SECUENCIA II.- OPERACIÓN DE FRESADORA CONVENCIONAL Y MECANIZADO

DE ENGRANE Y CREMALLERA RECTA.

A).- ENGRANES RECTOS

EL CABEZAL DIVISOR UNIVERSAL

Es un accesorio más importante de la fresadora, diseñado para sujetarse en la mesa de trabajo. Y

Tiene como objetivo primordial sujetar la pieza en uno de sus extremos y permitir hacer la división

de la trayectoria circular de la pieza por mecanizar con el apoyo del plato divisor o disco perforado.

El eje o husillo porta piezas que posee el cabezal divisor es inclinable en el plano vertical, se coloca

formando cualquier ángulo con la superficie de la mesa, quedando fijo en cada posición mediante

tuercas de sujeción colocadas en las ranuras de la mesa, permitiéndole realizar las más

variadas operaciones de fresado, y al realizar un movimiento giratorio de la pieza en combinación

con el movimiento longitudinal de la mesa puede realizarse fresado hélice o helicoidal.

El cabezal divisor se necesita para la fabricación de piezas en las que hay que realizar trabajos de

fresado según determinadas divisiones (ruedas dentadas, cuadrados y hexágonos, árboles de

chavetas múltiples, fresas, escariadores). Con su ayuda también es posible fresar ranuras en espiral.

El aparato o cabezal divisor tiene por objeto.

1.- Soportar uno de los extremos de la pieza

2.- Comunicarle, cuando ello es necesario, un movimiento de rotación

3.- Permitir, todos los trabajos de división simple, compuesta, diferencial; tallado recto y helicoidal

APUNTE

PROFR. COSME

DIFERENTES TIPOS DE PLATOS DIVISORES O DISCOS PERFORADOS.

Los platos divisores son discos perforados con número de barrenos en cada círculo con que

cuenta, y sirve de apoyo para efectuar diversas divisiones en piezas que se requieren hacer

como: Hexágonos, octágonos, engranes de diversas cantidades de dientes etc.

Estos discos nos ayudan obtener las vueltas completas, el número de barrenos así como el

círculo adecuado o necesario para usar al efectuar divisiones o fabricaciones de engranes de

diversos dientes.

DIVISIONES DE PLATOS DIVISORES EXISTENTES EN TALLER RELACIÓN 40 A 1

FRESADORA UNIVERSAL

(1) DIMSA R=40/1

Plato lado

No. 1

Plato lado

No. 2

47

41

37

31

27

23

20

18

15

49

43

39

33

29

24

21

19

17

FRESADORA UNIVERSAL NO. 2 R=40/1

Plato no. 1 Plato no. 2

Lado 1 Lado 2 Lado 1 Lado 2

34

30

28

25

24

43

42

41

39

38

37

53

51

49

47

46

66

62

59

58

57

54

PLATOS DEL CABEZAL DIVISOR EL

TALADRO FRESADOR (1,2,3) RELACIÓN

40/1

Plato no. 1 Plato no. 2 Plato no.3

20 19 18 17 16 15

33 31 29 27 23 21

49 47 43 41 39 37

MÉTODOS DE DIVISIÓN (Tarea investigar, libro El torno y la fresadora)

División directa

División simple o sencilla

* División compuesta * División diferencial

DIVISIÓN DIRECTA

Son aquellas divisiones que al dividir dan vueltas completas sin requisición de fracción de

vueltas en el círculo.

Ejemplo:

Para hacer un cuadrado se divide la relación del cabezal divisor entre el número de lados o

divisiones que se desea hacer, si la relación del cabezal divisor es de 40 a 1, entonces es igual

a 40/N por lo tanto para hacer la división, queda de la siguiente forma:

Datos: fórmula sustituyendo valores resultado

N= 4

R=40/1 40/N 40/4 = 10 vueltas completas a la manivela

Por lo tanto la manivela del cabezal divisor debe darse 10 vueltas completas sin importar el

número de círculo que se use ya que son vueltas completas.

DIVISIÓN SIMPLE O SENCILLA

Es la división en que el número de vueltas y la fracción de vuelta de la manivela del divisor,

se obtiene planteando la operación en forma de quebrado, como: número de vueltas y

fracción de vuelta de manivela = 40/N, En el numerador colocamos la relación del divisor (40

para el cabezal divisor 40/1, 60 para el cabezal 60 a 1, 90/1, 120/1) en el denominador

escribimos el número de divisiones a realizar.

Todos casos de división simple o sencilla, el número de vueltas y fracción de vuelta de

manivela, se obtiene planteando la operación en fracción común como: 40/N en donde 40 es

la relación del cabezal divisor, cuando la relación de engranaje sin fin es 40 a 1, o 60 a 1, “N”

es el número de divisiones por hacer.

Ejemplo No. 1.- se desea tallar un engrane de 17 dientes con un cabezal divisor cuya relación

es de 40/1; cuando el círculo del barreno obtenido no existe en el plato divisor entonces los

dos términos de la fracción pueden multiplicarse o dividirse por un mismo número, hasta

encontrar un denominador de los números que exista en el plato divisor.

Resolviendo el problema anterior queda de la siguiente forma:

Datos: Fórmula Sustituyendo valores Resultado

R=40/1 R/N= 40/N 40/17 2 6/17

N=17

De acuerdo al resultado obtenido para tallar el engrane, deberá darse 2 vueltas completas a

la manivela y 6 barrenos o espacios en el círculo 17 del plato divisor.

Ejemplo no. 2.- Calcular las vueltas que ha de darse la manivela para fabricar un engrane de

28 dientes utilizando un cabezal divisor con relación 40/1

Datos: Fórmula Sustituyendo valores Solución Resultado

R=40/1 𝑅 =40

𝑁 =

40

28 = 1

12

28 ÷ 4 =

3

7 𝑋3 = 1

9

21

N=28

Cuando las divisiones son mayores de 40, la manivela se opera de la siguiente forma:

Ejemplo: 3 Se desea tallar un engrane de 78 dientes con cabezal divisor de 40 a 1.

Datos: Fórmula Sust. Valores Solución Resultado

R=40/1 40/N 40/78 ÷ 2 = 20/39

N=78

EJERCICIOS: ¿Cuantas vueltas de la manivela, ha de darse y que círculo ha de usarse para

fabricar los siguientes números de engranes usando cabezal divisor 40 a 1 (mecanizando en

la fresadora universal 1 DIMSA)

N= 12, 24, 27, 32, 34, 48, 86, 94, 95, 96, 22, 26, 33, 55, 57.

DIVISIÓN DIFERENCIAL O COMPUESTA (investigar, libro el torno y la fresadora)

DIFERENTES TIPOS DE ENGRANES (investigar usar Tic´s)

NOMENCLATURA Y SIMBOLOGÍA DEL ENGRANE RECTO

V=R/N=40/N= 40 = 3 4 = x 2 = 8 = 3 8 12 12 24 24

Ejemplo 2 Calcular las dimensiones de un engrane recto para su fabricación, teniendo un diámetro

exterior aproximado de Ø = 3.378” con 36 dientes.

Datos:

Ø= 3.378

N= 36

𝑃 =𝑁+2

Ø=

Ø =𝑁+2

𝑃=

𝐷 =𝑁

𝑃=

𝑊′ =2

𝑃=

𝑊 =2.157

𝑃=

𝑆 =1

𝑃=

𝐷𝑓 = Ø − 2 𝑊 =

𝐷𝑐 = 𝐷 − 2 𝑆 =

𝑐 =0.157

𝑃=

𝑃′ =𝜋

𝑃=

𝐸 = 𝑇 =𝑃′

2=

𝑉 =40

𝑁=

Ejemplo 3 Calcular las dimensiones de un engrane recto para su fabricación, conociendo número de

dientes y paso diametral. N = 32 dientes.

Datos:

N= 32

P= 12

Ø =𝑁 + 2

𝑃=

𝐷 =𝑁

𝑃=

𝑊′ =2

𝑃=

𝑊 =2.157

𝑃=

𝑆 =1

𝑃=

𝐷𝑓 = Ø − 2 𝑊 =

𝐷𝑐 = 𝐷 − 2 𝑆 =

𝑐 =0.157

𝑃=

𝑃′ =𝜋

𝑃=

𝐸 = 𝑇 =𝑃′

2=

𝑉 =40

𝑁=

JUEGO DE CORTADORES O FRESAS PARA TALLAR ENGRANES ENVOLVENTES PARA CADA PASO

DIAMETRAL

Cortador No. 1 cortar de 135 dientes a la cremallera.

“ No. 2 “ 55 “ a 134

No. 3 35 54

No. 4 26 34

No. 5 21 25

No. 6 17 20

No. 7 14 16

No. 8 12 13

Esta serie de cortadores generalmente son las más usuales y se componen de 8 piezas por cada paso

diametral.

Ejemplo: selección de cortador a usar

Se desea mecanizar un engrane de 32 dientes con paso diametral 12, en la tabla se observa, que el cortador

No.4 puede cortar de 26 a 34 dientes, por lo tanto se buscará o solicitará un cortador No. 4 PD. 12

Cabe mencionar que dentro de los cortadores para cada paso diametral también existen con medios números

y son usados cuando se requieren mucha mayor exactitud y perfección, en los dientes de los engranes.

A continuación se indica tabla de medios números.

Cortador No. 1 ½ corta de 80 dientes a 134 dientes

“ No. 2 ½ “ 42 “ a 54 “

No. 3 ½ 30 34

No. 4 ½ 23 25

No. 5 ½ 19 20

No. 6 ½ 15 16

No. 7 ½ 13 ------

TABLA DE PASOS DIAMETRALES

Pasos diametrales

1

1 ½

2

3

* 4

* 5

* 6

7

* 8

9

* 10

* 12

* 14

* 16

* 18

* 20

* 24

30

Nota: los marcados con asterisco, son los pasos diametrales que existen en taller del plantel.

C).- FABRICACION Y MECANIZADO DE CREMALLERAS RECTAS

CONCEPTO DE CREMALLERA

Es una barra dentada con paso determinado, de acuerdo al paso del engrane o piñón por acoplar que permite

realizar movimiento rectilíneo, los encontramos en tornos horizontales paralelos, taladros fresadores y

dirección de los automóviles, etc.

SIMBOLOGÍA

Pd= Paso diametral Pc= Paso circular o paso de la cremallera W’= Profundidad útil del diente W= Profundidad total del diente S= Suplemento B= Base c= Claro E= Espesor del diente T= Espacio entre dientes L= Longitud de la cremallera Nc= Número de dientes de la cremallera

NOMENCLATURA DE LA CREMALLERA

Pc

FÓRMULAS PARA CALCULAR CREMALLERAS EN SISTEMA PASO DIAMETRAL

𝑃𝑐 =𝜋

𝑃𝑑=

𝐵 =1.157

𝑃𝑑=

𝑆 =1

𝑃𝑑=

𝑊 =2.157

𝑃𝑑=

𝑊′ =2

𝑃𝑑=

𝐸 = 𝑇 =𝜋

2𝑃𝑑=

𝐶 =0.157

𝑃𝑑=

Ejemplo: 1.- Calcular las dimensiones de una cremallera para su fabricación teniendo como Pd=6

𝑃𝑐 =𝜋

𝑃𝑑 =

3.1416

6= 0.523"

𝐵 =1.157

𝑃𝑑=

1.157

6= 0.192"

𝑆 =1

𝑃𝑑=

1

6= 0.166”

𝑊 =2.157

𝑃𝑑=

2.157

6= 0.359"

𝑊′ =2

𝑃𝑑=

2

6= 0.333"

Pc

E

W’

S W

B

C

Radio 1 ½ tolerancia o claro

𝐸 = 𝑇 =𝜋

2𝑃𝑑=

3.1416

2(6)=

3.1416

12= 0.261"

𝐶 =0.157

𝑃𝑑=

0.157

6= 0.026"

Ejemplo: 2.- Calcular las dimensiones de una cremallera para su fabricación o mecanizado de acuerdo al Pd.

del engrane que se mecanizó o se va a mecanizar.

Pd=24

𝑃𝑐 =𝜋

𝑃𝑑 =

3.1416

24= 0.130"

𝐵 =1.157

𝑃𝑑 =

1.157

24= 0.048"

𝑆 =1

𝑃𝑑=

1

24= 0.041”

𝑊 =2.157

𝑃𝑑=

2.157

24= 0.089"

𝑊′ =2

𝑃𝑑 =

2

24= 0.083"

𝐸 = 𝑇 =𝜋

2𝑃𝑑=

3.1416

2(24)=

3.1416

48= 0.065"

𝐶 =0.157

𝑃𝑑 =

0.157

24= 0.006"

Tarea: En forma individual, calcular las dimensiones de una cremallera para su fabricación o mecanizado de

acuerdo al (Pd.) Paso diametral del engrane recto que se mecanizó o se va a mecanizar.

Pasos para mecanizar la cremallera

1. Elección del material a mecanizar.

2. Realizar el cálculo para obtener dimensiones de la cremallera como el cálculo de RPM

3. Selección y revisión de máquina como ajustes necesarios.

4. Montaje del cortador.

5. Montaje de prensa.

6. Centrado de prensa para con las mordaza; escuadrando de la parte frontal de las guías, se

puede hacer con indicador de caratula, trusquin o escuadra.

7. Sujetar y nivelar la pieza.

8. Colocar los puntos ceros y dar profundidad de corte e iniciar el mecanizado de dientes

hasta terminar; para realizar el recorrido o distancia de diente a diente se da del valor

resultado del paso circular de la cremallera según el cálculo.

9. Desmontado de accesorios y limpieza.

10. Ajustes de la máquina limpieza y aceitado.

Nota: Para mecanizar la cremallera siempre se usará el cortador No.1 del paso diametral usado en el

mecanizado del engrane recto.

Para recorrido transversal en fresadora universal (DIMSA FU1) el valor de línea a línea es de 0.004”.

𝑀 = 𝑒 × 𝐼

𝐼 =𝑀

𝑒

Dónde:

M= Sistema métrico e= Constante=25.4 mm I= Sistema inglés

W= 0.089”

𝑀 = 𝑒 × 𝐼 = 25.4 × 0.089 = 2.26