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TPICOS AVANZADOS DE MANUFACTURA

Presenta: CLAUDIA IBETH JIMNEZ BORRELL

Definicin de ingeniera de manufactura: Es la ciencia que estudia los procesos de conformado y fabricacin de componentes mecnicos con la adecuada precisin dimensional, as como de la maquinaria, herramientas y dems equipos necesarios para llevar a cabo la realizacin fsica de tales procesos, su automatizacin, planificacin y verificacin."

MANUFACTURA

1. PROGRAMACIN DE MQUINAS CNC

Que es manufactura por control numrico computarizado?

Es un mtodo de manufactura muy bien controlado en donde por medio de la introduccin de un programa, constituido por una serie de ordenes en un lenguaje establecido, a un sistema de control computarizado que a su vez controla los movimientos de una maquina -herramienta, se puedan realizar tareas de manufactura de alta velocidad y excelente precisin.

1. PROGRAMACIN DE MQUINAS CNC

Esquema de un sistema CAD/CAM

Ventajas

Precisin y calidad del producto

Uniformidad de la produccin

Varias mquinas por un solo operario

Piezas complejas

Intervalos cortos y Pedidos urgentes

Reduccin de fatiga de operario

Seguridad

Simulacin de mecanizados y cortes antes de la fabricacin

1.1 Programacin de mquinas CNC

Desventajas

Costos elevados en los accesorios y maquinaria

Clculo, programacin y preparacin de la mquina

Costos elevados de mantenimientos (son complejos)

Necesidad de grandes vol. De pedidos

1.1 Programacin de mquinas CNC

Torno Fresadora

Equipamiento CNC Mquinas Fresadoras. Las mquinas CNC Fresadoras

usan un cortador rotatorio para el movimiento de corte y un movimiento lineal para la alimentacin. El material es empujado en el cortador, o el cortador es empujado al material, en caminos rectos o curvos tridimensionales, para producir los elementos deseados de una pieza. La pieza terminada es creada mediante la remocin de todo el material innecesario desde la pieza de trabajo. Este proceso se denomina fresado.

1.1 Partes principales de una mquina CNC

Equipamiento CNC

Tornos. Los Tornos CNC rotan la pieza de trabajo en contra de un nico punto de una herramienta para producir movimiento de corte. La herramienta se alimenta a lo largo o en la pieza de trabajo para producir el movimiento de alimentacin. El maquinado de una pieza en un torno se denomina Giro.

Centros de Maquinado. Los centros de maquinado son mquinas CNC ms sofisticadas que frecuentemente combinan las tecnologas de fresado y torneado


Constitucin bsica de una maquina-herramienta CNC

Ejes de desplazamiento y rotacin

Transmisiones

Sistemas para la sujecin de la pieza

Sistema de control

Nuevas Tecnologas

Herramientas de corte

Programacin CNC



Ejes de desplazamiento y rotacin Estn encargados de los movimientos que tiene que hacer la herramienta para el proceso de manufactura que se requiere. Eje X: Desplazamiento transversal de la mesa portapiezas de izquierda a derecha. Eje Y: De adentro hacia afuera. Eje Z: Desplazamiento del carro portador del cabezal de arriba a abajo.

torno fresadora


Trabajos mecanizados de forma compleja (fresadora con 5 ejes)


Transmisiones Los sistemas de transmisin producen traslaciones rectilneas en los ejes principales a partir del giro bsico generado por el grupo del motor-reductor Tornillo de bolas recirculantes: Consiste en un sinfn acanalado y un acoplamiento al que se fija el conjunto mecnico a desplazar. El corazn del movimiento es la transmisin por recirculacin de bolas.


Transmisiones Cuando el grupo del motor gira, su rotacin se transmite al sinfn y el cuerpo del acoplamiento se traslada longitudinalmente a travs de este arrastrando consigo a la mesa de trabajo en el sentido oportuno.


Motores lineales Esta formado por un elemento primario, donde se encuentran los devanados, y un elemento secundario que se extiende a lo largo de la distancia que se va a recorrer, se puede disponer de varios primarios sobre un mismo secundario. Junto con las guas lineales, el sistema de medida lineal y el regulador electrnico forman el conjunto activo de accionamiento lineal


Transmisiones Beneficios de los motores lineales: Mayores valores de velocidad, pudiendo llegar hasta 300 m/min. Mayores valores de aceleracin. Reduccin de los niveles de vibracin.


Sistemas para la sujecin de piezas

Los dispositivos de sujecin permiten asegurar la pieza a la mesa de trabajo (fresado) o al cabezal (torneado). Se emplean las siguientes partes de sujecin


Existen diferentes mecanismos para amarrar la pieza en los tornos CN:

Platos universales de dos, tres o cuatro mordazas auto centrables.

Platos frontales para la colocacin de sargentos para agarre de formas irregulares.

Mandriles auto centrables. Pinzas para la sujecin de piezas cilndricas pequeas. Puntos y contrapuntos con arrastre para piezas esbeltas. Lunetas para apoyo intermedio. Conos


Torno


En fresado se emplean las siguientes formas de sujecin: Sargentos y apoyos con formas escalonadas, ajustables

en altura o bloques con varias facetas de contacto, con pernos y resortes de apriete de montaje-desmontaje rpido.

Placas angulares de apoyo. Palancas de apriete. Mordazas mecnicas auto

centrables Platos o mesas magnticas. Mesas y dispositivos modulares de uso universal. Apoyos de diseo especfico o especial


Fresadora


Los dispositivos de sujecin permiten asegurar la pieza a la mesa de trabajo (fresado) o al cabezal (torneado). El nmero de funciones controlables que estn relacionadas con estos sistemas depende de la forma de alimentacin de piezas (manual o automtica) y de la complejidad del sistema de amarre. En los tornos el plato de garras se puede abrir y cerrar mediante instrucciones programadas


Sistema de control Los elementos bsicos de un sistema de control numrico computarizado son: La interfase del operador El control La interfase de la mquina-herramienta Cinta perforada Cinta, disco o tambor magnticos Tarjetas perforadas Estaciones de operacin Computador anfitrin


Sistema de control El control es el corazn del sistema. Procesa la informacin recibida de ambas interfaces, interpretndola y manipulndola con lgica de hardware y de programas (software) . El sistema de control contiene. 1. Unidad de entrada 2. De memoria 3. Aritmtica 4. De control 5. De salida 6. Microprocesador


Sistema de control

Sus componentes son: Interruptores de proximidad y de lmites Vlvulas de control. Servomecanismos (grupos de elementos que

convierten la entrada CNC en desplazamiento mecnico de precisin.


Sistema de control

Caractersticas: 1. Tiempo de ciclo del servoaccionamiento 2. Tiempo de proceso de bloque 3. Look-Ahead (evala por adelantado los cambios en los

movimientos de los ejes que aparecen en el programa de pieza que se

est ejecutando para responder antes de que sea demasiado tarde) 4. Control de aceleraciones 5. Capacidad de almacenamiento Ethernet (va cable) 6. Interpolacin polinmica Nurbs


Nuevas Tecnologas

Mayor rigidez Reduccin de peso Mayor grados de libertad Altas velocidades de corte Mejor precisin y acabado

Hexpodos

Consiste en seis struts telescpicos que estn emparejados en uno de los extremos alrededor de un plato. En el otro extremo tambin convergen a un plato, que a su vez soporta un husillo de alta velocidad. Son activados por servomotores.


Nuevas Tecnologas

Beneficios Reduccin en los tiempos de alistamiento debido a su rpida instalacin y posicionamiento automtico. Rigidez: Solo actan fuerzas longitudinales (tensin y compresin). Estructuras ms robustas y ligeras. Dos ejes se mueven en paralelo. Precisin: Por su bajo peso y baja friccin, no es propenso a tener problemas al devolverse de una operacin. Su rotacin se debe al alterar la longitud de los struts.


Nuevas Tecnologas

Beneficios Velocidad: Su masa es relativamente pequea, minimizando la inercia y la energa que se necesita para moverlo. Debido a esto se alcanzan aceleraciones muy altas con motores pequeos. Destreza: Gracias a su sistema de uniones, puede alcanzar largas distancias. Dado que maneja 5 ejes, sus capacidades son altas.


Herramientas de corte Los materiales de las herramientas de corte Estn sujetos a 1. Altas temperaturas 2. Abrasin Deben tener: 1. Dureza 2. Rigidez 3. Resistencia al desgaste 4. Estabilidad qumica

Tipos de materiales: Aceros rpidos (HSS) Carburos Cermets Cermicos Nitruro de Boro Cbico (CBN) Diamante


Herramientas que Producen Distintas

Geometras.

A continuacin, algunas herramientas que se

pueden usar para funciones especificas en una

mquina CNC.


Sistemas de Torretas Portaherramientas para Tornos


Sistemas de Torretas Portaherramientas para Fresadoras

Carrusel de herramientas

16 herramientas aprox. Cadena de herramientas

50 herramientas aprox.

Tambor de herramientas

10 herramientas aprox.


Programacin CNC El programa de control numrico debe ser introducido al control de tal forma que ste lo entienda. El programa lo forman una sucesin de bloques. Cada bloque puede contener varios de los siguientes caracteres, acompaados de un cdigo o valor.


Elementos de la Mquina 1. Pupitre del teclado del PC 2. Caja del PC 3. Interruptor principal 4. Unidad de engrase centralizado 5. Armario elctrico 6. Interruptor principal 7. Torreta portaherramientas 8. Lmpara de la mquina 9. Contrapunto manual o automtico 10. Teclado especfico de la maniobra (intercambiable) 11. Bandeja de virutas (extrable) 12. Bandeja de refrigerante 13. Base de la mquina con zona de virutas 14. Puerta protectora contra virutas 15. Bomba de refrigerante (giratoria)

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