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UNIVERSIDAD DE GUANAJUATO, DICIS LAB. DE MANUFACTURA II
TRABAJO FINAL, GRUPO LUNES 30/11/09
LUIS FERNANDO HERNÁNDEZ MUÑOZ JUAN NICOLÁS FLORES BALDERAS
FRESADORA.
Se clasifican bajo los siguientes encabezados:
1. Tipo manufactura, en el cual la altura del cortador está controlado por el movimiento vertical del cabezal.
2. Tipo especial, diseñada para operaciones específicas de fresado.3. Tipo rodilla y columna, en la cual la relación entre la altura del cortador y la pieza queda
controlado por el movimiento vertical de la mesa.
Las máquinas fresadoras de tipo manufactura se utilizan principalmente para producir piezas idénticas en gran cantidad. Puede ser semiautomática o totalmente automática y es de una construcción sencilla pero robusta. Alguna característica es el ciclo automático de acercamiento del cortador y de la pieza, el movimiento rápido durante el periodo de no corte del ciclo y el paro automático del husillo.
Las máquinas fresadoras de tipo especial están diseñadas para operaciones de fresado específicas y se utilizan sólo para un tipo de trabajo en particular. Pueden ser completamente automáticas y se utilizan para fines de producción cundo se deben maquinar cientos o miles de piezas similares.
Las máquinas fresadora tipo columna y rodilla se dividen en tres categorías:1. Máquinas fresadoras horizontales simples.2. Máquinas fresadoras horizontales universales.3. Máquinas fresadoras verticales.
La diferencia entre la máquina fresadora horizontal universal y la simple es adición a la universal de un bastidor de mesa giratoria entre la mesa y la silla. Este 45º en cualquier dirección en un plano horizontal para operaciones como el fresador de ranuras helicoidales en brocas, fresas y engranes.
Componentes de la máquina fresadora.
Figura. Máquina fresadora universal.
La base da rigidez y soporte a la máquina y también actúa como depósito para los fluidos de corte.
La cara de la columna es una sección maquinada de precisión y rayado utilizado para soportar y guiar la rodilla cuando ésta se mueve verticalmente.
La rodilla está sujeta a la cara de la columna y puede moverse verticalmente sobre la cara de la columna, ya sea manual o automáticamente. Aloja el mecanismo de avance.
La silla está colocada en la parte superior de la rodilla y se puede mover hacia adentro o hacia fuera manualmente mediante la manivela de avance transversal o automáticamente utilizando la palanca de acoplamiento de avance transversal.
El bastidor de mesa giratorio sujeta a la silla en una máquina fresadora universal, permite que la mesa sea girada 45º a ambos lados de la línea central.
La mesa descansa en guías sobre la silla y se mueve longitudinalmente en un plano horizontal. Soporta la prensa y la pieza.
La manivela de avance transversal se utiliza para mover la mesa, o acercándola a la columna.
La manivela de la mesa se utiliza para mover la mesa horizontalmente hacia la izquierda y la derecha frente a la columna.
La carátula de avance se utiliza para controlar los avances de la mesa. El husillo proporciona la propulsión para árboles, cortadores y aditamentos utilizados en
una máquina fresadora. El brazo superior proporciona la alineación correcta y el apoyo para el árbol y diversos
aditamentos. Se puede ajustar y bloquear en varias posiciones, dependiendo de la longitud del árbol y de la posición de la herramienta de corte.
El soporte de árbol está colocado sobre el brazo superior y se puede fijar en cualquier posición sobre éste. Su propósito es alinear y soportar varios árboles y aditamentos.
El tornillo elevador se controla manualmente o con un avance automático. Proporciona un movimiento hacia arriba o hacia abajo a la rodilla y a la mesa.
La carátula de velocidad del husillo se ajusta mediante una manivela que se gira para controlar la velocidad del husillo. En algunas máquinas fresadora, los cambios de la velocidad del husillo se efectúan mediante dos palancas. Al hacer los cambios de velocidad, verifique siempre si el cambio puede hacerse con la máquina en operación o debe ésta ser detenida.
Accesorios de la máquina fresadora
Fijadores es un dispositivo de sujeción de la pieza colocado en la mesa de una máquina o a un accesorio de la misma. El fijador debe estar diseñado para que las piezas idénticas, cuando estén sujetas en el mismo, queden posicionadas exactas y con firmeza. Las piezas pueden posicionarse mediante topes, como pernos, tiras o tornillos prisioneros, y estar sujetas en su sitio mediante abrazaderas, palancas de seguro de leva o tornillos de fijación.
Los aditamentos de las máquinas fresadoras se pueden dividir en tres clases:1. Diseñados para sujetar aditamentos especiales; se sujetan al husillo y a la columna de la
máquina. Son aditamentos verticales, de alta velocidad, universales, de fresado de cremalleras y de ranurado.
2. Árboles, boquillas y adaptadores, diseñados para sujetar cortadores o fresas estándar.3. Aquellos diseñados para sujetar a la pieza de trabajo como por ejemplo una prensa, mesa
giratoria y un cabezal intercambiador o divisor.
TALADRO.
Algunas de las operaciones que pueden ser llevadas en un taladro son:
El taladrado puede definirse como la operación de producir una perforación cuando se elimina metal de una mesa sólida utilizando una herramienta de corte llamada broca espiral o helicoidal.
El avellanado es la operación de dimensionar y producir un ensanchamiento en forma de huso o cono en el extremo de una perforación.
El rimado es la operación de dimensionar y producir una perforación redonda y lisa a partir de una perforación taladrada o mandrinada previamente.
El mandrinado o torneado interior es la operación de emparejar y ensanchar una perforación por medio de una herramienta de corte de un solo filo, generalmente sostenida por una barra de mandrinado.
El coreado para tuercas o refrentado es la operación de alisar y escuadrar la superficie alrededor de una perforación para proporcionar asentamiento para un tornillo de cabeza o una tuerca. Para la operación de refrentado, la pieza de trabajo que se está maquinando debe sujetarse firmemente y ajustarse la máquina a aproximadamente un cuarto de la velocidad de taladrado.
El roscado es la operación de cortar roscas internas en una perforación, con una herramienta de corte llamada machuelo. Se utilizan machuelos especiales de máquina o pistola, junto con aditamentos de roscado, cuando esta operación se realiza mecánicamente con una máquina.
El contra taladrado o caja es la operación de agrandar la parte superior de una perforación taladrada previamente hasta una profundidad particular, para producir una caja con hombro cuadrado para la cabeza de un perno o de un tornillo.
Tipos principales de taladros
Taladros sensibles. Tiene sólo un mecanismo de avance manual, lo que permite al operador “sentir” cómo está cortando la broca y controlar la presión de avance hacia debajo de acuerdo con la sensación. Los taladros sensibles son por lo general máquinas ligeras, de alta velocidad y se fabrican en modelos de banco y de piso.
Las partes principales de los modelos de banco y de piso son la base, la columna, la mesa, y el cabezal del taladro. El modelo de piso es más grande y tiene una columna más larga que el tipo de banco.
Base. Por lo general fabricada de hierro fundido, provee estabilidad a la máquina y también un montaje rígido para la columna. Por lo general viene con perforaciones, de manera que pueda fijarse a una mesa o banco. Las ranuras o costillas de la base permiten que se fije un dispositivo de sujeción de la pieza de trabajo a la base rápidamente.
Columna. Es un poste cilíndrico de precisión, que se ajusta a la base. La mesa, que está fija a la columna, puede ajustarse en cualquier punto entre la base y el cabezal. El cabezal del taladro está montado cerca de la parte superior de la columna.
Mesa. Ya sea de forma redonda o rectangular, se utiliza para apoyar la pieza que se va a maquinar. Su superficie esta a 90º de la columna, puede elevarse, bajarse y girarse alrededor de ésta. En algunos modelos, es posible inclinar la mesa en cualquier posición para hacer
perforaciones en ángulo. En la mayoría de las mesas hay ranuras para permitir que se fijen directamente guías, sujeciones, o piezas de trabajo grandes.
Cabezal del taladro. Está montado cerca de la parte superior de la columna, contiene el mecanismo necesario para girar la herramienta de corte, y moverla hacia la pieza de trabajo. El husillo, es un eje redondo que sostiene y dirige la herramienta de corte, está dentro de la boquilla del husillo. Ésta no gira, sino que se desliza hacia arriba y hacia abajo dentro del cabezal, para dar el avance hacia debajo de la herramienta de corte. El extremo del husillo puede tener una perforación cónica para sostener la herramienta de espiga cónica, o puede estar roscada o cónica para sujetar un mandril de broquero.La palanca de avance manual es utilizada para controlar el movimiento vertical de la boquilla del husillo y la herramienta de corte. Un tope de profundidad, montado en la boquilla del husillo, puede ajustarse para controlar la profundidad a la que entra la herramienta de corte dentro de la pieza de trabajo.
Taladro vertical. Es similar al taladro sensible, excepto que es más grande y pesado. Taladro radial. Se ha desarrollado principalmente para el manejo de piezas de trabajo más
grandes de lo que es posible con las máquinas verticales.
EL CABEZAL DIVISOR
Se utiliza para dividir la circunferencia de una pieza de trabajo en divisiones igualmente espaciados cuando se frezan engranes, ranuras, cuadrado y hexágonos. También se puede
utilizar para girar la pieza de trabajo una relación predeterminada con el avance de la mesa, para producir levas y ranuras helicoidales en engranes, taladros, rimas y otras piezas.
El conjunto del cabezal divisor universal consiste del cabezal mismo con platos perforados, los engranes de cambio de cabezal y el cuadrante, el mandril universal, el contrapunto y el descanso intermedio. Montado en el bloque giratorio está un husillo, que tiene una rueda dentada de tornillo sin fin de 40 dientes, que se acopla con un tornillo sin fin. El tornillo sin fin, a ángulo recto con el husillo, está conectado con la manivela indicadora, cuyo perno se acopla en el plato perforado. Un plato perforado directo está fijo frente al husillo.La punta del contrapunto puede ajustarse longitudinalmente para varias longitudes de la pieza y puede ser elevado o bajado del centro.El descanso intermedio ajustable evita que las piezas largas y esbeltas, sujetas entre centros, se flexionen.
Métodos de indización
El principal propósito del cabezal divisor es dividir la circunferencia de la pieza de trabajo con precisión en cualquier número de divisiones. Se puede lograr usando:Indización directa. Se lleva a cabo desacoplando la flecha de tornillo sin fin de la rueda dentada de tornillo sin fin, mediante un dispositivo excéntrico en el cabezal divisor. Los platos perforados contienen orificios o ranuras, que están numerados, y un cierre de lengüeta con resorte se utiliza para acoplarse en el orificio adecuado. Se utiliza la indicación directa para la indicación rápida de la pieza de trabajo al cortar estrías, hexágonos, cuadrados y otras formas.La pieza se gira la cantidad requerida y se sujeta en su sitio con un perno que se acopla en una perforación o en una ranura en la placa de indización directa. El plato perforado directo por lo general contiene tres juegos de círculos de perforaciones o ranuras: 24, 30 y 36. El número de divisiones que es posible indicar el limitado a números que sean factores de 24, 30 y 36.
Indización simple. La pieza se coloca mediante la manivela, plato perforado y brazos del sector. El tornillo sin fin sujeto a la manivela debe estar acoplado con la rueda del tornillo sin fin, en el husillo del cabezal. Dado que hay 40 dientes en la rueda del tornillo sin fin, una vuelta completa de la manivela indizadora hará que el husillo y la pieza giren un cuarentavo de vuelta.
Similarmente, 40 vueltas de la manivela harán girar el husillo y la pieza una vuelta completa. Por lo que existe una relación 40:1 entre las vueltas de la manivela indizadora y el husillo del cabezal divisor.Para calcular la indización o el número de vueltas de manivela para la mayor parte de las divisiones, sólo es necesario dividir 40 entre el número de divisiones (N) que se van a cortar, es decir
Plato perforado
Es un plato circular provisto de una serie de perforaciones igualmente espaciadas, en el cual se acopla el perno de la manivela indicadora. Los brazos del sector se ajustan frente a este plato, y pueden colocarse en cualquier posición de una vuelta completa.Por ejemplo: para obtener cinco séptimas partes de una vuelta, escoja cualquier círculo de perforaciones que sea divisible entre el denominador 7, como 21, y entonces tome cinco séptimos de 21=15 perforaciones de un círculo de 21 perforaciones. Por lo tanto, la indización
para siete estrías sería de de vuelta, es decir 5 vueltas completas, más 15
perforaciones del círculo de 21 perforaciones.
Indización diferencial. Se utiliza cuando la fracción 40/N no se puede reducir a un factor de alguno de los círculos de perforaciones disponibles. La manivela indicadora hace girar el husillo del cabezal divisor. El husillo hace girar el plato perforado, una vez que se ha desacoplado el perno, mediante engranes de cambio conectando el husillo del cabezal divisor y el eje del tornillo sin fin. La rotación de la placa puede ser en la misma dirección (positiva) o en dirección opuesta (negativa) de la manivela indicadora. Este cambio de rotación es efectuado por un engrane o engranes locos en el tren de engranajes.
El método de calcular los cambios de engranes requeridos para girar la placa la cantidad correcta es como sigue:
A= número aproximado de divisiones.N=número requerido de divisiones.Cuando A>N el plato perforado debe moverse en la misma dirección que la manivela (con las manecillas del reloj)Cuando A<N el plato perforado debe moverse en dirección contra las manecillas del reloj. Esta rotación requiere el uso de dos engranes locos.
ROSCA CUADRADA
Una rosca puede definirse como una cresta helicoidal de sección uniforme que se forma en el interior o exterior de un cilindro o cono. Las roscas se utilizan para varios propósitos:1. Sujetar dispositivos como tornillos, pernos y roscas.2. Para proporcionar una medición precisa, como en un micrómetro.3. Transmitir movimiento.4. Aumentar la fuerza.
Terminología de las rocas Una rosca externa se corta en una superficie o conos externos. Una rosca interna se produce en el interior de un cilindro o cono. El diámetro mayor es el diámetro más grande una roca externa o interna. Diámetro menor es el más pequeño de una rosca externa o interna. El diámetro de paso es el diámetro de un cilindro imaginario que pasa a través de la rosca en
el punto donde el ancho de la ranura y de la rosca son iguales. Es igual al diámetro mayor menos una profundidad sencilla de la rosca.
Número de roscas por pulgada. Cantidad de crestas o raíces por pulgada de sección roscada. Solo aplica para sistema ingles.
Paso. Distancia desde un punto en un hilo de la rosca hasta el punto correspondiente en el siguiente hilo, medido paralelo al eje.
Avance. Distancia que una rosca avanza axialmente en una revolución. Raíz. Superficie del fondo, que une los costados de dos filetes adyacentes. Cresta. Superficie superior que une los dos flancos de una rosca. Flanco (costado). Es la superficie de la rosca que conecta la cresta con la raíz. Profundidad de la rosca. Distancia entre la cresta y la raíz, medida en forma perpendicular
al eje. Ángulo de rosca. Ángulo incluido entre los flancos de la rosca, medido según el plano del
eje. Ángulo de hélice (ángulo de avance) es el ángulo que hace la rosca con un plano
perpendicular al eje de la rosca.
La rosca cuadrada está siendo reemplazada por la rosca Acme debido a la dificultad para cortarla, en particular con machuelos y dados. Las roscas cuadradas se usaban en prensa y gatos.
La rosca American National Acme está reemplazando a la rosca cuadrada en muchas aplicaciones. Tiene un ángulo de 29º y se utiliza en tornillos de avance, gatos y prensa.
ENGRANE DE DIENTE RECTO
Los engranes se utilizan para transmitir potencia positiva de un eje a otro, mediante dientes que se van acoplando de manera sucesiva, y se usan cuando se debe mantener una relación exacta de velocidad y de transmisión de potencia. Los engranes también pueden ser utilizados para incrementar o reducir la velocidad del eje impulsado, reduciendo o incrementando así el par de torsión del miembro impulsado.
Tipos de engranes. Engranes rectos. Se utilizan para transmitir potencia entre dos ejes paralelos. Los dientes
son rectos y paralelos a los ejes a los cuales están fijos. Engranes internos. Se utilizan donde los ejes son paralelos y los centros deben estar más
cerca entre sí de lo que podría lograrse utilizando engranes rectos o helicoidales. Engranes helicoidales. Pueden utilizarse para conectar ejes paralelos o ejes en ángulo.
Terminología de los engranes
La altura de la cabeza o adéndum es la distancia radial entre el círculo de paso y el diámetro exterior, o la altura del diente por encima del círculo de paso.
La distancia entre centros es la distancia más corta entre los dos ejes de los engranes acoplados, o la distancia igual a la mitad de la suma de los diámetros de paso.
La altura o adéndum cordal es la distancia radial, medida desde la parte superior del diente a un punto donde el espesor cordal y el círculo de paso se cruzan en el borde del diente.
El espesor cordal es el espesor del diente, medido en el círculo de paso por la longitud de cuerda que subtiende el arco del círculo de paso.
El paso circular es la distancia de un punto en un diente al punto correspondiente en el diente siguiente, medido sobre el círculo de paso.
El espesor circular es el espesor del diente, medido sobre el círculo de paso. El claro es la distancia radial entre la parte superior de un diente y la parte inferior del
espacio del diente acoplado correspondiente. La raíz o dedéndum es la distancia radial desde el círculo de paso al fondo del espacio del
diente. El dedéndum es igual al adéndum más el claro. El paso diametral (engranes en pulgadas) es la relación del número de dientes por cada
pulgada de diámetro de paso del engrane. La involuta o envolvente es la línea curva producida por un punto de un cordel estirado
cuando es desenrollado de un cilindro dado. El paso lineal es la distancia de un punto en un diente a un punto similar en el diente
siguiente de una cremallera. Módulo (engranes métricos) es el diámetro de paso de un engrane dividido por el número de
dientes. El diámetro exterior es el diámetro general del engrane, que es el circulo de paso más dos
adéndums. Círculo de paso es un círculo que tiene el radio de la mitad del diámetro de paso con su
centro en el eje del engrane. Circunferencia de paso es el diámetro del círculo de paso que es igual al diámetro exterior
menos dos adéndums. Ángulo de presión es el ángulo formado por una línea a través del puento de contacto de dos
dientes en contacto o acoplados y tangente a los dos círculos de base y a una línea a ángulos rectos con la línea central de los engranes.
Círculo de raíz es el círculo formado por los fondos de los espacios de los dientes. Diámetro de raíz es el diámetro del círculo de raíz. Espesor del diente es el espesor del diente medido en el círculo de paso. Profundidad total es la profundidad completa del diente o la distancia igual al adéndum más
el dedéndum. Profundidad de trabajo es la distancia que se extiende el diente de un engrane dentro del
espacio de un diente del engrane acoplado, que es igual a dos adéndums.
SECUENCIA DE OPERACIONES PARA FABRICAR EL TORNILLO PARA PRENSA
1. Seleccionar el material: Cold rolled 1018.
2. Cortar el material a 9” dejando 1/8” de tolerancia.3. Carear un extremo.4. Hacer el barreno de centro.5. Retirar la pieza y carear el otro extremo.6. Hacer el barreno de centro.7. Marcar 6 ½” y empezar a desbastar hasta ¾”.8. Aplicar aceite para lubricar.9. Retirar la pieza y girarla para desbastar en el otro extremo.10. Marcar 1 7/8” y cilindrar a 7/8”.11. Retirar la pieza y llevarla a la fresadora para colocarla en el cabezal divisor.12. Colocar un cortador de 5/8” para realizar el cuadrado.13. Ajustar el cortador para que corte los 5/8” desde el extremo y ajustarlo también hasta que el
filo apenas roce la pieza en el extremo superior.14. Bajar el cortador 3.254mm que sería la profundidad que se tiene que retirar de material.15. Deslizar el cortador perpendicular a la pieza.16. Retirar el seguro del plato perforado en el cabezal divisor y girar 10 vueltas el plato y volver
a colocar el seguro para mover ¼ la pieza y repetir los pasos 16 y 17 para obtener el cuadrado.
17. Mover el cortador 0.3175mm paralelo al tornillo para retirar lo que falta de material y obtener la longitud deseada de ¾”, y repetir los pasos 16 y 17.
18. Retirar la pieza de la fresadora y colocarla nuevamente en el torno.19. Hacer un pequeño chaflán en los esquinas del cuadrado.20. Hacer un moleteado mediano en el extremo de ½” de ancho y 1 ¼” de diámetro.21. Colocar el punto giratorio en el extremo que se va roscar.22. Ajustar el torno para realizar la rosca de 6 hilos por pulgada y marcar la longitud a roscar de
5 ½”.23. Se ajusta el marcador de profundidad en ceros justo en el extremo exterior de donde se
empieza a roscar.24. Se ajusta el buril para roscas cuadradas a un punto de referencia como cero para empezar a
dar los avances que serán de 0.004” hasta alcanzar una profundidad de 0.068” aproximadamente 34 líneas.
25. Se lima y cepilla la rosca. 26. Se retira la pieza.
SECUENCIA DE OPERACIONES PARA FABRICAR EL ENGRANE RECTO
1. Seleccionar el material: Aluminio.2. Se corta un tramo de 7/8”.3. Hacer un chaflán en los filos del engrane.4. Se coloca la pieza en la fresadora, ajustándola en el cabezal divisor.5. Colocar el cortador de dientes de engrane.6. Ajustar el cortador en el extremo superior del engrane.7. Dar la profundidad del engrane .8. Mover el cortador en forma paralela al engrane.9. Retirar el seguro del plato perforado, y dar 2 vueltas, volver a colocar el seguro.10. Repetir los pasos hasta obtener el engrane.11. Retirar la pieza de la fresa.12. Realizar el cuñero para esto se coloca la sierra en la cual se ajusta y desliza hacia abajo
hasta logar la profundidad deseada.
SECUENCIA DE OPERACIONES PARA EL BARRENADO DE LA PLACA.
1. Se corto el material elegido para la placa.
2. La placa tiene de dimensiones 3” de largo por 1.25” de ancho.
3. Después se careo la placa en un torno de caja de velocidades movida por medio de bandas.
4. El careado de la placa se realizo por los costados a lo largo de la misma.5. Después la placa se dividió a lo largo de ella en 3 partes iguales. Para ello nos valimos
de material como un plumon permanente y un vernier, con ello queríamos ubicar sobre la placa el lugar donde realizaríamos los barrenos.
6. Con ayuda de una broca de centro realizamos los barrenos de centro que nos ayudarían a centrar las brocas con las que íbamos a perforar la placa.
7. En el centro de la placa se barreno con una broca de 7/16 y en los extremos se utilizo una broca de 11/32.
8. Por último en el barreno del centro de la placa se realizó un machuelado.
