Temas del parcial:
Es un ejercicio y tres temas teóricos.
Ajuste y Tolerancia
Necesidad, importancia y costo
Concepto de tolerancia
Dimensionales
Geometricas
Rugosidad
Concepto de ajuste
Sistemas normales
Normas ISA. Utilización de tablas.
Tipos y calidades de acoplamientos
Elementos de medición y control
Necesidad, importancia y costo
Se busca un lenguaje adecuado para facilitar la comunicación efectiva de las especificaciones requeridas por el diseñador de la pieza al fabricante.
Concepto de tolerancia
TOLERANCIA, es la diferencia permitida entre las cotas máximas y mínimas de una dimensión de una pieza:
T = Mmáx. – Mmín.
Se expresa en milésimas de mm. (micrones – μm.)
Dimensionales
Ejemplo: Eje - Agujero
Geometricas
De forma limitan las desviaciones de un elemento geométrico simple a partir de su forma teórica perfecta.
De orientación, situación y oscilación limitan las desviaciones relativas de orientación y/o situación entre dos o más elementos.
Exigencias de tipo funcional.
Clasificación
Formas primitivas
Rectitud, planicidad, redondez, cilindricidad
Formas complejas
Perfil, superficie
Orientación
Paralelismo, perpendicularidad, inclinación
Ubicación
Concentricidad, posición
Oscilación
Circular radial, axial o total
Existe una clasificación nominal de las tolerancias, en 3 clases: H, K y L
Se usan para comunicar el grado de tolerancia admitido, y para su uso práctico se utilizan tablas en las cuales puedo conocer la tolerancia en mm entrando con la medida de la pieza por un lado y la clase HKL por el otro.
Rugosidad
Ra: El valor promedio de rugosidad en µm, en el cual se obtendrá de un promedio aritmético entre las crestas y valles en la superficies.
Ejemplos de nomenclatura:
El costo de reducir la rugosidad crece exponencialmente mientas más exactitud se requiera.
Concepto de ajuste
Se entiende por ajuste ó asiento, a la reunión de dos piezas ó elementos, en relación con el servicio que han de prestar ó con la dependencia que ha de existir entre ellas.
Márgenes de ajuste. 3 grupos:
Libre u holgado (con juego ó giro libre)
De sujeción ó apretado (bloqueado, forzado)
De deslizamiento (entrada suave, centrado)
Normas ISA:
Grados de ajuste
Juego fuerte - Entrada suave
Juego ligero - Adherencia
Juego libre - Arrastre
Juego libre justo - Forzado
Deslizamiento - A presión
Grados de presición
Sistemas normales
Se han normalizado dos sistemas de ajustes, denominándose ellos como sigue:
Linea cero:
Linea de referencia a partir de la cual se establecen las cotas de tolerancia.
Normas ISA. Utilización de tablas.
Tipos y calidades de acoplamientos
Calidad:
Es el grado de precisión con que se desea trabajar una pieza. La calidad se refiere a la tolerancia suelta y NO al conjunto eje – agujero.
Calidades 1 a 4: Instrumentos de medición
Calidades 5 a 11: Acoplamientos de maquinas
Calidades 12 a 16: Estampado, fusión, colado
Sistema de eje único
El eje tendrá un mismo diámetro en toda su extensión y las diferencias de ajuste se obtendrán por diferentes diámetros de los agujeros correspondientes
Se designa el eje con la letra h y los distintos ajustes con los agujeros con MAYÚSCULAS.
Sistema de agujero único
Las diferencias de cotas correspondientes (tolerancias) recaen sobre el eje
Se designa el agujero con la letra H y los distintos ajustes de ejes con minusculas.
En la tabla a continuación podemos entrar horizontalmente con la dimención de nuestro objeto en mm, y verticalmente con la calidad requerida. Así, como diseñador puedo pedir una superficie h8 y el fabricante puede buscar el grado exacto de tolerancia en la tabla para el
diámetro dado.
Sistema Agujero Único:
Sistema Eje Único:
Rodamientos:
Se utilizan tablas especiales.
Camino a seguir para la elección de las tolerancias:
Elegir entre los sistemas de “EJE ÚNICO” ó “AGUJERO ÚNICO”.
Elegir entre las calidades de ajuste.
Elegir entre los diferentes tipos de ajustes.
Elementos de medición y control
Denominación de acople entre un agujero y un eje
Ejemplo #1: H7 – h6
Sistema: Agujero Único Calidad: Precisa
1º) H = clase de asiento del agujero (deslizante)
2º) 7 = calidad ó precisión de ajuste del agujero
3º) h = clase de asiento del eje (deslizante)
4º) 6 = calidad ó precisión de ejecución del eje
Tipos de Ajuste:
Fundición
Se funde un metal, de vacía en un molde y se deja enfriar. Es una técnica con 6 mil años de antiguedad.
Tipos de moldes
Moldes desechables
Se produce con Arena, yeso, cerámica y materiales similares
Se utilizan aglutinantes
Molde típico de arena consta de 90% de arena, 7% de arcilla , 3% de agua
Materiales refractarios
Se rompe el molde para retirar la pieza.
Moldes permanentes
Se fabrican con metales que resisten temperaturas elevadas.
Se reutilizan, por lo que su diseño se optimiza para tal fin.
Enfría más rápido debido a la superior conductividad del calor, lo que afecta el tamaño de grano y la estructura metalográfica.
Dos o más materiales (arena, grafito y metales)
Combinan ventajas de c/u.
Parte permanente y otra desechable.
Optimizan:
Dentro de los moldes desechables cabe destacar al molde de arena por su amplio uso, desarrollo e historia.
Moldes de arena:
Aplicaciones:
Bases para máquinas, grandes impulsores de turbinas
Accesorios de plomería
La arena es mayormente sílice (SiO2) y para fabricar moldes se busca que:
Granos finos. Apisionamiento. Molde con superficie más lisa.
Permeabilidad. Permitir la salida de los gases y el vapor generado.
Colapsibilidad: Permitir que la fundición se contraiga al enfriarse, para evitar el desgarramiento y agrietamiento en caliente
3 tipos:
Arena verde:
De superficie seca
De caja fría
Características
Caja: Soporta el propio molde
Colada o copa de Vaciado: Se vierte el metal fundido
Bebedero: El metal fundido fluye hacia abajo.
Canal de Alimentación: Llevan el metal fundido desde el bebedero hasta la cavidad del molde.
Mazarotas: Suministran metal fundido adicional debido a que está se contrae durante la solidificación. Hay ciegas y abiertas.
Machos o Noyos: Son insertos hechos de arena. Se colocan en el molde para formar regiones huecas o para definir la superficie interior de la fundición.
Respidadores: Se ponen para extraer los gases producidos cuando el metal fundido entra en contacto con la arena. También se extrae el aire cuando el metal fundido fluye en la cavidad.
Modelos
Se utilizan para moldear la mezcla de arena y dar forma a la fundición . Son de madera, plástico o metal.
Modelos de una sola pieza:
Piezas simples
Cantidades bajas
Madera
Son económicos.
Modelos Divididos: Son dos piezas distintas para la cara superior e inferior del molde.
Modelos de placa bipartidos: Son dos modelos divididos separados por una placa sencilla. Se utilizan para grandes lotes de producción de piezas pequeñas.
Diseño
Hoy se puede usar tecnología de impresión 3D y resinas plásticas para fabricarlos.
Factores a tener en cuenta al diseñar un modelo:
Noyos, machos o corazones
Se utilizan para dejar cavidades o pasajes en la pieza.
Se colocan en el molde para rellerar espacios interiores
Se retiran de la pieza terminada durante el sacudido.
Deben poseer:
Se fabrican como procesos de cáscara. Sin cocción o de caja fría.
Moldeo por cascaras
Endurece al rededor del modelo.
Dos medias cáscaras que se unen para formar un molde.
Se pueden determinar el espesor y consecuentemente la rigidez y resistencia de la cáscara controlando el tiempo de contacto con el modelo.
Espesores de 5 mm a 10 mm.
Arena de cáscara más fina y menos permeable que arena verde.
La descomposición del aglutinante produce un gran volumen de gas que requiere ser ventilado.
Conclusiones
Alta calidad
Mejor rugosidad superficial que arena verde
Menos costos de limpieza y mecanizado
Permite + complejidad a - costo
Ceras perdidas
El método consiste en un modelo de cera, que es recubierto con una capa cerámica exterior, y luego se derrite previo al colado del metal fundido.
Moldes al vacío
Funcionan succionando el aire de la cavidad del molde, mientras se apoya sobre un contenedor de metal fundido.
De esta manera el vacío generado succiona el metal fundido hacia el interior del molde.
Molde en Cámara Caliente
Molde en Cámara Fria
Fundición Centrífuga
Así se pueden producir tubos sin costura.
Procesos de conformación plástica
Extrusión
La extrusión es el proceso mediante el cual al comprimirse un metal mas allá de su limite de fluencia, éste fluye por un orificio.
Productos típicos: puertas corredizas, tubos, perfiles, marcos de puertas y ventanas.
Materiales: Aluminio, plomo, estaño, cinc, bronces, latones comunes, aceros, etc.
Clasificaciones:
<< Extrusión directa:
El material fluye en la misma dirección y sentido que el pistón
Extrusión indirecta >>
El material fluye en la misma dirección pero sentido opuesto al del pistón.
<< Extrusión hidrostática
Es utilizado para reducir la fricción y por lo tanto la energía requerida
El sellado es el principal problema.
Análisis de presión: Ángulo de hilera
Directa vs Indirecta Se estudia el ángulo óptimo de hilera
Directa – Se produce rozamiento con el contenedor.
Indirecta – Presión se mantiene constante
Extrusión en frío y caliente
Temperatura óptima según material:
Extrusión por prensado y por choque
Procedimientos de extrusión
1) Contenedor
2) Matriz
3) Dispositivo de carga
4) Tocho
5) Disco de empuje
6) Embolo
7) Cizalla
8) Disco limpiador
9) Culote
Actúa sobre una pequeña cápsula previamente embutida
Se consigue disminuir el espesor de la pared y alargar el producto preembutido.
Se alcanza la temperatura de recristalización, confiriendo mayor calidad al producto
5 a l0 mm de diámetro, de 0,1 a 0,2 mm de espesor y de 200 a 300 mm de longitud. Velocidad: 600 m por minuto.
Tubos de aluminio
Afirmaciones
La duración del proceso depende de:
Se puede afirmar que:
La velocidad de extrusión es inversamente proporcional a:
La lubricación reduce la presión requerida y el calor generado.
Necesidad de velocidades elevadas para aleaciones de alta resistencia que se procesen a altas temperaturas.
Relación entre presión, temperatura y velocidad de trabajo.
Propiedades de los productos:
Estructura Homogénea
Superficies muy sanas.
Alta Precisión (Mejor que laminación, menor que Trefilados).
Relaciones de extrusión pequeñas (4-10) dan al metal una estructura orientada sin todavía hacer desaparecer la estructura de fundición. En general se trabaja con relaciones 10-60 pero se puede llegar hasta 400 para aleaciones suaves.
En frió, mejora el acabado superficial, las propiedades y las tolerancias dimensionales.
Hidrostática, aumenta la ductilidad del material.
Lubricación:
Reduce el rozamiento Tocho- Contenedor o Hilera.
Debe ser térmicamente aislante
No debe provocar defectos como arrugas o arrastre
Provoca piezas mas homogéneas y con menores rechupes en el extremo final de las barras
Bajas temperaturas → Mezcla aceite/grafito
Altas temperaturas → Vidrio en polvo, lana, etc
Zonas a lubricar:
Fuerza de extrusión:
Siendo k un valor que depende del material y de la temperatura, y se define experimentalmente o con el uso de tablas como la siguiente:
Hileras:
Tipos:
Hileras con Diamante Mono cristalino
Hileras con Diamante Poli cristalino (PCD)
Hileras en WIDIA (Tungsteno)
Hileras para Compactado
Máquinas Empleadas
Verticales
Ventajas
Más compactas
Desventaja
Potencias de hasta 1500 toneladas.
Horizontales
Las potencias van de 2000 a 25000 toneladas.
Por choque
Llamadas “de rodillera”
Enchapado
La temperatura del material de la superficie debe ser sensiblemente inferior a la del material del núcleo
Para esta técnica se utilizan hileras de una sola luz, provistas de aristas vivas y redondas.
Mejor calidad que otros proceso
Menor perdida de material
Máquinas más económicas que las de laminado
Se realiza en un operación
Mayor relación deformación por unidad de superficie deformada
Consumo menor de energía vs laminado.
Usos y aplicaciones comunes:
Forja
El proceso de forjado en el que la pieza de trabajo se conforma mediante fuerzas de compresión aplicadas por medio de matrices y herramientas.
Ventajas:
Se orientan las fibras aumentando la resistencia mecánica , la resistencia a la fatiga y la tenacidad.
Aproxima bien a la pieza terminada, reduciendo costos de mecanizado y tiempos de producción.
Tipos de forja:
Forja con estampa
La estampa o matriz, generalmente de dos piezas , debe contener la forma que se desee, forma que debe permitir la fácil extracción de la pieza al término de la operación.
Se justifica en grandes o medianas producciones donde se requiere una pieza precisa y a un costo unitario reducido.
Operaciones de estampado:
Corte de barra
Calentamiento a temp. de forja.
Esbozado: se plantea la forma a dar con otras herramientas para no sobreexigir al molde final.
Estampado con matriz de forja o estampa
Corte de rebabas
Acuñado:
Linea de partición de la matriz
Ángulos de salida
Reduce el esfuerzo, desgaste y marcas de los extractores. Posteriormente las piezas deben ser mecanizadas, aumentando tiempos y costos de producción.
Canal de rebabas
Formas de canales de rebaba: 
Unilateral superior
Cavidad bilateral simétrica
Cavidad unilateral inferior
Descarga rebabas libre sin cámara de recogida
Máquinas para forja con estampa
3 tipos:
Martinetes de simple efecto (caida libre);
Martinetes de doble efecto
Martinetes de contragolpe.
La deformación se produce mediante la presión en lugar de un impacto
Ventatas:
Producciones horarias mas altas
Calidad de la pieza es mejor
Exige de obreros menos especializados.
3 tipos:
Prensas mecánicas
Prensas oleodinámicas
Prensas de fricción
Laminación
Es el proceso que consiste en reducir el espesor o darle forma a una pieza mediante fuerzas de compresión aplicadas por un conjunto de rodillos.
Laminación en caliente
Tamaño de grano más fino , propiedades mejoradas , como resistencia y dureza.
Laminación en frío
Resistencia, dureza y mejor acabado superficial.
Requiere más energía
Producto con propiedades anisotrópicas , por la orientación de las fibras.
Plano de no deslizamiento
Plano en el que V tira = V tg rodillo
A la izquierda de ese punto, el rodillo se mueve más rápido que la tira; a la derecha es al revés.
Ángulo de aceptación α
Reducción máxima
Fuerza de laminación
Longitud de contacto
Fuerza del rodillo
Potencia
Tensiones longitudinales
Al aplicar tensiones longitudinales, se reduce el esfuerzo necesario para la laminación
Tensión de entrada: Frenando el ingreso.
Tensión de salida: Tirando de la salida.
Consideraciones geométricas
Flexión en los rodillos
Resultado: Placas más anchas en el centro.
Arreglo: Ensanchando el centro del rodillo ligeramente.
Combadura térmica
Resultado: Placas más angostas en el centro
Arreglo: Modificar el punto de aplicación de los lubricantes.
Ensanchado
Resultado: Al aplastar la lámina en el eje vertical, se ensancha el eje horizontal.
Arreglo: Uso de rodillos verticales complementarios.
Tipos de laminadores
Trenes de laminación
Acople de varias cajas de laminación que resulta de la necesidad de laminar una pieza que no puede lograrse en el número de pasadas que pueden acomodarse en una sola máquina laminadora.
Tipos:
Trenes en linea o abiertos
Trenes en zig zag o cross country
Trenes continuos o en tandem
Trenes semicontinuos
Tipos de laminación
Laminación de lingotes
Exije tratamiento previo.
Calentamiento previo indispensable
Se reduce primero lentamente, luego con más fuerza y por ultimo lentamente nuevamente.
Se utilizan trenes duo o trío.
Los lingotes salen del horno y viajan por rodillos hasta tren de laminación
Laminación de tochos
Laminación de chapas
Chapas gruesas: e > 4,75mm
Chapas medianas: e entre 3 y 4,75mm.
Chapas finas: e < 3mm.
Laminación de forma
Laminación de tubos sin costura
Proceso Mannesmann-Rexroth
En caliente (1250ºC)
Tubos largos y de pared delgada
Cuando una barra redonda se somete a fuerzas radiales de compresión se desarrollan esfuerzos de tracción en su centro.
Rodillos laminadores
Materiales:
Fundición de hierro
Acero fundido
Acero forjado
Carburos de tungsteno
Laminado en caliente
Flat-back
Semi-cilíndricos
Totalmente cilíndricos
Accesorios varios
Cortadora de flejes
Celda de carga
Rebobinadores
Carretilla motorizada
Guías de fleje
Guías de rodillos
Lubricantes
Trefilación
El proceso de trefilación se reduce la sección transversal de una barra o alambre largo, en general tirándola a través de una matriz conocida como trefila.
La diferencia con la extrusión es que en la primera se empuja el material a través de la matriz y en está última se tracciona.
En general se aplica a alambres ,barras y cañerías.
Chapa metálica
Acero de bajo carbono:
El más usado:
Bajo Costo
Resistencia Mecánica
Formabilidad
Aluminio
Aplicaciones:
Cizallado / Corte
La chapa o lámina metálica se corta sometiéndola a esfuerzos de corte con un punzón y una matriz
Los principales parámetros del proceso de cizallado son:
La forma del punzón y de la matriz
La velocidad del punzonado
La lubricación
La holgura entre el punzón y la matriz
Fuerza de cizallado
F =0,7*p*e*Su
P: perímetro del contorno a cizallar
e: Espesor del material
Su: Tensión de rotura del material de la pieza.
Operaciones de Cizallado
Punzonado: Se desecha la masa retirada.
Troquelado: Se desecha lo remanente, se usa la masa retirada.
Plegado
Fuerzas de plegado
Embutido
Mecanizado
Operaciones con arranque de viruta:
Aserradero
Taladro
Torneado
Cepillado
Fresado
Procesos convencionales:
Se arranca viruta por métodos mecánicos. Torneado, fresado, taladrado, etc.
Procesos no convencionales:
Se arranca viruta con procesos como electroerosión o fresado químico entre otros.
Elementos de un proceso de mecanizado
Pieza
Máquina Herramienta
Características
Capacidad
Herramienta de corte
Utilaje
Sistema de control
Movimientos relativos herramienta - pieza
Velocidad de corte Vc [m/min]
Vc= Espacio recorrido [m] / Tiempo empleado [min]
Movimiento giratorio:
d= diámetro pieza [mm]
n= velocidad de giro [rpm]
Movimiento rectilíneo alternativo
Para simplificar frente a la enorme variedad, se toma Vc como la velocidad media de las dos carreras (ida y vuelta)
L= longitud de la carrera
n= Carreras por unidad de tiempo
Velocidad de avance
El avance (a) es la velocidad de desplazamiento del punto de aplicación respecto de la pieza. [mm/min] o [mm/carrera útil]
La profundidad de pasada (p) o simplemente pasada se mide en mm y es la profundidad de penetración de la herramienta a la pieza.
La sección de viruta (Sv) se obtiene del avance y la pasada.
Máquina - herramienta
Una máquina - herramienta puede considerarse constituida por un conjunto de dispositivos que permiten el desplazamiento relativo entre la pieza y la herramienta de corte, y como consecuencia, la eliminación del material sobrante.
Clasificación
Movimiento principal
Rotativo
Rectilineo alternativo
Fuente de movimiento
Filo
Filo único
Corte múltiple
Herramientas
Sierras
Sierras circulares
Sierras alternativas
Sierras sin fin
Limadora
Cepillo
Mortajadora
Brochadora
Creadora de engranajes
Torno
Taladradoras
Fresadora
Mandrinadora o Alesadora
Alesadora universal
Alesadora montante móvil
Rectificadora
Utillaje
posicionamiento, fijación ó cualquier otra función auxiliar
Sistema de control
Controlar movimientos relativo
Torno
Descripción y utilización. Accionamientos. Cadenas cinemáticas. Barra y tornillo. Movimientos manuales y automáticos.
Accesorios:
Lunetas
Platos de mordazas y arrastre
Contrapunta
Clasificación:
Paralelos
Revolver
Automáticos
Al aire
Verticales
Copiadores
Herramientas múltiples
Torno:
Herramienta que produce corte del metal por desplazamiento de una herramienta monocortante frente a una pieza en rotación.
Movimientos relativos entre herramienta y máquina
Movimiento principal de corte (Mc) provisto por pieza. Rápido.
Movimiento de avance (Ma) provisto por la herramienta. Lento.
Movimiento de penetración (Mp) se regula manualmente. Influye en sección de viruta.
Operaciones fundamentales
Cilíndrico exterior
Cilíndrico interior
Frontal
Movimiento de traslación
Paralelo
Perpendicular
Oblicuo
Movimientos Secundarios
Movimiento longitudinal (accionamiento manual o automatico)
Movimiento Transversal (accionamiento manual o automatico)
Movimiento del charriot (accionamiento manual)
Clasificación y características
La clasificación actual de los tipos de tornos es la siguiente:
Dentro de los horizontales, se tiene la siguiente subdivisión:
Torno paralelo
Torno revólver
Torno de plato
Torno de escote
Características principales
Características técnicas
Velocidades del husillo, escalonamiento
Avances longitudinal y transversal posibles
Pasos de roscas
Dimensiones totales (ancho, largo y alto)
Peso aproximado
Máximo diámetro para pasaje de barra por el interior del husillo
Herramientas de corte
Alfa = Ángulo de incidencia
Beta = Ángulo de filo
Gamma = Ángulo de desprendimiento
Operaciones en el Torno Horizontal Paralelo
Frenteado
Torneado interior cilíndrico
Torneado exterior cilíndrico
Torneado cónico
Por inclinación del charriot
Por desplazamiento de la contrapunta
Por reglas de guía y plantillas copiadoras
Roscado (muy preciso)
Caja de Norton
Tuerca Partida
Mecanismo inversor
Agujereado, escariado y aterrajado
Tronzado
Ranurado exterior
Torneado esférico
Torneado excéntrico
Moleteado
Rectificado
Sujeción de pieza
Torno Vertical
Cuando las piezas a trabajar son de gran diámetro ó de gran tamaño, de configuración asimétrica, pesadas, ó de difícil fijación, se recurre a los tornos verticales.
No tienen contrapunta
Torno Revolver
Sencillez de órganos
Rapidez para montar la pieza
Uso simultáneo de varias herramientas
Grupo I: equipos para series grandes de piezas torneadas de barras trefiladas, alimentadas a través del husillo hueco del torno y porta piezas perforado.
Grupo II: equipos para series grandes de piezas en bruto ó semielaboradas, fijadas sobre plato ó mandril.
Torno semiautomático
Para formas complicadas
Produccion en serie
Torno copiador
Un punzón – palpador se mueve a lo largo de la plantilla ó de la pieza terminada que sirve de muestra y guía, transportando las variaciones de sus movimientos a la herramienta de tornear que reproduce el perfil de la plantilla ó de la pieza muestra.
Reproduce con absoluta fidelidad todas las curvas
Torno de plato
Cuando se presenta el problema de tornear piezas de gran peso y diámetro con altura reducida, sin contar con un torno vertical, se utilizan los tornos de plato
Carece de contrapunta
Roscado
Perfiles y calidades
Triangular
Trapezoidal/trapecial
Cuadrada
Redonda
Características principales
Perfil (estilo)
Paso
Diámetro.
Métodos de obtención de roscas
Roscado con macho en máquina taladradora
Roscado con herramienta de filetear en el torno
Roscado con peines
Roscado con fresa de roscar
Roscado con muela esmeril
Roscado a presión por laminado (sin arranque de viruta)
Fresado y Agujereado
El fresado es una operación que consiste en el cepillado de superficies de las más variadas formas, con una herramienta de corte circular llamada fresa.
Fresadora horizontal
Superficies planas
Dentado rectilíneo
Se mueve la mesa:
Largo
Ancho
Alto
(No gira)
Fresadora vertical
Movimiento de rotación
Desplazamiento vertical
Rotación
Variantes constructivas en el cabezal
Cabezal porta fresas unido al cuerpo por un plato circular giratorio colocado en posición vertical
Cabezal porta fresas montado sobre una guía rectilínea vertical por la que puede deslizarse, permitiendo ajustes
Combinación de variantes anteriores
Fresadora universal
Fresadoras horizontales que pueden trabajar como tales y además como verticales
Permite fresar en cualquier ángulo.
Permite crear ranuras helicoidales
La mesa puede colocarse en un ángulo cualquiera respecto del eje
Fresadoras especiales
Fresadora universales de mesa inclinable
Fresadora horizontal mixta (con cabezal fresador universal)
Fresadora horizontal con dispositivo de fresado vertical
Fresadora universal con cabezal mortajador
Fresadora plana longitudinal ó de pórtico
Fresadora múltiple
Fresadora para copiar
Fresadora para copiar
Fresadora para perfilar
Fresadora talladora de engranajes
Operaciones con Fresa:
Cepillar
Limar
Cortar
Agujerear
Alesar
Cajear
Mortajar
Roscar
La Fresadora se utiliza para reemplazar al Cepillo y a la Alesadora
(falta completar)
Potencia
Velocidad de corte
d= diámetro pieza
n = velocidad de husillo
Sección de viruta
q= fn x ap
Potencia absorbida
N(Kw)= q x Ks x Vc / 60000 x η
N: Potencia Absorbida en cv o en Kw
q:sección de viruta en mm2
Kc: Fuerza Especifíca de corte en N/mm2 o kg/mm2
Vc: velocidad de Corte en m/min
η: Rendimiento Mecánico
Tomamos Ks=Kc para simplificar.
Tiempo de mecanizado
t= C / fn x n
t : tiempo de mecanizado (min.)
C : Longitud mecanizada (mm)
fn: Avance (mm/rev.)
n : velocidad del husillo (RPM)
Procedimiento de Cálculo para el Trabajo Práctico
Obtener Vc, fn y ap de catálogo
Obtener velocidad teórica de husillo(con eq. de velocidad de corte)
Calcular velocidad de escalamiento
n min: Velocidad de husillo mínima
n max: velocidad de husillo máxima
R: razón geométrica o módulo del escalonamiento
Z: número de velocidades de la máquina
4. Calculo de la velocidad real de corte
5. Calcular sección de viruta
6. Cálculo de potencia neta
7. Cálculo de tiempo de maquinado
Agujereado
Kr:Angulo del filo de corte
f : Angulo de Punta.
Herramintas de corte
Por herramienta de corte se entiende a aquel instrumento que, por su forma especial y por su modo de empleo, modifica paulatinamente el aspecto de un cuerpo por desprendimiento de viruta
características principales de las herramientas de corte:
Clasificación
Herramientas de corte por generación de sección de viruta
Herramientas de filo único (torneado, limado, cepillado, mortajado, alesado)
Herramientas de filos múltiples (fresado, agujereado, roscado, brochado, escariado, aserrado, tallado de engranajes)
Herramientas de corte por generación de partículas (ruedas abrasivas – amolado, rectificado y afilado)
Características físicas
Dureza -> Resistencia al desgaste y al rozamiento
Resistencia mecánica -> Tenacidad -> Resistencia los choques y a las presiones
No perder la dureza con la temperatura
Estabilidad química
Materiales
Aceros finos al C: (S) Herramientas manuales
C: 0,6 a 1,6%
Vc: entre 10 y 15 m/min.)
Con pequeñas cantidades de otros elementos de aleación como Cr, Co, Mn, Mo, Ni, Si, W y Va, que mejoran sus cualidades de dureza y resistencia y logra hasta 25 m/min.
T de trabajo: <250°C
68 HRc
Aceros rápidos: (HS) Materiales metálicos en gral.
Aceros súper rápidos (HSS) Materiales metálicos en gral.
Carburos metálicos (C) Materiales metálicos en gral.
Principales componentes:
Vc mínima: 120 m/min
T de trabajo: <800°C
Baja Tenacidad.
En desuso.
Metales duros (HM) Materiales metálicos en gral.
AKA: “WIDIA” del aleman “como diamante”
Son aglomerados de varios metales refractarios, cuyo punto de fusión es muy elevado,
Componentes principales:
Carburo de tungsteno (WC),
Carburo de titanio (TiC – es el componente más frágil)
Carburo de cobalto (CoC), en una proporción de 88 a 94%.
Componentes secundarios
Carburo de tantalio (TaC),
Carburo de molibdeno (MoC),
Carburo de vanadio (VC)
Carburo de niobio (NbC).
Fabricación:
Gran dureza
Considerable fragilidad
Vc mínima: 250 m/min.
T de trabajo: <850°C
Cermets (CT) Materiales metálicos en gral.
Son metales duros construidos en base a materiales cerámicos (TiC, TiN y TiCN), con el agregado de Mo2C, mejorando su tenacidad.
Buenas terminaciones superficiales
Pueden mecanizar geometrías con interrupciones
Cerámica (CC) Acero templado, fundición
Son el producto obtenido por sinterización del óxido de aluminio (Al2O3) combinado con óxidos de sodio, potasio, circonio, berilio y titanio, en forma de polvos.
Elevada fragilidad
Extremada dureza
Agregado de Nitruro de Silicio (Si3N4):
Mayor tenacidad y resistencia al choque térmico
Excelente duración del filo mecanizando fundición gris
Mayor resistencia al trabajo en caliente que el metal duro
Nitruro de boro cúbico (CBN) Acero templado, fundición
Se trata de un material artificial obtenido por General Electric, y es el más duro de los conocidos, después del diamante.
T de trabajo: <2000°C
Excelente resistencia
Considerable fragilidad
Baja reactividad química
No es apto para mecanizar materiales blandos
Ideal para terminaciones superficiales
Requiere piezas homogéneas y sin discontinuidades
Diamante policristalino (PCD) No ferrosos y no metálicos
Diamantados industriales en forma de comprimidos policristalinos, fabricados a partir de polvo de diamante,
Ideales para:
Aluminio,
Bronce
Plástico
Limitado a herramientas monocortantes
No es aplicable para materiales ferrosos,
Recubrimientos especiales
TiC Carburo de Titanio – provee resistencia a la abrasión y al desgaste, permitiendo mayores velocidades de corte.
TiCN Carbo nitruro de Titanio – provee resistencia a la formación de cráteres y permite mayor duración del filo.
TiN Nitruro de Titanio – provee alguna resistencia a los cráteres, reducción de fricción y una barrera a la difusión. Su apariencia es de color oro y mejora la terminación superficial. Al2O3
Dureza a bajas temperaturas
Estabilidad química
Excelentes propiedades de unión
Buena resistencia al desgaste
Oxido de Aluminio - resistencia a los cráteres y al desgaste, y resistencia al desgaste abrasivo a altas temperaturas de corte. Facilita los cortes discontinuos. Al2O3/ZrO2
Oxido de aluminio/óxido de zirconio - la mejor resistencia a cráteres, pero más suave que el Al2O3
Otros recubrimientos (PVD)
Nitruro de Aluminio Titanio (AlTiN)
Nitruro de Cromo Aluminio (AlCrN).
Nitruro de Cromo (CrN)
Nitruro de Cromo – Titanio (TiCrN)
Herramienta de filo único
La cara, que es la superficie o superficies sobre las cuales fluye la viruta (superficie de desprendimiento). ·
El flanco, que es la superficie de la herramienta frente a la cual pasa la superficie generada en la pieza (superficie de incidencia). ·
El filo es la parte que realiza el corte, siendo el filo principal la parte que ataca directamente a la pieza y el filo secundario la parte restante. ·
La punta de la herramienta es el lugar donde se intersectan el filo principal y secundario.
Angulos de incidencia
Ángulo de incidencia ó libre (α)
evita el rozamiento
disminuye la resistencia el calor producido
80° a 100° para m. blandos
3° a 6° para materiales duros
Ángulo de filo ó talla (β)
Ángulo de ataque, desprendimiento o salida de viruta (γ)
Ángulo de corte (α + β)
(falta completar)
