ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL EJERCITO

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGIA Y MECANICA

PROCESOS DE MANUFACTURA I

INFORME DE LABORATORIO N°7

TORNEADO EXCENTRICO, FRESADO Y PLANIFICACIÓN DE PROCESOS

Realizado por:

Fecha de Entrega

05/06/2012

Segundo Parcial

INFORME DE LABORATORIO Nº 7

1.- TEMA: TORNEADO EXCENTRICO, FRESADO Y PLANIFICACIÓN DE PROCESOS

2.- OBJETIVOS

Objetivo General:

Realizar los procesos de torneado y fresado respectivos a una pieza bajo especificaciones

dadas.

Objetivos Específicos:

Desarrollar la habilidad de planificar procesos de manufactura que involucran más de una

máquina herramienta.

Construir una pieza tipo utilizando las diversas operaciones de torneado y fresado.

Conocer y operar las fresadoras Harrison y Brigeport.

3.- MARCO TEORICO

TORNEADO EXCÉNTRICO

Es la operación con la cual se obtienen cilindros de distintos ejes de giro en una misma pieza.

Clases de excéntricas

Exteriores: cilindros con ejes de giro paralelos

Interiores: agujeros con ejes de giro paralelos y desplazados

Montaje de las piezas para el torneado excéntrico

Frecuentemente hay que trabajar en el torno piezas provistas de salientes, pivotes o taladros

dispuestos excéntricamente.

Las piezas se sujetan generalmente en montajes que hacen posible el desplazamiento arbitrario del

centro de la pieza con respecto al eje de trabajo. En el trabajo en serie se emplean también montajes

en los cuales las piezas no pueden sujetarse sino de tal modo que su centro caiga exactamente a la

distancia correcta del centro de trabajo. El desplazamiento de los centros puede producirse mediante

giro o corrimiento de un plato de sujeción que va soportado en un plato o placa de base. El plato de

sujeción lleva la pieza, mientras que el plato de base va fijado sobre una brida intermedia o sobre el

plato de torno o de arrastre. La fijación en posición de trabajo se produce entonces mediante

clavijas o mediante muescas o entalladuras. La placa de sujeción giratoria o desplazable se sujeta

sobre la placa de fondo, tras el descentramiento y la fijación mediante elementos adecuados de

sujeción. En la construcción de estos montajes hay que tener en cuenta que no solamente se

mantenga la requerida distancia entre centros (excentricidad), o que pueda ajustarse, sino también

que el paralelismo de los dos ejes(centro de la pieza y centro de trabajo) quede garantizado.

Para pequeñas series de piezas se presta el cabezal excentrico de torno que es de múltiples

aplicaciones y ajustable con gran precisión.

En la construcción de montajes para el torneado excéntrico hay que tener en cuenta que debe

mantenerse tan pequeño como se pueda cualquier desequilibrio mediante un contrapeso.

Cuando se trabaja con montajes de torno hay que atender siempre q que las piezas estén sujetas de

modo firme y seguro. Las piezas lanzadas por fuerza centrífuga pueden ocasionar graves accidentes

y producir grandes daños.

Figura 1. Herramientas para torneado excéntrico

Fuente: “La construcción de herramientas” de R.Lehnert

Tipos de montajes excéntricos

El torneado de una pieza excéntrica depende fundamentalmente del montaje o sujeción de

la misma. Como otros problemas mecánicos, cada caso requiere su estudio y análisis

particular. La sujeción o montaje en el torneado excéntrico se puede dividir en tres grandes

grupos:

montaje sobre centros

montaje sobre platos

montaje utillajes especiales

FRESADO

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.

Con el uso creciente de las fresadoras de control numérico están aumentando las operaciones de

fresado que se pueden realizar con este tipo de máquinas, siendo así que el fresado se ha convertido

en un método polivalente de mecanizado. El desarrollo de las herramientas ha contribuido también

a crear nuevas posibilidades de fresado además de incrementar de forma considerable la

productividad, la calidad y exactitud de las operaciones realizadas.

Tipos de fresado

Planeado. La aplicación más frecuente de fresado es el planeado que tiene por

objetivo conseguir superficies planas. Para el planeado se utilizan generalmente

fresas de planear de plaquitas intercambiables de metal duro, existiendo una gama

muy variada de diámetros de estas fresas y del número de plaquitas que monta cada

fresa. Los fabricantes de plaquitas recomiendan como primera opción el uso de

plaquitas redondas o con ángulos de 45º como alternativa.

Fresado en escuadra. El fresado en escuadra es una variante del planeado que

consiste en dejar escalones perpendiculares en la pieza que se mecaniza. Para ello se

utilizan plaquitas cuadradas situadas en el portaherramientas de forma adecuada.

Cubicaje. La operación de cubicaje es muy común en fresadoras verticales u

horizontales y consiste en preparar los tarugos de metal u otro material como

mármol o granito en las dimensiones cúbicas adecuadas para operaciones

posteriores. Este fresado también se realiza con fresas de planear de plaquitas

intercambiables.

Corte. Una de las operaciones iniciales de mecanizado que hay que realizar consiste

muchas veces en cortar las piezas a la longitud determinada partiendo de barras y

perfiles comerciales de una longitud mayor. Para el corte industrial de piezas se

utilizan indistintamente sierras de cinta o fresadoras equipadas con fresas cilíndricas

de corte. Lo significativo de las fresas de corte es que pueden ser de acero rápido o

de metal duro. Se caracterizan por ser muy delgadas (del orden de 3 mm aunque

puede variar), tener un diámetro grande y un dentado muy fino. Un ejemplo de las

características de una fresa de corte sería el siguiente: diámetro de 200 mm, espesor

de 3 mm, diámetro del agujero de 32 mm y 128 dientes: Fina 128, Gruesa 64.2

Ranurado recto. Para el fresado de ranuras rectas se utilizan generalmente fresas

cilíndricas con la anchura de la ranura y a menudo, para aumentar la producción, se

montan varias fresas en el eje porta fresas permitiendo aumentar la productividad de

mecanizado. Al montaje de varias fresas cilíndricas se le denomina tren de fresas o

fresas compuestas. Las fresas cilíndricas se caracterizan por tener tres aristas de

corte: la frontal y las dos laterales. En la mayoría de aplicaciones se utilizan fresas

de acero rápido ya que las de metal duro son muy caras y por lo tanto solo se

emplean en producciones muy grandes

Ranurado de forma. Se utilizan fresas de la forma adecuada a la ranura, que puede

ser en forma de T, de cola de milano, etc.

Ranurado de chaveteros. Se utilizan fresas cilíndricas con mango, conocidas en el

argot como bailarinas, que pueden cortar tanto en dirección perpendicular a su eje

como paralela a este.

Copiado. Para el fresado en copiado se utilizan fresas con el perfil de plaquita

redondo a fin de poder realizar operaciones de mecanizado en orografías y perfiles

de caras cambiantes. Existen dos tipos de fresas de copiar: las de perfil de media

bola y las de canto redondo o tóricas.

Fresado de cavidades. En este tipo de operaciones se aconseja 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. El proceso combina la rotación de la pieza

y de la herramienta de fresar siendo posible conseguir una superficie cilíndrica. Esta

superficie puede ser concéntrica respecto a la línea central de rotación de la pieza, o

puede ser excéntrica si se desplaza el fresado hacia arriba o hacia abajo. 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.

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.

Taladrado, escariado y mandrinado. Estas operaciones se realizan habitualmente

en las fresadoras de control numérico dotadas de un almacén de herramientas y

utilizando las herramientas adecuadas para cada caso.

Mortajado. Consiste en mecanizar chaveteros en los agujeros, para lo cual se

utilizan brochadoras o bien un accesorio especial que se acopla al cabezal de las

fresadoras universales y transforma el movimiento de rotación en un movimiento

vertical alternativo.

Fresado en rampa. Es un tipo de fresado habitual en el mecanizado de moldes que

se realiza bien con fresadoras copiadoras o bien con fresas de control numérico.

Figura 2. Operaciones de Fresado

Fuente: Ingeniería de Sistemas y Automática Tecnología de Fabricación y Tecnología de Máquinas

4.- MATERIALES Y EQUIPOS A UTILIZAR

Materiales

Eje de Aluminio de dimensiones Φ=53.55mm, largo: 91,9mm

Equipos y Herramientas

Cuchillas de desbaste y afinado.

Torno Harrison.

Fresadora vertical Bridgeport.

5.- PROCEDIMIENTO

1. Estudie el plano del eje excéntrico a maquinar, identifique superficies de referencia,

elementos geométricos importantes.

2. Desarrolle un plan para construir el eje.

3. Identifique las herramientas, accesorios y demás elementos necesarios para el montaje y

maquinado del eje en las diferentes máquinas.

4. Establezca un régimen de corte para el maquinado del eje tanto para el torno como para la

fresadora.

5. De acuerdo con su plan prepare el torno y realice el mecanizado correspondiente.

6. Realice la hoja de procesos para la ejecución de las operaciones de fresado.

7. Prepare la fresadora vertical y ejecute los trabajos planificados.

6.- EJECUCION

TRABAJO PRÁCTICO

a) Descripción de Procedimientos de torneado excéntrico y fresado para

planeado.

b) Planos.

c) Hoja de procesos.

Descripción de Procedimientos de torneado excéntrico y fresado para

planeado.

MONTAJE PARA TORNEADO EXCENTRICO

1. Marcar la línea que pase por el del centro de giro principal de la pieza, para nuestro

caso dicho punto se encuentra a 13/16” desde cualquier punto de la circunferencia del

eje.

2. Marcar el punto de ubicación del nuevo centro, para nosotros es a ¼” medido desde el

centro de giro principal de la pieza.

3. Colocar la pieza en el mandril de cuatro muelas y manipular la posición de la sujeción

hasta lograr alinear la pieza al nuevo centro.

4. Tornear hasta lograr un diámetro de 1 1/8” en el eje excéntrico.

MONTAJE PARA PLANEADO EN FRESADORA VERTICAL

1. Colocar la fresa de vástago en el portafresas y ajustar.

Figura 3. Fresas de vástago y portafresa

Fuente: Ingeniería de Sistemas y Automática Tecnología de Fabricación y Tecnología de Máquinas

2. Sujetar la pieza en la mordaza de la mesa de trabajo de la fresadora.

3. Calibrar el cabezal divisor de acuerdo al diseño de la pieza a trabajar y su respectiva

operación de fresado.

4. Verificar alineamientos.

5. Planeado vertical.

ALGUNAS CONSIDERACIONES

Antes de poner la fresadora en marcha para comenzar el trabajo de mecanizado, se

realizarán las comprobaciones siguientes:

1. Que la mordaza, plato divisor, o dispositivo de sujeción de piezas de que se trate,

esté fuertemente sujeto a la mesa de la fresadora.

2. Que la pieza a trabajar está correcta y firmemente sujeta al dispositivo de

sujeción.

3. Que la fresa está bien colocada en el eje y firmemente sujeta.

4. Que la mesa no encuentre obstáculos en su recorrido.

5. Que sobre la mesa de la fresadora no haya piezas o herramientas abandonadas

que pudieran caer o ser alcanzadas por la fresa.

6. Siempre que el trabajo lo permita, se protegerá la fresa con una cubierta que evite

los contactos accidentales y las proyecciones de fragmentos de la herramienta, caso

de que se rompiera. Esta protección es indispensable cuando el trabajo de fresado se

realice a altas velocidades.

P

L

A

N

O

S

3 1/4

13/16 3/4

15/16

1/2

5/16

1

2

1 1/8

1 5/8

3/16

R 9/16

R 13/16

R 1

Tolerancia: 1/128

Acabado:

1.6

3

1

/

4

3

/

4

1

5

/

1

6

1

3

/

1

6

Tolerancia: 1/128

Acabado:

1.6

DIAGRAMA

DE

PROCESOS

DIAGRAMA DE PROCESOS DE LA PIEZA

1’

8’

7’

5’

5’

4’

5’

7’

4’

1’

8’

7’

30’

8’

1

3

2

4

Afilado de cuchilla

Referntar las caras de la pieza

Centrar las caras del eje y refrentar

Inspección de medidas

Montaje de herramientas de

corte

Alineamiento de la herramienta de

corte con la punto fijo

10

Cilindrar a 2pulg las partes correspondientes

según el plano

Cilindrar a 13/16 pulg la parte correspondiente según el

plano

Desmontar la pieza de trabajo y fijar los nuevos el nuevo

centro para el eje excéntrico

Centrar y cilindrar a diámetro 1 1/8 de pulg según el plano

Verificación de medidas

Montar el mandril de cuatro muelas en el torno para el

eje excéntrico

Montar la pieza de trabajo y la porta brocas para realzar el

nuevo centro de eje

Desmontar la pieza del torno y prepara la fresadora para las

planitudes de la pieza según el plano

Barra de Aluminio, de 2,5x3 1/2 pulgada (pieza a trabajar)

7

8

5

6

11

9

14

12

13

Montaje de la pieza a trabajar en el

torno

10’

1’

30’

7’

10’

5’

1’

Tiempo Total: 164 min

Taladrar (Ø1/4mm, Ø5!16mm) 14

Montar la pieza de trabajo en la fresadora

sujetada en el divisor universal

Verificar medidas 10

Realizar el taladrado a diámetro 5/16 a ½ desde la cara

derecha.

15 Fresar las planitudes laterales y el fresado en el

cilindro excéntrico

Montar la pieza de trabajo en la otra posición para realzar

la ranura de 1 pulg y ¼ de pulgada de profundidad

Entregar

16

17

10 Verificar medidas

REGIMENES

DE

CORTE

RECOMENDADOS

TORNEADO

VELOCIDAD DE CORTE SEGÚN EL DIÁMETRO EN MM

Fuente: Alrededor de las máquinas herramientas Heinrich Gerling

VELOCIDADES DE CORTE EN TORNO EN PIE Y METRO POR MINUTO UTILIZANDO CUCHILLAS HSS

Fuente: “Tecnología de las Máquinas Herramientas” 5ª edición de Krar / Check

AVANCES PARA DIVERSOS MATERIALES UTILIZANDO CUCHILLAS HSS

Fuente: “Tecnología de las Máquinas Herramientas” 5ª edición de Krar / Check

FRESADO

VALORES DE ORIENTACION PARA N° DE DIENTES Y ÁNGULOS DE CORTE EN

FRESAS HSS

Fuente: Prontuario de metales JUZT

VALORES DE ORIENTACION PARA VELOCIDAD DE CORTE Y AVANCE

Fuente: Prontuario de metales JUZT

VALORES PRÁCTICOS PARA LA VELOCIDAD DE CORTE (v) Y PARA EL AVANCE (s EN mm/min)

Fuente: Alrededor de las máquinas herramientas Heinrich Gerling

7.- CONCLUSIONES

Una pieza de trabajo de material suave permite una alta velocidad de desbaste y afinado en

el torneado.

Para la creación de un eje excéntrico es necesario emplear un mandril de cuatro muelas ya

que este permite el ajuste y alineación requerida para la excentricidad.

En la construcción de un eje excéntrico hay que tener en cuenta que no solamente se

mantenga la requerida distancia entre centros sino también, que el paralelismo de los

mismos quede garantizado para evitar deformidades inesperadas.

El fresado es un proceso más rápido que el torneado.

El planeado es la aplicación más frecuente de fresado y tiene por objetivo conseguir

superficies planas. Para el planeado se utilizan generalmente fresas de metal duro,

existiendo una gama muy variada de diámetros de las mismas.

El fresado en seco es completamente viable cuando se utilizan herramientas de metal duro

(HSS en nuestro caso) con relación al material de la pieza a trabajar (Aluminio en nuestro

caso).

Para un mejor acabado en el fresado es necesario aumentar velocidades de corte a poca

profundidad.

8.- RECOMENDACIONES

Para realizar un eje excéntrico se debe tratar de marcar el nuevo centro de trabajo con el

mínimo error posible, ya que esto afecta de forma relevante a la geometría general de la

pieza.

Cuando se trabaja con montajes de torno hay que atender siempre que las piezas estén

sujetas de modo firme y seguro. Las piezas lanzadas por fuerza centrífuga pueden ocasionar

graves accidentes y producir grandes daños.

Todas las operaciones de comprobación, medición ajuste, etc., deben realizarse con el torno

o fresadora apagados.

La fresadora debe mantenerse en perfecto estado de conservación, limpia y

correctamente engrasada.

Tanto en el torno como en la fresadora las virutas deben ser retiradas con regularidad, sin

esperar al final de la jornada.

9.-BIBLIOGRAFIA

* GERLING, H. “Alrededor de las máquinas herramientas”, editorial Reverté S.A, 1981.

* JUZT “Prontuario de metales”, editorial Reverté S.A, 1984.

* KRAR / CHECK “Tecnología de las Máquinas Herramientas” 5ª edición.

* LEHNERT,R. “La construcción de herramientas”, editorial Reverté S.A., 1979.

* FRESADORA UNIVERSAL, archivo descargado de http://www.slideshare.net/juanitonina/f-r-e-s-a-d-o-

r-a-u-n-i-v-e-r-s-a-l

* OPERACIONES DE FRESADO, archivo descargado dehttp://isa.umh.es/asignaturas/tftm/mecanizado%283%29.pdf

* TORNEADO EXCENTRICO, archivo descargado de http://www.monografias.com/trabajos38/

torneado-excentrico/torneado-excentrico2.shtm