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UNIVERSIDAD NACIONAL DE JAÉN FACULTAD DE INGENIERIA MECÁNICA Y ELÉCTRICA INFORME DE PROCESOS DE MANUFACTURA Tema: FRESADORAS Realizado por: ✓ Herrera García Jorge Luis ✓ Neyra Carrasco Leodan ✓ Vásquez Gómez James ✓ Polo Vallejos Christian Profesor: ING. Orlando Ángeles Pérez Jaén-Perú 1 INDICE 1. FRESADORAS ............................................................................................................... 2 1.1 Tipos de fresadoras ................................................................................................. 2 1.1.1 Fresadoras según la orientación de la herramienta ........................................ 2 1.2 Fresadoras según el número de ejes ...................................................................... 3 1.3 Elementos de sujeción para las piezas y su utilización .......................................... 4 1.4 Elementos de sujeción para las herramientas y su utilización ............................... 7 1.4.1 Portafresa ......................................................................................................... 7 1.4.2 Portafresas calzables ....................................................................................... 7 1.4.3 Mandril se sujeción de las fresas ..................................................................... 8 1.5 Velocidad de corte ................................................................................................... 8 1.6 Velocidad de avance ............................................................................................. 10 1.7 Volumen máximo ................................................................................................... 10 1.8 Profundidad de corte ............................................................................................. 11 1.9 Tiempo de mecanizado ......................................................................................... 11 1.10 Potencia de corte ............................................................................................... 12 1.11 Fresado de levas ................................................................................................ 12 1.12 Aplicaciones del Fresado ................................................................................... 13 1.13 Graduación simple ............................................................................................. 14 1.14 Graduación helicoidal ......................................................................................... 14 1.15 Cabeza graduada ............................................................................................... 15 1.16 Graduación diferencial ....................................................................................... 15 2. BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................. 15 2 1. FRESADORAS 1.1 Tipos de fresadoras 1.1.1 Fresadoras según la orientación de la herramienta • Fresadora horizontal Esta máquina permite realizar principalmente trabajos de ranurado, con diferentes perfiles o formas de las ranuras. Cuando las operaciones a realizar lo permiten, principalmente al realizar varias ranuras paralelas, puede aumentarse la productividad montando en el eje portaherramientas varias fresas conjuntamente formando un tren de fresado. • Fresadora vertical Puede desplazarse verticalmente, bien el husillo, o bien la mesa, lo que permite profundizar el corte. Hay dos tipos de fresadoras verticales: las fresadoras de banco fijo o de bancada y las fresadoras de torreta o de consola. En una fresadora de torreta, el husillo permanece estacionario durante las operaciones de corte y la mesa se mueve tanto horizontalmente como verticalmente. En las fresadoras de banco fijo, sin embargo, la mesa se mueve sólo perpendicularmente al husillo, mientras que el husillo en sí se mueve paralelamente a su propio eje. 3 • Fresadora Universal Tiene un husillo principal para el acoplamiento de ejes portaherramientas horizontales y un cabezal que se acopla a dicho husillo y que convierte la máquina en una fresadora vertical. Su ámbito de aplicación está limitado principalmente por el costo y por el tamaño de las piezas que se pueden trabajar. 1.2 Fresadoras según el número de ejes • Fresadora de tres ejes Puede controlarse el movimiento relativo entre pieza y herramienta en los tres ejes de un sistema cartesiano. • Fresadora de cuatro ejes Además del movimiento relativo entre pieza y herramienta en tres ejes, se puede controlar el giro de la pieza sobre un eje, como con un mecanismo divisor o un plato giratorio. Se utilizan para generar superficies con un patrón cilíndrico, como engranajes o ejes estriados. 4 • Fresadora de cinco ejes Se puede controlar o bien el giro de la pieza sobre dos ejes, uno perpendicular al eje de la herramienta y otro paralelo a ella; o bien el giro de la pieza sobre un eje horizontal y la inclinación de la herramienta alrededor de un eje perpendicular al anterior. 1.3 Elementos de sujeción para las piezas y su utilización • Las fuerzas que actúan durante el arranque de virutas, no deben correr la pieza en el elemento de sujeción. • Los elementos de sujeción deben retener la pieza en la posición correcta respecto de la herramienta. • Ellos no deben de obstruir la herramienta durante el maquinado, de lo contrario se origina un peligro de accidente y eventualmente se ocasionan danos a la herramienta. • Mesa • Ranura T • Tornillo de sujeción cuya cabeza se inserta en la ranura • La mesa está diseñada en tal forma, que los tornillos de sujeción puedan ser captados. Ella posee ranuras-T en las cuales se insertan las cabezas de los tornillos de sujeción. 5 1. Mesa 2. Tornillo de sujeción 3. Virutas Las virutas impiden la sujeción Se debe tener en cuenta en la utilización de mordazas de rosca. 1. Pieza 2. Mordaza de rosca 3. Soporte de sujeción La mordaza debe estar paralela a la mesa, pudiéndose sujetar correctamente la pieza Si la mordaza esta inclinada respecto a la mesa la pieza no se puede sujetar en forma correcta. 6 Algunos soportes de sujeción están diseñados en forma escalonada. Ellos permiten una utilización ventajosa. Todos los tornillos de sujeción de deben tensionar uniformemente, para que con ello la pieza se apoye completamente a la mesa. La mordaza se coloca en tal forma, que el brazo de palanca mayor se apoye sobre el asiento de sujeción y el brazo de palanca corto sobre la pieza. Utilizándose de esta forma el efecto de palanca para una sujeción segura de la pieza. 1. Mordaza de rosca 2.Pieza 3.Soporte de sujeción 4.Brazo de carga 5. Brazo de fuerza • Durante la utilización de las mordazas de rosca: • Deben de tensarse uniformemente todos los tornillos de sujeción. • La mordaza de rosca debe colocarse paralela a la mesa. 7 • Debe de utilizarse el efecto de palanca de la mordaza de rosca. 1.4 Elementos de sujeción para las herramientas y su utilización • Durante el fresado actúan por lo general varios filos simultáneamente sobre la pieza. • Cuando un filo comienza el arranque de viruta e igualmente cuando un filo culmina el arranque de viruta cambia la carga sobre la fresa debido a las fuerzas de corte. • Este cambio debe ser receptado totalmente por el elemento de sujeción. • La herramienta no debe cambiar su posición e igualmente no se debe soltar del elemento de sujeción. 1.4.1 Portafresa • 1 Cuerpo básico, • 2 Ranura longitudinal, chavetero, • 3 Cono, • 4 Rosca interior, • 5 Rosca exterior, • 6 Tuerca del portafresas, • 7 Anillo del portafresas, • 8 Chaveta, • 9 Buje de eje, • 10 Retenedor,• 11 Husillo 1.4.2 Portafresas calzables 8 Son portafresas cortos. Ellos se emplean cuando la fresa se debe fijar bastante cerca el husillo de fresado. Ellos poseen: Un cono (1), con el cual se insertan en la perforación cónica del husillo portafresas (2). La fresa se inserta en la parte cilíndrica (3) del portafresas calzable. Un anillo de arrastre (4) transmite el movimiento de rotación de la espiga a la herramienta. 1.4.3 Mandril se sujeción de las fresas Los mandriles de sujeción para fresas sirven para sujetar las fresas con vástago cilíndrico, ellos se insertan en el husillo de fresado. De acuerdo a la dimensión de la fresa tiene el vástago cilíndrico diferentes diámetros. 1.5 Velocidad de corte • Donde Vc es la velocidad de corte, n es la velocidad de rotación de la herramienta y Dc es el diámetro de la herramienta. 9 • • 10 1.6 Velocidad de avance 𝐹𝑚 = 𝐹𝑧 ∗ 𝑧 ∗ 𝑁( 𝑚𝑚 min ) ‰ Fm [mm/min]: Avance por minuto. ‰ Fz [mm/diente]: Avance por diente de la herramienta. ‰ z : Numero de dientes. N [R.P.M] : Velocidad de giro de la herramienta. El avance por dientes es el desplazamiento de mesa cada diente de la fresa. Su valor no debe de ser menor a 0.02 mm y no debe de exceder a 0.2 mm. 1.7 Volumen máximo Es el volumen máximo (Vm) es la cantidad máxima de viruta en cm3 por kW de potencia que puede desprender la máquina en un minuto. 𝑉𝑚 = 𝑉𝑎 ∗ 𝑃𝑒 Donde; Va= volumen admisible Pe=Potencia efectiva en kW. 11 1.8 Profundidad de corte Se calcula en función de Vm y del avance por minuto. 𝑎 = 𝑉𝑚 ∗ 1000 𝑏 ∗ 𝐹𝑚 Donde; a= profundidad de corte Vm= Volumen máximo en cm3*kW/min b=ancho de la fresa Fm= avance por minuto 1.9 Tiempo de mecanizado 𝑇 = 𝐿 𝑁 ∗ 𝐹 (𝑚𝑖𝑛) ‰ T [min]: Tiempo de mecanizado ‰ L [mm]: Longitud del mecanizado ‰ N [R.P.M]: Velocidad de giro de la herramienta ‰ F [mm/vuelta]: Avance por vuelta. 12 1.10 Potencia de corte Donde Pc es la potencia de corte, Ac es el ancho de corte; p es la profundidad de pasada, f es la velocidad de avance, kc es la fuerza específica de corte y ρ es el rendimiento de la máquina. Potencia efectiva: Es igual al 70% de la potencia teórica (P), debido al rozamiento, deslizamiento de las poleas, etc. Las unidades son en kW. 𝑃𝑒 = 𝑃 ∗ 70 100 Donde; P=Potencia teórica Pe=Potencia efectiva 1.11 Fresado de levas Para fresar una leva, se requiere una fresadora con cabeza inclinable. Entonces se elige una relación entre los engranes que de una elevación mayor a la que se necesita, y se inclina el cabezal de la máquina y el cabezal graduador para lograr la inclinación real que se requiere en la forma que se indica en la figura. Las levas pueden ser fresadas: Utilizando el cabezal graduación universal conectado al tornillo de avance de la mesa en una fresadora vertical. A medida que la mesa hace avanzar la pieza en bruto hacia la fresa, el cabezal graduador está haciendo girar dicha pieza en bruto. 13 1.12 Aplicaciones del Fresado Fresado plano o planeado: Es la operación por la cual se hace plana, con una fresa, la superficie de una pieza mecánica. Se realiza con una fresa cilíndrica con dientes helicoidales, interrumpidos, o bien con fresa frontal sirviéndose o no del aparato vertical. • Ranurado: Hay varios tipo de ranurados. – Ranurado simple o fresado de ranuras abiertas. 14 – Rasgado o ranurado en desbaste, para abrir paso a la herramienta en otra operación posterior. – Apertura de ranuras de forma (ranuras en T, ranuras de escariadores de diente recto, machos, fresas, etc.) – Ranurado de chaveteros (normales o Woodruff). • Fresado de machos, escariadores y fresas de diente recto. • Fresado de engranajes rectos, helicoidales. • Fresado Circular: se puede efectuar superficies cilíndricas o cónicas. • Fresado de cremalleras. 1.13 Graduación simple Es conveniente que la dotación de fresas de tres cortes para estos trabajos sea lo más completa posible, pues así se evitará mucha pérdida de tiempo. Al no tener la fresa medida correspondiente al ancho de la ranura, se practica en primer lugar un corte alineado con una extremidad de la misma; y luego (por medio de los tambores graduados) se desplaza la fresa en tantos milímetros cuantos tenga la diferencia entre el espesor de la fresa y el espesor de la ranura. • Fresado de machos, escariadores y fresas de diente recto. • El ángulo de corte de los machos para trabajos en serie debe ir de acuerdo con el material que se ha de trabajar. • Fresado de fresas frontales: Se sujeta la fresa que se desea construir con el plato de garras del divisor universal y se inclina éste un ángulo. El valor de este ángulo depende del número de dientes de la fresa en construcción y del ángulo de la fresa cónica empleada en esta clase de trabajo de acuerdo con la fórmula. • cos = tg 360°/ n *cotg; siendo n el número de dientes de la fresa por construir. 1.14 Graduación helicoidal El fresado de una ranura o engranaje helicoidal se puede hacer de tres formas: Con una fresa de botón montada en el extremo del eje vertical (o del horizontal). Inclinando la mesa un ángulo igual al de la hélice y utilizando una fresa de disco de forma: Con la ayuda del aparato fresador universal, procurando que el eje porta fresas esté inclinado igualmente. Si el giro del divisor es contrario al debido, se intercala una rueda parásita en el tren de engranajes de la lira. 15 Preparando el divisor y centrada la fresa respecto a la mesa, conviene, antes de fresar la pieza, comprobar en una muestra de ensayo, haciendo una ligera huella. Fresado de engranajes helicoidales: al trabajo del fresado de engranajes helicoidales hay que tener en cuenta los siguientes aspectos: Que la fresa debe corresponder al módulo normal y al número de dientes imaginarios Que el ángulo a que se ha de inclinar la mesa ha de ser B= ángulo de inclinación del diente. Que se ha de colocar a cero el tambor del movimiento vertical de la ménsula, ya que hay que bajarlo para volver atrás, a cada diente. No se puede volver atrás simplemente porque las holguras harían que la fresa no volviese exactamente por el mismo sitio. 1.15 Cabeza graduada Es un accesorio de la fresadora, en realidad es uno de los accesorios más importantes, diseñado para ser usado en la mesa de la fresadora. Tiene como objetivo primordial hacer la división de la trayectoria circular del trabajo y sujetar el material que se trabaja. El eje porta fresas que posee el cabezal se coloca formando cualquier ángulo con la superficie de la mesa. Este accesorio se acopla al husillo principal de la máquina, permitiéndole realizar las más variadas operaciones de fresado. El cabezal universal divisor sirve como accesorio para el montaje de piezas; se inclina para facilitar el fresado en ángulo; permite hacer cualquier número de divisiones. Sirve también como Divisor Simple. Esto se puede lograr por tener sobre el husillo un plato divisor con ranuras que permite el operarlo directamente, si antes se ha desconectado el tornillo sinfín de la corona. 1.16 Graduación diferencial La división diferencial constituye una ampliación del procedimiento indirecto de división. Se emplea en los casos en que no es posible la división indirecta por no existir en ninguno de los discos los agujeros, las circunferencias de agujeros necesarias. Se elige por ello un número auxiliar de división (T´) que pueda ser obtenido por división indirecta y que pueda ser mayor o menor que el número pedido (T). La diferencia resultante (T´ - T) se compensa mediante un movimiento de giro del disco de agujeros se produce partiendo del husillo del cabezal a través de ruedas de cambio. Debe marchar paralelamente al movimiento de la manivela de división cuando T´ es mayor queT, tener sentido opuesto cuando T´ se eligió menor que T. En la división diferencial el disco de agujeros no debe quedar sujeto a la carcasa mediante la clavija de fijación, tal como suceda en la división indirecta. Tiene que poder girar, con la clavija suelta. 2. BIBLIOGRAFÍA 16 Alcántara, H. (6 de Abril de 2012). Blog de Metalurgia Extractiva,Fisica y Civil Investigacion Desarrollo. Recuperado el 13 de Mayo de 2013, de http://metalurgiaunmsm.wordpress.com/2012/04/06/efecto-de-los-elementos-aleantes/ Castells, X. E. (2012). Los plasticos residuales y sus posibilidades de valoración. Madrid: Ediciones Díaz santos. computadora, F. A. (s.f.). Ingenieria Técnica Industrial Especialidad Mecánica. Recuperado el 31 de Marzo de 2014, de http://isa.umh.es/asignaturas/tf/Tema9_3.pdf Groover, M. P. (1997). Fundamentos de Manufactura Moderna. México: Prentice Hall Hispanoamericana S.A. Kalpakjian, S. (2002). Manufactura Ingenieria y Tecnología. México: Pearson Educación.
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