proyecto imprimir
DESCRIPTION
espolTRANSCRIPT
ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA
DEL LITORAL FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y CIENCIAS DE LA
PRODUCCIÓN
PROCESOS DE MECANIZACIÓN
PROYECTO
“FABRICACION DE UN ARBOL PARA TRANSMISIÓN ’’
Alumno
Kevin Daniel Mirallas Secaira
Fecha de Entrega
23 de Agosto del 2013
Profesor
ING. MANUEL HELGUERO
I Término 2013-2014
Contenido
OBJETIVOS ................................................................................................................................. 3
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 3
SELECCIÓN DE LAS HERRAMIENTAS DE CORTE ............................................................. 3
CICLO DE FABRICACIÓN ...................................................................................................... 13
Cálculos para Las Rpm de la maquina .................................................................................... 13
Cálculo del tiempo fundamental de mecanizado. ................................................................... 13
CALCULO DEL TIEMPO UNITARIO ................................................................................ 14
PROGRAMACIÓN PARA LA FABRICACIÓN DEL ARBOL PARA TRANSMISION ....... 15
Operación Refrentado Cara A ................................................................................................. 15
Operación Refrentado Cara B (se gira la pieza de trabajo) ..................................................... 15
Operación Desbastado (cilindrado exterior)............................................................................ 16
Operación Ranurado ................................................................................................................ 18
Giramos la Pieza de trabajo (cilindrado exterior del otro extremo) ........................................ 18
SIMULACION EN EL SOFTWARE CIMCO DE LA PROGRAMACION PARA LA
FABRICACION DEL ARBOL PARA TRANSMISION ........................................................... 19
ANÁLISIS DE COSTOS ............................................................................................................ 20
Costo Hombre hora Maquina (Mo) ......................................................................................... 20
Costo del material (Co) ............................................................................................................ 21
Costo de la herramienta (Ho) ................................................................................................... 22
Beneficio (Fo) .......................................................................................................................... 22
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. ..................................................................................... 23
BIBLIOGRAFÍAS ...................................................................................................................... 23
OBJETIVOS
Aplicar los conocimientos adquiridos en la materia Procesos de Mecanización
para la construcción de un árbol para transmisión, utilizando un máquina
herramienta Torno CNC.
Realizar el ciclo de fabricación de un elemento mecánico (árbol para
transmisión).
Elaborar la programación mediantes los códigos G para la fabricación del
elemento mecánico (árbol para transmisión).
Seleccionar los parámetros de cortes adecuados para realizar el elemento
mecánico.
Realizar el respectivo análisis de Costo de la pieza en cuestión.
Realizar la simulación del maquinado para la fabricación del árbol para
transmisión y verificar que la programación del elemento mecánico este
correcto.
INTRODUCCIÓN
En el presente proyecto dentro de los objetivos generales de la materia procesos
de mecanización se encontraba como finalidad estar inmersos dentro de un
proceso productivo de un elemento mecánico cualquiera que sea este, en este
caso un árbol para transmisión, donde se tomaran en cuenta aspectos técnicos,
organizacionales e incluso económicos, que son necesarios para elaborar un
correcto proceso productivo de la pieza en cuestión.
SELECCIÓN DE LAS HERRAMIENTAS DE CORTE
Para la Selección de la de la herramientas de corte se debe conocer el material de
la pieza de trabajo a la cual se le realizara el proceso de mecanización, como la
construcción de esta pieza tiene finalidad didáctica con el afán de poner en
práctica los conocimientos adquiridos durante el desarrollo del curso y la pieza
en cuestión no está sometido a fatiga se selecciona el aluminio ASSAB –Prodax
.
Procedimiento para seleccionar una herramienta de corte para Tornear. 1 Identifique su operación, el sistema de herramientas y el sistema de sujeción
Defina el tipo de operaciones
- Torneado longitudinal – Perfilado – Refrentado
-Abrir ranuras
Defina el sistema de herramientas
Negativa: - CoroTurn® RC
T-Max P
Positiva: - CoroTurn® 107,
es positivo.
- CoroTurn® 111
- CoroTurn® TR
2 Seleccione la plaquita
- Forma
- Tamaño
- Geometría
- Tipo de operación
- Calidad
3 Datos de corte
Los valores de partida para velocidades de corte y avances para diferentes materiales
aparecen en las etiquetas de la caja de plaquitas
Se escoge la CoroTurn 107 Plaquitas positivas,ya que el material de la pieza de
trabajo es dúctil por lo tanto el ángulo de desprendimiento.
Mecanizado exterior Elección de la plaquita: forma, tamaño, radio de punta, geometría y calidad
Forma de la plaquita dependiendo de la operación
-La forma de la plaquita debe seleccionarse en función del ángulo de posición y la accesibilidad o versatilidad exigida a la herramienta.
-Deberá seleccionarse el ángulo de punta de la plaquita más grande posible para mayor resistencia y economía
Tamaño de plaquita
Una vez que se tiene el tamaño de la plaquita se va a los insertos y se la selecciona con respecto al radio mínimo que se requiere en la pieza de trabajo que es 0,4 mm, y con el material de la pieza de trabajo aluminio, por lo tanto como el aluminio es un material no
ferroso, mediante el manual SANDVIK este debe estar en el código N.
El inserto que se eligió es CCGX 09 T3 04-AL de un tamaño de 9 mm, con el material
H10, el radio de punat es 0.4mm para que le dé un buen acabado.
Una vez seleccionada la herramienta de corte bajo los parámetros establecidos se
procede a seleccionar el tipo de porta-herramientas.
Porta-herramientas
Con el ancho del inserto es 0.9mm se selecciona el diseño de sujeción por tornillo
SCLCR/L 1212F 09-M
Velocidad de corte recomendada.
Las recomendaciones son válidas si se utiliza refrigerante.
Nota: La mayoría de las velocidades de corte se recomiendan generalmente para una
duración de la vida de la herramienta de 15 minutos. Para incrementar dicha duración,
consulte la información en la Guía técnica de mecanizado.
H10 (HW) – N15 (N01-N25)
Calidad de metal duro sin recubrimiento. Combina una excelente resistencia al desgaste
por abrasión y agudeza del filo. Para el torneado en desbaste y acabado de aleaciones de
aluminio.
Con el inserto seleccionado para cilindrado Exterior tendremos el rango de la velocidad de corte y el avance
s (mm/rev)=0,15-0,8
vc(m/min)= 450 (560-55)
Procedimiento para la Selección de la herramienta adecuada para ranurar.
1 Defina el tipo de operación y el sistema que va a utilizar
Identifique su operación:
- Tronzado
- Ranurado exterior o interior, ranurado frontal, ranurado superficial
- Torneado exterior o interior
- Rebaje, perfilado
y elija el sistema más adecuado. Véase información general.
2 Seleccione la geometría y la calidad de la plaquita
Seleccione la geometría y la calidad de la plaquita.
Seleccione el tamaño de plaquita en la página de pedido correspondiente.
3 Seleccione el sistema de herramientas y el tipo de mango
Elija Coromant Capto® o una herramienta con mango, según las posibilidades
de sujeción en la torreta/husillo.
Seleccione el tamaño de portaplaquitas adecuado en la página de pedido
correspondiente.
El asiento de la plaquita debe corresponder con el tamaño de la plaquita.
4 Seleccione el avance y la velocidad de corte
Busque el avance recomendado para la plaquita seleccionada.
Seleccione la velocidad de corte recomendada.
Los valores de partida para velocidades de corte y avances para diferentes materiales
aparecen en las etiquetas de la caja de plaquitas.
Se elige el porta inserto N123G2-0300-0004-GF para la parte del ranurado con los
parámetros adecuado.
CLAVE DE CÓDIGOS PARA PORTAPLAQUITAS COROCUT
Se eligió el portaherramientas R/LF123G25-25B1, ya que se ajusta a los
parámetros del inserto seleccionado.
Parámetros de la Herramienta de Corte para Ranurar
Mediante la Grafica del Ancho de la Plaquita con respecto al avance se obtiene la
velocidad de corte y el avance recomendado.
s(mm/rev)=0,06 (avance radial)
vc(m/min)= 450 (560-55)
CICLO DE FABRICACIÓN
Una vez seleccionada las herramientas de corte se procede a calcular los tiempos
fundamentales de operación.
Dimensiones del eje de aluminio (ASSAB-Prodax)
L=90mm
Cálculos para Las Rpm de la maquina
N: Revoluciones por minuto de la maquina
vc: Velocidad de corte de la herramienta
D: Diámetro respectivo de operación (mm)
‘‘Como no existe esta revoluciones en la maquina se coloca
en una posición menor N=417rpm’’
Cálculo del tiempo fundamental de mecanizado.
L: Longitud de mecanizado (mm)
N: Rpm de la maquina
s: Avance radial (mm/rev)
Cálculos representativos para el Refrentado de la cara A
Datos
Herramienta de corte N15 Inserto CCGX09T3-04.AL
Velocidad de corte Recomendado = 300m/min
Avance radial =0,8 mm/rev
‘‘Como no existe esta revoluciones en la maquina se
coloca en una posición menor N=1900rpm’’
Cálculo del tiempo fundamental de mecanizado.
De la misma se procede a realizar los cálculos de las revoluciones por minuto de la
máquina y el tiempo fundamental para cada una de las operaciones de la pieza en
cuestión (Refrentado, taladrado, cilindrado exterior y ranurado).
CALCULO DEL TIEMPO UNITARIO
Para el cálculo del tiempo unitario utilizaremos la siguiente ecuación
Dónde:
: Tiempo total o unitario.
: Tiempo fundamental (arranque de viruta)
: Tiempo de auxiliar =10%tf
: Tiempo de pérdidas reglamentarias=25%tf
: Tiempo de puesto a punto.
N: Número de Piezas
El tiempo puesto a punto es el tiempo necesario para poner en óptimas condiciones para poner
tan el material y la máquina para el proceso de mecanización de la pieza en cuestión y se estima
5min.
El tiempo fundamental de mecanizado “ ” previamente calcula es de 5,46455minutos.
Datos
.
N=1
PROGRAMACIÓN PARA LA FABRICACIÓN DEL ARBOL PARA
TRANSMISION
Operación Refrentado Cara A
SETUP
N2 OΦΦΦ1; (Nombre del Programa)
N4 G21 M08; (sistema Métrico, Se enciende la bomba del Refrigerante)
N6 T0101/G54; (Cambio a Herramienta número 1-herramienta para el Refrentado-)
N8 M03 S1900; (Rotar el cabezal en sentido horario con 1900 rpm)
N10 G00 X50 Z0; (Posicionamiento rápido al origen del sistema de coordenadas- se
asumió que el origen está en el centro de la cara principal de la pieza-)
N12 G01 Z-2 F0.1; (Avance lineal en Z son 0.1mm/rev)
N14 G01 X0;
N16 G00 Z0;
N18 G00 X50; (Retorno Rápido al origen del sistema de coordenadas)
N20 G01 Z-4;
N22 G01 X0;
N24 G00 Z-3;
N26 G00 X50;
N28 G01 Z-6;
N30 G01 X0;
N32 G00 Z0;
N34 M 05; (cabezal desconectado)
N36 M30; (Fin del programa)
Operación Taladrado (manual)
Operación Refrentado Cara B (se gira la pieza de trabajo)
SETUP
N2 OΦΦΦ1; (Nombre del Programa)
N4 G21 M08; (sistema Métrico, Se enciende la bomba del Refrigerante)
N6 T0101/G54; (Cambio a Herramienta número 1-herramienta para el Refrentado-)
N8 M03 S600; (Rotar el cabezal en sentido horario con 600 rpm)
N10 G00 X50 Z0; (Posicionamiento rápido al origen del sistema de coordenadas- se
asumió que el origen está en el centro de la cara principal de la pieza-)
N12 G01 Z-2 F 0.1; (Avance lineal en Z son 0.1mm/rev)
N14 G01 X0;
N16 G00 Z0;
N18 G00 X50; (Retorno Rápido al origen del sistema de coordenadas)
N20 G01 Z-4;
N22 G01 X0;
N24 G00 Z0;
N26 G00 X0;
N28 M 05; (cabezal desconectado)
N30 M30; (Fin del programa)
Operación Desbastado (cilindrado exterior)
SETUP
N2 OΦΦΦ1; (Nombre del Programa)
N4 G21 M08; (sistema Métrico, Se enciende la bomba del Refrigerante)
N6 T0202/G55; (Cambio a Herramienta número 2-herramienta para cilindrado
longitudinal-)
N8 M03 S1900; (Rotar el cabezal en sentido horario con 1900 rpm)
N10 G00 X50 Z0; (Posicionamiento rápido al origen del sistema de coordenadas- se
asumió que el origen está en el centro de la cara principal de la pieza-)
N12 G01 X48 F0.8; (Avance lineal en X con 0.8mm/rev)
N14 G01 Z-55;
N16 G01 X49;
N18 G01 Z-80;
N20 G00 X50;
N22 G00 Z0;
N24 G01 X46;
N26 G01 Z-55;
N28 G00 X48;
N30 G00 Z0;
N32 G01 X44;
N34 G01 Z-55;
N36 G00 X46;
N38 G00 Z0;
N40 G01 X42;
N42 G01 Z-55;
N44 G00 X44;
N46 G00 Z0;
N48 G01 X40;
N50 G01 Z-55;
N52 G00 X42;
N54 G00 Z0;
N56 G01 X38;
N58 G01 Z-55;
N60 G00 X39;
N62 G00 Z0;
N64 G01 X36;
N66 G01 Z-55;
N68 G00 X37;
N70 G00 Z0;
N72 G01 X35;
N74 G01 Z-55;
N76 G00 X36;
N78 G00 Z0;
N80 G01 X33;
N82 G01 Z-35;
N84 G00 X34.5 Z-35.5; (chaflan)
N86 G00 X34;
N88 G00 Z0;
N90 G01 X31;
N92 G01 Z-35;
N94 G00 X32;
N96 G00 Z0;
N98 G01 X29;
N100 G01 Z-35;
N102 G00 X30;
N104 G00 Z0;
N106 G01 X27;
N108 G01 Z-35;
N110 G00 X28;
N112 G00 Z0;
N114 G01 X25;
N116 G01 Z-35;
N118 G00 X26;
N120 G00 Z0;
N122 G01 X24;
N124 G01 Z-35;
N126 G00 X25;
N128 G00 Z0;
N130 G01 X22;
N132 G01 Z-18;
N134 G00 X23.5 Z-18.5; (CHAFLAN)
N136 G00 X24;
N138 G00 Z0;
N140 G01 X20;
N142 G01 Z-18;
N144 G00 X21;
N146 G00 Z0;
N148 G01 X18;
N150 G01 Z-18;
N152 G00 X19;
N154 G00 Z0;
N156 G01 X16 F0.15; (Avance lineal en X con 0.15mm/rev)
N158 G01 Z-18;
N160 G00 X50; (Saca la herramienta a una distancia radial prudente, para poder realizar
el cambio de herramienta)
N162 G00 Z5; (Saco la herramienta a una longitud prudente, para que no choque con el
contrapunto)
N164 M05; (Cabezal desconectado)
Operación Ranurado
N166 T0303/G56; (Cambio a Herramienta número 3-herramienta para el ranurado-)
N168 M03 S2000; (Rotar el cabezal en sentido horario con 2000 rpm)
N170 G00 X38;
N172 G00 Z-45 F0.1; (Posicionamiento rápido de la herramienta donde quiero ranurar)
N174 G01 X24 F0.06; (Avance lineal en X con 0.06mm/rev)
N176 G00 X36;
N178 G00 Z-48;
N180 G01 X24;
N182 G00 X36;
N184 G00 Z-51;
N186 G01 X24;
N188 G00 X36;
N190 G00 Z-55;
N192 G01 X24;
N194 G00 X40;
N196 G00 Z5;
N196 M05; (cabezal desconectado)
N198 M09; (Se apaga la bomba del refrigerante)
N200 M30; (fin del Programa)
Giramos la Pieza de trabajo (cilindrado exterior del otro extremo)
Operación Desbastado
SETUP
N2 OΦΦΦ1; (Nombre del Programa)
N4 G21 M08; (sistema Métrico, Se enciende la bomba del Refrigerante)
N6 T0202/G55; (Cambio a Herramienta número 2-herramienta para cilindrado
longitudinal-)
N8 M03 S1900; (Rotar el cabezal en sentido horario con 600 rpm)
N10 G00 X50 Z0; (Posicionamiento rápido al origen del sistema de coordenadas- se
asumió que el origen está en el centro de la cara principal de la pieza-)
N12 G01 X48 F0.8; (Avance lineal en X con 0.1mm/rev)
N14 G01 Z-15;
N16 G00 X50;
N18 G00 Z0;
N20 G01 X46 ;
N22 G01 Z-15;
N24 G00 X48;
N26 G00 X48.5 Z-15.5; (CHAFLAN)
N28 G00 Z0;
N30 G01 X44;
N32 G01 Z-15;
N34 G00 X46;
N36 G00 Z0;
N38 G01 X42;
N40 G01 Z-15;
N42 G00 X44;
N44 G00 Z0;
N46 G01 X40;
N48 G01 Z-15;
N50 G00 X42;
N52 G00 Z0;
N54 M05; (cabezal desconectado)
N56 M09; (Se apaga la bomba del refrigerante)
N58 M30; (fin del Programa)
SIMULACION EN EL SOFTWARE CIMCO DE LA PROGRAMACION
PARA LA FABRICACION DEL ARBOL PARA TRANSMISION
Operación Refrentado Cara A
Operación Desbastado (cilindrado exterior)
Giramos la Pieza de trabajo (cilindrado exterior del otro extremo)
Operación Desbastado
ANÁLISIS DE COSTOS
Costo Hombre hora Maquina (Mo)
(
)
(
)
Operador:
Dentro de lo que se debe considerar para el costo Hombre hora máquina, tenemos al
salario del operador, que es la parte principal para que funcione la máquina
herramienta.
Además dentro de los rubros correspondientes al operador, tenemos los gastos generales
del operador, donde tomaremos en cuenta, su remuneración, incluyendo sus beneficios
de afilición asi como trabajador con derecho a una liquidación, por lo que se lo ha
definido en:
Maquina:
Primero, para la determinción de la máquina herramienta se considerará, un torno que
se encuentra alrededor de los $30 000, que será nuestro valor prima, sin embargo
dicho valor estará atado a una depreciación que viene dado por la formula:
(
⁄ )
Por otro lado, tenemos para la maquinaria sus gastos generales, dentro de este índice
deberemos tomar en cuenta, el precio por el lugar que ocupa la máquina herramienta en
si, además de los valores por mantenimiento de la misma. Cabe recalcar que dentro de
este valor, se incluye todos aquellos procesos por los cuales pasa un pedido antes de
llegar la orden para que sea ejecutada tal cual dada las especificaciones. Por ello se
consideró un gaste general de:
Calculo del costo hombre maquina en 1 hora:
(
) (
)
(
) (
)
Calculo del costo hombre hora maquina:
Costo del material (Co)
Se utilizará un cilindro de aluminio de 50 mm de diámetro y de 90 mm de largo, que por el
precio en el mercado nos da:
Costo de la herramienta (Ho)
Ya indicado anteriormente las diferentes herramientas de corte que vamos a utilizar, aclarando
que son herramientas re-afilables tenemos que:
(
)
(
)
Se presentara en una tabla los precios para cada herramienta.
costo ($) # de filos usados
Coro Turn 107 “SCGX 09
T3 04-AL”
6 8
CoroCut 1 y 2 filos “N123G2-0300-
0004-GF”
6 4
Coromant Capto “SCLCR-
L1212F09-M”
200 2000
Coromant Capto “C3-
R/LF123G25-25-25B1”
200 4000
(
) (
)
(
) (
)
Beneficio (Fo) El beneficio depende del 30% del costo total sin beneficio.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. Se puede concluir que se aplicó los conocimientos adquiridos en la materia de
procesos de Mecanización por lo que se pudo elaborar de manera secuencial el
ciclo de fabricación del árbol para transmisión permitiendo una mejor
perspectiva de la pieza que se desea. Es fundamental una buena selección de la
herramienta de corte para obtener un excelente mecanizado. Es tan importante
que esta selección de la herramienta de corte basada en la geometría requerida y
en el material que se desea maquinar; sea buena ya que con eso podemos
corroborar un proceso confiable.
También podemos constatar que los parámetros de corte dentro del proceso de
mecanización son sumamente importantes pues me van a definir el acabado,
además que se pueden optimizar el tiempo fundamental.
La programación en el torno CNC para este elemento mecánico es muy práctico,
y su simulación de igual manera. El CIMCO es una herramienta que nos permite
simular la trayectoria de la herramienta de corte y si existe algún problema nos
ayuda a evitar dichos inconvenientes.
El costo final de este sistema involucra varios parámetros que incluye desde un
costo de material hasta un costo por operación de máquina.
BIBLIOGRAFÍAS
Fundamentos de manufactura moderna por: Mikell P. Groover- capitulo 23.
Catálogos de materiales DIPAC Productos de acero.
Catálogo de herramientas SANDVIK Coromant.
http://www.cimco.com.mx/