91987702 guia de practicas para fresadora
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Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
EL FRESADO Y LAS MÁQUINAS FRESADORAS
El fresado es el procedimiento de mecanizado por arranque de viruta, mediante el
cual una herramienta pluricortante provista de múltiples aristas, que dispuestas
simétricamente alrededor de un eje, giran y arrancan el material a la pieza, que
avanza en sentido contrario.
A la máquina se le denomina fresadora y la herramienta se le llama cortador o
fresa.
DIAGRAMA DE UNA FRESADORA HORIZONTAL.
Fuente: es.wikipedia.org
DIAGRAMA DE UNA FRESADORA HORIZONTAL.
1: base.
2: columna.
3: cabezal.
4: carro longitudinal.
5: carro transversal.
6: carro vertical o ménsula.
7: manivela.
Fuente: http://educacion.ucv.cl
1: base.
2: columna.
3: consola.
4: carro transversal.
5: mesa.
6: puente.
7: eje portaherramientas
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Movimientos de la fresadora
La fresadora para su trabajo puede desplazarse en
los ejes X, Y, Z, los mismos que generan tres
movimientos, longitudinal, transversal y vertical
respectivamente.
Clasificación:
Las máquinas fresadoras se clasifican en:
Fresadoras Horizontales Fresadoras Verticales
Fresadoras Universales Fresadoras Copiadoras
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Fresadoras de CNC
Fuente: www.maneklalexports.com
Herramientas para la Fresadora
El fresado comprende una gran variedad de herramientas. Además, la
denominación de la herramienta depende de cada casa comercial, a excepción de
las plaquitas cuya denominación está normalizada según ISO.
Fresa de Dientes
Postizos
Fuente: http://html.rincondelvago.com
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Ángulos de una fresa
Una fresa tiene tres ángulos fundamentales y algunos secundarios.
Los principales y que deben tener gran observación, porque de ellos y su correcto
afilado depende la ejecución del trabajo de manera eficaz son:
β o ángulo de filo (realiza el corte)
α o ángulo de incidencia (evita que todo la superficie de la herramienta roce con la
pieza)
γ o ángulo de desprendimiento o ataque (facilita la evacuación del material cortado)
Debe resaltarse que la sumatoria de los tres ángulos debe ser de 90º.
Dirección de trabajo de la fresa
Se debe tener muy en cuenta la dirección de avance de la pieza respecto a la
fresa, pues de ello depende su durabilidad y trabajo eficiente.
En las fresadoras convencionales el avance tiene que ser contrario al giro de la
herramienta (figuras a, b, c y e), para así evitar que, por el juego existente entre
tuerca y tornillo de las mesas, pueda romperse fresa. En cambio en las fresadoras
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
CNC, que tienen una regulación precisa de los juegos, la dirección del avance de la
pieza tiene el mismo sentido que el giro de la herramienta (figuras d y f).
Factores de corte
Las herramientas de corte, son ejes con filos cortantes en un extremo o en su
periferia, dependiendo de su tipo, pero cualquiera que sea éste, el trabajo es el
mismo y consiste en eliminar el material (viruta) en forma de espiras, hojas,
agujas, etc.
Son varios los factores de los cuales depende el comportamiento de las
herramientas de corte, como el filo de corte, el ángulo de corte, la velocidad de
movimiento de la pieza o de la herramienta, el enfriamiento, etc. Pero
fundamentalmente depende del material de la herramienta de corte y el material
que se va a mecanizar.
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Fuerzas de corte en el mecanizado de metales
Herramientas de corte frontal.- Aplicadas en el trabajo de las máquinas
limadoras, cepilladoras, mortajadoras, etc., donde el desplazamiento de la
herramienta se realiza en forma rectilínea y paralela al plano de la pieza a trabajar,
arrancando material de espesor e durante el desplazamiento en la carrera activa.
En la Fig.1, la herramienta tiene un
efecto cuña en la pieza. Las caras Oa
y Ob, limitan al ángulo de filo; el
ángulo formado entre Ob y xx, se
refiera a la incidencia y entre Oa con
yy se crea el ángulo de
desprendimiento.
Como consecuencia del trabajo de la herramienta sobre el material se tiene:
1- Esfuerzo de corte T, el cual utiliza la mayor parte de la potencia de la
máquina herramienta. Se lo realiza en la dirección de la trayectoria del
movimiento, y es directamente proporcional a:
la resistencia de rotura del material de la pieza,
la longitud de la arista de corte y
al espesor de la viruta arrancada.
2- Esfuerzo de deformación Q, que actúa perpendicularmente a la cara Oa,
depende de la elasticidad del material a cortar y es directamente
proporcional a la longitud del filo cortante y al espesor de la viruta e
inversamente proporcional al ángulo de desprendimiento.
3- Esfuerzo de rozamiento S, producido por el rozamiento de la viruta sobre
Oa, aumentando al aumentar Q y disminuyendo con la disminución del
ángulo de incidencia. Q y S son componentes de fuerza R, la cual a su vez
puede descomponerse en la fuerza vertical Ry y en la fuerza horizontal Rx,
perpendicular y paralela respectivamente a la trayectoria de corte.
Fig. 1
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
La fuerza principal de corte estará dada por la suma de las fuerzas:
P = T + Rx
Velocidad de corte
Se la determina como el recorrido en metros, realizado por un punto de la periferia
de la herramienta, medido en una unidad de tiempo, en éste caso, un minuto. Si el
movimiento es rectilíneo, ésta coincide con la velocidad de traslación de la
herramienta. Si el movimiento es giratorio, coincide con la velocidad periférica de la
pieza.
Cálculo de la velocidad de corte
Para el movimiento rectilíneo, la velocidad de corte (Vc) se calcula teniendo en
cuenta la longitud (L) recorrida y el tiempo (t) empleado, siendo:
Vc =L/t (metros/minuto)
Para calcular la velocidad de corte en un elemento en rotación, se determina la
velocidad tangencial, entrando en relación el diámetro (d) y el número de
revoluciones (n) a que gira y es:
Vc = Π d n (mm/min) o Vc = Π d n/1000 (m/min).
La velocidad de corte varía en función del material y sus factores, que según Taylor
son:
1- Dureza del material (factor predominante). Por ejemplo, para metal duro es
Vc = 1 m/min y para metal blando Vc = 100 m/min.
2- Material de la herramienta, dependiendo de la duración de su filo por el
desgaste que experimenta el mismo. A menor desgaste mayor velocidad de
corte.
3- Sección de la viruta, cuando aumenta ésta, disminuye la velocidad de corte
debido a la mayor resistencia que opone. Para trabajos de desbaste, se
trabaja con mínima velocidad de corte y la mayor sección de la viruta; en
cambio para el acabado es lo contrario, o sea, máxima velocidad de corte y
mínima sección de viruta.
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
4- Refrigeración, disminuye el desgaste, pudiendo aumentar la velocidad de
corte.
5- Duración de la herramienta, ya que al aumentar la velocidad de corte
disminuye la duración del filo.
Taylor, obtuvo experimentalmente para la velocidad de corte y la duración del filo
de la herramienta, la relación: v.tk = constante
Donde k es un coeficiente de vida experimental, siendo para los aceros corrientes
al carbono k = 1/8 y para fundición gris corriente k = 1/12.
Determinación del avance
Se conoce como avance al desplazamiento longitudinal de la herramienta respecto
a la pieza, y en fresadora se pueden distinguir tres tipos.
1. Avance por revolución (an), que se refiere al desplazamiento longitudinal
de la herramienta por cada giro que da, y se expresa en mm/rev.
2. Avance por diente (az), se define como el avance que tiene cada filo
cortante (z), en un giro centrado de la herramienta y se expresa en mm,
aplicando az = an/z, y
3. Avance por minuto (amin), que representa el espacio rectilíneo, recorrido
por la fresa en un minuto y es igual a amin= an . n (mm)
Fuerza de corte (Fc) en la fresadora
Se refiere a la fuerza que se requiere para cortar una sección de viruta q, donde la
fuerza específica de corte fc, entra en acción dependiendo del material a trabajar.
Fc = fc . q (Kgf)
Siendo q= e . p (mm2) donde
e= espesor de la viruta extraída y
p= profundidad radial de corte
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Fuerzas específicas de corte para varios materiales
Potencia necesaria para el corte
Si la resistencia o presión específica de corte del material es fc, la fuerza necesaria
para realizar el corte de la viruta de sección q es:
Fc = q. fc = e.p. fc
Estando F en N si están fc en N/m2 y q en m2, o F en kg si están fc en kg/mm2 y q
en mm2. La presión específica fc, se toma por lo general de 3 a 5 veces mayor que
la resistencia unitaria a la rotura por tracción del material o en la tabla adjunta.
La potencia de trabajo N necesaria para el corte, para la fuerza F y la velocidad Vc,
está dada por la expresión:
N = Fc.Vc = q. fc.Vc = e.p. fc .Vc
Estando N en W (Nm/seg) si Vc está en m/s, o en kgfm/min si Vc está en m/min.
Para obtenerla en CV se aplica:
N =
az
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Resistencia al corte y momento torsor
El trabajo de corte en el fresado, es
realizado por una fuerza periférica F
tangencial a la herramienta, la cual debe
vencer la resistencia del material sobre el
diente. Además aparece una fuerza S
radial, soportada por el árbol porta fresa.
Como resultante de P y de S actúa la fuerza
R sobre el árbol porta fresa, provocando un esfuerzo de flexión compuesta.
Si la fresa de la figura realiza el corte del material, siendo d el diámetro de la fresa,
a el avance por diente de la fresa, e el ancho del corte, p profundidad de corte,
tomadas en milímetros, y además es amin el avance en mm/min de la mesa, Vc
velocidad de corte de la fresa en m/min, n la velocidad de giro por minuto de la
fresa (rpm) y z el número de dientes de la misma, se obtiene que el volumen (V) en
mm3/min de metal cortado por un diente estará dado por la expresión:
V = e.p. amin
(
)
Si la resistencia específica de corte del material trabajado es fc, la fuerza F
necesaria para efectuar el corte del material es:
F = fc.q = fc. e.p.
Por lo tanto, teniendo en cuenta el avance amin, el trabajo de corte por unidad de
tiempo Tr, o potencia de corte, requerido resulta:
Tr = F. amin = fc. e.p. amin
Como el trabajo de corte lo realiza la fuerza F, que actúa con la velocidad
tangencial Vc, desarrollando una potencia N dada por la expresión:
p
e
F amin
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
N = F.Vc
Como F = Tr
Entonces
F.Vc = fc. e.p. amin
Ahora, el momento torsor al cual se somete la fresa de radio r = d/2 es:
o también
Potencia absorbida
La potencia necesaria para efectuar el trabajo de corte está dada por la expresión
N = F.Vc o por F.Vc =
Teniendo en cuenta la velocidad de rotación n (r.p.m) y el avance ( mm/rev),
con
(
) , se tiene
N = F.Vc = = z.a.n
N= (
) (
)
(
) (
) (
)
(en W)
Si se realiza la operación matemática correspondiente, se tiene:
N= 1.63 * 10-4 . fc. e. p. z. a. n (en W)
Y para obtener en CV.
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
(
) (
)
(
)
N =
(en CV)
Siendo el rendimiento real de la máquina
Cálculo del tiempo de máquina
Para calcular el tiempo de mecanizado en el fresado, es necesario conocer el
número z de dientes de la fresa, su velocidad de rotación n, su avance por minuto,
así como la longitud a fresar, tomando en cuenta las entradas y salidas de la
herramienta.
t= L/amin (minutos).
t=
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
PROBLEMAS HABITUALES EN LAS MAQUINAS FRESADORAS
Problemas habituales
Causas posibles
Velocidad de corte
Velocidad de
avance
Profundidad de corte
Tipo de fresa
Alta
Baja
Alta
Baja
Alta Baja
Poco
dura
Poco
tenaz
Radio de
punta grand
e
Ángulo de desprendimie
nto pequeño o negativo
Alteración
de los filos de corte
Desgaste de la
superficie de
incidencia
X
X
Entallas en el filo
X
X
Craterización o
deformación plástica
X
X
X
X
Filo de aportación
(viruta soldada en
el filo)
X
X
Pequeños astillamient
os
X
X
X
Rotura de dientes
X
X
X
Virutas largas
X
X
X
Vibraciones X
X X
X X
Fuente: es.wikipedia.org
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Accesorios
Las máquinas Fresadora disponen de una gran variedad de accesorios para la
elaboración de los diferentes tipos de trabajos entre ellos se puede mencionar:
Conos Porta Fresas Ejes Porta Pinzas y Pinzas
Morsas Fijas Morsas Giratorias
Mesas Compuestas Mesas Giratorias
Mandriles y demás etc.
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA FACULTAD DE INGENIERIAS
CARRERA DE INGENIERIA MECANICA
Laboratorio de Máquinas Herramientas
Sección Fresadora
Práctica. N. - 1
Título: Afilado de fresas
Objetivo:
Una vez concluida ésta práctica el estudiante será capaz de:
1. Reconocer los ángulos que tiene una fresa,
2. Diferenciar los tipos de fresas y de acuerdo a ellos identificar las caras a
rectificarse.
3. Afilar con eficiencia una fresa de botón, con ayuda de un esmeril o de una
máquina afiladora.
Marco Teórico
La herramienta pluricortante llamada fresa, es el conjunto de varias cuchillas de
igual forma, dispuestas simétricamente y equidistantes en un eje de rotación.
Cada uno de los dientes de la fresa actúa en el trabajo como una herramienta de
torno por lo cual posee los mismos ángulos característicos de ella o sea, filo, corte
e incidencia.
Los dientes de la fresa quedan limitados por la cara axial, O- P y las dos caras
inclinadas O - N y M-N, como se muestra en la figura 1.
En las fresas de perfil constante el frente del diente es perfectamente radial al
centro. En las de dientes agudos el ángulo de desprendimiento equivale a 12
grados aproximadamente, mientras el ángulo de incidencia varía entre 3 y 10
grados dependiendo del material a trabajarse y sumados al ángulo de filo dan
como resultado 90°.
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
F i g . 1 Á n g u l o s d e u n a f r e s a
F i g . 2 M e d i d a s d e á n g u l o s e n f u n c i ó n d e l m a t e r i a l
El rendimiento de una fresa depende sobre todo de su afilado, pues una fresa con filo
incorrecto, además de exigir mayor potencia y efectuar un trabajo defectuoso, se
desgasta en proporción cada vez mayor. Por el contrario un afilado correcto asegura:
1. Mayor duración del filo cortante
2. Mejor calidad superficial
3. Posibilidad de trabajo a mayores velocidades y avances.
El método de afilar depende del tipo de fresa, sin embargo hay muchos tipos
de ellas en uso, las cuales pueden dividirse en tres clases generales:
a) Fresas que son afiladas al rectificar la superficie entre estrías
del diente, lo que permite eliminar la fricción de toda la superficie y
a la vez producir el filo necesario. Aquí encontramos las fresas de disco,
ya sean de dientes rectos o helicoidales y fresas de taza o frente.
b) Fresas que son afiladas al rectificar la superficie delantera del diente (ángulo
de desprendimiento), lo que nos permite variar dicho ángulo de acuerdo a la
dureza del material a trabajar. En éste grupo encontramos a las fresas
modulares, perfiladas, de macho de rosca.
c) Fresas que se afilan únicamente en su superficie frontal, pues sus ángulos
de incidencia y desprendimiento vienen dados por fabricación.
Materiales
a fresar
Tipo de fresas
Disco
Mango
gama
alfa
gama
alfa
Acero R=100
6
5
5
5
Acero R= 75
10
6
8
6
Acero R= 50
12
7
10
6
Fundición
12
7
10
6
Bronce
5
6
4
5
Aluminio
25
8-10
20
10
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Dentado recto c) Fresa de mango Perfilado
F i g . 3 T i p o s d e f r e s a s
Las fresas tienen un número de dientes, los cuales deben ser afilados
individualmente, generalmente se utiliza un apoyo, que tiene por objetivo servir
como tope para que el desplazamiento sea equidistante, o a veces se utiliza un
aparato divisor para el desplazamiento simétrico de los dientes de la herramienta
con respecto a la piedra de afilar.
El afilado se realiza sobre una afiladora universal, con la ayuda de muelas
abrasivas de grano fino y blando, aunque también se usan de grado medio. Los
elementos esenciales de una afiladora son los siguientes:
1. - Cabezal de muela incunable,
giratorio y desplazable verticalmente.
2.- Un cabezal fijo giratorio (para apoyo
de las herramientas)
3.- Un cabezal móvil (divisor)
4.- Una meza de sujeción giratoria
F i g . 4 . - M a q u i n a a f i l a d o r a p a r a f r e s a s
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Procedimiento
Como primer paso para trabajar en cualquier máquina rectificadora se
deben observar las normas de seguridad industrial, como utilizar gafas
protectoras, protectores de oídos, narices, observar que la ropa no esté muy
floja, etc.
Escoger la piedra apropiada para el tipo de trabajo.
Si son fresas perforadas las que se van a trabajar, se deben fijar en un
mandril roscado en un extremo para obtener una buena sujeción de la
misma.
La presión de la muela sobre la herramienta ha de ser inversamente
proporcional al grano de finura de la misma, o sea menor presión a mayor
finura de la piedra.
No se debe permitir que se caliente la fresa pues eso conllevaría al
destemple de los filos cortantes; eso se evita con no dar pasadas muy
profundas de la muela sobre la herramienta.
La muela debe rectificarse frecuentemente pues al ser ésta de grano fino se
embota fácilmente.
Tener mucho cuidado en conservar la concentricidad de los dientes respecto
al eje de la fresa.
Procure utilizar una muela abrasiva en forma de taza, pues ésta mantiene a
la superficie trabajada de forma plana.
Para afilar las fresas de mango (botón) se deben tomar las siguientes
consideraciones:
Fijar la fresa en el cabezal fijo
Rotar el cabezal fijo hasta que sus ejes estén en ángulos rectos al husillo de
la muela.
Rectificar el filo del primer diente usando el transportador manual de la
mesa.
Dar cortes pequeños
Rotar la fresa a 180° y rectificar el filo del diente opuesto al que ya fue
rectificado y así sucesivamente con los demás dientes.
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Inclinar el cabezal de la muela o el cabezal fijo para obtener el ángulo de
incidencia (despejo) apropiado al material a trabajarse, bloquear la fresa y
proceder a rectificar.
Se deberá dar cortes suaves para evitar el recalentamiento de la
herramienta.
Verificar sí el ángulo es el correcto, de ser así continuar con el resto de
dientes, de lo contrario corregirlo,
En el caso de las fresas de mango y de no tener una máquina especial tomamos
las siguientes precauciones en el afilado.
a) Observar que los filos de la fresa no estén redondos ni despostillados.
b) Con la ayuda de una escuadra, verificar que el mango o vástago de la fresa
esté a 90° con los filos de la herramienta.
c) Con el apoyo de la misma escuadra verificar la planitud de la cara frontal de
la fresa
Angulo de Incidencia
secundario
F i g . 5 A f i l a d o d e u n a f r e s a d e m a n g o
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Línea de ajuste del trabajo a la muela rectificadora
FALSO CORRECTO
f i g . 6 A f i l a d o d e f r e s a d e d i s c o
I g u a l D i s t a n c i a d e l D i e n t e
D e s p e j o o i n c i d e n c i a
PERFIL FINAL DE FRESA DE FORMA
Inclinación Cero Radial
Inclinación Positiva
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
AFILADO DE UNA FRESA DE MANGO
CORRECTO
INCORRECTO
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
TIPOS DE MUELA
f i g . 7 T i p o s d e m u e l a
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
BIBLIOGRAFÍA
BERRA, F. J. Fresadoras, engranajes, rectificadoras. Editorial Don Bosco.
Buenos Aires – Argentina
CEAC. Técnicas del taller mecánico. Biblioteca de Ingeniería Mecánica.
Editorial, Grafos S.A. Barcelona- España 1977
GERLING, Heinrich. Alrededor De Las Máquinas Herramientas. Editorial
Reverté. Barcelona - España; 1978
KIBJBE, Richard. Manual de rectificadoras y fresadoras Tomo III. Editorial
Límusa. México - México; 1990.
LAWRENCE, Doyle. Materiales y procesos de manufactura para ingeniero.
Editorial Hispanoamericana. México - México; 1985
TÉCNICO DON BOSCO. Máquinas Herramientas. Editorial Don Bosco.
Quito – Ecuador
VIDONDO, Thomas. Tecnología Mecánica 2. Editorial EDEBE. Barcelona -
España; 1980
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA FACULTAD DE INGENIERIAS CARRERA DE INGENIERIA MECANICA
Laboratorio de Máquinas Herramientas
Sección Fresadora Cuestionario
N o m b r e : - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - F e c h a - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
P r á c t i c a N o 1 T e m a : A f i l a d o d e F r e s a s
1. ¿Qué es una Fresa?
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
2. ¿Enumere y de el concepto de cada ángulo que tiene una fresa?
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_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
3. Grafique una fresa y sus ángulos características
4. ¿Qué ángulos necesita una fresa de mango para maquinar un acero R50?
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
____________________________________________________________
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
5. ¿De qué depende el buen rendimiento de una fresa?
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
____________________________________________________________
6. ¿Cuáles son las ventajas que tiene una herramienta correctamente afilada?
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_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
____________________________________________________________
7. ¿Qué aspectos se debe tomar en cuenta para afilar una fresa?
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
____________________________________________________________
8. ¿Cuál es el procedimiento para afilar una fresa en general?
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
____________________________________________________________
9. ¿En caso de no tener una máquina especial, qué toma en cuenta para afilar una fresa?
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
____________________________________________________________
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
10. Responda Verdadero ó Falso
a) ¿Los dientes de una fresa se afilan por parejas? ( )
b) ¿Las fresas con agujero se colocan directamente en la máquina para
afilarlas? ( )
c) ¿El método para afilar básicamente depende del número de dientes de la
fresa? ( )
d) ¿Para afilar las fresas se utilizan piedras e esmeril normales? ( )
e) ¿El esfuerzo que tiene que aplicar a la herramienta con respecto al grado
de finura de la piedra de afilar es directamente proporcional? ( )
11. Complete
f) Las fresas pueden dividirse en tres grupos generales:
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
____________________________________________________________
g) Las fresas que se afilan en su superficie frontal se denominan
h) La afiladora universal consta de 4 partes fundamentales y estas son:
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
____________________________________________________________
i) No se debe permitir que la fresa se _______________, pues esto
provocaría el _________________________de los filos cortantes
j) La muela debe ser __________________________________, pues al ser
de grano fino se ________________________________ fácilmente
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
12. Enumere 4 pasos que deberá seguir para afilar una fresa de mango en una
afiladora
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
____________________________________________________________
13. ¿Cuál es el paso fundamental que debe observar antes de trabajar en una
máquina rectificadora?
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
____________________________________________________________
14. ¿Por qué es recomendable utilizar una muela abrasiva de taza?
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
____________________________________________________________
15. Un afilado correcto de las fresas nos asegura:
a) _________________________________________________________
b) _________________________________________________________
c) _________________________________________________________
d) ________________________________________________________
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA FACULTAD DE INGENIERIAS CARRERA DE INGENIERIA MECANICA
Laboratorio de Máquinas Herramientas
Sección Fresadora Informe de práctica
N o m b r e : - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - F e c h a : - - - - - - - - - - - - - -
P r á c t i c a N o T e m a : - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
1 . O b j e t i v o d e l e s t u d i a n t e :
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
2 . S e c u m p l i e r o n l o s o b j e t i v o s ? P o r q u e ?
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
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_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
3 . P r o c e d i m i e n t o e x p e r i m e n t a l :
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
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_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
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Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
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4 . I n s t r u m e n t o s H e r r a m i e n t a s A c c e s o r i o s
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5 . C o n c l u s i o n e s :
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6 . R e c o m e n d a c i o n e s :
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N o t a : a d j u n t e l a s r e s p e c t i v a s f a s e s d e t r a b a j o d e l a
p r á c t i c a r e a l i z a d a
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA FACULTAD DE INGENIERIAS
CARRERA DE INGENIERIA MECANICA
Laboratorio de Máquinas Herramientas
Sección Fresadora
Práctica. N. - 2 Título: Fresado Plano
Objetivo:
Sensibilizar los órganos motores y despertar concentración en el trabajo del
estudiante a través de un ejercicio sencillo de fresado plano.
Marco Teórico:
Fresado Plano: Es el maquinado de dos o más puntos que unen una recta
siempre y cuando éstos se encuentren en el misino plano; entendiéndose por plano
a tres o más puntos que se encuentran en la misma línea de acción. Para realizar
correctamente un fresado plano es imprescindible que la herramienta esté
correctamente afilada.
Tipos de Herramientas: Para realizar un fresado plano no se podría
prácticamente delimitar el tipo de fresas a utilizarse, pues todas ellas varían de
acuerdo a la necesidad, así tenemos fresas de disco, frontales, de botón etc.
Utilización de Útiles Cortantes (Fresas)
Se las emplea básicamente para hacer ranuras o para maquinar escalones,
entendiéndose por escalón al espacio comprendido entre dos superficies planas
mutuamente perpendiculares, cabe señalar que generalmente a las fresas de
botón se las conoce como fresas de mango, el cual puede ser cilíndrico o cónico
de acuerdo al esfuerzo en el trabajo o diámetro, siendo de mango cónico aquellas
que sobrepasan los 25 milímetros de diámetro (figura 2). Se puede maquinar
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
también inclinaciones pues con la ventaja que tienen estas herramientas de tener
dos flancos de corte (frontal y lateral) se puede inclinar el cabezal de la fresadora y
construir superficies inclinadas ya sean cóncavas o convexas (figura 1).
Para la correcta conservación de una fresa de botón es importante observar el
sentido en el que debe girar la herramienta (figura 3), verificando que el ángulo de
desprendimiento vaya hacia el operario, cuando éste se encuentre ubicado en la
parte frontal de la máquina (no podríamos definir si el giro seria en sentido horario
o anti horario, pues existen fresas de hélice derecha e izquierda) y que el
movimiento de avance de la mesa sea contrario al de giro de la herramienta.
Fig.1 Obtención de superficies inclinadas
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Fig. 3 Sentido de trabajo de las fresas de mango
Fig. 4 Fijación de una fresa de mango
Aplicación de las fresas de disco
Estas fresas como su nombre lo indica son discos ranurados que pueden ser de
acero rápido o con dientes postizos que se las utiliza para realizar ranuras o cortes
en las piezas.
Como subdivisión de las fresas de disco podemos encontrar a las de ranurar que
tienen dientes solamente en la parte cilíndrica y se emplean para fresar escalones
poco profundos, las destalonadas de tres cortes, tienen dientes en la parte
cilíndrica y en ambas caras laterales, se las utiliza para trabajar ranuras y
escalones muchos más profundos con la garantía que hay un estupendo desfogue
de virutas y un buen acabado superficial de la pieza.
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
fresa de tres cortes fresa de ranurar
Fig. 5 Aplicación de las fresas de disco
Sujeción de las piezas a trabajar
Existen diferentes formas de sujetar una pieza que se desee maquinar, así por
ejemplo si son regulares y de pequeñas dimensiones se utilizan las entenallas, que
pueden ser normales o de presión, dependiendo del ajuste que se deba dar, en
cambio, si son piezas grandes, de formas irregulares o no, se puede utilizar bridas,
cadenas, pernos, etc.
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Sujeción de las piezas por medio de bridas: Comúnmente denominadas
sujetadores, se las emplea para fijar directamente la pieza a la mesa de la
máquina, pues debido a sus diversas formas y tamaños son muy útiles en el
ensamblaje de las piezas.
Las bridas son placas metálicas que en su interior tienen un orificio ovalado en el
se ubica y desplaza el perno que une a ésta con la mesa, bajo un extremo de la
brida irá colocada la pieza a sujetarse, en cambio bajo el otro se encontrará un
espesor que puede ser fijo, escalonado o regulable.
Es muy importante tomar en cuenta el siguiente consejo:
El perno que une la brida con la mesa debe estar lo más cerca que sea posible de
la pieza a sujetar, mientras los espesores deben estar en el extremo opuesto y
deben tener una altura igual o ligeramente mayor a la de la pieza en sujeción, para
de ésta manera conseguir que toda la fuerza ejercida por el perno sea aplicada
directamente a la pieza y no al soporte.
F i g . 6 S u j e c i ó n d e p i e z a s c o n b r i d a s
Sujeción con Mordazas: Son las que generalmente se conocen como entenallas,
ya sean de precisión o normales.
Las entenallas o morsas de precisión son aquellas construidas con tolerancias de
centésimas de milímetro pues servirán de base para la elaboración de otros
mecanismos de igual o mejor importancia, mientras las entenallas normales no
observan tanto control en su elaboración.
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Entre las entenallas podemos observar tres tipos principales:
Normales, giratorias o universales
Ya sean éstas con su muela móvil giratoria o estática.
La sujeción de la pieza no está dada por la entenalla en sí, sino por unas
mordazas (postizas) que están ubicadas en las muelas, las cuales pueden tener la
forma que se necesite en función de las características de la pieza.
F i g . 7 F i j a c i ó n d e m u e l a s p o s t i z a s e n l a e n t e n a l l a
F i g . 8 S u j e c i ó n d e p i e z a s c o n m o r s a s
F i g . 9 V e r i f i c a c i ó n d e l P a r a l e l i s m o
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
F i g . 1 0 C o n t r o l d e l a s p i e z a s e l a b o r a d a s
Velocidad de corte
Definición: La. Velocidad de corte es la distancia recorrida longitudinalmente por
un punto de la periferia de la herramienta en una unidad de tiempo que es el
minuto, para éste caso.
Es indispensable la selección correcta de una velocidad de corte apropiada para el
desarrollo eficiente de un trabajo, pues en función de ésta se realiza la regulación
tanto de los avances como de las revoluciones a las que debe girar la fresa. Se la
expresa en m/min.
Si la Velocidad de corte (Vc) es demasiado elevada los dientes se embotan muy
rápido y corren el peligro de romperse, si en cambio es muy baja el rendimiento del
maquinado será deficiente.
La Velocidad de corte .se relaciona con las revoluciones por minuto de acuerdo a
la siguiente fórmula y cabe señalar que se la ha obtenido en tablas, en función de
experimentaciones que se las ha llevado a cabo en laboratorios especializados:
Vc = * d * n
1000
Siendo:
Vc = Velocidad de Corte
= Constante equivalente a 3,1416
n = número de revoluciones por minuto
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
R e f r i g e r a c i ó n :
La correcta refrigeración es un aspecto muy importante dentro del trabajo en
máquinas herramientas pues de esto depende la prolongación de la vida útil de la
herramienta y la no deformación de las piezas elaboradas. Cabe notar que durante
el trabajo se utilizan refrigerantes y aceites de corte, siendo la diferencia entre uno
y otro, que los primeros bajan la temperatura de recalentamiento de la pieza,
mientras los segundos disminuyen el esfuerzo de corte.
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Criterios para la elección de la fresa
Depende básicamente de la forma y dimensiones de la pieza, su acabado
superficial y el exceso de material existente y que deba maquinarse.
Si es muy grande la sobre medida es aconsejable utilizar fresas frontales, si
hay que maquinar una ranura grande o cortar una pieza, se utilizará la de
disco, etc.
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Procedimiento para elaborar un fresado plano en general.
Básicamente se consideran dos operaciones, la una es de desbaste,
mientras la otra es de acabado. Entendiéndose por desbastar a la operación
que tiene por objeto eliminar el sobre material lo más pronto posible sin
tomar muy en cuenta las medidas, ni el acabado superficial.
Mientras que la operación de acabado es aquella en la que debemos tomar
muy en cuenta la rugosidad superficial como las dimensiones pues aquí
damos los ajustes que nos requieren en los planos.
Desbaste:
Seleccionar la fresa adecuada y fijarla en la máquina
Determinar las velocidades (avance, corte, r.p.m.) en función de la dureza
del material a trabajarse, el tamaño de la fresa, el número de filos cortantes
de la misma, etc.
Seleccionar los datos anteriores en la máquina
Poner en funcionamiento la máquina para acercar la fresa y luego que
friccionen entre sí poner en cero los tambores correspondientes. (Para evitar
que la pieza quede marcada al contacto con la fresa es aconsejable poner
un pedazo de papel entre la pieza y la herramienta).
Dar la profundidad requerida, ya sea desplazando el carro vertical o
cualquiera de las mesas según la necesidad y bloquear los que no son
utilizados.
Si se requiere verificar medidas no es aconsejable apagar la máquina
cuando la herramienta esté en el interior de la pieza, siempre se debe
retirarla y apagar para esa operación.
Dar las pasadas necesarias hasta aproximar a la medida requerida.
Como proceso didáctico es muy conveniente que el operario dé varias
pasadas iniciales a mano (sin utilizar automáticos) para así tomar confianza
con el manejo de la fresadora.
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Acabado:
Seleccionar las velocidades para ésta operación
Repetir las operaciones anteriores con la diferencia que ahora se dará una
sola pasada y en automático para obtener las condiciones que solicitan los
planos.
BIBLIOGRAFÍA
BERRA, F. J. Fresadoras, engranajes, rectificadoras. Editorial Don Bosco.
Buenos Aires – Argentina
CEAC. Técnicas del taller mecánico. Biblioteca de Ingeniería Mecánica.
Editorial, Grafos S.A. Barcelona- España 1977
GERLING, Heinrich. Alrededor De Las Máquinas Herramientas. Editorial
Reverté. Barcelona - España; 1978
KIBJBE, Richard. Manual de rectificadoras y fresadoras Tomo III. Editorial
Límusa. México - México; 1990.
LAWRENCE, Doyle. Materiales y procesos de manufactura para ingeniero.
Editorial Hispanoamericana. México - México; 1985
TÉCNICO DON BOSCO. Máquinas Herramientas. Editorial Don Bosco.
Quito – Ecuador
VIDONDO, Thomas. Tecnología Mecánica 2. Editorial EDEBE. Barcelona -
España; 1980
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA
FACULTAD DE INGENIERIAS CARRERA DE INGENIERIA MECANICA
Laboratorio de Máquinas Herramientas
Sección Fresadora Cuestionario
N o m b r e : - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - F e c h a - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
P r á c t i c a N o 2 T e m a : F r e s a d o P l a n o
1. Que entiende por fresado plano?
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2. Cuáles son las características de un fresado plano?
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3. Con que herramientas se realiza un fresado plano?
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4. Cuál es el objetivo de las fresas de mango?
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5. Que son las fresas de disco y para que se las utiliza?
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6. Enumere y defina los tipos de fresas de disco?
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7. Cuantas maneras conoce para sujetar las piezas en la mesa de la
fresadora?
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8. Que es una morsa?
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9. En qué consiste la sujeción con morsas y para que se usa?
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Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
10. Que es un escalón?
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11. Defina que es una brida?
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12. Para sujetar que tipos de piezas se utilizan las bridas?
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13. Que precauciones de tomar para sujetar una pieza a la mesa de la fresadora
por medio de bridas?
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14. Indicar como evita que la fresa de mango (botón) se rompa
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Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
15. Que tipos de trabajo se puede realizar dentro del fresado plano?
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16. En las morsas la sujeción está dada por:
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17. Qué instrumentos se utiliza para el control de medidas en el fresado plano?
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18. Con qué criterios Ud. selecciona una fresa?
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19. Enumere y defina las operaciones con las que se realiza un fresado plano?
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20. Dé 5 consejos para realizar un fresado plano?
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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA FACULTAD DE INGENIERIAS CARRERA DE INGENIERIA MECANICA
Laboratorio de Máquinas Herramientas
Sección Fresadora Informe de práctica
N o m b r e : - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - F e c h a : - - - - - - - - - - - - - -
P r á c t i c a N o T e m a : - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
1 . O b j e t i v o d e l e s t u d i a n t e :
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2 . S e c u m p l i e r o n l o s o b j e t i v o s ? P o r q u e ?
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3 . P r o c e d i m i e n t o e x p e r i m e n t a l :
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Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
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4 . I n s t r u m e n t o s H e r r a m i e n t a s A c c e s o r i o s
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5 . C o n c l u s i o n e s :
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6 . R e c o m e n d a c i o n e s :
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N o t a : a d j u n t e l a s r e s p e c t i v a s f a s e s d e t r a b a j o d e l a
p r á c t i c a r e a l i z a d a
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CARRERA DE INGENIERIA MECANICA
Laboratorio de Máquinas Herramientas
Sección Fresadora
Práctica. N.-3
Título: Elaboración de ruedas dentadas de dientes rectos
Objetivo:
Al finalizar ésta unidad el estudiante estará en capacidad de elaborar ranuras
iguales y equidistantes sobre un cilindro de diámetro determinado con una fresa de
forma adecuada.
El estudiante podrá desarrollar una rueda dentada de manera satisfactoria y sin
control del profesor.
Marco Teórico:
Una rueda dentada es un elemento mecánico que tiene por objetivo, el trasmitir un
movimiento circular generado por un sistema de transmisión de energía (motor) a
otro sistema, ya sea aumentando o disminuyendo tanto la velocidad como la fuerza
iniciales, para transformar la energía inicial en trabajo.
Cabe señalar que generalmente se da el nombre de engranaje a una rueda
dentada, lo que no es correcto pues engranaje técnicamente se denomina al
sistema formado mínimo por una par de ruedas dentadas que actúan en conjunto.
Existen varios tipos de ruedas dentadas, pero en éste capítulo se tratará sobre las
de dientes rectos.
Ruedas dentadas de dientes rectos: Son aquellas cuyos dientes son paralelos a
las generatrices y al eje de la rueda.
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Definiciones Principales:
Diámetro exterior:
Es el obtenido durante el proceso de torneado y es la medida externa de la
rueda.
Diámetro primitivo:
Es el diámetro de la circunferencia donde se realiza la tangencia teórica de los
dientes.
Módulo:
Es la medida lineal en milímetros, que sumada tantas veces cuantos son los
dientes, dan el diámetro primitivo.
Paso:
Es la longitud que se mide sobre el diámetro primitivo y de centro a centro en
dos dientes consecutivos.
Cabeza del diente:
Es la distancia existente entre el radio primitivo y el radio exterior de la rueda y
equivale a un módulo.
Pie de diente:
Es la parte inferior del mismo, tiene por medida un módulo más un espacio
considerado como juego entre dientes.
Altura total:
Es la sumatoria entre el pie y la cabeza del diente es la medida equivalente al
desplazamiento que se da al carro vertical para tallar la rueda.
Numero de dientes:
Es la cantidad de ranuras que se van a tallar.
Número de vueltas:
Son las divisiones que se deben dar en el plato del divisor para poder obtener
una división exacta (igual cantidad de ranuras) sobre el cilindro a maquinarse.
Intereje:
Es la medida existente entre los centros de los ejes de dos ruedas dentadas
cuando actúan entre sí.
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Espesor del diente:
Es la medida del espesor de la rueda dentada, el cual está normalizado pero en
la mayoría de ocasiones no se lo toma en cuenta pues lo único que se hace es
un trabajo de reposición de las mismas y por ende una copia de la muestra que
el cliente proporciona.
F i g 3 . 1 E l e m e n t o s d e u n a r u e d a d e n t a d a r e c t a
F i g . 3 . 2 R u e d a s d e n t a d a s r e c t a s
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
CONVECCIÓN DE SÍMBOLOS
DIAGNOSTICO:
Los símbolos utilizados para la elaboración de ruedas dentadas son diferentes
dependiendo del autor y el origen del mismo (pero desarrollándolos teóricamente
van hacia la misma definición), lo que conlleva a una gran dificultad pues en la
aplicación de fórmulas para calcular dichas ruedas se utilizará solo los símbolos y
no los nombres para ahorrar tiempo y espacio, por ende mencionadas fórmulas no
llevan el mismo mensaje para todos los destinatarios.
OJETIVO:
Unificar todos los signos para uso interno y de los usuarios de éste manual y
así hablar el mismo lenguaje matemático para los cálculos correspondientes.
DESAROLLO:
Nombre Símbolo
Diámetro exterior De
Diámetro primitivo Dp
Diámetro interior Di
Módulo M
Paso Pn
Altura total h
Pie del diente (dedendum) b
Cabeza del diente (adendum) a
Juego j
Ángulo de presión ө
Número de vueltas en el plato Nv
Intereje I
Espesor del diente s
Número de dientes z
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Fórmulas Principales:
Antes de enlistar las fórmulas que harán sencilla la elaboración de una rueda
dentada, se debe tomar en cuenta el ángulo de presión que tiene la fresa a utilizar,
así las fórmulas que tienen asterisco se las utilizará para fresas con ángulo de
presión de 14 grados y las otras corresponderán a un ángulo de 20 grados.
De = Dp + 2M
De = M (z + 2)
Di = De - 2 h
Dp = M x z
h =* 2,16 M ó 2,25 M (Dependiendo del ángulo de presión)
j = * 0, 16 M ó 0, 25 M
P = M x π
S = 4 a 6M
a = M
b = M + j
I = (Dp1 + Dp2)/2
Nv = 40 / z
El valor de Nv, siempre se dará como quebrado mixto. (N vueltas + agujeros/disco)
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
EJEMPLO DE CÁLCULO DE UNA RUEDA DENTADA
En el trabajo diario de la fábrica AA, se ha deteriorado totalmente una rueda
dentada de dientes rectos, haciendo un trabajo de reconstrucción se ha
determinado que su diámetro exterior es 72 mm. y su número de dientes es de
30. Se requiere calcular los datos necesarios para volver a elaborarla asumiendo
que el ángulo de presión del diente es de 20°.
Datos
De = 72 mm
z = 30
Fórmulas Solución
De= Dp + 2M = M (z + 2) M = De / (z + 2)
M = 72 / (30+ 2)
M = 2,25
Dp= M x z Dp = 2,25 x 30
Dp = 67,5 mm
h = * 2,15 M ó 2,25 M h = 2,25 x 2,25
h =* 5,06 mm
Di- De - 2 h Di = 72 - 2(5,06)
Di = 61,88 mm
j = * 0,16 M ó 0,25 M j = 0,25 x 2,25
j = 0,5625 mm
P = M x π P =2,25 x 3,1416
P = 7, 06 mm
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Nv = 40 / z Nv = 40/30
Nv = 1vuelta +
a = M a = 2,25mm
b = M + j b = 2,25 + 0,5625
b = 2, 8125 mm
Procedimiento para la elaboración de la rueda:
Como primer aspecto fundamental antes de realizar cualquier operación de
maquinado es indispensable verificar si el material cumple con las medidas
establecidas en el plano respectivo.
Preparar la fresadora (fijar el divisor, contrapunto, eje porta fresas, etc.
Seleccionar la fresa apropiada (módulo, número de dientes, ángulo de presión).
Fijar la fresa en el eje porta fresas, observando que el giro de la misma sea
contrario al sentido de apriete de la rosca del eje.
Apretar la fresa posteriormente al montaje de la luneta
Colocar la pieza en el divisor, verificando su paralelismo respecto a la mesa
longitudinal y al cuerpo de la máquina, así como de la concentricidad con la
ayuda de un reloj comparador.
Centrar la fresa respecto a la pieza
Poner en funcionamiento la máquina
Con la herramienta en movimiento, rozar la pieza y poner en cero el tambor del
carro vertical.
Bloquear los carros que no participan con movimiento en el proceso
Realizar un pre fresado ( señalar el contorno de la pieza )
Si el módulo es de valor pequeño profundizar la altura calculada de lo contrario
realizar el tallado de dos pasadas o más cuando el valor sobrepase del módulo
4.
Tallar los dientes.
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Una vez terminada la elaboración de la rueda dentada, es aconsejable tomar
en cuenta las siguientes indicaciones.
Eliminar rebabas y filos cortantes de la rueda
Limpiar la rueda para entregar al cliente
Hacer una minuciosa limpieza de la máquina y sus contornos
F i g 3 . 3 P r o c e s o d e e l a b o r a c i ó n d e u n a r u e d a d e n t a d a r e c t a
Para fresar correctamente una rueda dentada en la fresadora, es menester elegir
bien la herramienta; centrarla radial y axialmente con respecto a la rueda,
precisión en cada división y exacta profundidad de pasada.
Control y Verificación
Existen tres formas de verificar si los dientes están bien realizados:
a) Calibre de doble cursor: Este instrumento mide el espesor del diente y la
cabeza del diente a la vez, mientras un cursor se apoya
sobre el diámetro primitivo el otro va en el diámetro
exterior.
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
b) Micrómetro de platillos: Mide el vacío interpuesto del ángulo de presión y
el número de dientes de la rueda, su valor se determina en
tablas anexas a dicho instrumento.
c) Rodil los calibrados: La medición se hace con rodillos calibrados
intercalados entre dientes opuestos, en el caso de dientes
pares se hará con dos rodillos y para dientes impares con
tres rodillos.
F i g 3 . 4 P r o c e s o d e v e r i f i c a c i ó n d e u n a r u e d a d e n t a d a r e c t a
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
BIBLIOGRAFÍA
BERRA, F. J. Fresadoras, engranajes, rectificadoras. Editorial Don Bosco.
Buenos Aires – Argentina
CEAC. Técnicas del taller mecánico. Biblioteca de Ingeniería Mecánica.
Editorial, Grafos S.A. Barcelona- España 1977
GERLING, Heinrich. Alrededor De Las Máquinas Herramientas. Editorial
Reverté. Barcelona - España; 1978
KIBJBE, Richard. Manual de rectificadoras y fresadoras Tomo III. Editorial
Límusa. México - México; 1990.
LAWRENCE, Doyle. Materiales y procesos de manufactura para ingeniero.
Editorial Hispanoamericana. México - México; 1985
TÉCNICO DON BOSCO. Máquinas Herramientas. Editorial Don Bosco.
Quito – Ecuador
VIDONDO, Thomas. Tecnología Mecánica 2. Editorial EDEBE. Barcelona -
España; 1980
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA FACULTAD DE INGENIERIAS CARRERA DE INGENIERIA MECANICA
Laboratorio de Máquinas Herramientas
Sección Fresadora Cuestionario
N o m b r e : - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - F e c h a - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
P r á c t i c a N o 3 T e m a : E l a b o r a c i ó n d e r u e d a s d e n t a d a s d e
d i e n t e s r e c t o s
1. ¿Qué es una rueda dentada de dientes rectos?
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2. ¿Cuáles son los elementos de una rueda dentada?
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3. ¿Qué es el módulo?
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4. ¿Qué es el diámetro primitivo?
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5. ¿Qué es el paso en una rueda dentada?
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Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
6. ¿Dónde es el punto de tangencia de dos ruedas dentadas que engranan
entre sí?
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7. Escriba las fórmulas que necesita aplicar para encontrar los datos
necesarios para fabricar una rueda dentada de dientes rectos.
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8. Explique por qué se calcula h= 2,16 x M y h= 2,25 x M.
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9. Escriba un breve procedimiento ( 5 pasos) para tallar una rueda dentada de
dientes rectos
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10. Describa los instrumentos para verificar las ruedas dentadas
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Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
11. ¿En qué consiste cada método de verificación de ruedas dentadas?
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12. ¿Cómo se denomina a las herramientas utilizadas para tallar ruedas
dentadas?
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13. ¿Es lo mismo rueda dentada que engranaje; por qué?
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14. ¿El número de dientes puede ser una expresión decimal, por qué?
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15. Determine el módulo necesario para fabricar un engranaje de 17 dientes y
diámetro exterior de 29 milímetros.
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA FACULTAD DE INGENIERIAS CARRERA DE INGENIERIA MECANICA
Laboratorio de Máquinas Herramientas
Sección Fresadora Informe de práctica
N o m b r e : - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - F e c h a : - - - - - - - - - - - - - -
P r á c t i c a N o T e m a : - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
1 . O b j e t i v o d e l e s t u d i a n t e :
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2 . S e c u m p l i e r o n l o s o b j e t i v o s ? P o r q u e ?
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3 . P r o c e d i m i e n t o e x p e r i m e n t a l :
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4 . I n s t r u m e n t o s H e r r a m i e n t a s A c c e s o r i o s
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5 . C o n c l u s i o n e s :
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6 . R e c o m e n d a c i o n e s :
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N o t a : a d j u n t e l a s r e s p e c t i v a s f a s e s d e t r a b a j o d e l a
p r á c t i c a r e a l i z a d a
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA FACULTAD DE INGENIERIAS
CARRERA DE INGENIERIA MECANICA
Laboratorio de Máquinas Herramientas
Sección Fresadora
Práctica. N. - 4
Título: Elaboración de ruedas dentadas de dientes helicoidales
Objetivo:
Al concluir éste tema el dicente estará en capacidad de:
Elaborar ranuras helicoidales, equidistantes, con un ángulo y paso definidos en un
cilindro de diámetro determinado con una fresa de forma adecuada.
El estudiante podrá ejecutar una rueda dentada helicoidal de manera satisfactoria y
sin control del profesor.
Marco Teórico:
A pesar de los avances tecnológicos introducidos en la fabricación de engranajes
rectos, es muy difícil obtener con ellos un engranamiento de dos o más dientes a la
vez, en consecuencia el movimiento se da a través de pequeños golpes, lo que
provoca ruido y a veces deterioro de los flancos, es por ello que se han ideado las
ruedas dentadas de dientes helicoidales.
Ruedas dentadas de dientes helicoidales.
Son aquellas cuyos dientes ya no son paralelos a las generatrices, ni al eje de la
rueda sino tienen un ángulo determinado con relación al mismo, y además el diente
se transforma en una hélice de paso definido que se envuelve en un cilindro de
dimensiones previamente establecidas.
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Ventajas:
Contacto de varios dientes que transmiten el esfuerzo de una manera
simultánea y progresiva.
Funcionamiento suave y silencioso.
No existen vibraciones
Posibilidad de modificar la relación de transmisión, sin variar los interejes.
Mayor resistencia al esfuerzo.
Definiciones Principales:
Diámetro exterior:
Es el obtenido durante el proceso de torneado y es la medida externa de la rueda.
Diámetro primitivo:
Es el diámetro donde se realiza la tangencia teórica de los dientes.
Módulo:
Es la medida lineal en milímetros, que sumada tantas veces cuantos son los
dientes, dan el diámetro primitivo.
Módulo axial:
Es el mismo módulo anterior, simplemente que en éste debemos tomar en cuenta
el ángulo que tiene la hélice.
Paso normal:
Es la longitud que se mide sobre el diámetro primitivo y de centro a centro en dos
dientes consecutivos.
Paso circular:
Es aquel paso que se mide paralelo a los dientes.
Paso de la hélice:
Es aquel que se obtendría al envolver el cilindro una vuelta completa con el diente
elaborado.
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Cabeza del diente:
Es la distancia existente entre el radio primitivo y el radio exterior de la rueda y
equivale a un módulo.
Pie de diente:
Es la parte inferior del mismo, tiene por medida un módulo más un espacio
considerado como juego entre dientes.
Altura total:
Es la sumatoria entre el pie y la cabeza del diente y es la medida equivalente al
desplazamiento que se da al carro vertical para tallar la rueda.
Número de dientes:
Es la cantidad de ranuras que vamos a tallar.
Número de vueltas:
Son las divisiones que se deben dar en el plato del divisor para poder obtener una
división exacta (igual cantidad de ranuras) sobre el cilindro a maquinarse.
Relación de transmisión:
Es el sistema de ruedas dentadas rectas que engranan entre si y que ubicadas en
un aditamento denominado lira generan movimiento a la mesa de la fresadora y al
divisor al mismo tiempo, para poder conseguir el paso de los dientes de la rueda
dentada helicoidal.
Paso de la máquina:
Es el paso medido en el eje roscado de la mesa de la fresadora.
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
CONVECCIÓN DE SÍMBOLOS
DIAGNOSTICO:
Los símbolos utilizados para la elaboración de ruedas dentadas son diferentes
dependiendo del autor y al origen del mismo (pero desarrollándolos teóricamente
van hacía la misma definición), lo que conlleva a una gran dificultad pues en la
aplicación de fórmulas para calcular dichas ruedas se utiliza solo los símbolos y no
los nombres, para ahorrar tiempo y espacio, por ende mencionadas fórmulas no
llevan el mismo mensaje para todos los destinatarios.
OBJETIVO:
Unificar todos los signos para uso interno y de los usuarios de éste manual y
así hablar el mismo lenguaje matemático para los cálculos correspondientes.
DESAROLLO:
Nombre Símbolo
Diámetro exterior De
Diámetro primitivo Dp
Diámetro interior Di
Módulo normal Mn
Módulo axial Ma
Paso normal Pa
Paso circular Pc
Paso de la hélice Ph
Paso de la máquina Pm
Altura total h
Pie del diente (dedendum) b
Cabeza del diente (adendum) a
Juego j
Ángulo de presión ө
Número de vueltas en el plato Nv
Intereje I
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Espesor del diente s
Número de dientes z
Relación de transmisión Rt
Ángulo des la hélice β
F i g 4 . 1 R u e d a s d e n t a d a s h e l i c o i d a l e s
Fórmulas Principales:
Antes de enlistar las fórmulas que harán sencilla la elaboración de una rueda
dentada, se debe tomar en cuenta el ángulo de presión que tiene la fresa a utilizar,
así las fórmulas que tiene asterisco se las utilizará para fresas con ángulo de
presión de 14 grados y las otras corresponderán a un ángulo de 20 grados.
De = Dp + 2Ma
De = Mn (z + 2) Cos β
Di = De - 2 h
Dp = Ma x z
h = * 2,16 Mn ó 2,25 Mn (Dependiendo del ángulo de presión)
j = * 0,16 Mn ó 0,25 Mn
P = Mn x π
Nv = 40 / z
El valor de Nv, siempre se dará como quebrado mixto. (N vueltas + agujeros/disco)
Ma = Mn/ x π
Pc = P x π
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Ph = (Dp x π)/ tang β
Rt = Ph/ (40 x Pm)
EJEMPLO DE CÁLCULO DE UNA RUEDA DENTADA HELICOIDAL
En el trabajo diario de la fábrica AA, se ha deteriorado totalmente una rueda
dentada helicoidal, haciendo un trabajo de reconstrucción se ha determinado que
su diámetro exterior es 72 mm., su diámetro interior 63 mm. y su número de
dientes es de 30, se requiere calcular los datos necesarios para volver a elaborarla
asumiendo que el ángulo de presión del diente es de 20°.
Datos
De = 72 mm.
Di = 63 mm.
z = 30
Fórmulas Solución
De= Di + 2h h = (De - Di ) / 2
h = (72 – 63) / 2
h = 4,5 mm
h = * 2,15 Mn ó 2,25 Mn Mn = h / 2,25
Mn = 4,5 / 2,25
Mn = 2
D e = D p + 2 M n
D e = ( M n / C o s β) ( z + 2 )
2
cos
Mn
De
z
22
72
30cos
C o s β = 0.88235
β = 28º
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Dp = Ma x z =( M n / C o s β) ( z ) 3028cos
20
xDp
Dp = 68 mm
j = * 0,16 M ó 0,25 M j = 0,25 x 2
j = 0,5 mm
P n = M n x π P = 2 x 3,1416
P = 3.28 mm
Nv = 40 / z Nv = 40/30
Nv =1vuelta + 10Agujeros / 30disco
a = Mn a = 2 mm
b = Mn + j b = 2 + 0,5
b = 2, 5 mm
tan
*DpPh
028tan
*68 Ph
Ph = 401.776 mm
Pm
PhRt
*40
6*40
776.401Rt
Rt = 1.67
Nota: El juego de ruedas dentadas se determinará en tablas
Procedimiento para la elaboración de la rueda:
Como primer aspecto fundamental antes de realizar cualquier operación de
maquinado es indispensable verificar si el material cumple con las medidas
establecidas en el plano respectivo.
Preparar la fresadora ( fijar el divisor, contrapunto, eje porta fresas,)
Seleccionar la fresa apropiada (módulo, número de dientes, ángulo de presión).
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Fijar la fresa en el eje porta fresas, observando que el giro de la misma sea
contrario al sentido de apriete de la rosca del eje.
Apretar la fresa posteriormente al montaje de la luneta
Colocar la pieza en el divisor, verificando su paralelismo respecto a la mesa
longitudinal y al cuerpo de la máquina, así como de la concentricidad con la
ayuda de un reloj comparador.
Centrar la fresa respecto a la pieza
Poner en funcionamiento la máquina
Con la herramienta en movimiento, rozar la pieza y poner en cero el tambor del
carro vertical.
Bloquear los carros que no participan con movimiento en el proceso
Desbloquear el seguro del disco del divisor
Armar el sistema de transmisión de movimiento entre el divisor y la mesa
Inclinar la mesa al ángulo calculado
Verificar si el paso real es igual al calculado
Realizar un pre fresado ( señalar el contorno de la pieza )
Si el módulo es de valor pequeño profundizar la altura calculada de lo contrario
realizaremos el tallado de dos pasadas o más cuando el valor sobrepase del
módulo 4.
Tallar los dientes.
Al terminar la pasada de avance bajar la mesa una vuelta, para evitar que al
retorno la herramienta corte los dientes ya elaborados.
Una vez que se regresa al inicio debemos eliminar el juego del divisor
desplazando la mesa hacia atrás y luego hacia adelante un par de vueltas para
proceder a dar la siguiente división.
Subir la mesa para proceder a tallar el siguiente diente.
Repetir los dos pasos anteriores hasta culminar la elaboración de la rueda.
Una vez terminada la elaboración de nuestra rueda dentada es aconsejable
tomar en cuenta las siguientes indicaciones.
Eliminar rebabas y filos cortantes de la rueda
Limpiar la rueda para entregar al cliente
Hacer una minuciosa limpieza de la máquina y sus contornos
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
F i g 4 . 2 P r o c e s o d e e l a b o r a c i ó n d e u n a r u e d a d e n t a d a h e l i c o i d a l
Control y Verificación
Tenemos tres formas de verificar si los dientes están bien realizados:
a) Calibre de doble cursor: Este instrumento mide el espesor del diente y la
cabeza del diente a la vez, mientras el un cursor se apoya
sobre el diámetro primitivo el otro va en el diámetro
exterior.
b) Micrómetro de platillos: Mide el vacío interpuesto del ángulo de presión y
el número de dientes de la rueda su valor se determina en
tablas anexas a dicho instrumento.
c) Rodil los calibrados: La medición se hace con rodillos calibrados
intercalados entre dientes opuestos, en el caso de dientes
pares se hará con dos rodillos y para dientes impares con
tres rodillos.
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
F i g 4 . 3 C e n t r a d o d e l a f r e s a
Para fresar bien una rueda en la fresadora, es menester elegir bien la herramienta;
centrarla radial y axialmente. y con respecto a la rueda; juste a cada división, y
exacta profundidad de pasada.
F i g 4 . 4 P r o c e s o d e v e r i f i c a c i ó n d e u n a r u e d a d e n t a d a
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
BIBLIOGRAFÍA
BERRA, F. J. Fresadoras, engranajes, rectificadoras. Editorial Don Bosco.
Buenos Aires – Argentina
CEAC. Técnicas del taller mecánico. Biblioteca de Ingeniería Mecánica.
Editorial, Grafos S.A. Barcelona- España 1977
GERLING, Heinrich. Alrededor De Las Máquinas Herramientas. Editorial
Reverté. Barcelona - España; 1978
KIBJBE, Richard. Manual de rectificadoras y fresadoras Tomo III. Editorial
Límusa. México - México; 1990.
LAWRENCE, Doyle. Materiales y procesos de manufactura para ingeniero.
Editorial Hispanoamericana. México - México; 1985
TÉCNICO DON BOSCO. Máquinas Herramientas. Editorial Don Bosco.
Quito – Ecuador
VIDONDO, Thomas. Tecnología Mecánica 2. Editorial EDEBE. Barcelona -
España; 1980
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA FACULTAD DE INGENIERIAS CARRERA DE INGENIERIA MECANICA
Laboratorio de Máquinas Herramientas
Sección Fresadora Cuestionario
N o m b r e : - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - F e c h a - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
P r á c t i c a N o 4 T e m a : E l a b o r a c i ó n d e r u e d a s d e n t a d a s d e
d i e n t e s H e l i c o i d a l e s
1. ¿Qué es una rueda dentada de dientes helicoidales?
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
2. ¿En qué se diferencian una rueda dentada de dientes rectos y una de
dientes helicoidales?
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
3. ¿Cuáles son las ventajas de una rueda dentada de dientes helicoidales?
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
4. ¿Qué desventaja cree Ud. que existe en las ruedas helicoidales?, razone su
respuesta.
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
5. ¿Qué es el módulo axial?
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
6. ¿Qué es el diámetro primitivo?
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
7. ¿Qué es el paso circular en una rueda dentada?
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
8. ¿Dónde es el punto de tangencia de dos ruedas dentadas que engranan
entre sí?
_____________________________________________________________
9. Escriba las fórmulas que necesita aplicar para encontrar los datos
necesarios para fabricar una rueda dentada de dientes helicoidales.
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
10. Explique la diferencia entre módulo axial y módulo normal.
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
11. Escriba un breve procedimiento (5 pasos) para tallar una rueda dentada de
dientes helicoidales.
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
____________________________________________________________
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
12. Describa la diferencia en la elaboración de las ruedas dentadas de dientes
rectos y las de dientes helicoidales.
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
13. Qué dificultad o imperfección le encuentra Ud a cada método de verificación
de los engranajes.
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
14. ¿Cómo se denomina a las herramientas utilizadas para tallar ruedas
dentadas?
_____________________________________________________________
15. ¿Es lo mismo ángulo de presión que ángulo de la hélice, por qué?
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
16. ¿El número de dientes en una rueda dentada de dientes helicoidales puede
variarse sin que se modifique el diámetro exterior de la pieza, por qué?
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
17. Determine el módulo necesario para fabricar un engranaje de 17 dientes
diámetro exterior de 38 milímetros y un ángulo de la hélice de 20 grados.
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA FACULTAD DE INGENIERIAS CARRERA DE INGENIERIA MECANICA
Laboratorio de Máquinas Herramientas
Sección Fresadora Informe de práctica
N o m b r e : - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - F e c h a : - - - - - - - - - - - - - -
P r á c t i c a N o T e m a : - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
1 . O b j e t i v o d e l e s t u d i a n t e :
a . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
b . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
c . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
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2 . S e c u m p l i e r o n l o s o b j e t i v o s ? P o r q u e ?
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3 . P r o c e d i m i e n t o e x p e r i m e n t a l :
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4 . I n s t r u m e n t o s H e r r a m i e n t a s A c c e s o r i o s
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5 . C o n c l u s i o n e s :
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6 . R e c o m e n d a c i o n e s :
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N o t a : a d j u n t e l a s r e s p e c t i v a s f a s e s d e t r a b a j o d e l a
p r á c t i c a r e a l i z a d a
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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA FACULTAD DE INGENIERIAS
CARRERA DE INGENIERIA MECANICA
Laboratorio de Máquinas Herramientas
Sección Fresadora
Práctica. N. - 5
Título: Elaboración de ruedas dentadas de dientes cónicos
Objetivo:
Al término de ésta unidad el alumno podrá elaborar ranuras iguales y equidistantes,
en un cilindro tronco-cónico con una fresa de forma adecuada, y desplazamientos
determinados para obtener ruedas dentadas cónicas de manera satisfactoria y sin
control del profesor.
Marco Teórico:
Ruedas dentadas cónicas
Las ruedas dentadas cónicas son una aplicación particular de las ruedas de
dientes rectos, con la diferencia que los dientes ésta vez se los labra sobre un eje
tronco-cónico en lugar de un eje cilíndrico.
El objetivo de los engranajes cónicos es el de cambiar el sentido del movimiento
por ejemplo la rueda dentada uno (1) tiene su eje horizontal y al engranar con la
segunda (2), éste movimiento horizontal se convierte en vertical aunque también
podría ser una dirección inclinada.
En las ruedas dentadas cónicas es importante tomar en cuenta que los dientes no
tienen la misma perfección que en los casos anteriores , pues al trabajar en
diámetros decrecientes o crecientes la cabeza del diente va tomando una forma
trapecial, la cual es necesario corregir con movimientos adicionales del divisor, lo
que no sucede en ruedas de dientes rectos, ni helicoidales, pues allí el diente se
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
obtiene de una sola pasada, por ello muchas veces hay que concluir los dientes de
la rueda cónica incluso a lima.
F i g 4 . 1 R u e d a s d e n t a d a s c ó n i c a s
Cabe resaltar que en las ruedas dentadas cónicas existen dos módulos el uno (M)
es el que corresponde al diámetro exterior del cono, mientras (Mi) corresponde al
módulo tomado en el diámetro menor del mismo
Definiciones Principales:
Piñón:
Rueda dentada de mayor número de dientes.
Rueda:
Rueda dentada de menor número de dientes.
CONVECCIÓN DE SÍMBOLOS
DIAGNOSTICO:
Los símbolos utilizados para la elaboración de ruedas dentadas son diferentes
dependiendo del autor y al origen del mismo, (pero desarrollándolos teóricamente
van hacía la misma definición) lo que conlleva a una gran dificultad, pues en la
aplicación de fórmulas para calcular dichas ruedas se utiliza solo los símbolos y no
los nombres para ahorrar tiempo y espacio, por ende mencionadas fórmulas no
llevan el mismo mensaje para todos los destinatarios.
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Es por eso que se necesita unificar todos los signos para uso interno y de los
usuarios de éste manual y así hablar el mismo lenguaje matemático para los
cálculos correspondientes.
OBJETIVO:
Unificar todos los signos para uso interno y de los usuarios de éste manual y así
hablar el mismo lenguaje matemático para los cálculos correspondientes.
DESAROLLO:
Nombre Símbolo
Diámetro exterior De
Diámetro primitivo de la rueda Dpp
Diámetro primitivo del piñón Dpr
Diámetro interior Di
Diámetro primitivo de la parte interna del cono Dpi
Módulo M
Módulo de la parte interna del cono Mi
Altura total h
Pie del diente (dedemdun) b
Cabeza del diente (adendum) a
Juego j
Ángulo de presión ө
Número de vueltas en el plato Nv
Número de dientes de la rueda zr
Número de dientes del piñón zp
Longitud del diente L
Longitud de la generatriz primitiva R
Ángulo primitivo <a
Longitud de la generatriz primitiva de la parte interna del diente Ri
Ángulo primitivo de la rueda <r
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Ángulo primitivo del piñón <p
Ángulo del pie del diente <B
Ángulo de la cabeza del diente <c
Ángulo de fresado <f
Ángulo de torneado <t
Ángulo de corrección <corr.
Fórmulas Principales:
Antes de enlistar las fórmulas que harán sencilla la elaboración de una rueda
dentada, se debe tomar en cuenta el ángulo de presión que tiene la fresa que
vamos a utilizar, así las fórmulas que tiene asterisco las utilizaremos para fresas
con ángulo de presión de 14 grados y las otras corresponderán a un ángulo de 20
grados.
Der = Dpr + 2M cos<r
Dep = Dp + 2M cos<p
Dpr = M x zr
Dpp = Ma x zp
Dpi = (Dp x Ri)/R
Dpi = Mi x z
Ri = R - L
R = Dpr / (2 x sen <r)
L = de 4M hasta 8M
Tan<r = zr/zp
Tan<r = Dpr/Dpp
<p = 90º - <r
Tan<c = M/R
Tan<c = M/R
Tan<B = * 1.16 M/R
Tan<B = 1.25 M/R
Angulo de fresado = <a - <B
Angulo de Torneado = <a - <c
disco
ujerosnumerodeagkrrecciónAngulodeco
*9
*
zK
90
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
h = * 2,15 Mn ó 2,25 Mn (Dependiendo del ángulo de presión)
j = * 0,16 Mn ó 0,25 Mn
P = M x π
Nv = 40 / z
El valor de Nv, siempre se dará como quebrado mixto. (N vueltas + agujeros/disco)
EJEMPLO DE CÁLCULO DE UNA RUEDA DENTADA CONICA
Se desea conocer todos los datos requeridos para elaborar un par de ruedas
cónicas cuyo módulo normal es 2,5 la relación de transmisión existente entre los
dos elementos es de dos a uno (2/1) , el número de dientes del piñón es de 30 y su
longitud es de 10 mm.
Datos
Mn = 2,5
Rt = 2/1
Zp = 30
Zr = 15
Fórmulas Solución
Tan <p = Zp/Zr Tan <p = 30/15
Tan <p = 2
<p = 63.43º
<r = 90º - <P <r = 26.46º
Dpr = M x Zr Dpr = 2.5 x 15
Dpr = 37.5 mm
Dpp = M x Zp Dpp = 2.5 x 30
Dpp = 75 mm
Der = Dpr + 2 M cos<r Der = 37.5 + 2 (2,5 cos 26.46º)
Der = 37.5 + 4.5 (0.8952)
Der = 41.9 mm
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Dep = Dpp + 2 M cos <p Dep = 75 + 2 (2.5 cos 63.43°)
Dep = 75 + 4.5(0,446;
Dep = 77,2 mm
rsen
DprR
2
046.262
5.37
senR
R = 42.08 mm
La longitud de la generatriz primitiva es común al par de ruedas dentadas
Ri = R - L Ri = 42.08 - 10
.Ri = 32.08 mm
R
RiDppDpip
*
08.42
08.32*75Dpip
Dpip = .17 mm
Dpi= Mi x z Mi = Dpip / zp
Mi = 57.17 / 30
Mi = 1. 9
h = 2.25 Mn h = 2.25 x 2.5
h = 5.6 mm
* Esta Altura, está tomada, en el diámetro exterior del cono.
Tan <C = M/ R Tan<C = 2.5 / 42.08
Tan <C = 0.0594
<C= 3.4º
Tan <B = 1,25 M / R Tan <B= (1,25 x 2.5) / 42.08
Tan <B= 0.07426
<B= 4.24º
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
ángulo de fresado = <p - <B <fp = <p - <B
<fp = 63.43 - 4.24
<fp = 59.2º
<fr = 26.46 - 4.24
<fr = 22.2°
ángulo de torneado = <p+ < C <tp = 63.43 + 3.4°
<tp = 66.83°
<tr = 26.46º + 3.4°
<tr = 29.86°
disco
ujerosnumerodeagkrrAngulodeco
*9
*
zK
90
930
90.
xpiñoncorrec
disco
agujeropiñoncorrec
3
1.
915
90.
xruedacorrec
disco
agujerosruedacorrec
3
2.
Cabe señalar que al dividir 90 para z el resultado es en grados, lo cual permite
tener una respuesta decimal, y luego al dividir ésta respuesta para 9 se debe tener
un fraccionario que representará el número de agujeros y el disco a utilizar.
Pero en éste caso se han unido las dos fórmulas y se las desarrolló como una sola
para ahorrar tiempo y a la vez evitar la existencia de números decimales.
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
Procedimiento para la elaboración de la rueda:
Para elaborar una rueda dentada cónica es posible hacerlo de dos
formas:
o a.- Utilizando una sola fresa y aplicando un ángulo de corrección, y
o b.- Usando dos fresas correspondientes al módulo interior y exterior
respectivamente con la observación que primero se debe tallar con el
módulo menor y luego pasar la fresa de módulo mayor para lo cual se
debe variar el ángulo del divisor.
En éste caso y como recomendación se utilizará el primer método.
Como primer aspecto fundamental antes de realizar cualquier operación
de maquinado es indispensable verificar si el material cumple con las
medidas establecidas en el plano respectivo.
Preparar la fresadora (fijar el divisor, eje porta fresas,) resaltando que
aquí el fresado se lo realiza al aire, sin contrapunto.
Seleccionar la fresa apropiada (módulo, número de dientes, ángulo de
presión) para lo cual se aplica una fórmula que se refiere a un número de
dientes imaginario Zi= Z / cos <a.
Siendo el módulo utilizado aquel que se calcule para la parte interna (Mi)
Fijar la fresa en el eje porta fresas, observando que el giro de la misma
sea contrario al sentido de apriete de la rosca del eje.
Apretar la fresa posteriormente al montaje de la luneta
Colocar la pieza en el divisor, verificando su paralelismo respecto a la
mesa longitudinal y al cuerpo de la máquina, así como de la
concentricidad con la ayuda de un reloj comparador.
Inclinar el divisor de acuerdo al ángulo de fresado calculado
Poner en funcionamiento la máquina
Rozar la pieza con la herramienta en movimiento y poner en cero el
tambor del carro vertical, siempre en el diámetro menor.
Bloquear los carros que no participan con movimiento en el proceso
Realizar un pre fresado (señalar el contorno de la pieza, en el diámetro
mayor) siempre trabajando del diámetro mayor hacia el menor, pues así
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
se evitarla un trabamiento de la fresa en la pieza en caso que el divisor
se desbloqueare.
En la mayoría de las ruedas dentadas cónicas la elaboración de los
dientes se realiza de varias pasadas, pues como se trabaja al aire existe
el peligro que la pieza se afloje.
Tallar los dientes.
Realizar la corrección respectiva en cada flanco.
D e t e r m i n a c i ó n d e l F r e s a d o d e l f l a n c o F r e s a d o d e l f l a n c o
d e s p l a z a m i e n t o . d e r e c h o . i z q u i e r d o .
F i g 5 . 2 P r o c e s o d e c o r r e c c i ó n d e l d i e n t e d e u n a r u e d a d e n t a d a c ó n i c a
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
BIBLIOGRAFÍA
BERRA, F. J. Fresadoras, engranajes, rectificadoras. Editorial Don Bosco.
Buenos Aires – Argentina
CEAC. Técnicas del taller mecánico. Biblioteca de Ingeniería Mecánica.
Editorial, Grafos S.A. Barcelona- España 1977
GERLING, Heinrich. Alrededor De Las Máquinas Herramientas. Editorial
Reverté. Barcelona - España; 1978
KIBJBE, Richard. Manual de rectificadoras y fresadoras Tomo III. Editorial
Límusa. México - México; 1990.
LAWRENCE, Doyle. Materiales y procesos de manufactura para ingeniero.
Editorial Hispanoamericana. México - México; 1985
TÉCNICO DON BOSCO. Máquinas Herramientas. Editorial Don Bosco.
Quito – Ecuador
VIDONDO, Thomas. Tecnología Mecánica 2. Editorial EDEBE. Barcelona -
España; 1980
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d i e n t e s H e l i c o i d a l e s
1. ¿Qué es una rueda dentada cónica?
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
2. ¿En qué se diferencian una rueda dentada de dientes rectos, de dientes
helicoidales y una cónica?
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
3. Cuáles son las ventajas de una rueda dentada cónica?, razone su respuesta
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
4. ¿Qué desventaja creería Ud. que existe en las ruedas cónicas?, razone su
respuesta.
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
5. ¿Qué es el módulo interior?
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
6. ¿Qué es el diámetro primitivo interior?
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
7. ¿Qué es para usted el <a, y cuál es su importancia?
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
8. Dónde es el punto de tangencia de dos ruedas dentadas cónicas que
engranan entre sí?
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
9. Escriba las fórmulas que necesita aplicar para encontrar los datos
necesarios para fabricar una rueda dentada cónica.
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
____________________________________________________________
10. Explique la diferencia entre ángulo de torneado y fresado.
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
11. Escriba un breve procedimiento (5 pasos) para tallar una rueda dentada
cónica.
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
12. Describa la diferencia en la elaboración de las ruedas dentadas de dientes
rectos y las cónicas.
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
13. Cuántas formas de elaborar ruedas dentadas cónicas conoce, explique la
diferencia y recomiende una de ellas.
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
____________________________________________________________
14. ¿Es lo mismo rueda dentada que engranaje/ por qué?
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
15. ¿El número de dientes puede ser una expresión decimal, por qué?
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
16. Calcule los datos necesarios para elaborar un par de ruedas dentadas
cónicas de relación de transmisión igual a 2/1, M=2,5 y Zp= 30.
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P r á c t i c a N o T e m a : - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
1 . O b j e t i v o d e l e s t u d i a n t e :
a . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
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b . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
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c . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
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2 . S e c u m p l i e r o n l o s o b j e t i v o s ? P o r q u e ?
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3 . P r o c e d i m i e n t o e x p e r i m e n t a l :
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Preparado por Ing Olger Pérez M Sc,
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4 . I n s t r u m e n t o s H e r r a m i e n t a s A c c e s o r i o s
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5 . C o n c l u s i o n e s :
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6 . R e c o m e n d a c i o n e s :
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N o t a : a d j u n t e l a s r e s p e c t i v a s f a s e s d e t r a b a j o d e l a
p r á c t i c a r e a l i z a d a
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