29 Junio 2015
República Bolivariana de Venezuela
Universidad “Gran Mariscal de Ayacucho”
Barcelona – Edo. Anzoátegui
Facultad de Ingeniería.
Escuela de Mantenimiento Industrial.
Asignatura: Procesos de Manufactura
Realizado por:
Alberto Cedeño V-12.148.362
Revisado por:
Ing. Alfredo García
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Índice
ÍNDICE
Contenido Pagina
INDICE ………………………………………………………………………….……. 2
INTRODUCCION ……………………………………………………………….. …. 3
1. Proceso de Torneado……………………………….…………………….………......... 5
2. Diferencias entre roscado interior y roscado exterior…………….……..……….. 7
3. Diferencias entre una operación de perforado y una operación de roscado.... 8
4. Diferencias entre un centro vivo y un centro muerto en el contexto de sujeción de
trabajo al torno………………………………............................................................. 9
5. Diferencia entre un torno revólver de un torno mecánico................................... 10
6. Característica Que Distingue Un Taladro Radial ................................................. 13
7. Diferencia Entre Fresado Periférico y Fresado Frontal ....................................... 13
8. Proceso de Fresado Perfilado ............................................................................... 15
9. Fresado De Cavidades. .......................................................................................... 16
10. Diferencias entre fresado ascendente y el fresado descendente ................... 16
11. Centro De Maquinado .......................................................................................... 18
12. Diferencias Entre un centro de maquinado y un centro de torneado .............. 20
13. Diferencias entre el cepillado y el perfilado ...................................................... 20
14. Diferencias Entre escareado interno y escareado externo .............................. 21
15. Factores basicos que afectan el acabado de superficie en maquinado .......... 22
16. Maquinabilidad....................................................................................................... 24
17. Criterios por lo que se valora comunmente la maquinabilidad en operaciones de
maquinado de producción .......................................................................................... 24
18. Prpipedades físicas o mecánicas importantes que afectan la maquinabilidad de
un material de trabajo .................................................................................................. 25
CONCLUSIONES …………………………………..……..………………….…….... 27
RECOMENDACIONES……………………………..……..………………………….. 28
BIBLIOGRAFIA …………………………………..……..………………….……….... 29
ANEXOS …………………………………..……..………………….……………..….. 30
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Introducción
INTRODUCCION
El mecanizado es uno de los procesos de fabricación más utilizado en la
actualidad, especialmente en campos como el automovilístico o el aeronáutico. Por
este motivo el estudio sobre estos procesos de eliminación de materiales está en
auge en la industria actual.
La aparición de las máquinas herramienta moderna se relaciona estrechamente
con la Revolución Industrial. Cuando James Watt diseñó su máquina de vapor en
Inglaterra alrededor de 1763, uno de los problemas técnicos que enfrentó fue hacer
la perforación del cilindro lo suficientemente preciso para prevenir que el vapor se
escapara alrededor del pistón. John Wilkinson construyó una máquina perforadora
con una rueda movida por agua alrededor de 1775, la cual permitió a Watt construir
su máquina de vapor. Esta máquina perforadora se reconoce frecuentemente como
la primera máquina herramienta. La mayoría de las máquinas convencionales de
perforado, tornos, máquinas fresadoras, cepillos, perfiladoras y prensas
taladradoras usadas hoy en día tienen el mismo diseño básico que las versiones
antiguas, creadas durante los dos últimos siglos. Los centros modernos de
maquinado, que son máquinas herramienta capaces de ejecutar más de un tipo de
operación de corte, se introdujeron en la década de 1950, después de que se
inventó el control numérico (nota histórica 39.1).
A pesar de los avances realizados en este campo, todavía existen carencias en las
empresas con respecto a la simulación de los procesos de mecanizado. En una
industria competitiva es fundamental predecir el comportamiento de diferentes
máquinas de corte aplicadas sobre diferentes materiales. Esta predicción ofrece
una manera fácil y económica de ahorrar tiempo, dinero y material en los
prototipos.
Dada la naturaleza amplia de la ciencia del corte de los metales, un estudio sobre
este tema puede ser abordado desde muchas perspectivas, como el material de la
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Introducción
pieza a fabricar, las características de la herramienta, la temperatura y la fuerza en
la zona de corte, la velocidad de corte, la cantidad y el tipo de viruta generada, la
rugosidad obtenida, o bien la combinación de todos ellos.
Las simulaciones de los procesos de mecanizado enfocadas a las predicciones del
comportamiento del proceso se realizan principalmente mediante el Método de
Elementos Finitos, que permite la resolución de una serie de ecuaciones,
establecer las pautas del comportamiento de los materiales frente a un proceso de
mecanizado.
El maquinado es el más versátil y preciso de todos los procesos de manufactura
por su capacidad de producir una diversidad de piezas y características
geométricas (por ejemplo, roscas de tornillos, dientes de engrane, superficies
lisas).
El objetivo general del presente informe es describir de una manera clara, precisa y
de fácil entendimiento las Operaciones de Maquinado y Máquinas Herramientas;
descripción, aplicaciones, normas aplicables y algunos ejemplos. Para ello nos
apoyamos en las herramientas de investigación documental.
Por último le dejo el contenido en espera del logro de los objetivos y para que se
pueda realizar una crítica constructiva del mismo, no solo para la evaluación de mi
esfuerzo, sino para un mejor aprovechamiento por parte de todos, ya que este
trabajo puede ser de gran utilidad para los estudiantes de ingeniería y carreras
afines, y además del público en general interesado en el tema, debido a que se
expone de manera sencilla y práctica aspectos importantes de la Operaciones de
Maquinado y Máquinas Herramientas.
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Operaciones de Maquinado y Máquinas Herramientas
1. PROCESO DE TORNEADO
El torneado es un proceso de maquinado en el cual una herramienta de una sola
punta remueve material de la superficie de una pieza de trabajo cilíndrica en
rotación; la herramienta avanza linealmente y en una dirección paralela al eje de
rotación, como se ilustra en las figuras 1.1, 1.2 y 1.3. El torneado se lleva a cabo
tradicionalmente en una máquina herramienta llamada torno, la cual suministra la
potencia para tornear la pieza a una velocidad de rotación determinada con avance
de la herramienta y profundidad de corte especificados.
En el torneado se utiliza una herramienta con un borde cortante simple destinado a
remover material de una pieza de trabajo giratoria para dar forma a un cilindro. En
el torno se mueve la pieza, mediante un movimiento circular y continuo, mientras
que la herramienta sólo avanza. Es decir el movimiento de velocidad de torneado lo
proporciona la parte de trabajo giratoria, y el movimiento de avance lo realiza la
herramienta de corte, moviéndose lentamente en una dirección paralela al eje de
rotación de la pieza de trabajo. Como lo muestra la figura 1.3.
El proceso de torneado incluyen la generación de formas de: torneado recto, el
torneado ahusado, el torneado de contornos y el tornado de formas, tal como se
ilustra en la figura 1.4.
FIGURA 1.2 Velocidad de corte, avance y profundidad de corte de una operación de torneado
FIGURA 1.1 Torneado FIGURA 1.3 Proceso de Torneado
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Operaciones de Maquinado y Máquinas Herramientas
Además del torneado, se puede realizar una gran variedad de operaciones de
maquinado en un torno. En la figura 1.5 se ilustran.
FIGURA 1.4 Generación de formas en maquinado: a) torneado recto, b) torneado ahusado, c) torneado de contornos, d) torneado de formas.
FIGURA 1.5 Otras operaciones diferentes al torneado que se realizan en un torno: a) careado, b) torneado ahusado, c) torneado de contornos, d) torneado de formas, e) achaflanado, f ) tronzado, g) roscado, h) perforado, i ) taladrado y j ) moleteado.
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Operaciones de Maquinado y Máquinas Herramientas
2. DIFERENCIAS ENTRE ROSCADO INTERIOR Y ROSCADO
EXTERIOR
El roscado exterior es una operación relacionada con el torneado, la cual se realiza
con una herramienta puntiaguda que avanza linealmente a través de la superficie
externa de la pieza de trabajo en rotación y en dirección paralela al eje de rotación,
a una velocidad de avance suficiente para crear cuerdas roscadas en el cilindro
(figura 2.1), mientras que roscado interior consiste en la mecanización helicoidal
interior relacionado con la operación de taladrado y se realiza por medio de un
machuelo que se usa para cortar una rosca interior en un agujero existente (figura
2.2 y 2.3).
FIGURA 2.1 Roscado exterior (corte de roscas en torno).
FIGURA 2.2 Roscado interior.
FIGURA 2.3 Angulos y características de un macho de roscar.
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Operaciones de Maquinado y Máquinas Herramientas
3. DIFERENCIAS ENTRE UNA OPERACIÓN DE PERFORADO Y
UNA OPERACIÓN DE ROSCADO.
La operación de perforado es similar a la operación de roscado. Usa una
herramienta de una sola punta contra una pieza de trabajo en rotación. La
diferencia es que el perforado se realiza en el diámetro interior de un agujero
existente, en lugar de en el diámetro exterior de un cilindro existente. En efecto, el
perforado es una operación de torneado interno. Las máquinas herramienta usadas
para realizar las operaciones de perforado se llaman máquinas perforadoras
(también molinos perforadores). Se podría esperar que las máquinas perforadoras
tuvieran características comunes con las máquinas de torneado; ciertamente, como
se indicó antes, los tornos se usan algunas veces para realizar el perforado.
FIGURA 3.1 Operación de perforador.
FIGURA 3.2 Barra perforadora hecha de carburo cementado (WCCo) que usa insertos intercambiables de carburo cementado (cortesía de Kennametal Inc.).
FIGURA 3.3 Operación de roscado exterior.
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Operaciones de Maquinado y Máquinas Herramientas
4. DIFERENCIAS ENTRE UN CENTRO VIVO Y UN CENTRO
MUERTO EN EL CONTEXO DE SUJECION DE TRABAJO AL
TORNO.
En el torneado se usan cuatro métodos comunes para sujetar las piezas de trabajo,
que a su vez consisten en varios mecanismos para sujetar el trabajo, centrarlo y
mantenerlo en posición sobre el eje del husillo y hacerlo girar. Los métodos se
ilustran en la figura 4.1 y son: a) montura de trabajo entre centros, b) mandril, c)
boquilla y d) plato de sujeción.
La sujeción de trabajo entre centros se refiere al uso de dos centros, uno en el
cabezal y el otro en el contrapunto, como se muestra en la figura 4.1a). Este
método es apropiado para piezas que tienen una alta relación entre la longitud y el
diámetro. En el centro del cabezal se fija una brida llamada perro o plato de
arrastre, en la parte exterior del trabajo que se usa para transmitir la rotación del
husillo. El centro del contrapunto tiene una punta en forma de cono que se inserta
en un agujero practicado en el extremo del trabajo.
FIGURA 4.1 Cuatro métodos para sujetar el trabajo en un torno: a) montado del trabajo entre centros
usando un perro de arrastre, b) mandril de tres mordazas, c) boquilla y d ) plato de sujeción para piezas de trabajo no cilíndricas.
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Operaciones de Maquinado y Máquinas Herramientas
El centro del contrapunto puede ser un centro “vivo” o un centro “muerto”. Un
centro vivo gira en un cojinete del contrapunto, de manera que no hay rotación
relativa entre el trabajo y el centro vivo y por tanto no hay fricción. A diferencia, un
centro muerto está fijo en el contrapunto y no gira; la pieza de trabajo gira alrededor
de la punta. Debido a la fricción y a la acumulación del calor que resulta, esta
disposición se usa normalmente a menores velocidades de rotación. El centro vivo
se puede usar a altas velocidades.
5. DIFERENCIAS ENTRE UN TORNO REVÓLVER DE UN TORNO
MECÁNICO.
Antes de mencionar las diferencias ente el torno mecánico y el de revolver vamos a
realizar una breve descripción de cada una de ellos:
Torno Mecánico: Es el torno básico usado para torneado y operaciones afines. Es
una máquina herramienta muy versátil que se opera en forma manual y se utiliza
ampliamente en producción baja y media. Es el tipo de torno que evolucionó
partiendo de los tornos antiguos cuando se le fueron incorporando nuevos
equipamientos que lograron convertirlo en una de las máquinas herramientas más
importante que han existido. Sin embargo, en la actualidad este tipo de torno está
quedando relegado a realizar tareas poco importantes. La figura 5.1 es un
FIGURA 4.2 Centros del contrapunto vivos o giratorios.
FIGURA 4.3 Centros del contrapunto muertos o fijos.
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Operaciones de Maquinado y Máquinas Herramientas
diagrama de un torno mecánico en el que se muestran sus componentes
principales.
Torno Revolver: es un torno operado manualmente en el cual el contrapunto se ha
reemplazado por una torreta. Son máquinas capaces de realizar diferentes
operaciones de mecanizado (cilindrados, mandrinado, taladrado, roscado,
refrentado). El componente que caracteriza a este tipo de máquinas es la torreta
portaherramientas hexagonal que permite la colocación de hasta seis herramientas.
El cambio de herramienta se realiza girando la torreta o revólver). Dada la
capacidad de cambios rápidos de herramientas, el torno revólver se usa para
trabajos de alta producción que requieren una secuencia de cortes sobre la pieza.
En La figura 5.2 se muestran sus componentes principales de un torno revolver.
Como puede apreciar en la descripción de ambos la principal diferencia radica en
su uso o aplicaciones industriales:
Mientras que el torno mecánico está diseñado para realizar trabajos de
torneado y operaciones afines, puntuales o especiales; el torno revolver es una
variedad de torno diseñado para mecanizar piezas sobre las que sea posible el
trabajo simultáneo de varias herramientas con el fin de disminuir el tiempo total
de mecanizado.
El torno mecánico hoy por hoy su aplicación se reduce a los talleres de
aprendices y en los talleres de mantenimiento para realizar trabajos puntuales
o especiales. A diferencia en torno revolver se utiliza para la fabricación en
serie y de precisión.
Además, el poste convencional de herramientas que se usa en el torno
mecánico está remplazado en el torno revólver por una torreta giratoria en la
que se insertan las diferentes herramientas que realizan el mecanizado de la
pieza. También se pueden mecanizar piezas de forma individual, fijándolas a
un plato de garras de accionamiento hidráulico.
Para manejar bien los tornos mecánicos, se requiere la pericia de profesionales
muy bien calificados, ya que el manejo manual de sus carros puede ocasionar
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Operaciones de Maquinado y Máquinas Herramientas
errores a menudo en la geometría de las piezas torneadas. En cambio en el
torno revólver una vez que la barra queda bien sujeta mediante pinzas o con un
plato de garras, se va taladrando, mandrinando, roscando o escariando la parte
interior mecanizada y a la vez se puede ir cilindrando, refrentando, ranurando,
roscando y cortando con herramientas de torneado exterior.
Figura 5.1. Principales componentes de un torno convencional. [Fuente (1)]
Figura 5.2. Principales componentes de un torno de revolver. (Fuente [1])
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Operaciones de Maquinado y Máquinas Herramientas
6. CARACTERISTICAS QUE DISTINGUEN UN TALADRO PRENSA
RADIAL.
El taladro radial, figura 6.1, es una prensa taladradora grande diseñada para cortar
agujeros en piezas grandes. Su característica principal es que posee un brazo
radial a lo largo del cual se puede mover y ajustarse el cabezal del taladro. Por
tanto, el cabezal puede ponerse en posición a lo largo del brazo en lugares que son
significativamente distantes de la columna, lo cual permite acomodar piezas de
trabajo grandes.
7. DIFERENCIA ENTRE FRESADO PERIFÉRICO Y FRESADO
FRONTAL.
El fresado es una operación de maquinado en la cual se hace pasar una pieza de
trabajo enfrente de una herramienta cilíndrica rotatoria con múltiples bordes o filos
cortantes (en algunos casos raros se usa una herramienta con un solo filo cortante
llamado fresa perfilada simple). El eje de rotación de la herramienta cortante es
perpendicular a la dirección de avance. La orientación entre el eje de la
herramienta y la dirección del avance es la característica que distingue al fresado
del taladrado. En el taladrado, la herramienta de corte avanza en dirección paralela
FIGURA 6.1 Prensa taladradora radial.
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Operaciones de Maquinado y Máquinas Herramientas
a su eje de rotación. La herramienta de corte en fresado se llama fresa o cortador
para fresadora y los bordes cortantes se llaman dientes. La máquina herramienta
que ejecuta tradicionalmente esta operación es una fresadora.
Hay dos tipos básicos de operaciones de fresado, como se muestra en la figura
7.1: a) Fresado periférico y b) fresado frontal.
Estos dos tipos de fresados tiene las siguientes diferencias particulares:
En el fresado periférico, también llamado fresado plano, el eje de la
herramienta es paralelo a la superficie que se está maquinando y la operación se
realiza por los bordes de corte en la periferia exterior del cortador; mientras que
en el fresado frontal, el eje de la fresa es perpendicular a la superficie de trabajo
y el maquinado se ejecuta cortando las orillas, tanto en el extremo como fuera de
la periferia de la fresa.
El fresado periférico se clasifica en: a) fresado de placa, b) ranurado, c)
fresado lateral, y d) fresado paralelo simultáneo, (como se muestra en la
figura 7.2). Por su parte el fresado frontal se clasifica en: a) fresado frontal
convencional, b) fresado frontal parcial, c) fresado terminal, d) fresado de
perfiles e) fresado de cavidades, y f) fresado de contorno superficial, (la
figura 7.3 ilustra los tipos de fresado frontal).
FIGURA 7.1 Dos
tipos básicos de la operación de fresado: a) fresado periférico o de dientes finos y b) fresado frontal.
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Operaciones de Maquinado y Máquinas Herramientas
8. PROCESO DE FRESADO PERFILADO.
El fresado de perfiles es una forma de fresado terminal en el cual se corta una
pieza plana de la periferia. Ver figura 8.1.
El fresado de perfiles cubre el fresado multieje de superficies cóncavas y convexas
en dos y tres dimensiones. Cuanto mayor sea la pieza y más complicada de
mecanizar su configuración, más importante resulta el proceso de planificación. El
proceso de mecanizado se debería dividir en tres tipos de operaciones como
mínimo: Desbaste/semidesbaste, Semiacabado y Acabado.
FIGURA 7.2 Fresado periférico: a) fresado de placa, b) ranurado, c) fresado lateral y d ) fresado paralelo simultáneo
FIGURA 7.3 Fresado frontal:
a) fresado frontal convencional, b) fresado frontal parcial, c) fresado terminal, d) fresado de perfiles, e) fresado de cavidades y f) fresado de contorno superficial.
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Operaciones de Maquinado y Máquinas Herramientas
A veces se requiere superacabado, realizado a menudo mediante técnicas de
mecanizado a alta velocidad. El fresado del material sobrante también llamado
refresado, está incluido en las operaciones de semiacabado y acabado.
9. FRESADO DE CAVIDADES.
Es otra forma de fresado terminal usado para fresar cavidades poco profundas en
partes planas. Tal como ilustra la figura 9.1.
10. DIFERENCIAS ENTRE FRESADO ASCENDENTE Y EL
FRESADO DESCENDENTE.
En el fresado periférico hay dos direcciones opuestas de rotación que puede tener
la fresa respecto al trabajo. Estas direcciones distinguen dos formas de fresado:
fresado ascendente y fresado descendente, que se ilustran en la figura 10.1.
FIGURA 8.1 Fresado perfilado
FIGURA 9.1 Fresado en cavidades
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Operaciones de Maquinado y Máquinas Herramientas
Entre estos dos tipos de fresado podemos mencionar las siguientes diferencias:
En el fresado ascendente, también llamado fresado convencional, la
dirección del movimiento de los dientes de la fresa es opuesto a la dirección
de avance cuando los dientes cortan el trabajo. Es decir, cortan “contra el
avance”. En el fresado descendente, también llamado fresado tipo
escalamiento, la dirección del movimiento de la fresa es la misma que la
dirección de avance cuando los dientes cortan el trabajo. Es un fresado “con el
avance”.
La configuración geométrica relativa de estas dos formas de fresado tiene
sus diferencias en las acciones de corte. En el fresado ascendente, la viruta
formada por cada diente del cortador comienza muy delgada y aumenta su
espesor durante el paso del diente. En el fresado descendente, cada viruta
empieza gruesa y se reduce a través del corte.
La longitud de la viruta en el fresado descendente es menor que en el
fresado ascendente (en la figura, la diferencia está exagerada para mayor
comprensión). Esto significa una reducción en el tiempo de trabajo por volumen
de material cortado, lo cual tiende a incrementar la vida de la herramienta en el
fresado descendente.
La dirección de la fuerza de corte es tangencial a la periferia de la fresa para
los dientes que están enganchados en el trabajo. En el fresado ascendente hay
una tendencia a levantar la pieza de trabajo al salir los dientes del cortador del
FIGURA 10.1 Dos formas
de fresado con una fresa de 20 dientes: a) fresado ascendente y b) fresado descendente.
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Operaciones de Maquinado y Máquinas Herramientas
material. En el fresado descendente la dirección de la fuerza de corte es hacia
abajo, y por esa causa el trabajo se mantiene contra la mesa de la máquina de
fresado.
11. CENTRO DE MAQUINADO.
Un centro de maquinado es una máquina altamente automatizada capaz de realizar
múltiples operaciones de maquinado en una instalación bajo CNC (control
numérico computarizado) con la mínima intervención humana. Las operaciones
típicas son aquellas que usan herramientas de corte rotatorio, como los cortadores
y las brocas. Las siguientes características hacen de estos centros de maquinado
una máquina productiva:
Cambio automático de herramientas. Para cambiar de una operación de
maquinado a la siguiente se debe cambiar las herramientas. Esto se hace en un
centro de maquinado por medio de un programa de control numérico que
controla a un cambiador automático de herramientas diseñado para intercambiar
cortadores entre los husillos de la máquina y un tambor de almacenamiento de
herramientas. Las capacidades de estos tambores fluctúan por lo general de 16
a 80 herramientas de corte.
Paletas transportadoras. Algunos centros de maquinado están equipados con
dos o más transportadoras de paletas que pueden transferir automáticamente la
pieza de trabajo al husillo de la máquina. Con dos paletas, el operador puede
descargar las piezas previamente maquinadas y cargar las siguientes, mientras
la máquina herramienta se encarga de maquinar la pieza en turno. Esto reduce
el tiempo no productivo en la máquina.
Posicionado automático de las piezas de trabajo. Muchos centros de
maquinado tienen más de tres ejes. Uno de los ejes adicionales se diseña
frecuentemente como una mesa rotatoria para poner la pieza en posición,
formando un ángulo específico respecto al husillo. La mesa rotatoria permite a
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Operaciones de Maquinado y Máquinas Herramientas
herramienta de corte desempeñar el maquinado en cuatro lados de la pieza en
una sola instalación.
Los centros de maquinado se clasifican en horizontales, verticales o universales. La
designación se refiere a la orientación de husillo. Los centros de maquinado
horizontal (HMC por sus siglas en inglés) maquinan normalmente piezas de
forma cúbica donde la herramienta de corte tiene acceso a los cuatro lados
verticales del cubo. Los centros de maquinado vertical (VMC, por sus siglas en
inglés) están adaptados para piezas planas en los cuales la herramienta puede
maquinar la superficie superior. Los centros de maquinado universal tienen
cabezales de trabajo que pueden girar los ejes del husillo a cualquier ángulo entre
el vertical y el horizontal, como se ilustra en la figura 11.1.
Un centro de torneado CNC moderno, figura 11.2, es capaz de desempeñar varias
operaciones de torneado y operaciones relacionadas, torneado de contorno y
secuenciado automático de herramientas, todas bajo control computarizado.
Además, los centros de torneado sofisticado pueden realizar 1) calibrado de piezas
de trabajo (verificación de las dimensiones clave después del maquinado), 2)
monitoreo de las herramientas (sensores que indican cuando las herramientas
están desgastadas), 3) cambio automático de herramientas cuando se desgastan, y
además 4) cambio automático de piezas de trabajo al final de cada ciclo.
FIGURA 11.2 Centro de torneado de cuatro ejes y CNC. FIGURA 11.1 Centro de maquinado universal.
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Operaciones de Maquinado y Máquinas Herramientas
12. DIFERENCIAS ENTRE UN CENTRO DE MAQUINADO Y UN
CENTRO DE TORNEADO.
Podemos mencionar las siguientes diferencias entre un centro de maquinado y un
centro de torneado:
Un centro de maquinado es una máquina altamente automatizada capaz de
realizar múltiples operaciones de maquinado en una instalación bajo CNC
(control numérico computarizado) con la mínima intervención humana.
Mientras que el torneado es un proceso de maquinado en el cual se realizan
pocas operaciones simultaneas y el proceso requiere mucha más operación
manual.
En un centro de torneado se maquinan principalmente piezas cilíndricas y el
material gira mientras la herramienta de corte permanece fija. Por su parte en
un centro de maquinado las operaciones típicas son aquellas que usan
herramientas de corte rotatorio, y las herramientas giran para hacer el corte
en el material que se sujeta y se mantiene fijo.
Generalmente los centro de torneados se programan 2 ejes mientras que en
los centros de maquinado puede ser de 3, 4 o 5.
13. DIFERENCIAS ENTRE EL CEPILLADO Y EL PERFILADO.
El perfilado y el cepillado son operaciones similares ambas incluyen el uso de una
herramienta de corte de una sola punta movida linealmente respecto a la pieza de
trabajo. En el perfilado y cepillado convencionales, se crea una superficie plana y
recta. La diferencia entre las dos operaciones se ilustra en la figura 13.1. En el
perfilado, el movimiento de velocidad se obtiene al mover la herramienta de corte,
mientras que en el cepillado se logra con el movimiento de la pieza de trabajo.
También podemos mencionar que el perfilado se realiza con una máquina
herramienta llamada perfiladora y el cepillado con una llamada cepillo (ver figura
13.2 y 13.3).
21
Operaciones de Maquinado y Máquinas Herramientas
FIGURA 13.1 a) Perfilado y b) cepillado
14. DIFERENCIAS ENTRE ESCARIADO INTERNO Y ESCARIADO
EXTERNO.
El escariado se realiza usando una herramienta de corte de dientes múltiples que
se mueve linealmente en relación con el trabajo en dirección al eje de la
herramienta, como se muestra en la figura 14.1. La herramienta de corte se llama
brocha, y la máquina herramienta se llama máquina brochadora.
FIGURA 13.2 Componentes de una perfiladora. FIGURA 13.3 Cepillo de mesa abierto lateralmente.
FIGURA 14.1 Operación de brochado..
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Operaciones de Maquinado y Máquinas Herramientas
Hay dos tipos principales de brochado: externo (también llamado brochado de
superficie) e interno. La diferencia entre esto dos tipos es que el brochado externo
se ejecuta sobre la superficie externa del trabajo para crear ciertas formas de la
sección transversal en la superficie, (La figura 14.2a muestra algunas posibles
secciones transversales que pueden formarse por brochado externo). Mientras que
el brochado interno se ejecuta en la superficie interna de un agujero de la pieza.
Por consiguiente, en la pieza de trabajo debe estar presente el agujero inicial, de
manera que se pueda insertar la brocha al principio de la carrera de brochado, (La
figura 14.3 b indica algunas de las formas que pueden producirse por brochado
interno).
15. FACTORES BASICOS QUE AFECTAN EL ACABADO DE
SUPERFICIE EN MAQUINADO.
Los factores básicos que afectan el acabado de superficie en maquinado son:
Factores geométricos,
Factores de material
Factores de vibración y de la máquina herramienta.
FIGURA 22.34 Formas de trabajo que se pueden cortar por: a) brochado externo y b) brochado interno. El achurado indica las superficies brochadas.
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Operaciones de Maquinado y Máquinas Herramientas
Factores geométricos: Estos factores determinan la geometría de la superficie en
una pieza maquinada. Éstos incluyen: 1) el tipo de operación de maquinado; 2) la
geometría de la herramienta de corte, la más importante es el radio de la nariz; y 3)
el avance. La característica de la superficie que resulta de estos factores es la
rugosidad superficial “ideal” o “teórica” que se obtendría en ausencia de los
factores del material de trabajo, de la vibración y de la máquina herramienta.
Factores del material de trabajo: En la mayoría de las operaciones de
maquinado, no es posible alcanzar el acabado ideal de la superficie, debido a los
factores que se relacionan con el material de trabajo y a su interacción con la
herramienta. Los factores del material de trabajo que afectan el acabado son: 1)
efectos de recrecimiento del filo (AEF), debido a que se forma una AEF que se
desprende en algún momento, las partículas se depositan en la superficie de
trabajo recién creada y ocasionan una textura rugosa parecida al del papel de lija;
2) daño a la superficie causado por la viruta enredada en el trabajo; 3)
desgarramiento de la superficie de trabajo durante la formación de viruta cuando se
maquinan materiales dúctiles; 4) grietas en la superficie causadas por la formación
discontinua de viruta cuando se maquinan materiales quebradizos y 5) fricción
entre el flanco de la herramienta y la superficie de trabajo recién generada. Estos
factores del material de trabajo son influidos por la velocidad de corte y el ángulo
de inclinación, de manera que un aumento de la velocidad de corte o del ángulo de
inclinación produce mejoras en el acabado superficial.
Factores de vibración y de la máquina herramienta: Estos factores se
relacionan con la máquina herramienta, con las herramientas utilizadas y con la
instalación de la operación. Incluyen el traqueteo o vibración de la máquina o de la
herramienta de corte, la deflexión de los montajes que es una resultante frecuente
de la vibración y el juego entre los mecanismos de avance, particularmente en
máquinas herramienta antigua. Si estos factores de la máquina herramienta
pueden minimizarse o eliminarse, la rugosidad superficial en el maquinado será
determinada primordialmente por los factores geométricos y los factores del
24
Operaciones de Maquinado y Máquinas Herramientas
material de trabajo descritos antes. El traqueteo o vibración en la operación de una
máquina puede producir ondulaciones pronunciadas en la superficie de trabajo. El
operador puede distinguir un ruido característico cuando ocurre el traqueteo. Los
pasos posibles para reducir o eliminar la vibración incluyen 1) añadir rigidez o
amortiguación a la instalación, 2) operar a velocidades que no causen fuerzas
cíclicas cuya frecuencia se aproxime a la frecuencia natural del sistema de la
máquina herramienta, 3) reducir los avances y las profundidades para disminuir las
fuerzas de corte y 4) cambiar el diseño del cortador para reducir fuerzas. La
geometría de la pieza de trabajo también puede tener influencia en el traqueteo.
Las secciones transversales delgadas tienden a incrementar la posibilidad de
traqueteo; por lo tanto, requieren soportes adicionales para mitigar esta condición.
16. DEFINA MAQUINABILIDAD.
Con maquinabilidad se denota la facilidad relativa con la que puede maquinarse un
material (por lo general un metal) usando las herramientas y las condiciones de
corte adecuadas.
17. CRITERIOS POR LO QUE SE VALORA COMUNMENTE LA
MAQUINABILIDAD EN OPERACIONES DE MAQUINADO DE
PRODUCCION.
Para evaluar la maquinabilidad se usan varios criterios; los más importantes son:
Vida de la herramienta,
Fuerzas y potencia,
Acabado superficial y
Facilidad de eliminación de la viruta.
Se podría considerar también la temperatura de corte y la velocidad de remoción del
material bajo las condiciones estándar. Aunque la maquinabilidad se refiere
generalmente al material de trabajo, debe reconocerse que el buen desempeño del
maquinado no depende sólo del material. El tipo de operación de maquinado, el
25
Operaciones de Maquinado y Máquinas Herramientas
trabajo de herramientas y las condiciones de corte son también factores
importantes. Además, el criterio de maquinabilidad es una fuente de variación. Un
material puede prolongar la vida de la herramienta mientras que otro puede
proporcionar un mejor acabado superficial. Todos estos factores hacen difícil la
evaluación de la maquinabilidad.
18. PROPIEDADES FISICAS O MECANICAS IMPORTANTES QUE
AFECTAN LA MAQUINABILIDAD DE UN MATERIAL DE
TRABAJO.
Muchos factores de materiales de trabajo afectan el desempeño del maquinado.
Las propiedades mecánicas de un material de trabajo que afectan la
maquinabilidad incluyen la:
1. La Dureza y la resistencia. Al incrementarse la dureza, aumenta el
desgaste abrasivo en lo que la vida de la herramienta se reduce. La
resistencia se indica por lo general como resistencia a la tensión, aun
cuando el maquinado implica esfuerzos cortantes. Por supuesto, las
resistencias a la cortante y a la tensión están correlacionadas. Al aumentar
la resistencia del material, se incrementan las fuerzas de corte, la energía
específica y la temperatura de corte, lo que hace que el material sea más
difícil de maquinar. Por otro lado, una Dureza muy baja puede ir en
detrimento del desempeño del maquinado. Por ejemplo, el acero al bajo
carbono, cuya dureza es relativamente baja, con frecuencia es demasiado
dúctil para poder maquinarlo bien.
2. La alta Ductilidad causa desgarramientos del metal al formarse virutas y
produce un deficiente acabado y problemas con la eliminación de las virutas.
A menudo se usa el estirado en frío de las barras de bajo carbono para
incrementar su dureza superficial y propiciar el rompimiento de las virutas
durante el corte.
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Operaciones de Maquinado y Máquinas Herramientas
3. La Composición química de un metal tiene un efecto importante sobre las
propiedades, y en algunos casos afecta los mecanismos de desgaste que
actúan sobre el material de la herramienta. La composición química afecta la
maquinabilidad a través de estas relaciones.
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Conclusiones
CONCLUSIONES
El trabajo realizado me brindó la oportunidad de obtener más conocimientos
sobre un tema tan importante, complejo e interesante como lo es el proceso
de operaciones de maquinado y maquinas herramientas.
Se llegó a la conclusión que tanto el torno como la fresadora son las
máquinas herramientas más utilizadas en las operaciones de maquinado, las
cuales nos ofrecen exactitud y calidad para la fabricación de piezas;
El torno es una máquina compuesta por un cilindro que gira alrededor de su
eje por la acción de ruedas o palancas, y que actúa sobre la resistencia a
través de una cuerda que se va enrollando en el cilindro, al igual que la
fresadora sirven para la maquinación de piezas, la fresadora es aquella
máquina utilizada para realizar mecanizados por arranque de viruta
mediante el movimiento de una herramienta rotativa de varios filos de corte
denominada fresa.
El torneado es una operación con arranque de viruta que permite la
elaboración de piezas cilíndricas, cónicas y esféricas, mediante el
movimiento uniforme de rotación alrededor del eje fijo de la pieza.
El taladrado es la operación que consiste en efectuar un hueco cilíndrico en
un cuerpo mediante una herramienta de denominada broca, esto se hace
con un movimiento de rotación y de alimentación.
Finalmente, después de entender cuál fue el fin de la operaciones de
maquinado, podemos decir que nuestro objetivo se cumplió, ahora tenemos
una idea más clara de lo que significa el maquinado de una pieza,
conocimiento que seguramente será aplicado en el futuro.
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RECOMENDACIONES
RECOMENDACIONES
Es de gran importancia que el futuro profesional ingeniero industrial tenga
conocimiento de los procesos de manufactura de mayor aplicación para la
fabricación de piezas y materiales, así como de los procesos industriales
básicos, ya que con la numerosa incorporación de empresas pequeñas y
medianas basadas en procesos de manufactura y la incorporación de
tecnología de punta para mantener o aumentar sus índices de
competitividad se hace necesario que los conocimientos adquiridos en el
salón de clases sean llevados a la práctica con la elaboración de trabajos
como este.
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BIBLIOGRAFIA
BIBLIOGRAFIA
FUNDAMENTOS DE MANUFACTURA MODERNA Materiales, procesos y sistemas Tercera edición Mikell P. Groover
Profesor de ingeniería industrial y de sistemas
Lehigh University
[1] Kalpakjian, S.; Schmid, S.R. Manufactura, Ingeniería y Tecnología. 2008.
5ª Edición, Pearson Educación, México.
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Figura 12.3. Dispositivos de sujeción de la pieza de trabajo.
Figura 12.2. Principales operaciones en torno. [Fuente (1)]
Figura 12.4. Torreta portaherramientas manual (a); Torreta
giratoria automática (b). Tambor giratorio (c). (Fuente [2])
ANEXOS
ANEXOS
Anexo 1.- Torno Controlado por computador y torreta.
Figura 12.1. Torno CNC y torreta (10 herramientas). (Fuente [1])
Anexo 2.- Operaciones de torneado y dispositivo de sujeción.
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Figura 12.7. Diferentes tipos de brocas y operaciones de taladrado. (Fuente [1])
Figura 12.6. Principales operaciones en fresa
ANEXOS
Anexo 3.- Tipos de máquinas fresadoras.
Figura 12.5. Fresadora Horizontal (izq.). Fresadora Frontal o Vertical (dcha.). (Fuente [1])
Anexo 4.- Diferentes tipos de fresas y de brocas de taladro.
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Figura 12.9. Centro de Torneado CNC Modernos
ANEXOS
Anexo 5.- Diferentes tipos de fresas.
Anexo 5.- Centro de Torneado CNC Moderno.
Figura 12.8. Diferentes tipos de fresa: de planear (a); frontal (b); cilíndrica (c); frontal con punta esférica (d); de disco (e); frontal cónica (f); de forma (g); de ranurar en T (h); compuesta (i); fresa madre (j); de ranurar en cola de milano (k); fresa módulo (l).