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PROCESOS POR MECANIZADO, MAQUINADO O CORTE

PROCESOS POR MECANIZADO

LUIS MIGUEL MENDEZ M.Ingeniero MecánicoMagister en Ing. Mecánica

PROCESOS DE CORTE:

� Tipo de proceso de manufactura de remoción dematerial en el cual los elementos individualesremovidos, oscilan en espesores de 0,025mm a2,5mm.

� Los elementos se conocen como virutasmacroscópicas de diversas formas y son producto deamplio rango de arreglos cinematicos.

� Se basan en la creación bidimensional de superficies,lo que significa que se requieren dos movimientosrelativos entre herramienta y materiaL de trabajo.

MAQUINABILIDAD:

� Durabilidad de la herramienta.

� Energía específica de corte.

� Geometría de la viruta.

� Fuerza específica de corte.

� Potencia de corte.

� Calidad Superficial.

� Vibraciones.

MAQUINADO REQUIERE

� Movimiento relativo entre el material y laherramienta que lo corte.

� Material, geometría y propiedades de laherramienta y el material a trabajar.

� Suministro de energía que proporcione lapotencia para el movimiento relativo y losesfuerzos de los diferentes componentes queintervienen en el proceso.

MOVIMIENTO RELATIVO ES:

� PRIMARIO O PRINCIPAL:Determina escencialmente lavelocidad de corte.

� DE AVANCE: proporciona materialnuevo a la zona de corte

� DE PENETRACION: Genera elvolumen de remoción.

MOVIMIENTO PRINCIPAL

O movimiento primario, es el movimientoque provee una maquina herramienta o deforma manual, el cual causa un movimientorelativo en el que la cara de la herramientade corte se aproxima al material.Usualmente el movimiento primarioabsorbe la mayor parte de la potenciarequerida en el proceso.

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MOVIMIENTO DE AVANCE

O secundario, es un movimiento quepuede ser provisto por la herramienta o porla pieza de trabajo, y es aquel queagregado al movimiento principal, permitela remoción continua o cíclica (repetida),del material de exceso en forma de viruta ycrea la nueva superficie maquinada con lacaracterística geométrica deseada.

PARAMETROS DE CORTE:

� Velocidad de corte (movimiento principal).� Avance (movimiento secundario): El avance

esta definido como el desplazamiento de laherramienta relativo a la pieza, en ladirección del movimiento de avance y porunidad de ciclo o revolución de la pieza o laherramienta.

� Profundidad : Ancho de la herramienta oancho del filo de la misma que determina elvolumen del material removido.

Factores que afectan:

OPERACIONES TIPICAS DE MECANIZADO:

� TORNEADO.

� FRESADO.

� TALADRADO.

Operaciones:

No. Operación Operation

1 Cilindrado Straight turning

2 Refrentado Facing

3 Mandrinado Boring and internal Grooving

4 Roscado Threading

5 Tronzado Cutting off

6 Moleteado Knurlig

No. Operación Operation

1 Taladrado Drilling

2 Sondeo Core drilling

3 Taladrado escalonado Step Drilling

4 Abocardado Counterboring

5 Avellanado Countersinking

6 Escariado Reaming

7 Taladrado de centro Center Drilling

8 Taladrado de cañón Gun Drilling

No. Operación Operation

1 Fresado Periférico Slab Milling

2 Fresado de caras o frontal

Face Milling

OPERACIONES TIPICAS DE MECANIZADO:

� OTRAS:– Aserrado.– Rimado.– Cepillado.– Brochado.– Roscado.

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TORNEADO:

� Herramienta de un solo filo� Remueve material de una pieza rotando: Vc

tangencial� Se usa para formar geometrías de revolución

aunque no de un solo eje� El avance tiene dirección perpendicular a la Vc� La profundidad (d) se da por la penetración de

la herramienta en el material de formaperpendicular a las direcciones de velocidad yde avance

MAQUINA: TORNO

TORNEADO: HERRAMIENTA

BURIL DE TORNO DE AFILADO PERSONAL

TORNEADO:

Torneado cilíndrico

� tw: tiempo de trabajo

� dw: diametro de trabajo

� lw: longitud de trabajo

� nw: frecuencia de rotación

w

ww nf

lt

*=

TORNEADO: TORNEADO:

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REMOCION EN EL TORNEADO:

� La herramientapenetra de formaradial al material,combinado estocon el avance y larotación, se generaun área de secciónde viruta a removerAc, que no se hadeformado.

TORNEADO – CILINDRADO:

CILINDRADO: TORNEADO - REFRENTADO:

REFRENTADO: MANDRINADO:

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MANDRINADO:ROSCADO EXTERIOR:

� En el roscado exterior,el movimiento principales una combinación dela rotación y elmovimientolongitudinal, que haceque el movimientoprincipal sea unageneración de unahélice.

� El tiempo de trabajo,debe incluir el tiempode retorno de laherramienta al inicio dela rosca.

TRONZADO YRANURADO: Moleteado:

DISPOSITIVOS DE SUJECCION Y MONTAJE:

� Copa o Chuck

� Montaje entre puntas

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FRESADO:

� Herramienta de multiples filos� La herramienta rota: Vc tangencial� Se puede mover el material en 2D sobre una mesa con

movimiento longitudinal y transversal� La dirección de avance (f) es perpendicular al eje de

rotación de la herramienta� Se puede controlar un eje adicional de profundidad de

dos formas: En la herramienta (taladro fresador) o en lapieza de trabajo (Fresadora), ambas como profundidad(d).

FRESADORA:

FRESADO: HERRAMIENTA FRESADO:

DISPOSITIVOS DE FIJACION EN FRESADO:

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FRESADO DE PLANEADO: FRESADO DE PLANEADO:

ALTERNATIVAS EN FRESADO PLANO:

Algunas de lasoperaciones defresado horizontal:

� Formado

� Ranura

� Doble ranura

� Angular

FRESADO DE CARA:

FRESADO DE CARA: FRESADO DE CARA:

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ALTERNATIVAS EN FRESADO DE CARA:

Algunasoperaciones defresado vertical:

� Superficiehorizontal

� Ranura o cajón

� Cola de milano� Ranura en T

TALADRADO:

� Herramienta de dos filos.

� La herramienta rota: Vc tangencial

� El avance (f) y la profundidad (d) están en la dirección paralela al eje de rotación de la herramienta.

TALADRADO: HERRAMIENTA

� Broca

TALADRADO: HERRAMIENTA

� Broca

TALADRADO: HERRAMIENTA

� Broca

TALADRADO:

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REMOCION EN EL TALADRADO:

TALADRO RADIAL: OTROS PROCESOS EN TALADRADO:

� Broca de centro

� Rimado

� Abocardado

LIMADO O CEPILLADO:

Este proceso es usado para crear unasuperficie plana. Esto se realizageneralmente con una herramienta monofilollamada buril e igual a la del torno, peroubicada en otra forma.

La herramienta recibe su movimiento delcarnero, para el que se tiene un movimientolineal de velocidad y aceleración variables,horizontales.

LIMADORA O CEPILLO:

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FUNDAMENTO DE LA LIMADORA:

� La operación decepillado en lalimadora, se basa enel movimiento linealdel carnero, debido aque el cigüeñaltransmite su rotaciónal brazo de lamecedora, que lotransforma en unmovimiento angular ylo transmite lineal alcarnero.

OPERACIONES EN LIMADORA:

� El movimiento deavance puedecontrolarse endiferentescondiciones en lamesa: horizontal,vertical y mixta, loque con diferentesafilados de laherramienta producediferentes ranuras.

HERRAMIENTAS DE CORTE:

� Conocer los tipos demateriales utilizadosen herramientas decorte.

� Conocer ladescripcióngeométrica de la hta ysu influencia en elproceso demecanizado.

Funciones de la Hta

� Cortar en forma de viruta� Evacuar fácilmente la viruta de la zona de

trabajo� Evacuar el calor� Soportar las fuerzas de corte sin

deformarse ���� rigidez� Ser rentable ���� dureza y resistencia al

desgaste� Facilitar un cambio de herramienta rápido

y eficaz ���� sistema de sujeción

Tipos de Herramientas: Tipos de Herramientas

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GEOMETRIA � Herramienta monofilo

Superficies y aristas de la H

� Sistema de hta en mano�ángulos propios (distintasrepresentaciones)

� Sistema de hta en uso�ángulos efectivos

Estos diferentes sistemasrequieren un sistema dereferencia.

Sistema de referencia de la H

� Plano de referencia: Es un plano paralelo a la base de laherramienta y que pasa por el punto de referencia. Estepunto esta sobre el filo principal y es perpendicular a lavelocidad de corte.

� Plano de corte: Es un plano perpendicular al dereferencia que contiene el filo principal.

� Plano de medida o de corte ortogonal: Es un planoperpendicular al de referencia y al de corte, el cual pasapor un punto de referencia cualquiera, puede ser el puntode referencia del plano de referencia.

Ángulos del plano de referencia

�Ángulo de posición principal

�Ángulo posición secundario

�Ángulo de punta

Ángulos del plano de medida

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Ángulos del plano de corte

No confundir λλλλ con γγγγ

TIPOS DE VIRUTASVIRUTA DISCONTINUA

Materiales frágiles No metalicos o materialesdúctiles a baja velocidad de corte y altoavance.Se forman segmentos separados.También se logra por altas deformaciones.Fractura ocurre en la zona de deformaciónprimaria, cuando la viruta se ha formadoparcialmente.Imparte una textura irregular en la superficie.Superficie de contacto muy reducida, γ bajo onegativo, mecanizado en seco, baja rigidez de lamáquina, alta fricción entre la herramienta y laviruta, así como altos avances y profundidades,promueven esta viruta.

TIPOS DE VIRUTASVIRUTA CONTINUA

Materiales tenaces y dúctiles a alta velocidad yrelativamente bajos avances y profundidades. PProceso de estado estable en la zona dedeformación principal.Fuerzas suficientes para deformar las capasinteriores de la viruta mientras se deslizasobre la herramienta (zona de deformaciónsecundaria).Deja buenos acabados superficiales.Baja fricción entre la herramienta y la viruta,promueven esta formación.

γ grandes.

TIPOS DE VIRUTASVIRUTA CONTINUA CON BORDE ACUMULADO O BUE

Materiales dúctiles a baja o mediavelocidad,Fricción alta forma porciones del material,que se adhieren al filo y la cara, hay altapresión y temperatura: BUE.BUE es cíclico, se forma, crece, llega a serinestable y se rompe aunque alguna parte sequeda en la superficie.Afecta el acabado superficial y el desgastede la herramienta.El BUE protege el filo de la herramienta ymodifica la geometría de la herramienta.Se minimiza reduciendo ap, aumentando V,usando γne positivo y aplicando fluido decorte.

TIPOS DE VIRUTAS