lab 03 - operaciones de mecanizado en las máquinas herramientas

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Resumen Se conoce con el nombre de máquina - herramienta a toda máquina que por procedimientos mecánicos, hace funcionar una herramienta, sustituyendo la mano del hombre. Una máquina herramienta tiene por objetivo principal sustituir el trabajo manual por el trabajo mecánico, en la fabricación de piezas. En esta experiencia de laboratorio nos familiarizamos con dos máquinas herramientas de mecanizado con arranque de virutas: El torno y la Fresadora. Se realizo el proceso de mecanizado de un cilindro en donde pudimos experimentar con cada una de estas máquinas y sus características, modificamos velocidad, avance y observamos los resultados obtenidos. Aplicamos conceptos estudiados en los laboratorios pasados para analizar sus movimientos relativos y la geometría de estas herramientas entre otras cosas. Como complemento a la actividad en este informe se detallarán los procesos de: Refrentado, Cilindrado, Torneado cónico, Moleteado, Ranurado, Roscado, y Taladrado para el torno y fresado tangencial y frontal, Planeado, Escuadrado y Canteado, Alojamientos o Vacíos, Copiados o Contornos, Ranuras y Cortes y Chaflanes para la fresadora. Palabras clave: Chaflanes, Cilindrado, Escuadrado, Fresadora, Planeado, Ranurado, Refrentado, Roscado, Torno 1

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Informe laboratorio mecánica operaciones de mecanizado

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Page 1: Lab 03 - Operaciones de Mecanizado en Las Máquinas Herramientas

Resumen

Se conoce con el nombre de máquina - herramienta a toda máquina que por

procedimientos mecánicos, hace funcionar una herramienta, sustituyendo la mano del

hombre. Una máquina herramienta tiene por objetivo principal sustituir el trabajo manual

por el trabajo mecánico, en la fabricación de piezas. En esta experiencia de laboratorio

nos familiarizamos con dos máquinas herramientas de mecanizado con arranque de

virutas: El torno y la Fresadora. Se realizo el proceso de mecanizado de un cilindro en

donde pudimos experimentar con cada una de estas máquinas y sus características,

modificamos velocidad, avance y observamos los resultados obtenidos. Aplicamos

conceptos estudiados en los laboratorios pasados para analizar sus movimientos relativos

y la geometría de estas herramientas entre otras cosas. Como complemento a la actividad

en este informe se detallarán los procesos de: Refrentado, Cilindrado, Torneado cónico,

Moleteado, Ranurado, Roscado, y Taladrado para el torno y fresado tangencial y frontal,

Planeado, Escuadrado y Canteado, Alojamientos o Vacíos, Copiados o Contornos,

Ranuras y Cortes y Chaflanes para la fresadora.

Palabras clave: Chaflanes, Cilindrado, Escuadrado, Fresadora, Planeado, Ranurado,

Refrentado, Roscado, Torno

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Page 2: Lab 03 - Operaciones de Mecanizado en Las Máquinas Herramientas

Índice

Resumen.........................................................................................................................1

Índice...............................................................................................................................2

Índice de Imágenes.........................................................................................................3

Introducción.....................................................................................................................4

Objetivos..........................................................................................................................5

a) Objetivo General...................................................................................................5

b) Objetivo Específicos.............................................................................................5

Máquinas herramientas utilizadas...................................................................................6

a) Torno........................................................................................................................6

b) Fresadora................................................................................................................6

Operaciones posibles en un Torno:.................................................................................8

a) Operación de Cilindrado..........................................................................................8

b) Proceso de Refrentado............................................................................................9

c) Proceso de Ranurado o Tronzado.........................................................................10

d) Proceso de Torneado cónico.................................................................................11

e) Proceso de Moleteado...........................................................................................11

f) Proceso de Roscado..............................................................................................12

g) Proceso de Taladrado...........................................................................................13

Operaciones posibles en una Fresadora.......................................................................14

a) Fresado Tangencial...............................................................................................15

b) Fresado Frontal.....................................................................................................15

c) Planeado y Planeado con escuadra......................................................................16

d) Proceso de Escuadrado y Canteado.....................................................................17

e) Proceso de Alojamientos o Vacíos........................................................................17

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Page 3: Lab 03 - Operaciones de Mecanizado en Las Máquinas Herramientas

f) Proceso de Copiados o Contornos.........................................................................18

g) Proceso de Ranuras y Cortes................................................................................18

h) Proceso de Chaflanes...........................................................................................19

Conclusión.....................................................................................................................19

Bibliografía.....................................................................................................................20

Índice de Imágenes

Imagen 1. Torno....................................................................................................................7

Imagen 2. Fresadora Vertical................................................................................................8

Imagen 3. Cilindrado.............................................................................................................9

Imagen 4.Diagrama Cilindrado...........................................................................................10

Imagen 5. Refrentado.........................................................................................................10

Imagen 6. Diagrama Refrentado Plano de Referencia.......................................................11

Imagen 7.Diagrama Ranurado Plano de Referencia..........................................................11

Imagen 8. Diagrama Torneado Cónico Plano de Referencia..............................................12

Imagen 9.Diagrama Moleteado Plano de Referencia.........................................................12

Imagen 10. Roscado...........................................................................................................13

Imagen 11. Diagrama Roscado...........................................................................................13

Imagen 12. Taladrado.........................................................................................................14

Imagen 13. Diagrama Taladrado.........................................................................................14

Imagen 14. Fresado Tangencial.........................................................................................15

Imagen 15. Ejemplo Fresado Tangencial............................................................................15

Imagen 16. Fresado Frontal................................................................................................16

Imagen 17.Ejemplo Fresado Frontal...................................................................................16

Imagen 18. Planeado y Planeado con escuadra................................................................17

Imagen 19. Escuadrado y Canteado...................................................................................17

Imagen 20. Alojamientos o Vacíos......................................................................................18

Imagen 21. Copiados o Contornos.....................................................................................18

Imagen 22. Ranuras y Cortes.............................................................................................19

Imagen 23. Chaflanes.........................................................................................................19

3

Page 4: Lab 03 - Operaciones de Mecanizado en Las Máquinas Herramientas

Introducción

Para la creación de piezas mecánicas, es necesario llevar a cabo varios procesos

mecánicos antes de dar fin a dicha pieza. Para esto, se han implementado máquinas

herramientas de uso cotidiano, las cuales presentan una gran variedad a la hora de poder

realizar una operación mecánica, dependiendo de la herramienta de corte que se utilice y

el movimiento de avance que se le otorga a la probeta o instrumento a moldear. En esta

ocasión nos centraremos en dos máquinas herramientas: Torno y Fresadora. El torno y la

fresadora son máquinas-herramientas por arranque de viruta, en la que por medio de ellos

se obtienen dimensiones superficiales deseadas en una pieza por medio del mencionado

arranque viruta. El arranque de viruta es separar partes del material (virutas) por

procedimientos mecánicos.  El torneado es un importante procedimiento de fabricación

por las siguientes razones: en muchas piezas se encuentran superficies torneadas; el

torneado permite pequeñas tolerancias y superficies poco rugosas; las herramientas del

torno son relativamente sencillas; el arranque interrumpido de viruta es económico.

Mediante fresado puede proveerse a piezas de los más diversos materiales como por

ejemplo, acero, fundición hierro, metales no férricos y materiales sintéticos, de superficies

planas o curvas, de entalladura, de ranura, de dentado, etc. La superficie de las piezas

fresadas puede ser desbastada o afinadas. Las piezas que hayan de tener mejor calidad

superficial, se acaban frecuentemente por rectificado. En este laboratorio, con el fin de

familiarizarnos con estas máquinas herramientas y conocer su correcto funcionamiento,

se realizo el proceso de mecanizado de un cilindro en donde los estudiantes pudimos

experimentar con cada una de estas máquinas y sus características, modificamos

velocidad, avance y observamos los resultados obtenidos. Como complemento a la

actividad se detallaran los procesos de: Refrentado, Cilindrado, Torneado cónico,

Moleteado, Ranurado o Tronzado, Roscado, y Taladrado para el torno. En el caso de la

fresadora (vertical en nuestra experiencia) detallaremos los procesos de: Fresado

tangencial y frontal, Planeado, Escuadrado y Canteado, Alojamientos o Vacíos,

Copiados o Contornos, Ranuras y Cortes, y Chaflanes. Y para cada uno de estos

procesos, se debe realizar una serie de pasos para posicionar la herramienta de corte y la

pieza a trabajar.

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Page 5: Lab 03 - Operaciones de Mecanizado en Las Máquinas Herramientas

Objetivos

a) Objetivo General

Que el alumno comprenda, internalice e interprete correctamente los conceptos

fundamentales presentes en los procesos de torneado y mecanizado con arranque de

virutas desarrollado en las fresadoras. Esto es: Los movimientos relativos, las

condiciones de mecanizado, la geometría de la herramienta, el sistema efectivo de la

herramienta, las operaciones, los tiempos de preparación, de maniobra y de corte, las

diferentes superficies obtenidas por las diferentes operaciones y los sistemas de

fijación de la materia prima y de las herramientas [1][2]

b) Objetivo Específicos

Familiarizar al alumno con la máquina herramienta “torno” y las “fresadoras

universal y vertical”: Sus grados de libertad, sus tipos, sus capacidades de trabajo, sus

accesorios de fijación de la materia prima y las geometrías posibles de obtener por medio

de esta máquina.

1. Que el alumno interprete correctamente los movimientos relativos entre

herramienta y pieza requeridos en cada una de las operaciones de torneado y en

el fresado frontal y tangencial.

2. Tomando como base la operación de cilindrado exterior, familiarizar al alumno con

las condiciones de mecanizado; esto es, velocidad de corte, velocidad de avance,

profundidad de corte y fluido de corte.

3. Que el alumno interprete a pié de máquina el sistema de referencia de la

herramienta y el sistema de referencia efectivo. Esto es, posicionar virtualmente en

el sistema máquina-herramienta-pieza, los planos: de corte, de medida, de

referencia y de trabajo; en ambos sistemas de referencia.

4. Familiarizar al alumno con la generación de superficies en las diversas

operaciones.

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Page 6: Lab 03 - Operaciones de Mecanizado en Las Máquinas Herramientas

Máquinas herramientas utilizadas

a) TornoSe denomina torno a un conjunto de máquinas y herramientas que permiten meca-

nizar piezas de forma geométrica de revolución [1]. Estas máquinas-herramienta operan

haciendo girar la pieza a mecanizar (sujeta en el cabezal o fijada entre los puntos de cen-

traje) mientras una o varias herramientas de corte son empujadas en un movimiento regu-

lado de avance contra la superficie de la pieza, cortando la viruta de acuerdo con las con-

diciones tecnológicas de mecanizado adecuadas. La herramienta de corte va montada so-

bre un carro que se desplaza sobre unas guías o rieles paralelos al eje de giro de la pieza

que se tornea, llamado eje Z; sobre este carro hay otro que se mueve según el eje X, en

dirección radial a la pieza que se tornea, y puede haber un tercer carro llamado cha-

rriot que se puede inclinar, para hacer conos, y donde se apoya la torreta portaherramien-

tas.

En esta sesión de laboratorio utilizamos el torno, modelo: Aldo II T-410X1000, mar-

ca “ITALMACC”.

Imagen 1. Torno

b) Fresadora

Una fresadora es una máquina herramienta utilizada para realizar mecanizados

por arranque de viruta mediante el movimiento de una herramienta rotativa de varios filos

de corte denominada fresa [2].  Mediante el fresado es posible mecanizar los más

diversos materiales, como madera, acero, fundición de hierro, metales no férricos y

materiales sintéticos, superficies planas o curvas, de entalladura, de ranuras, de dentado,

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Page 7: Lab 03 - Operaciones de Mecanizado en Las Máquinas Herramientas

etc. Además las piezas fresadas pueden ser desbastadas o afinadas. En las fresadoras

tradicionales, la pieza se desplaza acercando las zonas a mecanizar a la herramienta,

permitiendo obtener formas diversas, desde superficies planas a otras más complejas.

En esta sesión de laboratorio utilizamos la fresadora vertical, marca “Cincinnati”,

modelo: Cinova 80 307-14.

Imagen 2. Fresadora Vertical

7

Page 8: Lab 03 - Operaciones de Mecanizado en Las Máquinas Herramientas

Operaciones posibles en un Torn o:

Para el uso correcto del torno, se debe seguir el siguiente protocolo:

La pieza se sujeta al plato por uno de sus extremos y el otro queda en el aire, o

también se puede colocar un extremo en el plato y el otro apoyado en una contra

punta.

Se selecciona la herramienta de corte para llevar a cabo el proceso mecánico

Se fija la herramienta de corte en una posición adecuada

Se procede a dar el movimiento de giro a la pieza

Se procede a dar una referencia para efectuar el movimiento de avance de la

herramienta de corte

Se da a la herramienta de corte un movimiento de avance de extremo a extremo

sobre la pieza o un movimiento de avance desde la superficie de la pieza hasta

su interior, todo depende del proceso mecánico que se lleve a cabo

Acabado el proceso, se detiene el movimiento de giro de la pieza

Todo lo anterior debe ser realizado con los implementos de seguridad

adecuados

a) Operación de Cilindrado

Consiste en mecanizar un cilindro recto de longitud y diámetro determinado. Una vez

iniciado el corte con la profundidad y avance que se deseado, la herramienta,

desplazándose automáticamente, realiza el trabajo.

Imagen 3. Cilindrado: 1. Plato de tope, 2. Perro, 3. Pieza a trabajar, 4. Contrapunto,5. Carro Superior, 6. Torreta portaherramienta, 7. Herramienta de cilindrar.

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Page 9: Lab 03 - Operaciones de Mecanizado en Las Máquinas Herramientas

Imagen 4.Diagrama Cilindrado

b) Proceso de Refrentado

Es el proceso de maquinar el extremo de la pieza de trabajo para que esté a escuadra

con la línea del centro. es decir, dale una forma plana al extremo de la pieza, el cual

puede tener como resultado un desbaste o acabado superficial.

Imagen 5. Refrentado: 1. Mandril americano, 2. Pieza a refrentar, 3. Carro Transversal, 4. Carro Superior, 5. Torreta portaherramienta, 6. Herramienta cuchillo.

9

ma , va proces

ʘmc , vc

Page 10: Lab 03 - Operaciones de Mecanizado en Las Máquinas Herramientas

Imagen 6. Diagrama Refrentado Plano de Referencia.

c) Proceso de Ranurado o Tronzado

Consiste en hacer surcos o gargantas cilíndricas sobre una pieza, los cuales tienen una

profundidad y longitud determinado.

Imagen 7.Diagrama Ranurado Plano de Referencia

10

ʘmc

ma , va

vc

ma , va proce

ʘmc , vc

Page 11: Lab 03 - Operaciones de Mecanizado en Las Máquinas Herramientas

d) Proceso de Torneado cónico

Este proceso consiste en dar forma cónica a la pieza, mediante un movimiento de giro de

está, y un movimiento de avance de la herramienta de corte con un ángulo de inclinación,

que se determina con la siguiente expresión:

:

Imagen 8. Diagrama Torneado Cónico Plano de Referencia

e) Proceso de Moleteado

Este proceso consiste en presionar una herramienta con figuras en forma de diamante o

en líneas rectas sobre la superficie de la pieza. En el moleteado el material no presenta

desprendimiento de viruta sino que se conforma.

Imagen 9.Diagrama Moleteado Plano de Referencia

11

ma , va

Tan(α2 )=( D−d )

2L

Page 12: Lab 03 - Operaciones de Mecanizado en Las Máquinas Herramientas

f) Proceso de Roscado

Es un proceso que consiste en dar forma triangular al filete de una rosca por penetración

perpendicular de una herramienta conducida por el carro transversal. La siguiente figura

ilustra los procesos de roscado exterior e interior.

Imagen 10. Roscado: 1.Árbol Principal, 2. Plato de Tope, 3. Pieza a roscar, 4. Contrapunto, 5. Carro Superior, 6. Torreta Portaherramienta, 7. Portamoleta de roscar, 8. Moleta, 9. Perro

Imagen 11. Diagrama Roscado

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Page 13: Lab 03 - Operaciones de Mecanizado en Las Máquinas Herramientas

g) Proceso de Taladrado

Consiste en realizar una perforación a la pieza con una broca. El taladrado se efectúa en

el tomo de dos maneras diferentes: a) Por penetración, en una pieza animada de

movimiento de rotación, de una broca con movimiento solamente de traslación. b) Por

penetración de la broca, animada de un movimiento de rotación, en una pieza que

solamente posee movimiento de traslación. 

Imagen 12. Taladrado: 1. Árbol principal, 2. Pieza a taladrar, 3. Carro transversal, 4. Contrapunto, 5. Carro superior que sirve de apoyo al perro 6. Torreta portaherramientas, 7. Barrena

Imagen 13. Diagrama Taladrado.

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Page 14: Lab 03 - Operaciones de Mecanizado en Las Máquinas Herramientas

Operaciones posibles en una Fresadora

Para el correcto uso de la fresadora se deben tomar en cuanta:

o Instalar la herramienta de corte adecuada para realizar el proceso mecánico

o Fijar la pieza a trabajar en la mesa de trabajo mediante una prensa manual

o Establecer la posición de la mesa para que entren en contacto la herramienta

de corte y la pieza

o Establecer una referencia y luego realizar el avance en la dirección que se de-

sea trabajar

o Todo lo anterior se debe realizar con los implementos de seguridad adecuados

a) Fresado Tangencial: Consiste en realizar operaciones en forma tangencial entre la

pieza y la herramienta.

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Imagen 14. Fresado Tangencial

Imagen 15. Ejemplo Fresado Tangencial

Page 15: Lab 03 - Operaciones de Mecanizado en Las Máquinas Herramientas

b) Fresado Frontal: Fresado entre pieza y herramienta de forma que la herramienta entre

en contacto directamente con la pieza, es decir, sobre la pieza.

Imagen 16. Fresado Frontal

Imagen 17.Ejemplo Fresado Frontal

c) Planeado y Planeado con escuadra: El objetivo de este proceso es, como su nombre

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Page 16: Lab 03 - Operaciones de Mecanizado en Las Máquinas Herramientas

lo dice, generar superficies planas en las piezas. Para el planeado con escuadra se utiliza

una fresa para el planeado con un ángulo de posición de 90°.

Imagen 18. Planeado y Planeado con escuadra

d) Proceso de Escuadrado y Canteado: El fresado realizado es fundamentalmente de

forma lateral, con capacidad añadida de profundidad de corta. En el caso del Canteado, el

fresado es completamente lateral. Hay distintos tipos de fresas dependiendo de la

profundidad requerida.

Imagen 19. Escuadrado y Canteado

e) Proceso de Alojamientos o Vacíos: Consiste en taladrar hasta una determinada

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Page 17: Lab 03 - Operaciones de Mecanizado en Las Máquinas Herramientas

profundidad y luego un fresado, o bien, un fresado en rampa en varios cortes.

Imagen 20. Alojamientos o Vacíos

f) Proceso de Copiados o Contornos: Se realiza en la pieza un contorno determinado,

generalmente de formas cóncavas o convexas, para esto se utilizan fresas de puntas

esféricas o de plaquitas redondas.

Imagen 21. Copiados o Contornos

g) Proceso de Ranuras y Cortes: Se realizan ranuras o específicamente cortes

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Page 18: Lab 03 - Operaciones de Mecanizado en Las Máquinas Herramientas

utilizando fresas de discos en lugar de una fresa de ranura, donde hay una relación entre

la profundidad y la longitud.

Imagen 22. Ranuras y Cortes

h) Proceso de Chaflanes: Se realizan los chaflanes o corten en forma de “V” utilizando

herramientas específicas para cada proceso.

Imagen 23. Chaflanes

Conclusión

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Page 19: Lab 03 - Operaciones de Mecanizado en Las Máquinas Herramientas

Las máquinas-herramienta hacen el trabajo industrial más sencillo, práctico y

económico para la organización que las emplea. Es una forma de hacer un trabajo eficaz,

eficiente y efectivo. Con esta técnica se han podido lograr diferentes objetivos con más

exactitud y precisión que antes, cuando se utilizaba la mano de obra humana.

Con el desarrollo de esta investigación logramos familiarizarnos con el correcto

funcionamiento y los conceptos fundamentales presentes en los procesos de torneado y

mecanizado con arranque de virutas desarrollado en las fresadoras, pudimos

relacionarlos con conceptos trabajados en los laboratorios pasados, como lo son: Los

movimientos relativos, las condiciones de mecanizado, la geometría de la herramienta,

las operaciones, entre muchos otros y los aplicamos en el mecanizado de un cilindro

experimentando con las características del proceso como avance y velocidad y observar

los resultados obtenidos al modificarlos. Además, pudimos apreciar los tiempos de

preparación requeridos, de maniobra y de corte, las diferentes superficies obtenidas por

las diferentes operaciones y los sistemas de fijación de la materia prima y de las

herramientas.

Bibliografía

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Page 20: Lab 03 - Operaciones de Mecanizado en Las Máquinas Herramientas

[1] Departamento de Ingeniería Mecánica. USACH, « E04 Torneado » Ingeniería

Ejecución Mecánica, Santiago, Plan 2002.

[2] Departamento de Ingeniería Mecánica. USACH, « E05 Fresado » Ingeniería Ejecución

Mecánica, Santiago, Plan 2002.

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