maquinas herramientas
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Se entiende por máquina a un grupo de elementosmecanicos acoplados que se aprovechan para dirigir yregular la acción de una fuerza.
Definición de herramienta son aquellos instrumentos quepone en movimiento la mano del hombre
Por tanto, se conoce con el nombre de máquina −herramienta a toda máquina que por procedimientosmecánicos, hace funcionar una herramienta, sustituyendo lamano del hombre
Una máquina herramienta tiene por objetivo principalsustituir el trabajo manual por el trabajo mecánico, en lafabricación de piezas
La mayoría de las máquinas – herramientas seconstruyen para usar dos o más componentes. Estoscomponentes, aunque pueden tener diferentesfunciones en máquinas tales como el torno, fresadora,cepillo, taladro, poseen algunas característicascomunes
El maquinado es el proceso para dar forma ydimensionar una pieza mediante la eliminación dematerial en capas utilizando una maquina de corte
1.-Clasificación de las maquinas herramientas: estastienen la misión fundamenta de dar forma a las piezas porarranque de material.Esto es gracias a una fuerte presión de las herramientassobre la superficie de la pieza, estando bien:*la pieza*la herramienta*la pieza y la herramientaEso se logra al estar animadas de movimiento una u otra.
De acuerdo al movimiento de corte lasmaquinas herramientas se clasifican en:
1.-Maquinas herramientas de movimientocircular
*Movimiento de corte en la pieza.(tornoparalelo, torno vertical)
*Movimiento de corte en laherramienta.(fresadora, taladradora,mandrinadora, etc.…)
2.-Maquinas herramientas de movimientorectilíneo.(cepillo, mortajadora,brochadora)
Lasa maquinas herramientas de movimientocircular son de las mas usadas en laindustria debido a que su capacidad dearranque de material es superior a lasmaquinas con movimiento de corterectilíneo y por tanto su rendimiento.
Tanto las maquinas herramientas de movimiento circular como las demovimiento rectilíneo se pueden controlar por:
*Operario(maq. Manuales) *Neumática, hidráulica o eléctricamente. *Mecánicamente(mediante levas) *Por computadora(CN)
MECANIZADO POR ARRANQUEDE MATERIAL. Para que se produzca el
corte del material es precisoque estén dotadas de unosmovimientos de trabajo:
*la herramienta y la pieza. *la herramienta sola. *la pieza sola. Dichos movimientos deben
de tener una determinadavelocidad.
Los movimientos de trabajopara producir el corte son:
1.-movimiento de corte2.-movimiento de penetración3.-movimiento de avance.
Movimiento de corte (Mc): movimiento relativo entre lapieza y la herramienta. (Fig. 4)
Movimiento de penetración (Mp): es el movimientoque acerca la herramienta al material y regula suprofundidad de penetración. (Fig. 5)
Movimiento de avance (Ma): es el movimientomediante el cual se pone bajo la acción de laherramienta nuevo material a separar. (Fig. 6)
Los movimientos de trabajo en las distintasmáquinas-herramientas convencionales son:
VELOCIDAD DE CORTE (Vc).Es la velocidad de los puntos de la pieza que están encontacto con la herramienta, respecto los unos de laotra, o viceversa.Se mide en m/min y en las máquinas muy rápidas(rectificadoras) en m/s.La velocidad de corte depende, principalmente:Del material de la pieza a trabajar.Del material del filo de la herramienta.Del refrigerante.Del tipo de operación a realizar.De la profundidad de la pasada y del avance.
El valor de la velocidad de corte se encuentra en tablasen las que se entra por los factores apuntados. Estastablas están sacadas de ensayos prácticos.
La velocidad de corte guarda una relaciónmatemática con la velocidad de giro y con el diámetrodel elemento que posee el Mc (la pieza o laherramienta):
donde Vc = velocidad de corte (m/min)d = diámetro de la pieza o de la herramienta (mm)N = velocidad de giro (rpm.)La máxima velocidad de corte corresponderá al diámetromáximo de los puntos de la pieza o de la herramienta queestén en contacto con la herramienta o la piezarespectivamente.
AVANCE (a).El movimiento de avance se puede estudiar desde suvelocidad o desde su magnitud.Velocidad de avance: Longitud de desplazamiento de laherramienta respecto a la pieza o viceversa, en la unidadde tiempo (generalmente en un minuto). (Fig. 11)Avance (magnitud): Es el camino recorrido por laherramienta respecto a la pieza o por la pieza respecto ala herramienta en una vuelta o en una pasada. (Fig. 12)
En ciertas máquinas-herramientas no es posibleprogramar la magnitud del avance, por lo que sehace necesario programar la velocidad de dichoavance. La magnitud del avance se relaciona conla velocidad de avance a través de la velocidad degiro:
El avance, cuando se trata de un fresado (Fig.13),se puede expresar de tres maneras:
El avance depende, principalmente:
Del estado superficial que se desee obtenerDe la potencia de la máquinaDe la sección del mango de la herramientaDe la sujeción de la herramienta o plaquitaDe la rigidez de la máquinaDe su relación con la profundidad de pasada.
PROFUNDIDAD DE PASADA.Generalizando, podemos definir la profundidad depasada diciendo que: “Es la longitud que penetrala herramienta, en la pieza, en cada pasada”.
De este movimiento no se estudia su velocidad.
La profundidad depende, principalmente:De la cantidad de material a quitarDel grado de precisión dimensionalDe la potencia de la máquinaDe su relación con el avance.
El concepto de profundidad de pasada adquiere algunasparticularidades según sea la operación que se realice:
Torneado. Cilindrado: Es la diferencia de radios entre elcomienzo y el final de la pasada. (Fig. 14)
Torneado. Refrentado: Es la distancia,proyectada sobre el eje de rotación,entre las superficies planas inicial yfinal. (Fig.15)
Torneado. Tronzado y ranurado: La profundidad de pasadacoincide con el ancho de la herramienta. (Fig. 16).
Torneado. Coneado: Es la diferencia de cotas, antes y despuésde la pasada, medida perpendicularmente sobre el eje. (Fig. 17).
Taladrado: La profundidad de pasada en el taladrado coincidecon el radio de la broca. (Fig. 18)
Fresado: la profundidad de pasada guardarelación con el tipo de fresa empleada. En elfresado, además de la profundidad de pasada(p), se tiene en cuenta también el ancho depasada (b). (Figs. 19, 20 y 21)
OPERACIONES DE CORTE.Desde el punto de vista del corte podríamos clasificar lasoperaciones en:
Operaciones de desbaste Operaciones de acabado
Operación de desbaste.
Se entiende por operación de desbaste aquella en que nose exige, en la superficie mecanizada, ninguna toleranciade medida ni calidad superficial determinada.Con este tipo de operación se debe quitar la mayor partedel material sobrante en el momento de conformar unapieza por el procedimiento de arranque de material.
Operación de acabado.
Se entiende por operación de acabado aquella en queconcurre una de las condiciones siguientes o ambas a la vez:
1. La medida a obtener debe quedar entre dos cotas biendefinidas (tolerancia).2. Ha de conseguirse una calidad superficial determinada, nopudiendo ésta ser más basta que la establecida.
Para cumplir las condiciones citadas será preciso que lasección de la viruta sea reducida. Consecuentemente, lavelocidad de corte podría ser mayor que en la operación dedesbaste.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LASMÁQUINAS-HERRAMIENTAS.
Las características técnicas de una máquina herramientaindican, de una forma simple, los elementos de la máquinaen cuestión, así como sus posibilidades de trabajo. Dichascaracterísticas permiten conocer rápidamente lasprestaciones y la capacidad de la máquina.
Las características técnicas de una máquina-herramientapueden clasificarse en:
CARACTERÍSTICAS GENERALESCARACTERÍSTICAS DE CAPACIDADCARACTERÍSTICAS DE TRABAJO
CARACTERÍSTICAS GENERALES: Se refieren ala clase de máquina, mando de la misma,naturaleza de los mecanismos principales, formageométrica de los órganos másicos principales,etc.
CARACTERÍSTICAS DE CAPACIDAD: Se refierena las distancias entre elementos que definen lasdimensiones máximas de las piezas a montar.
CARACTERÍSTICAS DE TRABAJO: Se refieren alas posibilidades de potencias, velocidades, etc.
EL TALADRO DE BANCO
Es una máquina-herramienta donde el movimiento de corte,que es circular, corresponde a la herramienta (broca).
El movimiento de avance, que es rectilíneo, tambiéncorresponde a la herramienta. La pieza, se mantiene enreposo sobre la mesa de la taladradora.
Esta máquina es adecuada para efectuar agujeros (taladros)cilíndricos en piezas macizas o agrandar agujeros yaexistentes, obtenidos bien por taladrados anteriores o por otrosprocedimientos (forja, fundición, etc.).
EL TALADRO DE BANCO
Es una máquina-herramienta donde el movimiento de corte,que es circular, corresponde a la herramienta (broca).
El movimiento de avance, que es rectilíneo, tambiéncorresponde a la herramienta. La pieza, se mantiene enreposo sobre la mesa de la taladradora.
Esta máquina es adecuada para efectuar agujeros (taladros)cilíndricos en piezas macizas o agrandar agujeros yaexistentes, obtenidos bien por taladrados anteriores o por otrosprocedimientos (forja, fundición, etc.).
La taladradora, como máquina-herramienta, se compone de:
ÓRGANOS MÁSICOS:CabezalBancadaMontante o columnaMesa
MECANISMOS:MotorCaja de cambios de velocidades de giro del husilloCaja de cambios de velocidades de avance del husilloHusillo
La taladradora, como máquina-herramienta, se compone de:
ÓRGANOS MÁSICOS:CabezalBancadaMontante o columnaMesa
MECANISMOS:MotorCaja de cambios de velocidades de giro del husilloCaja de cambios de velocidades de avance del husilloHusillo
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL TALADRO
Características generales:
Clase de taladradora: de columna.Naturaleza del cabezal: de cono de poleas.Columna: cilíndrica.
Características de capacidad:
Capacidad de taladrado (diámetro máximo de taladrado).Distancia del husillo a la mesa.
Características de trabajo:
Potencia del motor.Gama de velocidades de giro del husillo porta-brocas.Gama de velocidades de avance del husillo.
EL TORNO PARALELO
Es una máquina-herramienta donde el movimiento decorte, que es circular, corresponde a la pieza.
La herramienta (cuchilla), que posee el movimiento deavance, se desplaza, siguiendo una trayectoria que vagenerando la superficie de la pieza, lo que le permiteobtener piezas de revolución, como:
CilindrosConosEsferasRoscasEtc.
Se llama torno paralelo porque la disposición del carro principalsobre la bancada le permite mecanizar superficies congeneratrices paralelas al eje de rotación de la pieza.
El torno, como máquina-herramienta, se compone de:
ÓRGANOS MÁSICOS:
CabezalBancadaContrapunto o contracabezalCarros: principal, transversal y orientable.
MECANISMOS:MotorCaja de cambios de
velocidades de giroCaja de cambios de
velocidades de avanceInversorEje de cilindrarEje de roscar
EJES DE MOVIMIENTO EN EL TORNO PARALELO
Eje Z de movimiento:El movimiento según el eje Z es el que corresponde con ladirección del husillo principal, que es el que proporciona lapotencia de corte, y es paralelo a las guías de la bancada.
Eje X de movimiento:El eje X es radial, perpendicular al eje Z y paralelo a lasguías del carro transversal.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL TORNO PARALELO.
Características generales:
Clase de torno: Torno paralelo.Naturaleza del cabezal: de cono de poleas.Forma de la bancada: de guías prismáticas.
Características de capacidad:
Altura del eje de giro sobre la bancada.Longitud máxima de pieza que se puede tornear.Diámetro máximo de pieza que se puede tornear.
Características de trabajo:
Potencia del motor.Gama de velocidades de giro del eje principal.Gama de velocidades de avance del carro longitudinal y del transversal.Dimensiones del cuerpo de la herramienta a montar sobre el porta-herramientas.
LA FRESADORA
Es una máquina-herramienta donde el movimiento de corte,que es circular, corresponde a la herramienta (fresa).
La pieza, que posee el movimiento de avance, se puededesplazar en varios sentidos, siguiendo diversas trayectorias,lo que le permite obtener piezas de las más variadas formasgeométricas, como:
Piezas poliprismáticasPiezas ranuradas y taladradasEngranajesLevas helicoidales y espiroidalesEtc.
Existen varios tipos de fresadoras: horizontales,verticales, etc.
La fresadora, como máquina-herramienta, se compone de:
ÓRGANOS MÁSICOS:
CabezalBancadaMénsulaCarro porta-mesaMesa.
MECANISMOS:
Motor.Caja de cambios de velocidades de giro del husillo.Caja de cambios de velocidades de avance de la mesa, el carro yla ménsula.Eje de transmisión de avances.Husillo telescópico de la ménsula.
EJES DE MOVIMIENTO EN LA FRESADORA
Eje Z de movimiento:En este eje, que es el que posee la potencia de corte, vamontada la herramienta cortante y puede adoptar distintasposiciones según las posibilidades del cabezal.
Eje X de movimiento:Este eje es horizontal y paralelo a la superficie de sujeción dela pieza.
Eje Y de movimiento:Este eje forma con los ejes Z y X un triedro de sentido directo.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LA FRESADORA
Características generales:Clase de fresadora: vertical, horizontal, universal,...Naturaleza del cabezal: birrotativo.Columna: de guías rectangulares.
Características de capacidad:Superficie útil de la mesa.Curso longitudinal de la mesa.Curso transversal del carro.Curso vertical de la ménsula.Conicidad normalizada del eje porta-fresas.
Características de trabajo:Potencia de los motores.Gama de velocidades de giro del eje principal.Gama de velocidades de avance: longitudinal, transversal yvertical.
LA RECTIFICADORA UNIVERSAL
Es una máquina-herramienta donde el movimiento de corte, que escircular, corresponde a la herramienta (muela abrasiva).
La pieza, que también está animada de un movimiento de rotación,posee el movimiento de avance y se desplaza siguiendo una trayectoriaque le permite acabar piezas de revolución.
Es una máquina-herramienta indicada para eliminar, por abrasión,pequeños espesores de material en aquellas piezas previamentemecanizadas en otras máquinas-herramientas y que tienen unascaracterísticas de dureza, dimensiones o estado superficial, que no esposible terminar por arranque de viruta con herramientas de corte.
La rectificadora universal, como máquina-herramienta, secompone de:
ÓRGANOS MÁSICOS:BancadaMesaCabezal portapiezasContrapuntoCabezal portamuela
MECANISMOS:Motor correspondiente al portañuelasMotor correspondiente al portapiezasPoleas escalonadasEquipo hidráulico para el movimiento automático de la mesa.
EJES DE MOVIMIENTO EN LA RECTIFICADORAUNIVERSAL
Eje X de movimiento:Corresponde al eje donde va montada la muela.
Eje Z de movimiento:Corresponde al desplazamiento longitudinal de la mesa. Eshorizontal y paralelo a la superficie de sujeción de la pieza ytambién al eje que proporciona la potencia de corte a la muela.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LA RECTIFICADORAUNIVERSAL.
Características generales:Clase de rectificadora: universal.Naturaleza del cabezal portamuela: giratorio y desplazable.Naturaleza del cabezal portapiezas: orientable.
Características de capacidad:Longitud máxima de pieza a rectificar en la máquina.Diámetro máximo de pieza a rectificar en la máquina.Dimensiones máximas de la muela.
Características de trabajo:Potencia de los distintos motores.Gama de velocidades del eje portapiezas.Gama de velocidades del eje portamuela.Gama de velocidades de avances automáticos del cabezalportamuela por cada inversión de la pieza.Giro máximo de la mesa en los dos sentidos.Giro máximo del cabezal portamuela en los dos sentidos.
LA RECTIFICADORA TANGENCIAL
Es una máquina-herramienta donde el movimiento de corte, quees circular, corresponde a la herramienta (muela abrasiva).
La pieza, que posee el movimiento de avance, se puede desplazarsiguiendo una trayectoria rectilínea, lo que hace posible elacabado de piezas con superficies planas.
Igualmente que con la rectificadora universal, en la rectificadoratangencial se eliminan, por abrasión, pequeños espesores dematerial en piezas que, previamente, han sido mecanizadas enotras máquinas-herramientas.
La rectificadora tangencial, como máquina-herramienta, secompone de:
ÓRGANOS MÁSICOS:BancadaMesa portapiezasMontanteCarroCabezal portamuelas
MECANISMOS:Motor correspondiente al portamuelasHusiilo para el accionamiento del carro portamuelasEquipo hidráulico para el movimiento automático de la mesa.
EJES DE MOVIMIENTO EN LA RECTIFICADORA TANGENCIAL
Eje Z de movimiento:Este eje posee la potencia de corte y en él va montada la muelaabrasiva.
Eje X de movimiento:Este eje es horizontal y paralelo a la superficie de sujección de la pieza.Es perpendicular al eje Z.
Eje Y de movimiento:Este eje es vertical, perpendicular al eje X y proporciona el movimientode acercamiento de la muela a la pieza.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LA RECTIFICADORATANGENCIAL.
Características generales:Clase de rectificadora: tangencial.Naturaleza del cabezal portamuela: desplazable verticalmente.
Características de capacidad:Longitud máxima de la pieza a rectificar en la máquina.Anchura máxima de la pieza a rectificar en la máquina.Dimensiones máximas de la muela.
Características de trabajo:Potencia de los distintos motores.Gama de velocidades del eje portamuelas.
Buriles.
PANORAMA GENERAL DE LATECNOLOGÍA DEL MAQUINADO Tipos de operaciones de maquinado
Condiciones de corte: Para realizar unaoperación de maquinado se requiere elmovimiento relativo de la herramienta y eltrabajo. El movimiento primario se realiza a unacierta velocidad de corte v. Además, laherramienta debe moverse lateralmente muchomás lento, llamado el avance f. La dimensiónrestante del corte es la penetración de laherramienta de corte dentro de la superficie,llamada profundidad de corte d. Al conjuntode velocidad, avance y profundidad de corte sele llama condiciones de corte. Se puede usarsu producto matemático para obtener lavelocidad de remoción de material del proceso
Las condiciones de corte para una operación detorneado se describen en la siguiente figura.Las unidades típicas usadas para la velocidadde corte son m/s (ft/min). El avance en torneadose expresa usualmente en mm/rev (in/rev) y laprofundidad de corte se expresa en mm (in)
Las operaciones de maquinado se dividennormalmante en dos categorías, distinguidaspor el propósito y las condiciones de corte:cortes para desbaste primario (burdo) y cortesde acabado. Los cortes para desbasteprimario se usan para remover grandescantidades de material de la pieza de trabajoinicial tan rápido como sea posible a fin deproducir una forma cercana a la requerida. Loscortes de acabado se usan para completar lapieza y alcanzar las dimensiones finales, lastolerancias y el acabado de la superficie. En lostrabajos de maquinado para producción serealizan uno o más cortes para desbaste,seguidos de uno o más cortes de acabado
TEORÍA DE LA FORMACIÓN DE VIRUTA ENEL MAQUINADO DE METALES
Modelo de corte ortogonal
La herramienta para corte ortogonal tienesolamente dos elementos geométricos: 1) elángulo de inclinación y 2) el ángulo del claro ode incidencia.
relación del grueso de la viruta
Deformación cortante en la operación
En una operación de maquinado que seaproxima al corte ortogonal, la herramienta decorte tiene un ángulo de inclinación = 10º. Elespesor de la viruta antes del corte to = 0.50mm y el espesor de la viruta después del cortetc = 1.125 in. Calcule el plano de corte y ladeformación cortante en la operación.
TORNEADO Y OPERACIONES
El torneado es un proceso de maquinado en elcual una herramienta de una sola puntaremueve material de la superficie de una piezade trabajo cilíndrica en rotación; la herramientaavanza linealmente y en una dirección paralelaal eje de rotación.
Condiciones de corte en el torneado La velocidad de rotación en el torneado se
relaciona con la velocidad de corte requeridaen la superficie cilíndrica de la pieza de trabajopor la ecuación
La operación de torneado reduce el diámetrodel trabajo Do al diámetro final Df.
Velocidad de avance lineal:
Tiempo para maquinar una pieza de trabajocilíndrica:
Cálculo más directo del tiempo de maquinado:
Velocidad volumétrica de remoción del material:
Operaciones relacionadas con eltorneado
Problemas.
