Introducción y análisis de sistemas CNC

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Tema 1: Introducción y análisis de sistemas cnc y del cumplimiento de la hoja de procesos
Luis Fernando Guerrero Pérez
Eduardo Antonio Rodríguez Guerra
Eduardo Daniel Durón Villa​​
Christian Enrique González Robles
MANUFACTURA AVANZADA
06 de Septiembre de 2022
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¿Qué es el CNC?
El control numérico por computadora (comúnmente conocido como CNC) es un sistema que permite controlar en todo momento la posición de un elemento físico. Se utiliza el CNC para controlar máquinas como tornos CNC o fresadoras CNC y obtener así productos seriados totalmente personalizados para el cliente final.
El proceso consiste en diseñar un programa con un conjunto de órdenes añadidas que determinen la posición y rotación de la herramienta de forma secuencial. 
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CONOCIMIENTOS Y HABILIDADES NECESARIOS PARA OPERAR SISTEMAS CNc
Para poder operar un sistema CNC se requiere de los siguientes conocimientos y habilidades:
Conocimiento en geometría, álgebra y trigonometría.
Conocimiento general de herramientas de corte.
Conocimiento de sistemas de sujeción de las herramientas de corte.
Conocimiento de metrología y uso de aparatos de medición. 
Interpretación de planos
Conocimientos de programación CNC
Conocimientos generales de ordenadores
Conocimientos de Mantenimiento y operación CNC
Conocimientos de parámetros y condiciones de corte.
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PROGRAMACIÓN CNC
La programación es la base del CN, conocer dicha programación es imprescindible para cualquier operario que intervenga en el proceso constructivo, desde la oficina técnica, hasta la última mecanización.
El programa como tal, no es nada más que una sucesión de órdenes y procesos los cuales tienen que realizarse en el orden lógico que se estableció.
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Hay dos grupos de información los cuales siempre hay que tener en cuenta:
Datos geométricos 
Datos dimensionales del contorno final
Descripción de los movimientos de la herramienta
Posicionamiento en el área de trabajo del cero y puntos de referencia necesarios
Datos tecnológicos
Datos de la herramienta
Condiciones de corte (velocidad, avance, etc.)
Funciones auxiliares de maquina (refrigeración, giros, etc.)
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La programación según el sistema en el que se escribe el programa se divide en tres grupos:
Programación manual a pie de maquina
el operador a partir del plano escribe el programa directamente en el control. Actualmente este tipo de programación solo es aconsejable para programas que sean sencillos para el operador y que no sean de dimensiones muy grandes.
Programación manual desde ordenador
Permite la creación del programa de forma totalmente aislada al operador, se siguen escribiendo los programas a mano, sin embargo desde un ordenador. Permite que un técnico este monitoreando la programación de un grupo de máquinas, mientras el operario está al tanto del proceso.
Programación con sistema CAM
Se trata de software que hace de puente entre la tecnología CAD (computer-aided design), responsable de los diseños de planos 2D y 3D de piezas) y el lenguaje de programación de las máquinas-herramienta (las líneas de palabras CNC) para fabricar las piezas diseñadas. 
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SISTEMAS DE FABRICACIÓN DE MÁQUINAS-HERRAMIENTAS
Las máquinas herramientas por lo general son máquinas de potencia para corte o conformación de metales que se utilizan para dar forma a metales mediante:
Eliminación de virutas
Prensado, estirado o corte
Procesos de maquinado eléctrico controlados
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Cualquier máquina herramienta por lo general es capaz de:
	1. Sujetar y apoyar la pieza de trabajo
	2. Sujetar y apoyar una herramienta de corte
	3. Impartir un movimiento adecuado a la herramienta de corte o a la pieza de trabajo
	4.Avanzar la herramienta de corte o la pieza de trabajo de forma que se logre la acción de corte y la precisión 	requeridas.
Las máquinas herramientas que se encuentran en la rama metalmecánica se dividen en cuatro clases principales:
Máquinas productoras de viruta
Estas máquinas forman el metal al tamaño y forma deseados al retirar las secciones no deseadas. Estas máquinas herramientas generalmente modifican la forma de productos metálicos.
Maquinas no productoras de viruta
Estas máquinas dan forma al metal a su tamaño y forma por prensado, estirado, punzonado o cortado. Estas maquinas herramientas generalmente modifican la forma de productos de lámina de acero.
Máquinas de nueva generación
Estas máquinas fueron desarrolladas para realizar operaciones que serían muy difíciles o imposibles de realizar en máquinas productoras o no productoras de viruta. Un ejemplo de estas máquinas podrían ser las máquinas de electroerosión, electroquímicas y láser.
Máquinas multitareas
Estas máquinas consisten en un centro de torneado con dos ejes independientes y un centro de maquinado vertical con un eje de herramienta giratorio. Además de las operaciones convencionales de desbastado y fresado, es posible fresar engranes, maquinar moldes y rectificar en el mismo equipo de trabajo.
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Máquinas Herramientas Estándar
Torno
El torno se utiliza para producir piezas redondas.
Taladro
El taladro se utiliza principalmente para producir perforaciones redondas.
Fresadora
Las fresadoras sirven para producir superficies planas y de contorno, ranuras, dientes de engranes y formas helicoidales.
Máquinas de Control Numérico
Estas máquinas se controlan por medio de una computadora y han permitido que la industria produzca piezas a una velocidad y precisión muy superior a lo que hace algunos años se podía lograr.
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ANÁLISIS DEL CUMPLIMIENTO DE UNA HOJA DE PROCESOS
Hoja de Procesos 
Una hoja de proceso es un formulario en forma de tabla en el que se detallan las máquinas, operaciones de mecanizado, condiciones, mecanismos de verificación, y cualquier otra información útil para fabricar una pieza o conjunto mecánico.
Sirve como apoyo muy importante para dos etapas esenciales en un proceso: 
Planificación: antes de producir, se debe estudiar si es posible fabricarlo, tanto técnica como económicamente. 
Producción: una vez decidida su fabricación, facilitar el trabajo del operario u operaria a pie de máquina para saber que deben hacer y cómo hacerlo.
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Partes de una hoja de procesos:
Proyecto: Título del proyecto a construir.
Dimensiones: Medidas globales del objeto. 
Curso/Grupo. 
Nº de pieza: Número de pieza dentro del conjunto. Las piezas iguales se enumeran una sola vez. 
Cantidad: Cuando existen dos o más piezas iguales, se les asigna el mismo número de pieza y se detalla el número o cantidad de piezas iguales. 
Croquis: se realiza un croquis acotado de la pieza en cuestión. 
Útiles y herramientas: se enumeran todos aquellos útiles y herramientas empleados para la construcción de dicha pieza. 
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Partes de una hoja de procesos:
Operaciones y observaciones: Se enumeran las operaciones llevadas a cabo en la realización de la pieza y las observaciones a resaltar (si las hubiera). 
Tiempo: Se indica de forma aproximada el tiempo estimado para la realización de la pieza. 
Datos del mecanizado: Se especificará bajo que parámetros funcionará la máquina para mecanizar la pieza. 
Tiempos y costes: se especificará el tiempo de duración del mecanizado, así como los costos del mismo. 
Material: se especifica de que material va a ser construida la pieza. 
Fecha: Es la fecha de revisión de la pieza 
Además, se nombra a los responsables de cada proceso especificado en la hoja y se coloca el logotipo de la empresa.
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Ejemplo de otro tipo de hoja de procesos
Análisis del cumplimiento de la hoja de procesos
Tiempo de Maquinado 
Velocidad de corte
Distancia que recorre el filo de corte de la herramienta al pasar en dirección del movimiento principal respecto a la superficie que se trabaje.
Suele ser suministrada por el proveedor del material a maquinar 
Se expresa en m/s
Varia dependiendo de la herramienta de corte en función de su geometría y del material que la compone 
En episodios pasados
Avance
Es la velocidad relativa entre herramienta y pieza sin considerar la velocidad de corte
Suele ser suministrada por el proveedordel material a maquinar 
Se expresa en mm/min ó mm/rev 
Varia dependiendo de la herramienta de corte en función de su geometría y del material que la compone 
En episodios pasados
Consecuencias de velocidad de avance
alta
Menor desgaste de la herramienta.
Menor tiempo de corte.
Mayores riesgos a la formación de cráteres, fracturas y deformaciones plásticas.
Mala calidad superficial
Viruta de mayor espesor, mayor área de sección y menor control de viruta.
Baja 
Mayor calidad en acabado superficial.
Viruta con menor espesor y mejor controlada.
Mayor coste de mecanizado.
Mayor tiempo de corte .
Mayor desgaste de la herramienta .
El tiempo de maquinado
Tm= Tiempo de maquinado
D0= Diámetro de la parte de trabajo
Vc= Velocidad de corte 
L= longitud de la parte a trabajar
= Avance
Problemita de ejemplo
Se desea desbastar un acero con un punto de fluencia hasta 45 kgf/mm2, por un recorrido de 150mm en un cilindro que posee 300mm de largo y originalmente 150mm de diámetro. El diámetro final que se desea, es de 90mm. estime el tiempo teórico de corte del proceso.
	tablas de parámetros de corte				
	Material a trabajar	velocidad de	 	ángulos de	 
		Desbaste	Pulido	A(°)	B(°)
	"Hierro" y  Acero hasta 45 kgf/mm2	30	45	8	60
	acero 
45 – 65 kgf/mm2	25	40	6	65
	acero 
65 – 85 kgf/mm2	20	30	6	70
Link de tabla 
https://www.dropbox.com/s/7halfxgf8hh2q2r/caracter%C3%ADsticas%20de%20trabajo%20con%20acero%20r%C3%A1pido.xlsx?dl=0
	avances (en milímetros por revolución)	
	Piezas  con grandes aumentos de material, procedentes de forjado o fundición: desbaste a gran pasada con torno de suficiente potencia	de 1 a 1,5mm
	Piezas con aumentos prudenciales de material, desbaste con pasada corriente	de 0,6 a 0,8mm
	Piezas que después del torneado son terminadas en rectificadora: superficie sin afinación con pasada única	de 0,4 a 0,6mm
	Piezas pequeñas: desbaste con pasada ligera	0,25 a 0,4mm
	Afinados  a punta de cuchilla	0,05 a 0,1 mm
		0,15 a 0,2mm
		
	profundidad de corte (valores normales medios) A 32	
	desbaste de metales y fundición de hierro 5x avance	
	;	 
7.9448 min
30 mm
150 mm
 
Gracias 
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