Procesos de Mecanizado

Métodos: Corte, abrasión, etc. Alto coste, preciso, para varios tamaños y materiales.

Tipos de Mecanizado

Torneado

Piezas de revolución. La pieza gira y la herramienta se desplaza.

Fresado

Diversas geometrías. Operaciones:

  • Planeado: Obtener superficie plana.
  • Ranurado: Generar geometrías en la pieza mecánica.
  • Mecanizado de cajeras: Agujero interior en una pieza no circular.
  • Mecanizado de superficies complejas

Taladrado

Agujeros. Dificultad con profundidad/diámetro.

Cinética en Procesos de Mecanizado

  1. Movimiento principal: Vc, responsable del consumo de potencia del husillo. Vc >> Vf.
  2. Movimiento de avance: Vf, traslación relativa entre herramienta y pieza.

Herramientas

  1. Enterizas: Una sola pieza, se puede afilar.
  2. Herramientas de plaquitas: Se estropea la zona cortante, el mango se mantiene, un solo uso.

Cizalladura

Ángulo de desprendimiento (pieza con un plano /_ a Vc) y ángulo de incidencia (pieza // a Vc). Filo principal: corta. Filo secundario: obtener acabado. Superficie de desprendimiento: superficie que evacua la viruta.

Desbaste

Eliminar el máximo material (productivo). Herramientas robustas, precisión dimensional baja.

Acabado

Buscar mejor acabado, precisión dimensional alta.

Fuerzas de Mecanizado

Fc (más grande) Fr Fa, relacionada con el consumo de potencia: Fc=ps,sc.

Concepto de Energía Específica de Corte

Energía (Julios) aplicada para mecanizar 1 mm3, depende de: material y metros de corte.

Torneado

Precisión, versatilidad, tamaños, revolución.

Cilindrado

Reducir diámetro, movimiento principal y movimiento de avance, ángulo de posición Kr, ángulo de posición secundario, radio de punta (re), ángulo de punta (e), Vc, N, f, Vf, ap, Sc, aw (anchura viruta).

Refrentado

Modificar la longitud de la pieza y asegurar que la cara es perpendicular al eje. Parámetros iguales al cilindrado salvo variación de Vc.

Cilindrado Interior

Aumenta el diámetro interior por revolución.

Ranurado

Mecanizado de ranura interior. En caso límite, cortar (tronzado).

Roscado

Generar rosca interior o exterior mediante pasadas.

Máquinas

  1. Torno paralelo: Manual. Bancada (base), cabezal (movimiento de corte), contrapunto (sujetar), portaherramientas (sujetar y colocar herramientas), carros (movimiento de avance).
  2. Torno CN: Mismos elementos, programables.
  3. Torno vertical: Piezas más grandes y pesadas, funcionamiento parecido.
  4. Torno automático: Automatizado, minimizar tiempos muertos de cambio de herramienta y pieza. Distintos tipos: mono-husillo, multi-husillo y torno automático suizo CNC: alto coste y para series largas.

Economía del Mecanizado

La profundidad de pasada (ap) tiene influencia sobre: número de pasadas, fuerza y potencia. El avance tiene influencia sobre: tiempo, rugosidad, fuerza, potencia y Vc. La Vc tiene influencia sobre: tiempo, desgaste de herramienta y potencia. Hay relación entre avance y Vc.

Conceptos a Tener en Cuenta en el Coste

  1. Tiempos no productivos: Tiempo en operaciones que no son de material (colocación). Estos tiempos solo dependen de la máquina, no de los parámetros.
  2. Tiempo de mecanizado: Calcula la ecuación que relaciona el tiempo de mecanizado con Vc.
  3. Coste de herramientas: Debe tenerse en cuenta cuánto dura, lo que cuesta cambiarla y su propio precio. TAYLOR –> n=0,2, Vc=100m/min, 20 mins,,,,, puede resultar interesante fabricar a mayor ritmo –> se busca la Vc con mayor ritmo,,,,, La contribución representa los beneficios obtenidos por la venta de piezas por unidad de tiempo (Beneficios por pieza/tiempo de producción).

CNC para Máquinas-Herramienta

Manejo Manual

Gran número de fresadoras. Elementos: cabezal, caja de velocidades, mesa de trabajo, guías, bancada, caja de avances, volantes y palancas. Para los tornos también hay: plato de garras, guía longitudinal, carro transversal, volantes y palancas.

Diferencias entre Máquinas con o sin CNC

  1. Máquinas convencionales: Manuales o semiautomáticas, geometría simple, la calidad superficial depende del operario.
  2. Máquinas CNC: Manejan los ejes de manera automática.

Sistemas de Guiado en Máquinas-Herramienta

Guía (fija) y contaría (móvil). 4 tipos:

  1. Lubricación límite: Lubricación entre guía y contaría. Velocidad limitada y se desgasta, alto amortiguamiento.
  2. Rodadura: Contaría apoyada en la guía mediante patines a bolas, menos amortiguamiento.
  3. Combinada: Combina ventajas.
  4. Hidrostáticas: El lubricante se inyecta a presión. Más cara y solo para grandes máquinas.

Tipos de Accionamientos

  1. Accionamiento de avance: Mueven los ejes, potencias bajas, velocidad de giro entre 500-4500 rpm, controlar su posición.
  2. Accionamientos de motor principal: Movimiento de corte, grandes potencias, velocidad de giro constante.

Tipos de Accionamientos para Ejes

  1. Husillo a bolas: Componentes: husillo, tuerca, rodamientos. Sufre desgaste, límite de velocidad.
  2. Motores lineales: Primario (estator), secundario (rotor) y sistema de guiado. Mayores velocidades, ausencia de desgaste.
  3. Engranajes: Cremallera y piñones, ejes de largo recorrido.

CNC

  • Software: Programa.
  • Elementos mecánicos: Motores… para mover.
  • Elementos de electrónica de control: Controlan el movimiento.

Labores del CNC

Leer el programa y calcular posición y velocidad, actuadores, lazos de control (corregir posición y velocidad).

Lazo de control cerrado: se mide la posición del eje y se compara con la teórica – calcula nueva velocidad – servomotor corrige errores de velocidad – mide de nuevo posición y nueva velocidad – se repite todo el rato.