Informe de laboratorio nro. 2: MECANIZADO
ASIGNATURA:
Alumnos:
PROCESOS DE MANUFACTURA I
09170242 Basurto Castro Jhancarlo 10170099 Calderón Ñaccha Gianpierre Luis
PROFESOR:
10170249 Laura Solis Jimmy Xamir
ING. VICTOR GENARO ROSALES URBANO
10170005 López Ponce Rodrigo Joel 06170103 Rivera Romero Jessica Patricia 09170145 Sobrino Santos Jordan Alexis 10170030 Tataje Sánchez César Alejandro 10170173 Yauri Graos, Laura Valentina
Ciudad Universitaria
Enero Del 2013
Contenido RESUMEN ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ 3 INTRODUCCION ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... 4 OBJETIVOS ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... 5 PROCESOS DE MECANIZADO.................................................................. ................................................................................................................... ................................................. 6
2
1.1
Mecanizado sin arranque de viruta.............................................................. ......................................................................................... ........................... 6
1.2
Mecanizado por abrasión .................................................................. ........................................................................................................ ...................................... 6
1.3
Mecanizado por arranque de viruta............................................................. ........................................................................................ ........................... 6
1.3.1
Mecanizado manual .................................................................. ........................................................................................................ ...................................... 7
1.3.2
Mecanizado con máquina-herramienta .......................................................... .......................................................................... ................ 7
TORNEADO .............................................................. .................................................................................................................................... ........................................................................ .. 8 2.1
3
2.1.1
Estructura del torno .................................................................. ........................................................................................................ ...................................... 8
2.1.2
Operaciones de mecanizado ................................................................ ......................................................................................... ......................... 10
2.2
Metodología ............................................................... .......................................................................................................................... ........................................................... 12
2.3
Materiales.................................................................... .............................................................................................................................. .......................................................... 13
2.4
Descripción .................................................................. ............................................................................................................................ .......................................................... 13
2.5
Procedimiento ............................................................ ....................................................................................................................... ........................................................... 14
2.6
Resultados ................................................................... ............................................................................................................................. .......................................................... 15
2.7
Conclusiones............................................................... .......................................................................................................................... ........................................................... 16
TALADRADO............................................................. ................................................................................................................................... ...................................................................... 17 3.1
4
Marco Teórico ............................................................ ......................................................................................................................... ............................................................. 8
Marco Teórico ............................................................ ....................................................................................................................... ........................................................... 17
3.1.1
Producción de agujeros ............................................................. ................................................................................................. .................................... 17
3.1.2
Estructura del taladro ............................................................... .................................................................................................... ..................................... 19
3.1.3
Parámetros de corte del taladro .......................................................... ................................................................................... ......................... 19
3.1.4
Tipos de Taladros........................................................... ........................................................................................................... ................................................ 20
3.2
Metodología ............................................................... .......................................................................................................................... ........................................................... 21
3.3
Materiales.................................................................... .............................................................................................................................. .......................................................... 21
3.4
Procedimiento ............................................................ ....................................................................................................................... ........................................................... 22
CEPILLADO ............................................................... ..................................................................................................................................... ...................................................................... 23 4.1
Marco Teórico ............................................................ ....................................................................................................................... ........................................................... 23
4.1.1
Principio de funcionamiento ................................................................ ......................................................................................... ......................... 24
4.1.2
Estructura de la cepilladora.................................................................. ........................................................................................... ......................... 25
4.2
Metodología .......................................................................................................................... 25
4.3
Conclusiones.......................................................................................................................... 26
RECOMENDACIONES GENERALES ......................................................................................................... 27 BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................................................ 28
RESUMEN
A las máquinas más antiguas que el hombre ha construido como medio de ayuda para su trabajo, pertenece el torno. El mismo se encuentra tanto en la moderna construcción de máquinas como también talleres de reparaciones y posibilita la fabricación de piezas sueltas y de series enteras. El torno mecánico es una máquina universal especialmente adecuada para la fabricación de pequeñas piezas torneadas. En él se pueden efectuar todos los trabajos de torneado posibles y cortarse roscas. Su ramo de aplicación es sobre todo la mecánica de precisión. También se lo encuentra frecuentemente en pequeños talleres de reparaciones. En el presente informe daremos a conocer las características de máquinas, herramientas, equipos, procedimientos y otras especificaciones del trabajo en torno, además de todos los pasos a seguir para realizar, en forma exitosa, una pieza en el laboratorio.
INTRODUCCION La realización de este trabajo tiene como finalidad el aplicar, desarrollar y comprender la gran importancia de los procesos de manufactura vistos teóricamente y prácticamente en la asignatura de Procesos de Manufactura I. Donde dichos procesos tienen como objetivo fundamental obtener piezas de una configuración geométrica requerida y acabado deseado, de acuerdo a especificaciones ya preestablecidas. Además es importante mencionar que dichos procesos consisten en arrancar de la pieza bruta el excedente (metal sobrante) de metal, por medio de ciertas herramientas de corte y de máquinas adecuadas a la operación que se vaya a realizar, que en este caso será el torno. En esta ocasión desarrollaremos el proceso de fabricación, así como otros aspectos que lo comprenden el número de pasadas, la velocidad de corte, profundidad de pasada, avance y tiempo de maquinado. El proceso de estudio de la elaboración de la pieza comprende las siguientes operaciones de torneado que son: cilindrado exterior, refrendado, chaflanado y cilindrado cónico.
OBJETIVOS
Realizar un trabajo donde apliquemos los conocimientos adquiridos en clase. Comprender mejor la asignatura, dejándonos claramente los conceptos y aplicaciones vistos. Conocer y describir el proceso de manufactura de un punzón. Ver la gran aplicación dentro de la Industria que tienen dichos procesos de manufactura convencionales. Entender la importancia que tiene el que conozcamos estos temas como Ingenieros Industriales, teniendo un papel importante dentro de ellos.
PROCESOS DE MECANIZADO El mecanizado es un proceso de fabricación que comprende un conjunto de operaciones de conformación de piezas mediante la eliminación de material, ya sea por arranque de viruta o por abrasión. Se realiza a partir de productos semielaborados como lingotes, tochos u otras piezas previamente conformadas por otros procesos como moldeo o forja. Los productos obtenidos pueden ser finales o semielaborados que requieran operaciones posteriores. El mecanizado puede darse de tres formas:
1.1 Mecanizado sin arranque de viruta Todas las piezas metálicas, excepto las fundidas, en algún momento de su fabricación han estado sometidas a una operación al menos de conformado de metales, y con frecuencia se necesitan varias operaciones diferentes. Así, el acero que se utiliza en la fabricación de tubos para la construcción de sillas se forja, se lamina en caliente varias veces, se lamina en frío hasta transformarlo en chapa, se corta en tiras, se le da en frío la forma tubular, se suelda, se maquina en soldadura y, a veces, también se estira en frío. Esto, aparte de todos los tratamientos subsidiarios. La teoría del conformado de metales puede ayudar a determinar la forma de utilizar las máquinas de la manera más eficiente posible, así como a mejorar la productividad.
1.2 Mecanizado por abrasión La abrasión es la eliminación de material desgastando la pieza en pequeñas cantidades, desprendiendo partículas de material, en muchos casos, incandescente. Este proceso se realiza por la acción de una herramienta característica, la muela abrasiva. En este caso, la herramienta (muela) está formada por partículas de material abrasivo muy duro unidas por un aglutinante. Esta forma de eliminar material rayando la superficie de la pieza, necesita menos fuerza para eliminar material apretando la herramienta contra la pieza, por lo que permite que se puedan dar pasadas de mucho menor espesor. La precisión que se puede obtener por abrasión y el acabado superficial pueden ser muy buenos pero los tiempos productivos son muy prolongados.
1.3 Mecanizado por arranque de viruta El material es arrancado o cortado con una herramienta dando lugar a un desperdicio o viruta. La herramienta consta, generalmente, de uno o varios filos o cuchillas que separan la viruta de la pieza en cada pasada. En el mecanizado por arranque de viruta se dan procesos de desbaste (eliminación de mucho material con poca precisión; proceso intermedio) y de acabado (eliminación de poco material con mucha precisión; proceso final cuyo objetivo es el de dar el acabado superficial que se requiera a las distintas superficies de la pieza). Sin embargo, tiene una limitación física: no se puede eliminar todo el material que se quiera porque llega un momento en que el esfuerzo para apretar la herramienta contra la pieza es tan liviano que la herramienta no penetra y no se llega a extraer viruta.
1.3.1
Mecanizado manual
Es el realizado por una persona con herramientas exclusivamente manuales: sierra, lima, cincel, buril; en estos casos el operario maquina la pieza utilizando alguna de estas herramientas, empleando para ello su destreza y fuerza. 1.3.2
Mecanizado con máquina-herramienta
El mecanizado se hace mediante una máquina herramienta, manual, semiautomática o automática, pero el esfuerzo de mecanizado es realizado por un equipo mecánico, con los motores y mecanismos necesarios. Las máquinas herramientas de mecanizado clásicas son: Torno .- El torno es la máquina herramienta de mecanizado más difundida, éstas son en la industria
las de uso más general, la pieza se fija en el plato del torno, que realiza el movimiento de corte girando sobre su eje, la cuchilla realiza el movimiento de avance eliminando el material en los sitios precisos. Fresadora .- En la fresadora el movimiento de corte lo tiene la herramienta; que se denomina fresa, girando sobre su eje, el movimiento de avance lo tiene la pieza, fijada sobre la mesa de la fresadora que realiza este movimiento. Es junto al torno la máquina herramienta más universal y versátil. Taladro .- La pieza es fijada sobre la mesa del taladro, la herramienta, llamada broca, realiza el movimiento de corte giratorio y de avance lineal, realizando el mecanizado de un agujero o taladro teóricamente del mismo diámetro que la broca y de la profundidad deseada. Limadora .- Esta máquina herramienta realiza el mecanizado con una cuchilla montada sobre el porta herramientas del carnero, que realiza un movimiento lineal de corte, sobre una pieza fijada la mesa, que tiene el movimiento de avance perpendicular al movimiento de corte. Cepilladora .- De mayor tamaño que la limadora, tiene una mesa deslizante sobre la que se fija la pieza y que realiza el movimiento de corte deslizándose longitudinalmente, la cuchilla montada sobre un puente sobre la mesa se desplaza transversalmente en el movimiento de avance. Mortajadora .- Es la máquina que arranca material linealmente del interior de un agujero. El movimiento de corte lo efectúa la herramienta y el de avance la mesa donde se monta la pieza a mecanizar. Brochadora .- Máquina en la que el movimiento de corte lo realiza una herramienta brocha de múltiples filos progresivos que van arrancando material de la pieza con un movimiento lineal. Desde hace ya tiempo, la informática aplicada a la automatización industrial, ha hecho que la máquina-herramienta evolucione hacia el Control Numérico Computarizado (CNC). Así pues hablamos de centros de mecanizado de 5 ejes y tornos multifunción, que permiten obtener una pieza compleja, totalmente terminada, partiendo de un tocho o de una barra de metal y todo ello en un único amarre. Estas máquinas con Control Numérico, ofrecen versatilidad, altas capacidades de producción y preparación, ofreciendo altísima precisión del orden de micras.
2 TORNEADO
2.1 Marco Teórico El torno es una máquina para fabricar piezas de forma geométrica de revolución. Se utiliza desde muy antiguamente para la alfarería. Consistía entonces en un plato circular montado sobre un eje vertical que tenía en su parte inferior otro plato, que se hacía girar con los pies, para formar, con arcilla, piezas de revolución con sección variable. Más tarde empezó a utilizarse en carpintería para hacer piezas torneadas. Con el tiempo se ha llegado a convertir en una máquina importantísima en el proceso industrial de la actualidad. El torno paralelo o mecánico 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, a utilizarse en los talleres de aprendices y en los talleres de mantenimiento para realizar trabajos puntuales o especiales. Para la fabricación en serie y de precisión han sido sustituidos por tornos copiadores, revólver, automáticos y de CNC. Para manejar bien estos tornos se requiere la pericia de profesionales muy bien calificados, ya que el manejo manual de sus carros puede ocasionar errores a menudo en la geometría de las piezas torneadas 2.1.1
Estructura del torno
El torno tiene cinco componentes principales: Bancada.- sirve de soporte para las otras unidades del torno. En su parte superior lleva unas guías por las que se desplaza el cabezal móvil o contrapunto y el carro principal. Cabezal fijo: contiene los engranajes o poleas que impulsan la pieza de trabajo y las unidades de avance. Incluye el motor, el husillo, el selector de velocidad, el selector de unidad de avance y el selector de sentido de avance. Además sirve para soporte y rotación de la pieza de trabajo que se apoya en el husillo.
Contrapunto .- El contrapunto es el elemento que se utiliza para servir de apoyo y poder colocar las
piezas que son torneadas entre puntos, así como otros elementos tales como portabrocas o brocas para hacer taladros en el centro de los ejes. Este contrapunto puede moverse y fijarse en diversas posiciones a lo largo de la bancada. Carro portátil .- Consta del carro principal, que produce los movimientos de la herramienta en dirección axial; y del carro transversal, que se desliza transversalmente sobre el carro principal en dirección radial. En los tornos paralelos hay además un carro superior orientable, formado a su vez por tres piezas. La base, el charriot y la torreta portaherramientas. Su base está apoyada sobre una plataforma giratoria para orientarlo en cualquier dirección. Cabezal giratorio o chuck .- Su función consiste en sujetar la pieza a mecanizar. Hay varios tipos, como el chuck independiente de cuatro mordazas o el universal, mayoritariamente empleado en el taller mecánico, al igual que hay chucks magnéticos y de seis mordazas. Equipo auxiliar
PLATO DE GARRAS UNIVERSAL
Se requieren ciertos accesorios, como sujetadores para la pieza de trabajo, soportes y portaherramientas. Algunos accesorios comunes incluyen: Plato de sujeción de garras universal .- Sujeta la pieza de trabajo en el cabezal y transmite el movimiento. Plato de sujeción de garras blandas .- Sujeta la pieza de trabajo en el cabezal a través de una superficie ya acabada. Son mecanizadas para un diámetro específico no siendo válidas para otros. Centros o puntos .- soportan la pieza de trabajo en el cabezal y en la contrapunta. Perno de arrastre .- Se fija en el plato de torno y en la pieza de trabajo y le transmite el movimiento a la pieza cuando está montada entre centros. Soporte fijo o luneta fija .- Soporta el extremo extendido de la pieza de trabajo cuando no puede usarse la contrapunta. Soporte móvil o luneta móvil .- Se monta en el carro y permite soportar piezas de trabajo largas cerca del punto de corte. Torreta portaherramientas .- Con alineación múltiple. Plato de arrastre .- Para amarrar piezas de difícil sujeción. Plato de garras independientes .- Tiene 4 garras que actúan de forma independiente unas de otras.
2.1.2
Operaciones de mecanizado
2.1.2.1 Cilindrado Esta operación consiste en el mecanizado exterior o interior al que se someten las piezas que tienen mecanizados cilíndricos. Para poder efectuar esta operación, con el carro transversal se regula la profundidad de pasada y, por tanto, el diámetro del cilindro, y con el carro paralelo se regula la longitud del cilindro. El carro paralelo avanza de forma automática de acuerdo al avance de trabajo deseado. En este procedimiento, el acabado superficial y la tolerancia que se obtenga puede ser un factor de gran relevancia. Para asegurar calidad al cilindrado el torno tiene que tener bien ajustada su alineación y concentricidad. El cilindrado se puede hacer con la pieza al aire sujeta en el plato de garras, si es corta, o con la pieza sujeta entre puntos y un perro de arrastre, o apoyada en luneta fija o móvil si la pieza es de grandes dimensiones y peso. Para realizar el cilindrado de piezas o ejes sujetos entre puntos, es necesario previamente realizar los puntos de centraje en los ejes. Cuando el cilindrado se realiza en el hueco de la pieza se llama mandrilado. 2.1.2.2 Refrentado La operación de refrentado consiste en un mecanizado frontal y perpendicular al eje de las piezas que se realiza para producir un buen acoplamiento en el montaje posterior de las piezas torneadas. Esta operación también es conocida como fronteado. La problemática que tiene el refrentado es que la velocidad de corte en el filo de la herramienta va disminuyendo a medida que avanza hacia el centro, lo que ralentiza la operación. Para mejorar este aspecto muchos tornos modernos incorporan variadores de velocidad en el cabezal de tal forma que se puede ir aumentando la velocidad de giro de la pieza.
2.1.2.3 Roscado Hay dos sistemas de realizar roscados en los tornos, de un lado la tradicional que utilizan los tornos paralelos, mediante la Caja Norton, y de otra la que se realiza con los tornos CNC, donde los datos de la roscas van totalmente programados y ya no hace falta la caja Norton para realizarlo. Para efectuar un roscado con herramienta hay que tener en cuenta lo siguiente: Las roscas pueden ser exteriores (tornillos) o bien interiores (tuercas), debiendo ser sus magnitudes coherentes para que ambos elementos puedan enroscarse. Los elementos que figuran en la tabla son los que hay que tener en cuenta a la hora de realizar una rosca en un torno:
1 2 3 4 5 6 7
Rosca exterior o macho
Rosca interior o hembra
Fondo o base Cresta o vértice Flanco Diámetro del núcleo Diámetro exterior Profundidad de la rosca Paso
Cresta o vértice Fondo o base Flanco Diámetro del taladro Diámetro interior
Para efectuar el roscado hay que realizar previamente las siguientes tareas: Tornear previamente al diámetro que tenga la rosca Preparar la herramienta de acuerdo con los ángulos del filete de la rosca. Establecer la profundidad de pasada que tenga que tener la rosca hasta conseguir el perfil adecuado.
2.1.2.4 Moleteado El moleteado es un proceso de conformado en frío del material mediante unas moletas que presionan la pieza mientras da vueltas. Dicha deformación produce un incremento del diámetro de partida de la pieza. El moleteado se realiza en piezas que se tengan que manipular a mano, que generalmente vayan roscadas para evitar su resbalamiento que tendrían en caso de que tuviesen la superficie lisa. El moleteado se realiza en los tornos con unas herramientas que se llaman moletas, de diferente paso y dibujo. Un ejemplo de moleteado es el que tienen las monedas de 50 céntimos de euro, aunque en este caso el moleteado es para que los invidentes puedan identificar mejor la moneda. El moleteado por deformación se puede ejecutar de dos maneras: Radialmente, cuando la longitud moleteada en la pieza coincide con el espesor de la moleta a utilizar. Longitudinalmente, cuando la longitud excede al espesor de la moleta. Para este segundo caso la moleta siempre ha de estar biselada en sus extremos.
2.1.2.5 Torneado cónico Para mecanizar conos en los tornos paralelos convencionales se puede hacer de dos formas diferentes. Si la longitud del cono es pequeña, se mecaniza el cono con el carrito de la herramienta inclinado según el ángulo del cono. Si la longitud del cono es muy grande y el eje se mecaniza entre puntos, entonces se desplaza la distancia adecuada el contrapunto según las dimensiones del cono. La conicidad es la relación que existe entre el incremento de diámetro de un tronco de cono recto y su altura. De igual manera, en un cono —que es un caso particular de un tronco de cono cuya base menor tiene un diámetro nulo — la conicidad es la relación entre el diámetro de la base y la altura.
Donde C es la conicidad; Dmayoy y Dmenor son los diámetros mayor y menor del tronco de cono respectivamente. La conicidad se expresa, bien por unidad de longitud de la altura, bien en porcentaje El ángulo α entre una generatriz de un cono y su eje de simetría se obtiene mediante la siguiente relación trigonométrica:
()
2.1.2.6 Chaflanado El chaflanado es una operación de torneado muy común que consiste en matar los cantos tanto exteriores como interiores para evitar cortes con los mismos y a su vez facilitar el trabajo y montaje posterior de las piezas. El chaflanado más común suele ser el de 1mm por 45º. Este chaflán se hace atacando directamente los cantos con una herramienta adecuada
2.1.2.7 Cilindrado interior o taladrado Muchas piezas que son torneadas requieren ser taladradas con brocas en el centro de sus ejes de rotación. Para esta tarea se utilizan brocas normales, que se sujetan en el contrapunto en un portabrocas o directamente en el alojamiento del contrapunto si el diámetro es grande. Las condiciones tecnológicas del taladrado son las normales de acuerdo a las características del material y tipo de broca que se utilice. Mención aparte merecen los procesos de taladrado profundo donde el proceso ya es muy diferente sobre todo la constitución de la broca que se utiliza. No todos los tornos pueden realizar todas estas operaciones que se indican, sino que eso depende del tipo de torno que se utilice y de los accesorios o equipamientos que tenga.
2.2 Metodología La metodología utilizada en esta práctica de laboratorio consistió en formar tres grupos de ocho estudiantes, donde cada uno de ellos estaría asignado a una máquina herramienta. De los tres grupos de ocho estudiantes, cinco de cada grupo fueron asignados a los tornos paralelos. Una vez asignada la máquina herramienta, se debe utilizar los instrumentos adecuados para maquinar la pieza solicitada. El profesor a cargo nos presenta los planos de la pieza solicitada con sus dimensiones específicas.
2.3 Materiales
Torno paralelo.
Cuchilla para torno.
Llave allen 5mm.
Plato de garras universal.
Barra de 7cm de fierro de construcción.
Vernier 2.4 Descripción A partir de los instrumentos facilitados por el profesor se realizó el maquinado de la pieza solicitada de acuerdo a los parámetros indicados a continuación. . Cilindrado N°1:
Diámetro inicial: 13.35 mm Diámetro final: 10 mm Longitud: 65 mm
Φ 10
Φ8
Cilindrado N°2:
Diámetro inicial: 10 mm Diámetro final: 8 mm Longitud: 15 mm
15
65
2.5 Procedimiento
Calculamos la velocidad de rotación del husillo (rpm), esta velocidad es seleccionada en el torno, girando el tambor de velocidades, hasta llegara a aproximadamente el valor requerido.
Colocamos el eje en el cabezal y lo ajustamos, también aseguramos la cuchilla en la torreta y la centramos al eje, antes de empezar nos aseguramos que todo esté bien asegurado y en su lugar.
Encendemos el torno y empezamos a trabajar la pieza, se realizará primero dos tipos de mecanizados:
Cilindrado N°1:
Diámetro inicial: 13.35 mm Diámetro final: 10 mm Longitud: 65 mm Cilindrado N°2:
Diámetro inicial: 10 mm Diámetro final: 8 mm Longitud: 15 mm
Esto lo realizamos con una profundidad de 1 mm por pasada que vamos aumentando en la manivela de avance transversal, las pasadas manuales las realizamos con la manivela de avance del carro (paralelo al eje), las primeras pasadas son de desbaste, así que no es necesario hacerlo de forma lenta, las ultimas pasadas si las hacemos lentas, para que tenga una acabado más fino.
La Pieza maquinada quedara asi:
2.6 Resultados La velocidad a la cual se trabajara será de
Con ayuda del vernier hallamos el diámetro inicial y luego determinamos la velocidad de giro de la herramienta. Para la primera operación de maquinado D= 13.35 mm
Habiendo hallado el valor de velocidad de giro de la herramienta adoptamos el valor más próximo en el torno el cual fue 710 RPM. Para la segunda operación de maquinado D= 10mm
Habiendo hallado el valor de velocidad de giro de la herramienta adoptamos el valor más próximo en el torno el cual fue 1000 RPM.
2.7 Conclusiones
Podemos concluir que el torno es una máquina herramienta más usada en las empresas metalmecánicas por la gran cantidad de aplicaciones mecánicas que se pueden aplicar en él. Para poder realizar un maquinado óptimo se necesita conocer el uso correcto de las herramientas que se utilizan como puede ser el vernier, el taladro. Un torno puede ser muy peligroso si no se maneja en forma apropiada, aun cuando esté equipado con diversas protecciones. Si empleamos útiles especiales, un torno se puede utilizar también para obtener superficies lisas, como las producidas por una fresadora, o para taladrar orificios en la pieza. Es útil puede moverse paralela o perpendicularmente a la dirección de giro, para obtener piezas con partes cilíndricas o cónicas. Elementos de control (perillas, pulsadores, etc.) que accionan el motor o varían su velocidad; Existen mecanismos que, además de transmitir, permiten transformar movimientos (Como pasar de un movimiento circular a uno lineal, por ejemplo).
3 TALADRADO
El taladro es una máquina herramienta donde se mecanizan la mayoría de los agujeros que se hacen a las piezas en los talleres mecánicos. Destacan estas máquinas por la sencillez de su manejo. Tienen dos movimientos: El de rotación de la broca que le imprime el motor eléctrico de la máquina a través de una transmisión por poleas y engranajes, y el de avance de penetración de la broca, que puede realizarse de forma manual sensitiva o de forma automática, si incorpora transmisión para hacerlo. Se llama taladrar a la operación de mecanizado que tiene por objeto producir agujeros cilíndricos en una pieza cualquiera, utilizando como herramienta una broca. La operación de taladrar se puede hacer con un taladro portátil, con una máquina taladradora, en un torno, en una fresadora, en un centro de mecanizado CNC o en una mandrinadora. De todos los procesos de mecanizado, el taladrado es considerado como uno de los procesos más importantes debido a su amplio uso y facilidad de realización, puesto que es una de las operaciones de mecanizado más sencillas de realizar y que se hace necesario en la mayoría de componentes que se fabrican. Las taladradoras descritas en este artículo, se refieren básicamente a las utilizadas en las industrias metalúrgicas para el mecanizado de metales, otros tipos de taladradoras empleadas en las cimentaciones de edificios y obras públicas así como en sondeos mineros tienen otras características muy diferentes y serán objeto de otros artículos específicos.
3.1 Marco Teórico El taladrado es un término que cubre todos los métodos para producir agujeros cilíndricos en una pieza con herramientas de arranque de viruta. Además del taladrado de agujeros cortos y largos, también cubre el trepanado y los mecanizados posteriores tales como escariado, roscado y brochado. La diferencia entre taladrado corto y taladrado profundo es que el taladrado profundo es una técnica específica diferente que se utiliza para mecanizar agujeros donde su longitud es varias veces más larga que su diámetro. Con el desarrollo de brocas modernas el proceso de taladrado ha cambiado de manera drástica, porque con las brocas modernas se consigue que un taladro macizo de diámetro grande se pueda realizar en una sola operación, sin necesidad de un agujero previo, ni de agujero guía, y que la calidad del mecanizado y exactitud del agujero evite la operación posterior de escariado. Como todo proceso de mecanizado por arranque de viruta la evacuación de la misma se torna crítica cuando el agujero es bastante profundo, por eso el taladrado está restringido según sean las características del mismo. Cuanto mayor sea su profundidad, más importante es el control del proceso y la evacuación de la viruta. 3.1.1
Producción de agujeros
Los factores principales que caracterizan un agujero desde el punto de vista de su mecanizado son: Diámetro. Calidad superficial y tolerancia. Material de la pieza.
Material de la broca. Longitud del agujero. Condiciones tecnológicas del mecanizado. Cantidad de agujeros a producir. Sistema de fijación de la pieza en el taladro.
Casi la totalidad de agujeros que se realizan en las diferentes taladradoras que existen guardan relación con la tornillería en general, es decir la mayoría de agujeros taladrados sirven para incrustar los diferentes tornillos que se utilizan para ensamblar unas piezas con otras de los mecanismos o máquinas de las que forman parte. Según este criterio hay dos tipos de agujeros diferentes los que son pasantes y atraviesan en su totalidad la pieza y los que son ciegos y solo se introducen una longitud determinada en la pieza sin llegarla a traspasar, tanto unos como otros pueden ser lisos o pueden ser roscados. Respecto de los agujeros pasantes que sirven para incrustar tonillos en ellos los hay de entrada avellanada, para tornillos de cabeza plana, agujeros de dos diámetros para insertar tornillos allen y agujeros cilíndricos de un solo diámetro con la cara superior refrentada para mejorar el asiento de la arandela y cabeza del tornillo. El diámetro de estos agujeros corresponde con el diámetro exterior que tenga el tornillo. Respecto de los agujeros roscados el diámetro de la broca del agujero debe ser la que corresponda de acuerdo con el tipo de rosca que se utilice y el diámetro nominal del tornillo. En los tornillos ciegos se debe profundizar más la broca que la longitud de la rosca por problema de la viruta del macho de roscar. Representación gráfica de los agujeros ciegos roscados
3.1.2
Estructura del taladro
Patas.- Sostienen el peso de la máquina. Base.- Ajusta la distancia requerida para su implementación. Prensa.- Sujeta el material que será utilizado. Columna .- Soporte de la parte superior del motor. Motor .- Aporta la fuerza a la polea. Polea.- Transmite la fuerza requerida. Husillo.- Sostiene la herramienta (broca) para su funcionamiento. Manivela .- Desplaza la broca hacia el material. Interruptor .- Enciende y apaga la máquina. Cableado .- Transmite la energía eléctrica requerida
3.1.3
Parámetros de corte del taladro
Los parámetros de corte fundamentales que hay que considerar en el proceso de taladrado son los siguientes: Elección del tipo de broca más adecuado Sistema de fijación de la pieza Velocidad de corte (V c) de la broca expresada de metros/minuto Diámetro exterior de la broca u otra herramienta Revoluciones por minuto (rpm) del husillo portabrocas Avance en mm/rev, de la broca Avance en mm/mi de la broca Profundidad del agujero Esfuerzos de corte Tipo de taladradora y accesorios adecuados
3.1.4
Tipos de Taladros
NOMBRE
Taladro de mano o pecho
CARACTERISTICAS El diámetro máximo de las brocas permisibles es de 5mm. Algunas tienen un dispositivo llamado matraca para permitir el ir y venir de la herramienta. Solo para materiales de poca dureza.
Taladro manual eléctrico
Diámetro máximo de broca 10 mm. Se utiliza para pulir, o cortar con los discos adecuados. Tienen problemas en la precisión de los taladros ejecutados. Presentan un motor eléctrico el cual se coloca un dispositivo de sujeción.
Taladro de mesa
Equipo que puede utilizar brocas de 12mm y que produce barrenos de precisión (en cuanto al lugar en que se quieran hacer). No tienen avance automático. Presentan una columna no mayor a 60cm y cabezal principal en el que se ubican 2 poleas y los dispositivos para que funcione el husillo principal.
Taladro de columna
Equipo que puede utilizar brocas, barrenas, penetradores y avellanadores. Tiene avance automático y más de 6 velocidades en el husillo principal.
Taladro en serie
Son varias cabezas de taladrar colocadas una después de la otra, con ellas se puede hacer trabajos relacionados con los taladros en serie.
Taladro múltiple
Un solo cabezal con varios husillos principales, los que puede actuar al mismo tiempo haciendo varios barrenos o perforaciones en una sola pasada.
Taladro radial
Máquina de gran tamaño que mueve su cabeza, su mesa de trabajo y el husillo principal con motores independientes. También puede girar por lo menos 90° su cabezal, con lo que se pueden ejecutar barrenos de manera horizontal o inclinada.
Taladro horizontal
Es una máquina que se utiliza para dar terminado a barrenos previamente ejecutados o para hacerlos más grandes. Opera de manera independiente su mesa de trabajo y la barra portadora de la herramienta.
3.2 Metodología La metodología utilizada en esta práctica de laboratorio consistió en formar tres grupos de ocho estudiantes, donde cada uno de ellos estaría asignado a una máquina herramienta. De los tres grupos de ocho estudiantes, dos de cada grupo fueron asignados a los taladros. Una vez asignada la máquina herramienta, se debe utilizar los instrumentos adecuados para maquinar la pieza solicitada. El profesor a cargo nos presenta los planos de la pieza solicitada con sus dimensiones específicas.
3.3 Materiales
Taladro de mesa.
Brocas 5, 8 y 12 mm
Prensa manual
Bloque de aluminio
Sierra
Llave de broca
3.4 Procedimiento Paso 1: Colocar la broca de diámetro 5mm en el taladro, y ajustar con la llave de broca. Sujetar la barra de aluminio con la prensa. Taladrar 3 agujeros pasantes en línea.
Paso 2: En el segundo y tercer agujero, taladrar con broca de diámetro 8mm. Paso 3: En el tercer agujero, taladrar con broca de diámetro 12mm. Paso 4: Cortar con sierra manual por el centro de los tres agujeros.
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4 CEPILLADO
La cepilladora es una máquina herramienta que realiza la operación mecánica de cepillado. Dicha operación consiste en la elaboración de superficies planas, acanalamientos y otras formas geométricas en las piezas. La única restricción es que las superficies han de ser planas. La cepilladora arranca el material haciendo pasar una herramienta de una punta por la pieza a trabajar. Además de este movimiento, la pieza también se mueve de tal forma que la herramienta siempre tenga material que quitar.
4.1 Marco Teórico Es una operación mecánica con desprendimiento de viruta en la cual se utiliza una máquina llamada cepillo y el movimiento es proporcionado en forma alternativa, y se usa una herramienta llamada buril. La cepilladora, es una maquina un tanto lenta con una limitada capacidad para quitar metal. Codo se utilizan sobre todo para el maquinado de superficies horizontales, verticales o angulares. Se pueden utilizar para maquinar también superficies cóncavas o convexas. Existen diferentes tipos de cepillo, a los cuales se les conoce como limadoras, lo s cepillos se miden de acuerdo a la capacidad de carrera del camero así como a la capacidad y carrera de la mesa. Esta máquina se presta para trabajar piezas de hasta 800 mm de longitud. A causa de su movimiento principal horizontal la llaman también mortajadora horizontal. Generalmente en piezas de gran tamaño que se maquinan en el cepillo de mesa no se utilizan prensas ya que serían de dimensiones extremosas, para esto se recomienda la utilización de bridas, tornillos, tirantes o soportes especiales, diseñados especialmente para un tr abajo específico. En el cepillado debe verificarse que la herramienta se levante por medio de la charnela en el retroceso, ya que de no hacerse se corre el riesgo de despostillar o desafilar la herramienta. El operador llamado cepillista debe tener conocimientos en materias tales como: matemáticas, mantenimiento, metrología, afilado, ajuste, etcétera.
4.1.1
Principio de funcionamiento
Para el vaivén del carro se usa una corredera oscilante con un mecanismo de retorno rápido. El balancín pivotado que está conectado al carro, oscila alrededor de su pivote por un perno de cigüeñal, que describe un movimiento rotatorio unido al engranaje principal. La conexión entre el perno de cigüeñal y el balancín se hace a través de un dado que se desliza en una ranura en el balancín y está movido por el perno del cigüeñal. De ésta manera, la rotación del engranaje principal de giro mueve el perno con un movimiento circular y hace oscilar al balancín. El perno está montado sobre un tornillo acoplado al engranaje principal de giro, lo que permite cambiar su radio de rotación y de ésta forma variar la longitud del recorrido del carro porta herramienta. El recorrido hacia adelante o recorrido cortante, requiere una rotación de unos 220º del engranaje principal de giro, mientras que el recorrido de vuelta requiere solamente 140º de rotación. En consecuencia la relación de tiempos de recorrido cortante a recorrido de retorno es del orden de 1.6 a 1. Para poder usar varias velocidades de corte, existen engranajes apropiados de transmisión y una caja de cambios, similar a la transmisión de un automóvil.
4.1.2
Estructura de la cepilladora
Partes que constituyen una limadora: 1. Volante para subir-bajar el carro portaherramientas. 2. Carro porta herramientas 3. Mordaza para sujeción de piezas. 4. Mesa. 5. Soporte para apoyo de la mesa 6. Soporte para apoyo de la mesa 7. Bancada. 8. Guías de deslizamiento horizontal de la mesa. 9. Volante para accionamiento manual de la mesa. 10. Tornillo selector del recorrido del avance automático, y freno correspondiente. 11. Tornillo para graduar el recorrido del carnero, y freno de fijación. 12. Polea del embrague para accionamiento de los mecanismos. 13. Palanca para del embrague. 14. Volante para situar el recorrido del carnero. 15. Carnero. 16. Palanca para fijar el carnero en la situación seleccionada. 17. Husillo para movimiento vertical del conjunto carro-mesa. 18. Volante para mover manualmente el carnero, solamente con máquina parada. 19. Eje de colocación de la palanca de accionamiento de sube-baja carro-mesa.
4.2 Metodología La metodología utilizada en esta práctica de laboratorio consistió en formar tres grupos de ocho estudiantes, donde cada uno de ellos estaría asignado a una máquina herramienta. De los tres grupos de ocho estudiantes, uno de cada grupo fue asignado a la cepilladora. Una vez asignada la máquina herramienta, se debe utilizar los instrumentos adecuados para maquinar la pieza solicitada. El profesor a cargo nos presenta los planos de la pieza solicitada con sus dimensiones específicas.
4.3 Conclusiones Después de haber realizado la práctica de laboratorio el grupo llego a las siguientes conclusiones:
El buen uso de las herramientas de medición facilita la creación de los planos de las piezas que se desee elaborar.
Es menos tedioso medir en milímetros que en pulgadas; puesto que las medidas en pulgadas están representadas en fracciones, lo cual dificulta sumar las medidas obtenidas con rapidez.
Cada pieza necesita un instrumento especial de medición, de esta manera se adquirirá mejores resultados con lo cual se logrará tener un menor margen de error
Pudimos observar que estos mecanismos se utilizan para transmitir movimientos (como es en el caso de los engranes).
Además hay otros mecanismos que a pesar de transmitir movimiento también lo transforman (Como el caso de los engranes (movimiento circular) con los engranes lineales (movimiento lineal)).
Todo mecanismo está constituido por un motor que transforma la energía que recibe en un movimiento mecánico
Indicadores que permiten informar al usuario sobre el estado de funcionamiento de la máquina (como las luces, agujas, etc.).
RECOMENDACIONES GENERALES
Se tiene que aprender a manejar bien el vernier, es decir si es posible la pieza con una mano y el vernier con la otra, para que tenga mejor manejo de las medidas así en el momento de realizar el torneado sea exacto. En el proceso de torneado el alumno debe avanzar lento y a una velocidad constante, así evitar que el material salga con defectos. No se incline sobre la máquina. Manténgase erecto, procurando que su cara y ojos queden alejados de las virutas que salen volando. Nunca use ropas holgadas ni tenga puestos anillos o relojes al manejar un torno (éstos pueden ser atrapados por las partes giratorias del torno y causar un grave accidente). Tener cuidado con la viruta que se desprenda de los procesos de mecanizado ya que podría quemar y/o cortar el cabello o la ropa.
BIBLIOGRAFIA
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http://delfosis.uam.mx/~sre/lab/maquinas/maquinas/torno/torno5.html http://library.cbest.chevron.com/ www.mobil.com
