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TECNOLOGÍAS DE FABRICACIÓN Mayormente piezas mecánicas. No se descartan otras aplicaciones
PROPÓSITO GENERAL: Seleccionar el proceso más adecuado
Factores a tener en cuenta: • La pieza: Material, forma, tamaño, precisión y terminación superficial requeridas, tamaño del lote, costos• Las tecnologías disponibles: Máquinas-herramientas, etc.
CLASIFICACIÓN MÁS GENERAL DE LOS PROCESOS DE FABRICACIÓN
Procedimientos sin arranque de viruta: Laminación, forja, trefilado, colada, estampado, sinterizado, etc. para obtener productos primarios o piezas terminadas.
Procedimientos con arranque de viruta Se emplean máquinas y herramientas cortantes para obtener piezas terminadas.
Procedimientos no convencionales (de naturaleza no mecánica): Laser, plasma, chispa eléctrica, etc..
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LA PIEZA GIRA
LA HERRAMIENTA SE DESPLAZA LINEALMENTE
Operación de Cilindrado
Operación de Frenteado(tronzado)
12
1: Superficie terminada
2: Superficie de transición
OPERACIÓN DE TORNEADO: Superficies de revolución
VIRUTA
Pieza en bruto
1
El material de partida (Pieza en bruto) proviene de un proceso primario (laminación, trefilado, etcEl material sobrante es eliminado en forma de virutas mediante una herramienta de corte
Procesos de fabricación con arranque de viruta
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Superficie terminada
LA PIEZA ESTA FIJA
VIRUTA
OPERACIÓN DE LIMADO O CEPILLADO : Superficies prismáticas
LA HERRAMIENTA SE DESPLAZA LINEALMENTE
Procesos de fabricación con arranque de viruta
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Procesos de fabricación con arranque de viruta
OPERACIÓN DE FRESADO: Superficies prismáticas
LA HERRAMIENTA (FRESA) GIRA
LA PIEZA SE DESPLAZA LINEALMENTE
VIRUTA
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GEOMETRÍA DE LA HERRAMIENTA DE CORTE
Herramienta básica: monocortante, filo rectoAplicación corriente: Torneado, limado, cepillado mortajado, alesado
De material cortante integralPlaquita cortante soldada
Plaquitas cortantes (insertos) descartables
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Aristas, Superficies y Angulos de la herramientaen la Posición de trabajo: Posición relativa a la pieza
AC
B
DC´B´
A´
Vc
Un cambio en la posición de trabajo modifica las características del proceso de corte: fuerzas, desgaste del filo, etc.
• Cara de Ataque (ABCD)• Cara de Incidencia Principal (ABA’B’)• Filo Principal (AB)• Filo Secundario (BC)• Punta (B)• Cara de Incidencia secundaria (BCB’C’)• Plano de Base (A’B’C’)
Pieza en Torno: Superficies cilíndricas
La herramienta se caracteriza por su geometría (ángulos de caras y aristas), material, etc.
El valor de los ángulos deberán definirse con la herramienta en la posición de trabajo
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Sistema de Referencia de la Máquina – TornoHerramienta en la posición de trabajo
Y: Dirección del movimiento de corte principal.Z : “ “ “ “ avance longitudinal.X : “ “ “ “ avance en profundidad
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Planos Principales (I, II y III) - Fuerzas en Torno
Vc
YComponentes de la F resultante
Fc: Fuerza de corte (Y)Fa: Fuerza de avance (Z)Fr: Fuerza normal de reacción (X)
I (torno): Tangente a la sup. mecanizada
II (torno): Perpendicular a la sup. Mecanizada
III: Paralelo al plano de base
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Planos Principales (I, II y III)- Fuerzas en Limadora- Superficies planas-
Superficie mecanizada
Pieza
Herramienta
Viruta
Y
X
Z
Componentes de la F resultanteFc: Fuerza de corte (Y)Fa: Fuerza de avance (Z)Fr: Fuerza normal de reacción (X)
I limado (Y-Z) : Paralelo a la sup. mecanizada
II limado (Y-X): Perpendicular a la sup. Mecanizada
III (Z-X): Paralelo al plano base de la herramienta
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Angulos de la herramientaNORMALIZACIÓN
ASA, DIN, BS, AFNOR, ISO
Contenido: sistema de referencia, ángulos, planos de medición
OBJETIVOS
Significado Físico (dirección flujo de virutas)
Implementación del afilado en máquinas automáticas
Geometría del alojamiento de plaquitas en portaherramientas
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La Herramienta como elemento aislado
Asociada a una terna de ejes
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Definición de los ángulosSu valor depende del plano en que se mide
πf π
r
πo
πf
Planos de medición seleccionadosπr: Plano de baseπy: Plano // al eje de la herr. y perpendicular a la base (proyección Y-Y)πf: Plano pasante por el filo y normal a la base // a la base (proyección F-F)πo: Plano normal a la proyección del filo sobre la base (proyección C-C)
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Angulos de la herramienta como elemento aislado
α: de Ataque (*) β: de Cuñaγ: de Incidencia λ: de Inclinación del filo ε: de Puntaκr : de Posición (frontal del filo ppal).
κe : Frontal del filo secundario.δ: de Corte
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Definición de los Angulos de la herramientaα: Angulo de ataque; entre la cara de ataque y la base de la herramienta, medido en el plano (πo), perpendicular a la base y a la proyección del filo principal sobre la base.
β: Angulo de cuña; entre la cara de ataque y la cara de incidencia, medido en el plano (πo)
γ: Angulo de incidencia; entre la cara de incidencia principal y el plano πf pasante por el filo y perpendicular a la base, medido en el plano (πo)
λ: Angulo de inclinación del filo; entre el filo principal y el plano base, medido en el plano (πf) pasante por el filo y perpendicular a la base
ε: Angulo de punta; entre las proyecciones de los filos principal y secundario sobre la base (πr)
κr : Angulo de posición (frontal del filo principal); entre la proyección del filo principal sobre el plano base, y la dirección z-z de la máquina, (dirección de avance longitudinal de la herramienta).
κe: Angulo frontal del filo secundario; entre la proyección del filo secundario sobre el plano base y la dirección z-z de la máquina.
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Influencia de los Angulos de la herramienta en la formación de la viruta
Análisis del Angulo de Ataque α: Modifica el área de cizallamiento, afectando el trabajo de cizallamiento, las fuerzas y potencias necesarias para el corte.
Formación de la viruta: el material situado delante del filo se deforma por cizallamiento en una zona que va desde el filo hasta la superficie de la pieza, conformando el Plano de cizallamiento
Plano de cizallamiento
Si el ángulo α es positivo (>0): < área de cizallamiento, viruta más fina, < esfuerzo de corte
(-)(+)
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Angulos de trabajo efectivos αe y γeHerramienta en la posición de trabajo
Vc y Va (velocidades de corte y avance) en el cilindrado
Relevancia de η
αe = α + ηγe = γ - η
En el cilindrado
Los valores de η son pequeños: su efecto es despreciable
Toma > importancia para bajos valores de γ, pues pueda causar talonado
En el roscado: el avance es elevado y es más crítica su influencia sobre el talonado
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Posición de la Herramienta en AlturaOperaciones de torno
α e ⇒γe
α e γe
EFECTOS α e γe⇒αe ⇒ γe
posible “talonado”
Fc, y Hta. atraida hacia la pieza
Otros efectos: Medida diametral de la pieza
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Dirección del Flujo de las VirutasInfluencia del ángulo de inclinación del filo λ
CORTE ORTOGONAL
CORTE OBLICUO
Filo normal al movimiento principal (Vc)Filo inclinado con Vc
Herramienta cuneiforme: Limado, cepillado
λ permite estimar la dirección del flujo de salida de las virutas pues:
λ ≈ λy
λ se mide en un plano // a la sup. transitoria (=sup. mecanizada, ancho de herramienta y pieza iguales) λy: ángulo de flujo de viruta, se mide sobre la cara de ataque
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Angulos de Situación
Herramienta en posición natural
Coinciden las ternas Xt, Yt, Zt y X,Y,Z
Herramienta en posición no natural
Ternas no coincidentes ángulos de situación G, H, L
G: Ángulo de Planta (giro con eje según la dirección de movimiento principal)H: Ángulo de Elevación (giro con eje según la dirección de avance)L: Ángulo de Rotación: (giro alrededor de su propio eje)
Influencia sobre los ángulos efectivos
G > 0 si reduce el ángulo κrH >0 si γ aumentaL >0 si α disminuye
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Convención de signos
Angulos que pueden asumir ambos signos: α y λ
(-)(+)
Plano πf
Plano base
Plano πr
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GEOMETRÍA DE HERRAMIENTAS POLICORTANTES GIRATORIAS
1. FRESAS
Fresado periférico o tangencial
Herramienta
Superficiemecanizada
MovimientoPrincipal
Superficie de Trabajo
AvanceContinuo
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α: de ataque o desprendimientoγ: de incidenciaβ: de cuña
λ=0 (no se indica)
Filo principal
> α en materiales dúctles: mejora el fraccionamiento del material y el flujo de la viruta < α en materiales frágiles y de mayor dureza: mejora la robustez de la herramienta
> γ en materiales dúctiles (o abrasivos)
β Influye en la robustez de la herramienta
Fresas de corte periférico o tangencial
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Fresado frontal (planeado)
α = Angulo de ataque..αr = Angulo de ataque radial. αa = Angulo de ataque axial.
λ= Angulo de inclinación del filo o de hélice. γ = Angulo de incidencia (no se muestra)
κ= Angulo de posición
Figura 22
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Angulos de ataque en fresas frontales de Plaquitas intercambiables.
χ = 90º χ = 75º
κ = 90º κ = 75º
κ= Angulo de posición
Doble negativa Doble positivaPositiva- negativa
γ se obtiene con la posición inclinada de la plaquita.
2 caras útiles de la plaquita
> Rigidez: Materiales duros
Plaquitas con ángulo γ (una cara útil)
Materiales dúctiles o duros de viruta larga
Plaquitas positivas o
Negativas con ángulo d γ detrás de la faceta paralela
Grandes desbastes,
Fresado frontal (planeado)
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BROCA HELICOIDALformada por “la asociación de dos herramientas simples” inclinadas con un ángulo de posición de 30º.
Operación de Taladrado