Marco terico 2.1. 2.1.1. 2.1.2. 2.1.3. 2.1.4. 2.1.5. 2.1.6.
2.1.7. 2.1.8. 2.1.9. 2.1.10. 2.1.11. 2.1.12. 2.2. 2.2.1. 2.2.2.
2.2.3. 2.2.4. 2.2.5. 2.2.6. 2.2.7. 2.2.7.1 2.2.7.2 2.2.7.3 2.2.7.4
2.2.8. 2.3. 2.3.1. Principios para el dimensionamiento de sierras
circulares Recubrimiento de la sierra circular.. Materia prima..
Tolerancias de ejecucin de la sierra circular Forma del diente.
ngulos de corte y eleccin del diente Velocidad de corte y avance.
Eleccin del paso y avance... Reafilado de las sierra circular.
Parmetros de trabajo recomendados Frmulas y ejemplos de clculo...
Aplicaciones y resultados de corte.. Problemas tpicos y soluciones
Principios para la eleccin de un servosistema.. Introduccin....
Produccin del par de torsin con un servomotor AC. Aspectos
fundamentales de un servosistema AC.... Servomotor ac.... Sensor de
posicin.... Amplificador de corriente.. Regulador de velocidad....
Estabilidad...... Precisin del estado estable.... Respuesta
transitoria........ Respuesta en frecuencia.. Regulador de
posicin.. Dimensionamiento y aplicacin de un servosistema ac Bases
del dimensionamiento de un servosistema 3 3 8 10 12 13 18 19 20 21
22 24 25 26 26 26 30 31 33 37 39 41 42 43 43 47 51 51 Captulo 2
2.3.2. 2.3.3. 2.3.4. 2.3.5. 2.3.6. 2.3.7. 2.3.8. 2.3.9. 2.3.10.
2.3.11. 2.3. 2.4. 2.5. 2.5.1. 2.5.2. Transmisiones mecnicas....
Sistema de transmisin por correa. Reductores.. Husillos....
Cargasaccionadastangencialmente(transportadores,pin- cremallera,
correa sincronizada). Relaciones de perfiles comunes. Requisitos
mecnicos de transmisin Consideraciones en la regeneracin..
Consideraciones del transformador Consideraciones sobre el ruido
elctrico Seleccin de rodamientos.
Principiosparaeldimensionamientodeactuadores neumticos
Caractersticasyelementosnecesariosparael controlador 55 56 58 59 61
62 63 64 66 68Captulo 2 2.1.Principios para el dimensionamiento de
sierras circulares Durante el seleccionamiento de la sierra
circular se estudiar sierras de acero rpido HSS para cortes en
metal, debido a la dureza que puede alcanzar el anodizado duro que
ser el material a tronzarse. Las sierras circulares son
herramientas que requieren soluciones especficas a fin
deobtenerlosmejoresresultados;portantoesnecesarioconoceraspectos
fundamentales en la eleccin de la sierra circular. A continuacin se
presentan recomendaciones acerca de la eleccin de sierras.
2.1.1.Recubrimiento de la sierra circular De acuerdo a cada
aplicacin especfica de la herramienta la eleccin de la sierra
influye en la velocidad, avance y durabilidad, que garantizan el
costo de corte ms bajo posible. La tcnica usada para el
revestimiento de la superficie es la deposicin fsica a partir de la
fase de vapor PVD, que resulta en buena adherencia y resistencia al
desgaste
delrecubrimiento.Lashojasdesierracircularestncubiertasporunacapaque
constadecomponentesqumicosnobles(titanio,aluminio,cromo,circonio)cuya
controlada composicin le da el rendimiento mecnico adecuado. Con el
fin de obtener el mejor rendimiento del recubrimiento es necesario
asegurar
lacomposicinylapreparacindelasuperficiedelahojaafindeoptimizarla
adherencia.ParalogrartalesresultadosJuliasigueunprocedimientominucioso;
que depende de la preparacin de la hoja a recubrirse con una
rugosidad superficial inferior a 0,3 Rz, una fase de lavado con la
activacin qumica de la superficie y el
secadoalvacoposterior;elprocedimientodelavado/secadoproduceuna
superficie sin oxidacin para la adherencia de las capas
depositadas.Elrevestimientodelasuperficie,eldescentramientolateralylaplanicidadson
parmetros que deben cumplir tolerancias definidas. Los
revestimientos de la marca
ausarsetienennombressimplesenparteporquesonfcilesderecordarpero,
sobretodoporquenosepuedecompararconlasnormasTIN,TICN,TiAlNde
recubrimientos.1
1 Fuente: Julia catlogo HSS
Figura 2.1. Ampliacin microscpica Figura 2.2. Capas de
revestimientoFuente: Julia catlogo HSS
Noessuficientelaexcelentecalidadylacorrectaadherenciadelasuperficie
recubierta,sinotambinsedebenmantenersinmodificacinlascaractersticas
tcnicas,dimensionesypropiedadesdecortedelasierracircular.Paraobtener
tales resultados se recubren las hojas de sierra, con el fin de
evitar el redondeo de
losdientes,ypresentanunacapalateralquehasidodiseadadeacuerdoalas
dimensionesconrespectoalaconicidaddelacuchilla,sugamadeusoysus
reafiladosposteriores.Estogarantizaaltosrendimientosencumplimientode
normas con estrechas tolerancias de fabricacin.
Figura 2.3. Banda de recubrimiento Fuente: Julia catlogo HSS
MonocapaMulticapa YELLOW TIGER, espesor 3 m. Maximale
Schnittkapazitt mm (Capacidad mxima de corte mm) Voll, full,
integrale (completo)Maximaler Hohlschliff, max conicity, max
conicit (Conicidad mxima) F= Banda de recubrimiento C = Conicidad
mxima Tabla 2.1. Dimensiones banda de recubrimiento Fuente: Julia
catlogo HSS C Figura 2.4. Caractersticas tcnicas del revestimiento2
VARIACIN DE LA DUREZA DE LA CAPA DE RESULTADO DE AUMENTO
DETEMPERATURA COEFICIENTE DE FRICCIN DEL REVESTIMIENTO DESGASTE DEL
DIENTE
2 Fuente: Julia catlogo HSS Dureza [HV0,05] Coeficiente de
friccin contra el acero Desgaste [mm] Temperatura [C] Tiempo [']
Nmero de cortes La eleccin del revestimiento depende de diferentes
parmetros. Los elementos ms importantes que influyen en la eleccin
del recubrimiento son: el material a ser
cortado,laestabilidaddelamaquinacortadora,lacalidadylacantidaddel
refrigerante y rigidez de sujecin de la pieza a ser cortada.
MATERIAL A SER CORTADO REVESTIMIENTO RECOMENDADO Con
refrigeranteNebulizacin Acero de baja aleacin 400-600 N/mm2YELLOW
TIGERBLACK HAWK Acero de aleacin semidura 700-900 N/mm2 GREY SHARK/
RED DRAGONBLACK HAWK Acero duro 950-1100 N/mm2GREY SHARK/BLACK
HAWKSILVER FOX Acero inoxidable GREY SHARK/BLACK HAWKSILVER FOX
Hierro fundidoBLACK HAWKBLACK HAWK InconelGREY SHARKSILVER FOX
TitanioRED DRAGONBLACK HAWK CobreRED DRAGONRED DRAGON BronceRED
DRAGONRED DRAGON LatnRED DRAGONRED DRAGON AluminioRED DRAGONRED
DRAGON AvionalGREY SHARKSILVER FOX Nquel-BLACK HAWK Tabla 2.2.
Eleccin del revestimiento Fuente: Julia catlogo HSS
YELLOW TIGER GREY SHARK RED DRAGON BLACK HAWKSILVER FOX
Microdureza24803000320034003650 Coeficiente de friccin sobre
acero0,470,220,180,450,45 Espesor (m)32,52,532,5 Temperatura mxima
de trabajo450 C400 C450 C*560 C*560 C Temperatura de deposicin480
C480 C480 C490 C490 C Coeficiente de expansin trmica
(10-6/K)9,49,4101314 * Temperatura mxima de operacin
correspondiente a la temperatura de revenido de la herramienta.Si
se supera este lmite la estructura metlica ser daada. 2.1.2.Materia
prima La produccin de sierras circulares Julia usa acero
sper-rpido, la materia prima es suministrada por plantas de acero
con certificacin ISO 9000 que siempreviene
acompaadaconuncertificadodefundicinyunanlisisdetalladodela
composicin qumica del acero. Los materiales procesados son: HSS
Dmo5 Tabla 2.3. Composicin HSS Dmo5 Fuente: Julia catlogo HSS Es un
acero de muy alta velocidad con un alto contenido de tungsteno y
molibdeno.
Despusdeltratamientotrmico,estoselementosaseguranbuenadurezay
resistencia.Se utiliza un porcentaje de tungsteno necesario para
crear la cantidad correcta de
carburosmuydurosresistentesaldesgasteespecialmenteencondicionesde
trabajoextremas.Eltungstenotambininfluyeenlaresistenciamecnicadela
herramienta, aumentando el rendimiento de corte y la previniendo la
ampliacin de grano
austentico.Elmolibdenogarantizalaformacindeunafinaestructuramartenstica;tambin
aumenta la tenacidad de la herramienta y mantiene una alta
resistencia mecnica. El vanadio es el elemento que forma los ms
duros carburos resistentes al desgaste de todas las aleaciones. HSS
- Dmo5 - AISI M35 - DIN 1.3243 - JIS SKH55 Composicin qumica
CSiMnPSCoCrMoVW 0,86-0,94 0,45 0,40 0,030 0,030-3,80 - 4,504,70
-5,201,70 -2,006,00 - 6,70 HSS Co5 Tabla 2.4. Composicin HSS Co5
Fuente: Julia catlogo HSS Es un acero de muy alta velocidad que,
adems de los elementos de la aleacin ya
presenteenelDmo5,tambincontiene5%decobalto.ElCobaltonoforma
carburos, pero, en acero de alta velocidad, favorece la estabilidad
de la estructura durante el templado, obstruye el crecimiento
crtico de grano y, sobre todo, mantiene
unexcelentegradodedurezaaaltastemperaturasdefuncionamiento.Estas
caractersticassonmuyimportantescuandoelcortedematerialesdemuyalta
aleacintalescomoelaceroinoxidableylosmetalesmuyduros,quetiendena
desarrollar altas temperaturas en la zona de corte. S 390 PM Tabla
2.5. Composicin HSS Co5 Fuente: Julia catlogo HSS Este acero se
obtiene por sinterizado con metalurgia de polvos. Esta tecnologa
nos
permiteobteneraceroconunareduccinsignificativaenlatensindelahoja
resultante de laminacin, gracias a su alto grado de homogeneidad
con un menor
riesgodegrietasmicroscpicas.Estascaractersticasproveenundesgasteenel
filoinferior,conunamayorresistenciadelaherramienta,mayortenacidad
herramienta y una mayor dureza (66-67 HRc). HSS-Co5 - AISI M35 -
DIN 1.3243 - JIS SKH55 Composicin qumica CSiMnPSCoCrMoVW 0,88 -
0,96 0,45 0,40 0,030 0,0304,50 -5,003,80 - 4,504,70 -5,201,70 -2,00
6,00 - 6,70 S 390 PM - ASP 2052 Composicin qumica CSiMnPSCoCrMoVWNi
1,630,30,260,0180,0188,324,912,285,1210,090,2 2.1.3.Tolerancias de
ejecucin de la sierra circular
LanormaindustrialDIN1840determinalatoleranciadeejecucindesierras
circulares.
Pressione di serragio 3 bar (presin de apriete 3 bar) Punto di
mesura (punto de medicin) Spannflansch (brida de sujecin) Figura
2.5. Tolerancias de ejecucin Fuente: Julia catlogo HSS D1Dimetro de
sierra D2Dimetro del cuello LPaso de orificios laterales dAgujero
central BEspesor
Thickness (espesor) Flangia (brida) Conicity (conicidad) Side
run out (descentramiento lateral) Tabla 2.6. Especificaciones
tcnicasFuente: Julia catlogo HSS 2.1.4.Forma del diente En sierras
dedicadas para el corte de metales, el afilado utiliza mquinas CNC
con
muelasCBNparaobtenerunarugosidadsuperficialmuybajaquegarantizauna
excelente evacuacin de virutas, y evita la adherencia de material a
la superficie de corte de la garganta. Diente de forma A es
normalmente utilizado en dentado fino ( 700 N/mm)1810Acero (>800
N/mm)1810 Acero inoxidable1810Inconel128 Latn1515Titanio128
Cobre2010Bronce1210Aluminio2510Hierro fundido106Aleacin de
zinc128
Tabla 2.7. ngulos de corte en sierras HSS Dmo5 y HSS Co5Fuente:
Julia catlogo HSS BEspesor de la sierra TPaso del diente HAltura
del diente RDimetro de la garganta ngulo de ataque ngulo de
incidencia SEspesor Las sierras circulares son fabricadas con los
siguientes ngulos estndar HSS-DMo5HSS-Co5 = 18 2 = 18 2 = 10 2 = 10
2 Para aplicaciones especficas los ngulos recomendados segn Julia
son: Figura 2.8. Paso incorrecto y correcto para barras slidas
Fuente: Julia catlogo HSS Figura 2.9. Paso incorrecto y correcto
para tuberas Fuente: Julia catlogo HSS Asole (ranuras) Tabla 2.8.
Caractersticas tcnicasFuente: Julia catlogo HSS Tabla 2.9. Nmero y
forma del diente Fuente: Julia catlogo HSS 2.1.6. Velocidad de
corte y avance =
, = Figura 2.10. Velocidad de corte y avance Fuente: Julia
catlogo HSS V Velocidad de corte (m/1') D1 Dimetro de sierra (mm)
Av Velocidad de avance (mm/1') Avz Avance por diente (mm/Z) Z Nmero
de dientes Rpm Nmero de revoluciones por minuto Velocidad de corte
(m/1') Nmero de revoluciones por minuto (rpm) 2.1.7.Eleccin de paso
y avance Una vez que el material y la seccin a cortar han sido
identificados el paso debe ser elegido. El paso correcto prevendr
vibracin peligrosa y garantizara la evacuacin
correctadelaviruta.Lossiguientesdatossonaproximadosparaaplicaciones
especficas (corte estacionario, corte al vuelo) y los materiales a
cortar. DATOS DE VELOCIDAD DE CORTE Y AVANCE MaterialV (m/1')Avz
(mm/Z) Acero < 500 N/mm (C10, C15, St37, St44)30 - 400,04 -0,08
Acero < 800 N/mm (C40, C60, 15Cr3, 16MnCr5, 26CrMo4)25 - 350,03
- 0,07 Acero < 1200 N/mm (38NCD4, 14NiCr14, 40CrMnMo7)15 -
250,02 - 0,06 Acero inoxidable15 - 250,02 - 0,06 Hierro fundido20 -
300,03 - 0,05 Titanio12 - 150,02 - 0,05 Latn400 - 6000,05 - 0,07
Cobre200 - 3000,04 - 0,06 Bronce200 - 4000,05 - 0,07 Aluminio500 -
7000,06 - 0,08 Tabla 2.10. Datos de velocidad de corte y avance
Fuente: Julia catlogo HSS SELECCIN DEL PASO Tabla 2.11. Seleccin
del paso de sierra Fuente: Julia catlogo HSS 2.1.8.Reafilado de la
sierra circular
DeberealizarseconmuelasCBN,abundanterefrigeracinusandounamquina
CNC. La precisin en los ngulos de ataque e incidencia es importante
y la garganta debe tener el perfil y la profundidad correcta.
Figura 2.11. Perfiles de discos CBN para reafilado Fuente: Julia
catlogo HSS SELECCIN DEL PASO 2.1.9.Parmetros de trabajo
recomendadosEn las siguientes tablas se ha destacado los parmetros
de trabajo (velocidad de corte y velocidad de avance), que Julia
recomienda al cortar materiales slidos o tuberas. Tabla 2.12.
Parmetros de trabajo recomendados Fuente: Julia catlogo HSS
2.1.10.Frmulas y ejemplos de
clculoParadeterminarlavelocidaddecortedesierra,elnmeroderevolucionespor
minuto y la velocidad de avance que puede utilizar las siguientes
frmulas. El uso
deestasfrmulasgarantizaresultadosdelosdatosmsprecisosquelaslistas
anteriores.3 La velocidad de corte (Vt) se expresa en revoluciones
por minuto y representa la
velocidaddeldientecontralapiezadecorte;lavelocidaddecortenoinfluye
directamente en el tiempo de corte.
=3.14 1 1000 Velocidad de corte (rpm) se expresa en revoluciones
por minuto y representa la velocidad de disco alrededor de su
propio eje de rotacin; puede ser determinada por un contador de
revoluciones, o la obtenida con la siguiente frmula: =
10003.14 1 La velocidad de avance (Av) se expresa en milmetros
por minuto y representa la
velocidaddealimentacindelasierra,mientrasqueavanzaenlapiezaacortar.
Estacifraesdirectamenteproporcionalaltiempodecorte:cuantomayoresla
velocidad de alimentacin, menor es el tiempo de contacto. =
3 Fuente: Julia catlogo HSS = = = = = = Velocidad de corte
(m/min) Avance por diente (mm/Z) Dimetro de la sierra circular (mm)
Nmero de dientes Velocidad de avance Nmero de revoluciones por
minuto EJEMPLOS PARA EL CLCULO DE PARMETROS DE CORTE Tipo de
acero38NCD4 R = 1000 N/mm Seccin a ser cortada 30 mm Dimetro de la
sierra circular D1 = 350 mm De las tablas de la pag.Vt=15 - 25
m/1'=25 m/1' Avz=0,02 - 0,06 mm=0,03 mm T=7 Z =160 Los parmetros
son Aplicacin N 1 CORTE ESTTICO MaterialInox AISI 304 800 N/mm2
Seccin a ser cortada 85 mmEspesor2 mm Costo de la mq. por hora50
Euro/h = 0,83 Euro/min Parmetros usados y resultados del
clienteResultados obtenidos con las sierras Julia SIERRA CIRCULAR
/400*2,5*32 Z 200 C VAPO SIERRA CIRCULAR /400*2,5*32 Z 250 BW BLACK
HAWK Vt = 16 m/minVt = 30 m/min Rpm = 13 rev/minRpm = 24 rev/min Av
= 160 mm/minAv = 260 mm/min t = 32''t = 19'' N = 1132 pzN = 2740 pz
T = 13h 15'T = 18h 40' S = 0,70'S = 0,40' C = 0,70*0,83 = 0,58
Euro/pzC = 0,40*0,83 = 0,33 Euro/pz Aplicacin N 2CORTE AL VUELO
MaterialS 235 450 N/mm2 Seccin a ser cortada70*30*2,5 Costo de la
mq. por hora50 Euro/h = 0,83 Euro/min Parmetros usados y resultados
del clienteResultados obtenidos con las sierras Julia SIERRA
CIRCULAR /550*3,5*50 Z 220 C VAPO SIERRA CIRCULAR /550*3,5*50 Z 240
C GREY SHARK Vt = 150 m/minVt = 185 m/min Rpm = 87 rev/minRpm = 106
rev/min Av = 2400 mm/minAv = 3100 mm/min t = 1,75''t = 1,35'' N =
3600 pzN = 5650 pz T = 2h 25'T = 2h 45' S = 0,04'S = 0,029' C =
0,04*0,83 = 0,033 Euro/pzC = 0,029*0,83 = 0,024 Euro/pz =
.
= . = / = = . = / Comentado [T1]: Introducir pag
2.1.11.Aplicaciones y resultados de corte La eleccin de la
herramienta depende de lo que el usuario quiere lograr. Reducir
eltiempodecortenoessiempreelobjetivo.Hayotrosrequisitostalescomo
acabado de la superficie, o duracin de la hoja donde la sierra
tiene que garantizar
unbuenrendimientoparaundeterminadonmerodeturnosdemaneraquesu
reemplazopuedeseradecuadamenteplanificado.Reducireltiempodecorte,sin
embargo,siguesiendoelobjetivofinal;Acontinuacinsemuestranalgunos
ejemplos prcticos donde se han logrado reducciones considerables.
Tabla 2.13. Aplicaciones y ejemplos de corte Fuente: Julia catlogo
HSS Aplicacin N 3CORTE ESTTICO MaterialSMn Pb 37 500 N/mm2 Seccin a
ser cortada 27 mm Costo de la mq. por hora50 Euro/h = 0,83 Euro/min
Parmetros usados y resultados del clienteResultados obtenidos con
las sierras Julia SIERRA CIRCULAR /300*2,0*32 Z 150 C VAPO SIERRA
CIRCULAR /300*2,0*32 Z 140 C YELLOW TIGER Vt = 30 m/minVt = 44
m/min Rpm = 32 rev/minRpm = 47 rev/min Av = 230 mm/minAv = 350
mm/min t = 7,05''t = 4,63'' N = 3200 pzN = 4200 pz T = 8h 10'T = 7h
05' S = 0,153'S = 0,101' C = 0,153*0,83 = 0,127 Euro/pzC =
0,101*0,83 = 0,084 Euro/pz VtVelocidad de corte RpmNumero de
revoluciones AvVelocidad de avance t Tiempo de contacto por pieza
NNmero de piezas cortadasTTiempo total STiempo por pieza CCosto por
pieza cortada 2.1.12.Problemas tpicos y soluciones PROBLEMACAUSA
POSIBLESOLUCIN Obstruccin de la gargantavelocidaddecortemuy alta
reducirnmerode revoluciones paso demasiado pequeoreducir nmero de
dientes Mala calidad en la superficie de corteforma del diente
incorrecto identificareltipodediente correcto parmetrosdecorte
errneos verificarparmetrosdecorte en tabla Bajo rendimiento en el
corte velocidaddecortemuy alta reducirnmerode revoluciones
lubricacin insuficiente aumentodelcaudaldel refrigerante
velocidaddeavance incorrecto verificarlavelocidadde avance segn
tablas ngulosdecorte incorrectosverificar ngulos de corte Material
de relleno en la punta del diente afilado pobreverificar calidad de
afilado vibraciones durante el corte verificarestabilidaddela pieza
Material de relleno en los lados del diente lubricacin insuficiente
aumentodelcaudaldel refrigerante descentramiento lateral del disco
Utilicehojasdesierrade descentramientolateral reducida Rotura de la
lmina durante el corte altos parmetros de trabajo
verificarparmetrosdecorte en tabla malasujecindelapieza cortada
verificar la calidad y fuerza de sujecin velocidaddealimentacin
inestable verificarelsistemade alimentacindelamquina de corte paso
incorrecto verificarparmetrosdecorte en tabla Marcas de quemadura
en la pieza cortada hoja de sierra desgastadareafilado de la sierra
lubricacin insuficiente incrementarelcaudaldel
refrigerante/verificarla concentracin Tabla 2.12. Problemas tpicos
y soluciones Fuente: Julia catlogo HSS
