la maquina y el funcionamiento de la fresadora.

Aprender a realizar los cálculos para la fabricación de un engranaje.

Conocer los diversos tipos de engranajes que podemos fabricar y como montarlos para su realización.

Saber reconocer la fresa adecuada para la construcción de nuestro engranaje dependiendo de la cantidad de dientes a fabricar.

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Historia de la Fresadora

La primera fresa fue construida por el estadounidense Eli Whitney el año 1818, con la finalidad de agilizar la construcción de fusibles en la ciudad de Connecticut, esta maquina todavía es conservada en el museo “Mechanical Engineering” en Yale.

En el año de 1930 fue construida una fresadora con un mecanismo de regulación vertical y un soporte para el husillo portaherramientas.

En el año 1848 el ingeniero Frederick. W. Howe diseño la primera fresadora universal, esta incorporaba un dispositivo de copiado de perfiles. En esta misma fecha se da a conocer la fresadora Lincoln, esta incorporaba un carnero cilíndrico que se puede regular en sentido vertical.

En el año 1853 fue fabricada la primera fresadora universal equipada con un plato divisor que permitió la fabricación de engranajes rectos y helicoidales, esta fresadora fue presentada el año 1867 en la exposición universal de París.

En el año 1857 fue creada una fresadora vertical, esta todavía se conserva en el museo “Conservatoire National des Arts et Métiers” en París.

En el año 1874 el francés Pierre Philippe Huré, diseño una maquina con doble husillo de sentido horizontal y vertical que se posesionaba mediante giro manual.

En el año 1884 la empresa americana cincinnati fabrico una fresadora universal que incorporo un carnero cilíndrico, la posición de este era axial.

En el año 1894 el francés R. Huré diseño un cabezal universal con el que se podían realizar variados mecanizados con diferentes posiciones de la herramienta, este tipo de cabezal en la actualidad es uno de los más usado por las fresadoras universales.

En el año 1983 se crea la compañía Bridgeport Machines en Connecticut, famosa por la fabricación de fresadoras verticales de tamaños pequeñas y medianas.

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Primera Fresadora Universal.

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Tipos de Maquinas Fresadoras

Según la orientación de la herramienta encontramos tres tipos de fresadoras:

Fresadora universal: se caracteriza por una multitud de aplicaciones que tiene. Consta con un husillo principal para el acoplamiento de ejes portaherramientas horizontales y un cabezal que acopla al husillo, este convierte a la maquina en una fresadora vertical, el puente deslizante conocido como carnero puede desplazarse de delante hacia atrás y viceversa sobre unas guías, igual que la fresadora horizontal.

Fresadoras horizontales: utiliza fresas cilíndricas que van montadas sobre un eje horizontal que es accionado por el cabezal; es apoyado en un extremo del cabezal y por el otro extremo sobre un rodamiento que se encuentra en el puente deslizante llamado carnero. Este tipo de fresadora es utilizada para realizar engranajes de dientes rectos.

Fresadora vertical: el eje del husillo se orienta verticalmente, perpendicular a la mesa de trabajo. La fresa de cortes es montada sobre el husillo y giran sobre su eje. Por lo general puede desplazarse verticalmente la mesa u el husillo, esto permite profundizar el corte. Existe dos tipos de fresadoras verticales: la fresadora de banco fijo o de bancada en esta fresadora la mesa se mueve en

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forma perpendicular al husillo mientras que el husillo se mueve paralelamente a su propio eje, y la fresadora de torreta o de consola en esta fresadora el husillo permanece estacionario durante el corte y la mesa se mueve horizontal como verticalmente.

Además de las fresadoras tradicionales se pueden encontrar algunos tipos de fresadoras especiales, esto dependerá de las necesidades del proceso de fabricación que se realice, entre estas encontramos:

Fresadoras circulares: se caracterizan por tener una amplia mesa circular giratoria, por encima de esta se desplaza el carro porta herramientas que puede tener uno o varios cabezales verticales, también pueden montarse y desmontarse piezas en una parte de la mesa mientras que en la otra parte se realiza un mecanizado.

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Fresadoras copiadoras: este tipo de fresadora se compone de dos mesas, una de trabajo, sobre ella se sujeta la pieza a mecanizar y otra auxiliar en la cual se coloca el modelo a seguir. El eje vertical de la herramienta se mantiene suspendido por un mecanismo con forma de pantógrafo, este esta conectado a un palpador sobre la mesa auxiliar. Al seguir con el palpador el contorno del modelo, se define el movimiento de la herramienta que mecaniza la pieza, este sistema de mecanizado se demoniza seguimiento. Exciten otros tipos de fresadoras que utilizan otro tipo de sistema de mecanizado como el sistema hidráulico, electro-hidráulico o eléctrico.

Fresadora de pórtico: este tipo de fresadora es también conocida como fresadora de puente, el cabezal portaherramientas vertical se encuentra sobre una estructura con dos columnas que están situadas en lados opuestos de la mesa. la herramienta puede moverse verticalmente y transversalmente y la pieza se mueve longitudinalmente. Estas fresadoras pueden prolongar sus ejes de trabajo horizontalmente, son utilizadas para la mecanización de piezas de grandes dimensiones.

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Fresadora de puente móvil: en este tipo de fresadora no se mueve la mesa, lo que se mueve es la herramienta en una estructura muy similar a un puente grúa. Es utilizada principalmente para la mecanización de piezas de grandes dimensiones.

Fresadora para madera: esta es una maquina portátil que utiliza herramientas rotativas, realiza fresados en superficies planas de madera. Las herramientas que son utilizadas en este tipo de fresadora son fresas de madera, tienen dientes mayores y más espaciados que las fresas para metal.

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Fresadora Según sus números de ejes:

Las fresadoras pueden clasificarse en función del número de grados de libertad que pueden variarse durante la operación de arranque de viruta.

Fresadora de tres ejes. Puede controlarse el movimiento relativo entre pieza y herramienta en los tres ejes de un sistema cartesiano.

Fresadora de cuatro ejes. Además del movimiento relativo entre pieza y herramienta en tres ejes, se puede controlar el giro de la pieza sobre un eje, como con un mecanismo divisor o un plato giratorio. Se utilizan para generar superficies con un patrón cilíndrico, como engranajes o ejes estriados.

Fresadora de cinco ejes. Además del movimiento relativo entre pieza y herramienta en tres ejes, se puede controlar o bien el giro de la pieza sobre dos ejes, uno perpendicular al eje de la herramienta y otro paralelo a ella (como con un mecanismo divisor y un plato giratorio en una fresadora vertical); o bien el giro de la pieza sobre un eje horizontal y la inclinación de la herramienta alrededor de un eje perpendicular al anterior. Se utilizan para generar formas complejas, como el rodete de una turbina Francis.

Fresadora CNC de cinco ejes con cabezal y mesa giratoria

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Partes de una Maquina Fresadora:

Las maquinas fresadoras usadas en talleres mecánicos están compuestas por diversas partes, entre las cuales podemos encontrar:

Husillo de trabajo: es una de las partes esenciales de la maquina, ya que es donde va sujeta la herramienta (fresa) y le da el movimiento. Este eje recibe el moviendo a través de la caja de velocidades.

Bastidor: es una especia de cajón de fundición, con base reforzada y generalmente de forma rectangular, por medio de este la maquina se apoya en el suelo.

Carro transversal: es una estructura de fundición en forma rectangular, en la parte inferior de esta se desliza y gira la mesa sobre un plano horizontal; en la base inferior por medio de unas guías, se encuentra ensamblado a la consola, sobre esta se desliza accionado a mano por tornillos y tuercas también puede ser automáticamente, por medio de la caja de avances, un dispositivo adecuado permitirá la inmovilización de esta.

Mesa: esta parte es la que sirve de sostén de las piezas a ser trabajadas, pueden ser directamente montadas o a través de accesorios de fijación, para esto la mesa contiene ranuras que están destinadas a alojar los tornillos de fijación.

Caja de velocidades del husillo: esta compuesta por una serie de engranajes, que se acoplan según las diferentes relaciones de transmisiones, esto permite una extensa gama de velocidades del husillo. Por lo general se encuentra en la parte superior interior del bastidor. El accionamiento de esta es independiente al que efectúa la caja de avances, esto permite determinar mejor las condiciones de corte.

Consola: esta parte de la fresadora es la que sostiene la mesa y su mecanismo de accionamiento. Esta pieza es un cuerpo de fundición que se desliza verticalmente en el bastidor a través de unas guías por medio de un tornillo telescopio y de una tuerca fija. También se puede inmovilizar por un dispositivo de bloque cuando es necesario.

Caja de avance de la fresadora: se compone por una serie de engranaje ubicados en el interior del bastidor, en la parte central. Este recibe el movimiento directamente del accionamiento principal de la maquina. Se pueden establecer diferentes velocidades de avance por medio de un

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acoplamiento con unas ruedas correderas. El enlace del mecanismo con la consola o el husillo de la mesa es realizado por medio de un eje extensible de articulaciones cardán.

Disco perforado: esta compuesto por un disco con perforaciones numeradas y de unas tijeras que ayudan a realizar el conteo de los agujeros. El disco perforado presenta una relación de 40:1, esto quiere decir, 40 agujeros del disco es una vuelta del husillo del cabezal divisor.

Manivela de elevación de la mesada: como su nombre lo indica es lo que permite que la mesada se levante o baje, para así ajustarla a la altura indicada.

Manivela de avance lateral: con esta manivela es posible nivelar el eje de la pieza.

Manivela de avance horizontal: esta manivela permite el avance de de la pieza en forma manual, por medio de la acción de un sistema que regula, que esta conectado a un tornillo sin fin, cremalleras y engranes, con el movimiento de esta se logra el corte de la pieza con la fresa.

Avance automático: toda maquina fresadora consta con avance manual y con un dispositivo de avance automático, sin embargo en algunas fresas por seguridad se encuentra desactivado.

Selector de velocidades del avance automático: con el ajuste de las diferente velocidades de la maquina fresadora se puede obtener el movimiento del tornillo sin fin, este conectado a un engrane se podrá obtener un movimiento regular del avance.

La selección de la velocidades dependerá del material que este hecha la pieza a trabajar y se medirá en RPM.

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Herramientas

Las herramientas utilizadas son llamadas fresas. Son discos de acero provistos de dientes que están animados de un movimiento de rotación alrededor de su eje, lo que le permite producir el corte de material. Cada diente trabaja como una herramienta común y presenta las mismas características.

Formas y tipos:

Fresa cortadora de engranes: Este tipo de fresadora esta dentro del grupo de fresas perfiladas, las cuales tienen la forma o perfil exactos de la pieza que se va a producir y permiten la reproducción exacta de piezas de forma irregular a menor costo que con la mayor parte de las otras fresas.

En este caso la fresa tiene exactamente la forma del engrane que se desea tallar. La sujeción es de la misma manera que la fresa de corte lateral.

Fresa de corte lateral: Este tipo de fresas son estrechas, cilíndricas y con dientes en cada lado y en la periferia se utilizan para cortar ranuras y caras verticales. En este caso es una fresa de dientes rectos, y su montaje en la máquina se lleva a cabo mediante el uso de un árbol, que se coloca con su respectivo soporte en ves del cabezal.

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Sierra para cortar metales: Estas son básicamente fresadoras delgadas para planchas. Algunas de ellas tienen los lados con rebajos o cóncavos para evitar rozamientos o que se atasquen cuando están en uso y las otras tienen dientes laterales.

Fresa escariadora con dientes integrales: Este tipo de fresadoras pueden tener dos o más acanaladuras, tienen dientes en el extremo y en la periferia y se instala en el husillo con un adaptador. Las fresas con dos acanaladuras, tienen filos de diferente longitud en el extremo y pueden utilizarse para taladrar agujeros poco profundos, en el caso de más de dos acanaladuras, como la de la fotografía, se requiere un agujero piloto para poder taladrar un agujero.

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Otros tipos de Fresas y sus respectivos cotes:

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Engranajes

Un engranaje o rueda dentada es un mecanismo utilizado para transmitir potencia mecánica entre las distintas partes de una maquina. Estos esta formados por dos ruedas dentadas la mayor es denominada corona y la menor se llama piñón.

Tipos de engranajes:

Por lo general los engranajes se clasifican dependiendo de la disposición de sus ejes de rotación y según el tipo de dentado, por esta clasificación podemos encontrar:

Ejes paralelos:

Cilíndricos de dientes rectos Cilíndricos de dientes helicoidales Doble helicoidales

Ejes perpendiculares:

Helicoidales cruzados Cónicos de dientes rectos Cónicos de dientes helicoidales Cónicos hipoides De rueda y tornillo sinfín

Por aplicaciones especiales se pueden citar:

Planetarios Interiores De cremallera

Por la forma de transmitir el movimiento se pueden citar:

Transmisión simple Transmisión con engranaje loco Transmisión compuesta. Tren de engranajes

Transmisión mediante cadena o polea dentada:

Mecanismo piñón cadena Polea dentada.

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Procedimiento experimental

Al comenzar este modulo se partió con clases teóricas, para realizar los cálculos del engranaje a construir, a continuación se detallara cada uno de los cálculos realizados para cada uno de los métodos con sus respectivas formulas.

Para describir las formulas con las que trabajamos tenemos que dar a conocer los siguientes símbolos:

H = Altura del diente o distancia entre diámetro interior y exterior

De = Diámetro Exterior

Z = Número de Dientes de un engranaje

Mn = Módulo Normal (2.25 usado en Taller)

Dp = Diámetro Primitivo

Vm = Vueltas de la Manivela del cabezal divisor

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Dimensiones de Engranaje Recto

1.- De= 40.5 mm

2- H= 3.25mm

3- Z= (De / Mn)-2

Z= 25mm

4- Vm= 115/25

5- Mn= 1.5mm

Tapa 1 Tapa 2

24 46

25 47

28 49

30 51

34 53

37 54

38 57

39 58

41 59

42 62

43 66

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Tabla de Fresas

FRESA Nro. 1 2 3 4 5 6 7 8

Nro. De dientes por

construir (Z)

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y

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14

a

16

17

a

20

21

a

25

26

a

34

35

a

54

55

a

134

135

a

∞

Dimensiones Engranaje Helicoidal

1.- α= 45º = 1

2- Z= 26 d.

3- H=4.87 mm

2.- De= 87 mm

3.- Dp= De – 2Mn

Dp= 83mm

4.- PH= (Dp x π) / 1

PH= (83mmx 3.14) / 1

PH= 26

FRESA Nro. 1 2 3 4 5 6 7 8

Nro. De dientes por

construir (Z)

12

y

13

14

a

16

17

a

20

21

a

25

26

a

34

35

a

54

55

a

134

135

a

∞

Relación del Tren de Engranaje

Conclusión

La fresadora es una de las maquinas que pueden realizar una gran diversidad de mecanizados ya sea una ranura o un planeado, para esto la maquina cuenta con diferentes herramientas especificas.

A medida que se realizan avances tecnológicos esta maquina se va adaptando a las necesidades de la industria ya que es versátil, eficaz y precisa para realizar el mecanizado.

Web grafía

* http://es.wikipedia.org/wiki/Fresadora

* http://es.wikipedia.org/wiki/Fresa_%28herramienta%29

www.monografias.com

* http://www.monografias.com/trabajos35/cabezal-divisor-fresadora/cabezal-divisor-fresadora.shtm

www.wikipedia.com

* http://es.wikipedia.org/wiki/Engranaje

www.aprendizaje.com.mx

* http://www.aprendizaje.com.mx/Curso/Proceso2/Temario2_IV_2.html

*Apuntes tomados en clase.