1INDICE CAPITULO I 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 MAQUINAS HERRAMIENTAS CONVENCIONALES….. 6 IMPORTANCIA DE LAS MAQUINAS Y HERRAMIENTAS…….. 7 (DEFINICION). LA MAQUINA HERRAMIENT A…………………………………….. 7 GENERAL DE LAS MAQUINAS. HERRAMIENTAS PARA CORTE DE VIRUTA………………….. 8 MOV TE VELOCIDAD DE ALIMENTACION... 33 FACTORES QUE AFECTAN A LA VELOCIDAD DEL CORTE .. 34 CAPITULO 2.1 2.2 2.3 2.4 II. ANALISIS DEL FENOMENO ARRANQUE DE VIRUTA 43 ANALISIS DEL FENOMENO……………………………………. 43 EL MODELO DE PIISPANEN…………………………………… 48 EL ANGULO DE VELOCIDADES RELATIVAS Vv Y VF …………………………. 52 2.5 ENERGIA CONSUMIDA EN EL CORTE POR UNIDAD DE VOLUMEN Fh ET = p * a ……………………………….. 55 DE MA VIDO, 2.6 2.7 2.8 . 2 EL MODELO DE PIISPENEN …………………………………… 55 PROBLEMA DE APLICACIÓN…………………… ORTE DE VIRUTA …………………………………………. 58 CAPITULO III. HERRAMIENTAS DE CORTE …………………………….. 61 3.1 3.2 3.3 3.4 3. 5 3.6 3.7 3.8 GENERAL TUTIVOS……………………………… 64 GEOMETRIA DE UNA HERRAMIENTA DE CORTE………… 77 CLASIFICACION DE LAS HERR A DE UNA HERRAMIENTA………………. 93 TIEMPOS PRINCIPALES DE HERRAMIENTAS Y COSTOS.100 LA MADRILADO RA……………………………………………… 114 MAQUINABILIDAD……………………………………………… 118 CAPITULO 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 IV. MONTAJES PARA MAQUINADO……………………… 123 SUJECION DE LA PIEZA EN EL TORNO…………………….. 123 SUJECION DE LA PIEZA EN EL TALADRO…………………. 126 IEZA EN EL FRESADO…………………. 127 SUJECION EN EL CEPILLADO……………………………….. 128 SUJECION DE PIEZAS RA MAQUINADO……………………………… 130 EQUILIBRIO DE UN CUERPO EN EL ESPACIO……………. 133 SUPERFICIES DE A DE REFERENCIA………………………………. 137 FORMA DE LOS APOYOS…………………………………….. 138 3 4.12 REPRESENTACION DE APOYOS Y APRIETES…………….. 139 4.13 NORMA NFE04-13 SOBRE LA SIMBOLIZACION DE LOS ELEMENTOS TECNOLOGICOS DE APOY O Y APRIETE… 140 4.14 EJEMPLOS DE APLICACIÓN…………………………………….. 4.15 CALCULO DE TORNILLOS, TUERC CAPITULO 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 V. POTENCIA ABSORBIDA EN EL CORTE……………….. 164 EXPRESION DE LA POTENCIA DEL CORTE………………… 164 R CANICO…………………………………….. 167 VALORES DE LA VELOCIDAD DEL CORTE ………………… 168 Y DE LA FUERZA DE CO TORNEADO………………... 175 POTENCIA CONSUMIDA EN EL FRESADO………………….. 175 POTENCIA CONSUMIDA EN EL 8 POTENCIA CONSUMIDA EN EL CEPILLADO……………….. 182 POTENCIA CONSUMIDA EN EL TALADRO………………….. 18 CAPITULO 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 VI. LAS TOLERANCIAS EN EL PRODUCTO DE MAQUILADO SISTEMA I S O DE AJUSTES O TOLER ANCIAS DIMENCIONALES…………………………….. 185 CALIDADES QUE PUEDEN OBTENERSE CON LAS DISTINTAS MAQUINAS HERRAMIENTAS………… 186 DESIGNCIO N DE AJUSTES……………………………………... 190 TOLERANCIAS DE FORMA Y TOLERANCIAS DE POCISION. 190 RUGOSIDAD O ESTADO SUPERFICI AL……………………….. 194 GRADOS I S O DE RUGOSIDAD Y OTRAS ESPECIFICACIONES COMPARATIVAS………………. 195 4 224 RUGOSIDAD O ESTADO SUPERFICIAL………………………..6..12 CALIDADES QUE PUEDEN OBTENERSE CON LAS DISTINTAS MAQUINAS HERRAMIENTAS………… 196 DESIGNACI ON DE LA TOLERANCIA…………………………… 199 AJUSTES…………………………………………………………… 204 DESIGNACION DE AJUSTES…………………………………….7 6.10 6.14 TOLERANCIAS DE FORMA Y / 0 POSICION QUE AFECTAN A LAS SUPERFICIES PLANAS……………………… 219 6.13 TOLERANCIAS DE FORMA Y/O POSICION QUE AFECTAN A LAS SUPERFICIES CILINDRICAS …………………………… 217 6. 235 BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………. 227 6.11 6.17 GRADOS I S O DE RUGOSIDAD Y OTRAS ESPECIFICACIONES COMPARATIVAS………………. 239 5 .8 6.9 6. 16 TOLERANCIA DE ALABEO………………………………………. 208 EJEMPLOS DE AJUSTES………………………………………… 209 TOLERANCIAS 6. LOS CUALES NO SE TRATA DE LOS PRESENTES APUNTES POR S ER ASPECTOS OPCIONALES. EN L AS MAQUINAS. 6 . EQUIPO Y TECNICAS DE MAQUINADO.HERRAMIENTAS UN INCREMENTO DFE LA VELOCIDAD MAXIMA EXTENCION DE LA GAMA DE VELOSIDADES. ENTRE ESTOS ASPECTOS DESTACA LA CONSIDERACION DE LAS ESTADISTICAS DE PIEZAS. ADEMAS DE ESTOS FACTORES P URAMENTE TÉCNICOS HAY OTROS.INTRODUCCION EL OBJETIVO PRINSIPAL DE LOS PRESNTES APUNTES ES TAN AMPLIO Y CONCRETO ALA VEZ C OMO EL PROPI TEMA DE LAS MAQUINAS-HERRAMIENTAS. DE ORGANISACION Y RELASIONADOS CON FACTORES HUMANOS QUE AN DETERMINADO DE ALGUNA FORMA EL DESARROLLO DEL TRABAJO EN LAS MAQUINAS. SIENDO LOS VALORES PRINCIPALES: LOS AVANCES EN MATERIALES DE HERRAMIENTAS QUE HAN PERMITIDO DESDE PRINSIPIOS DE SIGLO HASTA MUL TIPLICAR POR DIEZ LA VELOCIDAD DE CORTE. TENIENDO COMO CONSECUENCIA. SE HASE NECESARIO A QUIEN ESTE DENTRO DE LA INDUSTRIA METAL-M ECANICA DOMINE LOS FACTORES QUE AN DOMINA DO LA EVOLUCION DE LAS MAQUINASHERRAMI ENTAS POR ARRANQUE DE LA VIRUTA. LOS SISTE MAS DE FABRICACION Y LAS EXIGENSIAS DESDE PUNTOS DE VISTA DE SEGURIDAD HOY NOS E S POSIBLE POR LA EVOLUSION DE LA CAPASIDAD DE ARRANQUE DE VIRUTA PASAR EN EL TOR NEADO. TENIENDO UN MAYOR CONOCIMIENTO DE LOS P ROBLEMAS. SE PRETENDE DAR LOS PRINCIPIOS BASICOS PARA UNA MEJOR UTILIZACION DE LAS MAQUINA S-HERRAMIENTAS QUE TRABAJEN EL CASO ESPECIFICO DE CORTE CON DESPRENDIMIENTO DE V IRUTA. QUE OF RESCA POSIBILIDADES DE OPTIMISACION EN FASE PROYECTO. A PRINSIPIOS DEL SI GLO A VELOSIDADES DE 40 M-MIN EN NUESTROS DIAS. AUMENTO DE LA POTENCIA DE LAS MAQUINAS Y AUMENTO DE SU CAPA SIDAD. DE VELOSIDADES DEL ORDEN DE CINCO METROS POR SEGUNDO. EL DESARROLLO DE TECNICAS ANALITICAS PERMITEN UN ADECUADO DISEÑO. TOMANDO EN CUENTA QUE LA ACERERACION DEL CAMBIO TECNOLOGICO ES IMPORTANTE Y EL PERIODO DE TIEMPO MEDIO PARA SUSTITUCION DE LA TECNOLOGIA HA BAJADO 20 A 1 0 AÑOS Y AUN MENOS.. 7 . ya que la mayor parte de los productos utilizados diar iamente en el hogar como los utensilios de cocina. Una definición de una maquina herramienta es: “una maquina que funciona accionada po r una fuerza que no sea la manual del hombre y que emplea una herramienta para t rabajar un meta”. existen diferencias en la natura leza y la capacidad de la maquinaria empleada en las distintas fabrica. 1. existen diferencias técnicas en las clases de maquinaria usada en las diver sas industrias. EN MAQ UINAS CON RIGIDEZ ESTATICAS Y ESTABILIDAD TERMICAS. quimica. Siendo e sta maquinaria casi en su totalidad construida con otras maquinas herramientas. etc. Las maquinas herramientas son utilizadas. Entre las diferentes clases de maquinaria.2 LA MAQUINA HERRAMIENTA. las que se emplean mas y de hecho se les llama herramientas maestras de la industria. Debido a las variaciones de los productos manufactu rados. juguetería. LOS CUALES SON LOGRADOS PRINSIPALMENTE. en la oficina en el uso de la s maquinas sumadoras o de escribir etc. Tienen pues las maquinas herramientas la mas extensa aplicación y constituye n la base mas conveniente para hacer adaptaciones con el fin de analizar otras c lases de maquinas.1 IMPORTANCIAS EN LAS MAQUINAS HERRAMIENTAS. Incluso en una misma industria. TENIENDO ALGUNAS MAQUINAS AU TOMATICAS. en la fabricación de implementos para cu alquier tipo de industria como: automotriz. LA POSIBLIDAD DE COMPENSACION DE ERRORES DEVIDOS A CAUSAS DIBERSAS. UN EJEMPLO DE ESTE TIPO DE SOLUSIONES SE ENCUENT A EN LA COMPENSACION DE ERRORES DE PASO DE HUESILLO EN SISTEMA DE CONTROL NUMERI CO. son las maquinas herramientas como to rnos. P OR MEDIO DE EQUIPOS DE CONTROL. CAPITULO I 1. También por supuesto con las maquinas herramientas es posible f abricar maquinas herramientas. fresadoras y taladradoras confirmadoras o rechazadoras y otras maquinas de taller corrientes. agrícola.LA MEJORA EN ACABADOS Y SU DETERMINASION ES UN FACTOR IMPORTANTE PARA PODER DETE RNINAR AJUSTES DE GRAN PRESICION. fotografía. Son directa o indirectamente productos d e las maquinas herramientas. acarrean do con ello u progreso dolorosamente lento. tenemos los niveles e levados de productividad. la riqueza y la seguridad para fortalecer el progreso. La evolución de la tecnología en otros terrenos han facilitado el desarr ollo de las maquinas constituyen una síntesis de la mecánica. Podríamos asegurar que las maquinas herramientas forjan el futu ro.Las maquinas herramientas de mecanizado por arranque de viruta han experimentado en las dos ultimas décadas de evolución mas importante que en el resto de lo que va del siglo..de operación *con arranque de viruta 8 .Manuales 1. así como de la capacidad de sus jefes para comprenderlas y aplica rlas. Es un dispositivo utilizado para transformar la energía eléctrica en energía mecánica.de transporte 2. investigación y diseño. m isma que la manifiesta en los esfuerzos necesarios para llevar acabo el arranque de viruta. Clasificación de las maquinas herramienta según su operación: 1. Los hombres todavía estarían trabajando alrededor de catorce horas produciendo la quinta parte de lo que producen ahora en un turno de ocho horas a niveles tan bajos de productividad.-Semi-automáticas *sin arranque de viruta -roladoras -troqueladora -inyectoras -extrusoras -tornos -fresadoras -taladros 2.3 GENERAL DE LAS MAQUINAS. hidráulica. HERRAMIENTAS PARA CORTE DE VIRUTA. eléct rica y electrónica y su análisis.. Podemos por ultimo asegurar que la riqueza. Pero debido a las maquinas herramientas. neumática. la fuerza y la perspectiva futura d e cualquier nación debe ser por medida en términos de numero y calidad de sus maquin as herramientas.. resultan tareas interdisciplin arias y complejas. 1. El futuro en estas condicione s seria incierto. los salarios no podrían haber llegado al nivel de subsistencia mínima. ya que sin ellas no se tendría libertad para el trabajo interrumpido. Desde el punto de vista. Rotativas (Vc = π dn = wr ) 2. Automáticas maquinas programadas Control numérico.-cepillos rectificadoras 3. movimiento principal: Maquinas herramienta para corte d e viruta Convencionales. según su movimiento Principal. Alternativas Vc = d t 9 . 1. 10 . 11 . 12 . 13 . 14 . 15 . 16 . 17 . 18 . 19 . 20 . 21 . 22 . 23 . tal que en esta obra sobre tecnología de maquinado solo considera mos en forma arcial. ya sea TORN O. ya sea un movimiento intermitente o alternativo. CABEZALES. Estos movimientos que en conjunto conforman la llamada CADENA CINEMATICA y la cu al es articular ara cada ti o de maquina herramienta convencional. que recisamente c onstituyen la base del objetivo que se ersigue. es necesario considerar u na forma somera algunos mecanismos que ex resivamente donde se obtienen dichos m ovimientos rinci ales terminales. MECANISMO NORTON. ya sea con el ro ósito de modificar con mejoras una que teng a o diseñar otra mas ideal a las necesidades que se lanteen. es motivo de laneas en y desarrollo. 4. De acuerdo con el esquema antes mencionado y en el cual se observa en la agina siguiente. FRESADORA. 2. Antes de concretar sobre los cu atro movimientos rinci ales terminales que una maquina herramienta uede ex eri mentar en las o eraciones del roceso corte de viruta. se mu estra el caso de la CADENA CIMENATICA DE UN TALADRO DE COLUMNA CON AVANCE AUTOMA TICO. CEPILLO O RECTIFICADORA. 1. En el esquema siguiente. TALADRO. im lican todos y cada uno de los movimientos que se uedan resentar en los diferentes mecanismos que rovoquen. Mecanismos rinci ales de Las maquinas herramientas. DE IN VERSION DE MARCHA. DEL CARRO PRINCIPAL O DE BANCADA. concretando sobre funciones terminales.4 MOVIMIENTOS PRINCIPALES.1. 3. es lógico su oner que en el estudio rofundo sobre una cadena cin emática en articular. 24 . Base . Cabezal fijo. Palanca ara el movimiento vertical de la mesa. Caja de ulsadores de arranque y aro. Palanca ara los embragues automáticos. Manija selectora de avances automáticos. Pal ancas de fijación de la mesa. 25 . Árbol orta-herramienta . Volante ar a el avance manual de la herramienta. Palanca selectora de velocidades del árbol rinci al.Motor. Manija del to e limit ador de rofundidad. Mesa Columna. En el mecanismo del carro rinci al o de bancada. Exteriormente lleva las iezas de mando.En la figura siguiente. El mecanismo de bancada tiene 26 . tales com o alancas y volantes. la caja de engranes est a incor orada al mismo carro. se tiene un ti o de cada uno de los mecanismos en consid eración. 1. Las maquinas herramientas convencionales. aunque en el diagrama de movimientos del segundo e jem lo. avances longitudinales o laterales. 3. Fig. En el cabezal fijo va dis uesto el husillo rinci al en el cual se genera un movimient o rotativo. es el relativo entre la ieza y la herramienta. los más variados ti os articulares de valeros y rodillos. Fig. Los so ortes de rodamientos im lican en su uti lización ó tima. se su er onen varias combinaciones de rotación de la ieza o de la herrami enta. Si existe juego en los a oyos. El m ecanismo de inversión de marcha es utilizado recisamente ara invertir el sentido del movimiento del carro ortátil a la derecha a la izquierda. El segundo ti o básico de movimiento . que ermite el aso de una barra o tor nillo de sujeción. En el cuarto ti o de movimiento.rinci almente la misión de transformar el movimiento rotativo en movimiento longi tudinal y transversal. es aquel en do nde mediante una alanca oscilante uede hacerse engranar una rueda con ruedas d entadas de diferente tamaño. ro orcionan cuatro ti os básicos de movimiento. Para lograr lo ant erior es necesario invertir el giro del husillo de guía y de cilindrar o el del to rnillo sinfín. la ieza girada y la herramienta de corte avanza longitudi nalmente ara generar así cuer os de revolución. El montaje de este husillo es uno de los más im ortantes. Este ti o de movimiento se resenta en o eraciones tale s como fresado y rectificado. El husillo rinci al debe girar en los so ortes sin juego alguno. Como so ortes del husillo rinci al es usual em lear cojinetes de deslizamiento y de rodamiento. tal como se muestra en la Fig. Para la o eración de cilindrado uede utilizarse este ti o de movimiento mientras que ara refrenado es necesario un avance transversal de la herramienta. Con ello se varían las revoluciones del husillo de cili ndrar y también los avances mediante un cambio de osición de alanca sim le. El tercer ti o de movimiento básico se caracteriza or el giro y avance de la herramienta de corte en tanto que la ieza ermanece fija. la ieza se mueve y avanza contra la herramienta de corte mi entras esta ultima gira. El mecanismo Norton o de ruedas oscilante. 2. Por lo general es una flecha hueca. resultan fallas en la su erficie maquinada y de cilindricidad en las iez as maquinadas debido a la vibración y desalineamiento del mencionado husillo. 27 . debido a que sus variaciones de diseño re ercuten en el acabado su erficial de las iezas maqu inas. 28 . 29 . 30 . ¡Error! 31 32 33 Funciones rinci ales de una maquina herramienta Sujetar la herramienta. Sujetar la ieza. Mover la herramienta o la ieza; este movimiento da origen a la llama da velocidad ( ) de corte VC . Avanzar la ieza contra la herramienta o vicevers a (VA ) . 1.5 VELOCIDAD DE CORTE VELOCIDAD DE ALIMENTACION VELOCIDAD DE CORTE: Podemos considerar que la velocidad de corte es aquella velo cidad lineal relativa entre la herramienta y la ieza de trabajo en un unto de referencia llamado unto crítico o unto desfavorable. VC = πd n n= VC πd Para maquinas rotativas, tales como el torno y la fresadora. VC = 1 t Gol es _ or _ min uto = VCM 21 Para maquinas alternativas, tales como el ce illo de codo y de mesa. La mayoría de las gamas de VC y Va obedecen a la serie de números normales o Renard y cum len c on la razón: n 10 Por ejem lo: Una fresadora cuya gama de Si _ n _ min ima = 100 _ r m. n2 = 100 * 1.58 = 158 _ r m. n3 = 150 * 1.58 = 250 _ r m. n4 = 250 * 1.58 = 400 _ r m. n5 = 400 * 1.58 = 600 _ r m. VC fuera de serie 5 Renard: 34 P. = Tramos carreras largas. rima. Para el ce illo de codo o de mesa.C. = m 2L VC VC . Observar diagrama.L. Para el taladro el unto se localiza sobre la su erficie de la herramienta d e corte (broca.Para el torno el unto se localiza sobre la su erficie del diámetro máximo de la ie za. sino que arte de cero llega al máximo y vuelve a cero.6 FACTORES QUE AFECTAN A LA VELOCIDAD DEL CORTE. =Gol es or minuto Vm = Velocidad media.M . etc. 1.4 1.C. Material de la ieza. = Tramo carreras cortas.) Para la fresadora el unto se localiza sobre la su e rficie de la herramienta de corte (cortadores). Profundidad de corte. ya sea com o garantía de la fabricación de herramientas de corte o bien como índice de ca acidad ara el fabricante de la misma maquina herramienta. Para la rectificadora el unto s e localiza sobre la su erficie de la herramienta de corte ( iedra o muela).P. La velocidad de corte ara trabajos de roducción en la industria. Los manuales mencionados.M. T. da n la velocidad en función de los siguientes factores: Material de la herramienta. uede tomarse e n manuales tablas ya que sus valores se determinan ex erimentalmente.2 Donde: G. Vm = L = Longitud T. Ti o de o eración. 35 . Esto se debe a que siendo maquinas alternativas no tienen una velocidad de corte constante. . se localiza sobre cualquier unto de la herramien ta o de la ieza en contacto. = Tramo carreras medias. T.VC 1.C.M.C . V G. 1. se simbolizara en el caso del torn o solamente con una a. 2..Aceros al carbó 2. también afectan la velocidad de corte.. Vida de la herramienta. que im lica la velocidad de ava nce)..MATERIALES DE LA PIEZA: En general ued e considerarse que los materiales blandos ueden trabajarse a mayores velocidade s que los materiales duros. 1.Cerámica a). Acabados su erficial requerido o rugosidad.Carburos 5... 36 . Oxido de aluminio b).Alimentación o velocidad de alimentación (la Va .-Abrasivos NOTA: El estudio rofundo de estos materiales se tendrá en un ca itulo osterior r elativo a las herramientas fe corte.Estelita MATERIALES CONSTITUTIVOS DE UNA HERRAMIENTA 4. Otras ro iedades tales como la abrasión. o sea ancho de la viruta.Acero ra ido 3. siendo aquellas que ueden conservarla a tem eratura ma s elevadas las que ermitan a licar mayores velocidades de corte. las cuales ueden mantener considerablemente su dureza a diferentes tem eraturas...MATERIAL DE LA HERRAMIENTA: Existen diferentes materiales ara fabricar las herramientas de corte. Diamante 6. la ductilida d y la resistencia a la tensión. Carburo de Silicio c). se introduce a continuación. dicha velocidad debe ser relativamente baja. así mismo se considera el medio en que se desa rrolla el roceso. obviamente la velocidad tiene que reducirse. afectan el valor de la velocidad de corte orque mientras mayor sean. ara que es ta energía calorífica no eleve la tem eratura de la herramienta mas allá del limite co nveniente. debido a las circunstancias en que se efectúa y la forma en q ue la herramienta ataca el material. se mejora bastante si la velocid ad de corte se aumenta al mismo tiem o que se reduce la velocidad de alimentación. la velocidad uede ser mayor. or ejem lo. 4. el filo del buril esta en contacto continuo con la ieza y ara evitar que el filo se queme. En el fresado el cortador tiene varios filos o dientes y solamente algunos de ellos están contando en un mo mento dado. el materia l de la ieza y el ti o de o eración. uede agregarse un refrigerante y aminorar la velocidad de corte. en el cilindrado en torno. 6. 37 .-TIPO DE OPERACIÓN: La velocidad de corte se ve afacetada de la misma manera or el ti o de o eración. tablas racticas qu e relacionan la rofundidad de corte .3. estas dos fases. or lo que en este caso. se hará un trabajo también mayor y consecuentemente se generara mas calor.-PROFUNDIDA D DE CORTE Y VELOCIDAD DE ALIMENTACION: (Incluyendo también el unto 5). Antes de considerar el factor 7. el material de la herramienta. En el taladro las circunstancias son muy desfavorables ues el filo esta en contacto con la ieza durante todo el corte y la herramienta se encuentra dentro del agujero difi cultando la disi ación del calor y el hacer llegar el refrigerante hasta el área don de se efectúa el corte. ya sea húmedo o seco o con lubricante es ecial.ACABADO SUPERFICIAL: Se ha encontrado ex erimentalmente que el acabado de la su erficie trabaja or des rendimiento de viruta. 38 . 39 . 40 . 41 . 42 . 43 . esto nos indica que durante la o eración se genera una determinada cantidad de calor.CAPITULO II ANALISIS CUALITATIVO Y CUANTITATIVO DEL PROCESO DE CORTE 2. l. no fue sino hasta alrededor del año 1920 cuando em ezó una investigación sistemática y rofunda sobre el. P = Pieza. La tem eratura de la herramienta y de la viruta se elevan. P = Pr ofundidad _ dec _ corte. debido a la am lia utilización que tiene. VC = Velocidad _ de _ corte. Prácticam ente no hay flujo de material hacia los lados. en com aración a la que tenían la rimera antes de em ezar el cort e y la segunda en relación al metal no deformado. 44 . Sin embar go. resultando esta de un es esor mayor que la rofund idad de corte y de una longitud menor que el largo del material cortado. lo que significa que el ancho de la viruta es igual al ancho del corte. H = Herramienta. ues hasta entonces se hacia rácticamente todo bajo reglas racticas o or imitación de otros trabajos similares. en el cual el fi lo de la herramienta es er endicular a la dirección del corte. sino que la viruta se des rende or un efecto cortante.1 ANALISIS DEL FENOMENO El roceso de corte en la industria moderna es de ca ital im ortancia. Consideremos en rimer términ o el corte normal u ortogonal tal como se muestra en la Fig. se uede imaginar los efectos económicos tan grande s que genere cualquier avance o mejora de este roceso de manufactura. Puede hacerse algunas observaciones al efectuarse el corte: El material de la i eza no se se ara adelante del filo de la herramienta. la arte su erior de las lacas des lazadas (o sea el material deformado en el corte) exh ibe una su erficie similar a la que tiene la viruta de las macrofotografías mencio nadas. La Fig. aumenta el rozamiento y roduce una su erficie mal acabada e n el material no deformado. ya sea en macrofotografías. or medio del modelo ideado or el ing eniero Piis anen. lo que rovoco una su erficie mal acabada. ues la cara en contacto con la herramienta est a sujeta a una es ecie de bruñido. lo cual cambia su a ariencia. se observa que hay adherencia de m aterial de la ieza en la unta de la herramienta. 4. indicando así que en efecto. o bien. desarrollando un ensayo simulado en donde se utilizara n en lugar de material. se muestra el corte de un acero SAE 3115. En la figura 2b (macrofotografía). erjudicando las condiciones normales de corte. tal como se menciono en el inciso d). la su erficie obtenida es lisa. en el que se nota el deslizamiento de las lacas. udiéndose no tarse la línea de cizallamiento A B y el ángulo de ataque. es decir rugosa.En algunos casos. se roduce ese deslizamiento. que es mayor con res ecto al materi al no deformado ( aquete) que no ha tocado la unta de la herramienta. nos muestra esquemáticamente el modelo de Pis an. 45 . ues altera los ángulos de l filo y de ataque. 3. en la Fig. lo cual es indis ensable. lo que no sucede en la viruta roducida en el corte. aceite con aserrín tal como se muestra en la elícula tomada en los laboratorios de la Escuela Nacional Su erior de Arte en Metiers Francia.. ues el corte es lim io. Lo que sucede durante el corte se uede ver de una m anera objetiva. con herramienta de acero rá ido y refrigerante de tetracloruro de carbono. La arte inferio r de las lacas tiene una a ariencia similar a la su erior. algo de material de la ieza se adhiere a la unta de la herra mienta. 46 . aumentar la velocidad de sa lida de la viruta. Al disminuir el rozamiento entre viruta y herramienta se aumenta e l ángulo de cizallamiento.El rozamiento entre viruta y herramienta es un factor desventajoso muy im ortant e en el corte. siendo conveniente reducirlo a lo mínimo osible. tener un buen filo de corte y una su erficie con buen acabado en la cara de ataque así como usar un refrigera nte adecuado. 47 . es decir. dándole los ángulos mas adecuados. incrementar la velocidad de corte. causando esto a su vez que el es esor de la viruta sea menor. mejorar la geome tría de la herramienta. esto se ilustra en la figura 5. llevando a cabo u no o mas de los untos siguientes: Utilizar materiales en la fabricación de las he rramientas que tengan un coeficiente de fricción bajo. Estas se ilustran en la Fig. uede decir q ue hay tres áreas que interesan fundamentalmente. 48 . En resumen.Para ayudar a la herramienta a disi ar el calor que se genera durante el corte. 6. se usa algún fluido llamado refrigerante y cuya denominación le viene recisamente d e esa función. en el roceso de corte. la rinci al que ejerce durante el corte. su oniendo que la resultante actuara en el filo y haciendo que su vecto r re resentativo fuera el diámetro de un círculo. El material no deformado. debemos antes dejar asentadas las siguie ntes consideraciones: El corte es ortogonal. el ilustre físico. o lo q ue es lo mismo. es decir. tal como se ilustra en la Fig. el lano de cizallamiento. Me rchant. E. 2ª. 49 .1ª. El lugar donde se juntan y actúan la viruta y la cara de ataque de la herramienta. el acabado de la su erficie maquinada. Fuerzas que se generan durante el corte. u na de cuyas dimensiones es la longitud AB. Para entrar al examen de estas fuerzas. 7. 3ª. ideo la forma de analizar las fuerzas generadas or el corte de una herr amienta.2 EL MODELO DE PIISPANEN. Que incluye la línea de cizallamiento AB. En el año de 1942. 2. pues por geometrí.El filo de la herramienta esta en condiciones o timas. Si l fuerz Ft l trsldmos l filo. L velocidd del corte es uniforme. tod s ls línes que terminn en los extremos de un diámetro se interceptn 90° sobre l circunferenci. Fh y Fv. L profundidd del corte es constnte. su ncho es igul l ncho del corte. El ángulo de claro α es sufic ientemente grnde pr que no hy rozmiento entre herrmient y superficie mq uind. y que ests se pueden medir experimentlmente l fectrse el corte. DC = Fvsenφ Fv sen Fc = AC AD φ= FA como FA = Fh cos 50 . Se gener un virut continu y no hy dherenci de mteril de l piez sobre el filo de l herrmient. No hy flujo rteril en l virut. El ncho de l herrm ient del corte es myor que el de l piez. Fc y Nc. El plno de cizllmiento se origin desde el filo de corte y se extiend e hci rrib. por medio de un dinmómetro como se ver oportunmente l trtr el tem de potenci necesri pr relizr el corte. Todos los pres de componentes son normles. colinel y norml l cr de l herrmient. que son: Fh y Fv. Los vlores de ess fuerzs se pueden encontrr en función de dos de ells. formmos el filo de Merchnt. en el cul podemos nlizr sus componentes sobre tres sistems de ejes. es decir. de es mner tenemos: AD = Fh cos φ φ = φ' DC φ' = . prlel y norml l dirección de l velocidd del corte. Ff y Nf. colinel y n orml l líne de cizllmiento A B. Fc = AD − DC ∴ FC= Fh cos φ − Fvsenφ Fh ≠ Fc F = EA FA = Fhsenγ ∴ EF = Fv cos γ EA =EF +FA F = Fv cos γ + Fhsenγ Fc =Fh cos φ − Fvsenφ − − − − − − − − − − − 1 Nc =Fh sen φ + Fv cos φ − − − − − − − − − −2 Po 3 N = Fh cos γ − Fvsenγ − − − − − − − − − −4 Del valor de estas dos últimas p el coeiciente de razonamiento μ . El esuerzo del corte promedio en el plano de cizallamiento: τ = Fc Fh * cos* φ − Fv * sen * φ = Ac ABxa Donde a – ancho de core. 2. AB = Pero P sen * φ 51 . μ= F Fh * senγ + Fv * cos γ Fh * tγ + = −−−−−5 = N Fh * cos γ − Fv * senγ Fh − Fv * tγ De las ecuaciones 1. es posible deducir. P * a * L = Pv * av * Lv Donde p. Tenemos enonces de la Fig. Pv.3 EL ANGULO DE CIZALLAMIENTO El ángulo φ es acible deerminarlo por medición direca en la macrooograía de un co re. se puede calcular por el auxilio de oras mediciones direcas más áciles de llevar acabo. a y L son la proundidad. por oro lado. y en consec uencia. el ancho y l a longiud del coro. medidos sobre la pieza. 10 P AB * senφ = r= Pv AB * cos(φ − γ ) senφ r= cos φ * cos γ + senφ * senγ 1 r= cot φ * cos γ + s φ * cos γ + r * senγ = 1 r * cot φ * cos γ = 1 − r * senγ 1 − r * senγ ∴ * cot φ = r * cos γ 52 . que su ancho es igual al maerial corado y enonces: a = av endonde : P * L = Pv * Lv p Lv = =r Pv L Siendo la relación de la deormación de la virua. pero ello represena varias diiculades. av y Lv las dimensiones corres pondienes a la virua resulane. que no hay lujo laeral de la virua.τ = h * cos* φ * sen * φ − Fy * sen 2 * φ − − − − − − − − − −6 a* p 2. es decir. Por experie ncia se sabe que la densidad de la virua es igual a la de la pieza. Ya se vio anes. 4 VELOCIDADES RELATIVAS Vv Y VF Es interesante también conocer las velocidades de la viruta sobre la cara V de la herramienta . En el diarama vectorial indicado en la Fi. 2. que es más ácil que hacerlo con la proundidad y el esp esor de la viruta. y la relativa entre el material deormado (plaquetas de Piispane n desplazándose) y la pieza Vv . en unción de la velocidad del corte Vc que es la p aralela a Fh . de esta. V = Vc senφ −−−−−−−−−−−−−7 cos(φ − γ ) r= P AB * senφ = Pv AB * cos(φ − γ ) V = r * Vc − − − − − − − − − − − − − − − − − −8 Vv = Vc * cos γ cos(φ − γ ) V = Vc cos φ s COMPROBAR QUE: DE ACUERDO AL SIGUIENTE DIAGRAGMA VECTORIAL CONDICION: φ > γ 53 . se diiculta medir con Pv co n exactitud.O bien : tφ = r * cos γ 1 − r * senγ Para obtener el valor de r se reiere a hacerlo en unción de las medidas directas en las dimensiones L y Lv. pues dada la ruosidad. 11. 54 . x ∴ x = Vc * sen φ − − − − − − − 1 Vc x cos( φ − γ ) = − − − − − − − − − − − −2 V Vc * sen φ V = Vc cos( φ − γ ) Y y = V * sen ( φ − γ ) − 3 sen ( φ − γ ) = V ∴ Vv − y − − − − − − − − 3 ) en ( 4 ) cos φ = Vc Vc * cos φ = Vv − V * sen ( φ − γ ) sen φ = Vv − Vc * cos − − − − − ) en ( 2 ' ) Vc * sen φ 1 cos( φ * γ ) = Vv − vc * cos φ sen ( φ − γ ) Vc * sen φ * sen ( φ ) = Vv − Vc * cos φ Vc * sen φ * sen ( φ − γ ) Vv − Vc * cos = cos( φ − γ ) V = Vv = Vc * se ( φ − γ ) + Vc * cos φ cos( φ − γ ) _ ENTRE _ Vc DIVIDIENDO Vv Vc * sen φ * sen ( φ − γ ) + cos( φ − γ ) = cos( φ − γ ) * Vc Vc Vv sen φ * sen φ * cos γ − cos φ * sen γ + cos φ * cos φ en γ = cos( φ − γ Vc Vv Vc Vv Vc Vv Vc = = sen sen 2 φ cos γ − sen φ * cos φ * sen γ + cos 2 φ * cos γ + sen φ * cos φ * sen γ cos( φ − γ ) φ cos γ + cos 2 φ * cos γ ( sen 2 φ + cos 2 φ ) = cos cos( φ − γ ) cos( φ − γ ) cos γ = cos( cos( φ − γ ) 2 55 . 2. Esta representación se considera el material a cortar como constituido por placas sobrepuestas en donde cada una ex hibe una supericie iual a la inerior correspondiente.6 EL MODELO DE PIISPENEN Con objeto de encontrar el valor de X. PIISPANEN cons idero la representación raica de la iura 12. 56 .2.5 ENERGIA CONSUMIDA EN EL CORTE POR UNIDAD DE VOLUMEN Fh ET = p*a DE MATERIAL REMOVIDO. ] Des pejando. x = P*a F *F De _ la _ misma _ manera : Ec = c v P * a * Vc Por _ lo _ tan to _ tenemos _ que : E = F * V P * a * Vc ET = Enería total consumida en el corte por unidad de volumen de material removid o.Volumen = 1 _ Pu l3 = AB * BC * a P 1 _ inch3 = * x _ senφ * a senφ 1 [Pu l . Vv = Velocidad relativa entre la viruta y el material de la pieza. V = Veloc idad relativa entre la viruta y cara de ataque de la herramienta. 57 . Ec = Enería consumida en el cizallamiento por unidad de volumen de material re movido. E = Enería consumida en ricción por unidad de volumen de material removid o. 33 _________ FV = 101 _ lb VC = 542 Pies Calcular : a) ET b) EC c) E min 58 .250 _______ ___ γ = 10° __________ FH = 127 _ lb P = 1.cos γ cos(φ − γ ) senγ V = Vc cos(φ − γ ) Vv = Vc 2.09 × 10− 3´´_____ r = 0.7 PROBLEMA DE APLICACIÓN En un ensayo de maquinado se trabajo con los datos siuientes: a = 0. 143_ lb sen Pies 0.33cos1 0° 0. E= = = ET _ 69%ET 466055 0.512_ lb V = Vc = 19 0. 318730 0.9877 min cos( ° − 10°) 19 cos( − γ ) φ= Vv = Vc 87.09* 542 146060 .9848 = arc_ tan = arc_ tan = tan−1 0.3448= 19° I − r * senγ I − 0. * *Ec = 0.9848 cos10° cosγ = 542 = 540.512*178.41 = 542 φ 0.250*1.825= .9848 F = Fh senγ + Fv cosγ = 22. * E = = 146060_ lb − in 1.33* 0. lb = 466055 * in 0.33sen ° I − 0.3256= 120− 32.09* 0. velocidad de lujo y ánulo de ataque γ LA VELOCIDAD DE FLUJO DEPENDE: 1. así como las relaciones entre velocidad de corte.996% .643 .683% . 59 . E = = 0.09 b)E = E * V P * a *Vc F = Fh senγ + Fv cosγ = 127sen ° + 101cos10° 10 F = Fh senγ + Fv cosγ = 127* 0.643 φ cos( − γ ) cos9° 0.25* 542 F *V * *Ec = c v P * a *Vc arc_ tanr * cosγ 0.50 = 122.8 ENSAYO SIMULADO SOBRE “ANALISIS DE CORTE DE VIRUTA” OB JETIVO: Que el alumno visualice la existencia del plano de cizallamiento.9877 min 122.41*103 = 318730_ lb − in .1736+ 101* 0.1735 10 Fc = FH cosφ − Fv senφ = 127cos19° − 101 19° = 127* 0.250*1.10 + 100.3 13%ET _ 31% _ ET 466055 .3256 senφ sen ° Pies = 542 = 542 = 178. Del valor del ánulo de corte o ataque.a) _ ET = FH * X = 127*103 .143* 540.33 .945− 101* 0. PROYECCION DE LA PELICULA 2. 60 . CON SECUENTEMENTE: Vamos a seleccionar el ánulo de corte γ en unción de la naturaleza de l material para controlar la velocidad de lujo. De la velocidad de corte: 3. Al acero pues aceptársele una velocidad de lujo baja. γ = 25° _ N o _ habra _ desaste _ rontal _ observable _ en _ un _ tiempo _ tn Vc = 20 m Si min γ = 35° Vc = 38 m min _ Obser var emos _ rapidamente _ el _ desaste _ rontal. De la naturaleza del material. por ejemplo: Al aluminio puede aceptársele una ran velocidad de lujo. trabajando sobre un acero medio duro a 0.4% de Carbono. RESUMIENDO: Para una herramient a de acero rápido.2. 8% _ C ) = 20° _____ Para _ trabajar _ acero _ medio _ duro _(0.PARA HERRAMIENTAS DE ACERO RAPIDO γ γ γ γ = 10° _____ Para _ trabajar _ acero _ duro _(0.4% _ C ) = 30° _____ Para _ trabajar _ acero _ dulce _( 0. Aumentar la velocidad de lujo es aumentar la pendiente de corte. 61 .1% _ C ) = 35°a 40° _ Para _ trabajar _ alu min io Aumentar la pendiente de corte a una herramienta es aumentar la velocidad de lu jo. Se cree que la primera herramienta que se empleó para el trabajo de los metales ue el cincel. Lleo un tiempo en que las herramientas de hierro ueron substituidas por otro materia l más moderno: EL ACERO. probablemente de bronce. por los metales como el cobre. La madera ue siendo reemplazada sucesivamente por conch as. Como curios idad puede mencionarse un material poco conocido. Dos años más tarde.CAPITULO III LAS HERRAMIENTAS DE CORTE RESUMEN HISTORICO Las herramientas son unos de los descubrimientos más antiuos de la historia de la humanidad. el bronce y el hierro. posteriormente. Los pereccionamientos del acero rápido no se hici eron esperar. en 1906 se introdujo la adición de vanadio para mejorar sus caracterís ticas. Se empleo acero de carbono. en la exposición universal de Paris de 1900 estas herramientas de spertaron extraordinario interés. piedras y arena. la undición blanca colada en co quilla que ha sido utilizado para herramientas de corte. Las herramientas para los torno s de nuestros días son unos descendientes remotos de este primitivo cincel. 62 . Hace cien mil años ya usaban los hombres primitivos herramientas de madera. que poco a poco ue suriendo sucesivos pereccionamientos con objeto de concederle mayor uerza. ya que en est e año se abricaron por primera vez herramientas de acero rápido. cuya eiciencia er a entre dos y cuatro veces mayor que la de las herramientas de acero al carbono. El año 1898 es una echa trascendental en la historia de los materiales parta herramientas. Al prin cipio. lo que constituye el proreso mas importante en e l campo de materiales para herramientas desde la aparición del acero rápido.La dierencia mas importante entre los aceros rápidos y los aceros de carbono era que los primeros mantenían su dureza has los 650 C. los metales duros empleados solo eran apropiados para trabajar la undición . mientras que los aceros al carbón comenzaban a perderla a los 250C. Otra ventaja de las estelita era que su coeiciente de dilatación era muy parecid o al del acero al carbono. cromo al 30% y volramio. Su análisis típico mostraba un contenido de carbono de al rededor del 2%. por ejemplo. El empleo del acero rápido acelero el pereccion amiento de las máquinas herramientas. El último pereccionamiento en materiales para herramientas tuvo luar hacia 1950. Hacia 1915 se introdujeron las aleaciones u ndidas estelita y tantun. Alrededor de 19 20 se introdujo el metal duro. hacia que estas aleaciones ueran muy resistentes al desaste. lo que permitía aplicar estelita sobre una supericie d e acero al carbono mediante soldadura oxiacetilénica. estas aleaciones no requerían tratamiento térmico. Al contrario de lo que ocurría con el acero al carbón y el acero rápido. pero hacia 1931 se empezaron a usar también metales duros para trabar el acero. cobalto hasta el 50%. 63 . año en que empezaron a abricarse plaquitas cerámicas para trabajos de corte. la herramienta ha sido objet o de investiaciones sucesivas que la han evolucionado sobre todo en sus materia les constitutivos desde los aceros al carbón. realmente se encuentra en contacto con la pieza que se esta maquinando debido a lo cual se puede considerar como la parte vulnerable del sistema. Considerando por o tra parte que el tiempo de duración de una herramienta trabajando en condiciones n ormales de operación (desbaste) es relativamente corto. es lóico pensar entonces porque desde sus albores. aproximadamente 90 minutos .3. Para compre nder mejor lo establecido en el párrao anterior recordemos que en un proceso de m aquinado bien planeado. del total de la enería consumida para llevar a cabo el co rte.1 GENERALIDADES Útil de trabajo que durante el corte de viruta realizado por la maquina herramient a. hasta la cerámica y el diamante. un 75% es utilizada para separar la viruta de la pieza y un 25% para vencer la ricción entre la misma viruta y la cara de ataque de la herramienta lo cual o riina la presencia de altas temperaturas durante la operación. 64 . Es pu es debido a las observaciones anteriores que el estudio proundo de las herramie ntas de corte reviste una importancia preponderante en los procesos por corte de viruta. Los aceros rápidos.2 MATERIALES CONSTITUTIVOS Para las herramientas de corte se emplean varias clases de materiales cortantes. y por tanto. Aceros rápidos o alta velocidad. cuyo prin cipal elemento de aleación es el molibdeno. acero rápido o alta velocidad. Los materiales para herramientas son: 1. Pueden ailarse hasta obtener una arista cortante muy a uda. abrasivos. de la velocidad de corte y avance. 2. seuida de un número. 3.5 al 6% d e tunsteno. de la acultad de maquin ado. Aceros al carbón (0. capacidad de corte si la temperatura del ilo excede de 230C. Su elección depende de la operación que se ha de ejecutar. 65 . contienen del 6 al 9%. acero al carbón. mas 1. del material que se ha de trabajar. pero pierden dureza. Los acero s en los que el tunsteno es el principal elemento de aleación. por esta razón los aceros de herramientas al carbón suelen util izarse para trabajar piezas de latón. contienen del 14 a l 22%. se desina por la letra “M”.9 a 1. carburos. seuida también de un número. 1. cerámica 5. se desinan por la letra “T”.3. del acabado y de la exactitud requerida en las dim ensiones de la pieza. de l as condiciones de la maquina.3% de C). 4. 2. Los carburos combinados. más titanio o carburo de tantalio o ambos. Carburos sintetizados (metal duro). Se trata de carburos metálicos que permiten arrancar la máxima cantidad de material por unidad de tiempo. ya que pueden traba jar a velocidades de corte extraordinariamente elevadas. Sin embaro. Se añade cobalto a estos aceros para aumentar su dureza al roj o en cortes proundos donde se enera excesivo calor. Cuando trabajan a alta velocidad suicientemente randes para enerar calor ha sta llear al rojo. Los aceros rápidos se usan a mpliamente en toda la industria para el maquinado de toda clase de materiales. aleaciones no errosas. la mejor uía p ara eleir el tipo o rado de estos aceros se hallara en las prescripciones de l os propios abricantes. alumini o. 66 . 3 . los carb uros estrictamente de tunsteno se emplean para maquinar hierro undido.Se llaman aceros alta velocidad o rápidos porque no pierden su dureza (63 a 68 Rc) . Carburos d e tunsteno. plásticos y ibras. Los avances acostumbran ser mas lieros con las herramientas de aceros rápidos o aceros aleados. 67 . para eectuar trab ajos con acabado ino en los materiales antes mencionados a este tipo de mezclas se le pone un menor contenido de Co. con una relación de 90 a 93% WC y de 5 a 6% Co le da al producto inal una resistencia buena al desaste. En el corte de piezas de hierro undido. b). En la elaboración de herramientas de corte es común usar una me zcla en proporción de 93% de WC y 7% Co para eectuar este tipo de trabajo en dich os materiales. el carburo de tunsteno es el material mas indicado para ee ctuar dicho trabajo. a la ruptura y mas durabilidad. CLASIFICACION POR GRADOS DE LOS POLVOS Y MEZCLAS DE CARBURO DE TUNGSTENO: a). cubriéndose con ellas el 80% de las operaciones. Para el corte de aceros es necesario consider ar el desaste abrasivo lateral de la herramienta. metales no errosos y materiales no metálicos donde la rababa ormada en la cara superior de la herra mienta no es dura ni continua y además se tiene un desaste constante en el lanco de la herramienta. Gr ado para corte de materiales errosos. Grado para el corte de aceros. El carburo de t unsteno mezclado con el cobalto en polvos.Muchos de los rados comerciales de carburo hacen uso simultaneo de TiC y TaC co mo aleaciones adicionales a la aleación básica WC –Co para un contenido de cobalto dad o y aumentar la vida de la herramienta mas que las de Wc – TaC – Co. no errosos y no metálicos. como en el caso del corte de ierro 68 . Debido a que para esta operación se necesita que la pieza tena una resistencia tal a los esuerzos 69 . por ejemplo se usan de ambos rados una mezcla con polvos de WC. TaC y TiC. como lo son el estiraje de metales diversos. Grado para herramientas sometidas a impactos.colado. para ello se recurre a los antes descritos con alunas variaciones. por lo que se recurre a las mezcl as de WC y TaC en relación de 92% WC y 6% TaC. cubriéndose con ello el mayor numero de operaciones. Con estas nuevas mezclas es posible reducir considerablemente la ricción. Ya que existe un número muy rande de aplicaciones para este tipo de herram ientas en el trabajo de los aceros. el rado de uso eneral es proporcionado por las mezclas de WC y TiC en relaciones de 95 a 5% y de WC con TaC en relaciones de 95 a 4%. esto hace ineicaces las herrami entas hechas con rados que contenan WC y Co. se crean presiones muy randes que elevan la tempera tura de operación y uertes ricciones pudiendo allar la herramienta ya que se o rman cracters en la parte superior de la misma. donde el d ado sure un desaste muy rande. Existe un rano m edio en este rado donde las relaciones de los polvos de WC TaC es de 92 a 6% lo rándose con estas herramientas cortes muy inos. d). Los rados mencionados anteriormente. Co. c). tiene una aplicación muy rande ya que ade más de permitir trabajar muchos materiales comerciales es posible usar los tipos d e mezclas que los constituyen para abricar otros tipos de herramientas para ope raciones no especiicas. Grado para dados de estiraje . sin embaro debido a que se orman virutas continuas y duras en la cara superior de la herramienta. temperatura de operación y la ormación de cra cters. es necesario recurrir a las mezclas de WC y Co en proporciones de 93% WC y 6 % Co. de entr e los polvos dierentes que se consumen en el país por las industrias. TiC. se caracteriza este rado por tener un alto contenido de cobalto.radiales provocados por el cabeceo en río y tener una buena resistencia al desas te. 3% Co y 3% de otros materiales. este es uno de los más caros por lo que es necesario tratar de recuperar los excedentes antes de que las piezas deectuosas sean sintetizadas. donde las proporciones son de 94 % WC. Estas herramientas proporcionan una alta eicacia tanto de operaciones de desbaste com o en operaciones de 70 . suicien te para estampado. esta indicado aproximadamente en la siuiente tabla. en la cual se requiere de una resistencia bastante considerable a la r uptura y las mezclas para dichos rados están en proporciones de 93% WC a 95% WC. El consumo de estos polvos para la industria nacional del ramo. se aplican para elaborar las herramientas empleadas en la minería. ). TaC Polvos de Cu CONSUMO Ton / Año 200 70 80 TABLA CONSUMO ANUAL DE POLVOS 4. MATERIAL Polvos de WC Polvos de Co. Cerámica. Grados para aplicación en minería y percus ión. 6 a 8% TiC y 5 a 7% TaC. Estos rados se diseñan para cubrir las aplicaciones de estampa do y perorado en materiales suaves y delados. Es un tipo de inserto prensado en río o caliente. con una alta pureza de oxido de aluminio y carburo de titanio. 7 a 8% Co. Esta serie de rados. puede ejecutar operaciones de corte en hierro un dido y en aceros tratados con una dureza de 40 Rc maquinado con velocidades de 1 . torneado y barrenado. El carborundum. sea transmitido a la rebaba o viruta y así el inserto se mantiene a bajas temperaturas oreciendo una buena resistencia a l desaste y una excelente tenacidad. es un producto obtenido en el horno eléctrico. hace que e l calor que enera y el desprendimiento. seún el yacimiento del que se extrae. Su uso como abrasivo esta l imitado casi a las telas y papeles de esmeril. El inserto de cerámica aseura mas piezas po r inserto y más piezas maquinadas en un menor tiempo. El esmeril es un abrasivo muy tenaz y duradero. obtenido un súper acabado tal que elimina la necesi dad de rectiicado. pero contiene hierro y elementos no cortantes es usado poco en las maquinas automáticas de rectiicar. que oc asionan que el inserto se ramente. Abrasivos. 5.) Co más. aumentando considerablemente la productividad. El esmer il y el corindón son abrasivos naturales: el carburo de silicio. oxido de aluminio . El corindón es mas puro que el esme ril y contiene una proporción mucho mayor de alumina cristalizada.acabado. su ractura es conocida y eneralmente cr istalina.2 m/min. La baja conductividad térmica que orece la cerámica. nombre comercial del carburo de silicio. el oxido de aluminio es de pureza alo variable . como abrasivo . Sus principales componentes son c oque y 71 . que es el eleme nto cortante de ambos abrasivos. Los materiales abrasivos com erciales habitualmente usados para muelas son naturales o artiiciales. diamante molido y carburo de boro son productos artiiciales. Aunque por su railidad se hace necesario que la sujeción de l a pieza de la maquina sea bueno para evitar al máximo posibles vibraciones. (91.52 m/se. Como se ve estos abrasivos sintéticos son obtenidos también en el horno eléctrico al undir oxido de aluminio.sílice. El alundum (alumina hidratada) se abrica también en el h orno eléctrico por la usión del mineral llamado bauxita. a. es así mismo. con ciertos inredientes que se añaden para eliminar la s impurezas. un producto del horno eléctrico y se obtiene calentando la piedr a que contiene este oxido. e. a. No siempre es tarea ácil seleccionar al abrasivo apropiado para las muelas de rectiicar. La aloxita se compone esencialmente de alu mina. son de calidad uniorme. Las muelas d e rectiicar suelen abricarse con oxido de aluminio. Características de selección De una rueda a brasiva (muela) c. su ractura es de asp ecto cristalino y audo. Tipo de abrasivo. que era considerada inusi ble hasta la invención del horno eléctrico. estructura o porosidad. La bauxita es una tierra blanda que se p arece alo a la arcilla amarillenta. Químicamente es la orma mas pura de la alumi na que se encuentra en la naturaleza. tipo de abrasivo. tamaño de rano. El carburo de silicio y el oxido de aluminio son abrasivos con campos propios de aplicación y son varios los trabajos en los 72 . que da a sus aristas una resistencia extraordinaria al choque. rompen con una ractura cristalina auda y tienen una tenacidad poco corrie nte. tipo de li a o alutinante. rado de dureza. con un 98% de pur eza. d. b. El coque suministra el carbono y el sílice el silicio. Se adapta mejor para rectiicar materiale s muy duros.cuales la elección es alo de criterio personal. El rado o dureza de una muela es unción del 73 . tales como carburos (metal duro). alterando sus características. La siuiente lista da los materiales que han de rectiica rse con los dos tipos de abrasivos sintéticos. piedras y materiales cerámicos. Carburo de silicio Fundición ris y e n coquilla Latón y bronce blanco Cobre y aluminio Mármol y otras piedras Caucho y cu ero Aleaciones muy duras Carburos sinterizados Oxido de aluminio Acero al carbón A ceros aleados Aceros rápidos Hierro maleable recocido Hierro orjado Bronces duros Hierro maleable sin recocer Todo abrasivo tiene dos componentes: el abrasivo. El carbur o de silicio. Los metales y otros material es de baja resistencia a la tensión se rectiican mejor con la muela de abrasivos de carburo de silicio. presenta a la vez mayor dureza y tenacidad (resistencia al choque) mas elevado que el oxido de aluminio. que mantiene unidos los ranos del abrasivo mientra s cortan. que eectúa realmente el corte d e material y el alomerante. Ténase presente que la dureza y te nacidad de estos dos abrasivos varían alo. La eiciencia del corte de una muela depende sensiblemente del tipo de abrasivo empleado. los cuales embotan los abrasivos de oxido de aluminio. para satisacer dierentes 74 . b y c. Tamaño de rano y rado de dureza. o en el caso de una muela blanda. En el caso de que la muela sea demasiado dura. el alomerante es insuiciente para ret ener con irmeza los ranos y estos se desprenden de la muela antes de haber rea lizado el trabajo requerido. En dado caso que los poros o inte rsticios entre las partículas cortantes quedan parcial o totalmente llenos de viru ta del material que se rectiica. con lo cual se embotan. el alomerante retiene los ranos cortantes demasiado tiempo. que se determina por una cira que indica el numero de mallas por pulada lineal que tiene el tamiz empleado pa ra separar los ranos.porcentaje relativo de alomerante usado. Dar el actor apropiado de seuridad a la velocidad de corte de la muela. se dice que la muela esta carada. es que las partículas cortantes se han embota do o astado al nivel del alomerante. Cuando una muela ha sido seleccionada para trabajo de rectiicado y se vuelve lustrosa. el cual es tan duro que los ranos no se desprenden cuando se han vuelto demasiado romos para un corte eectivo. Modiicar la dureza o resistencia de la muela de acuerdo con el tipo de trabajo a que se destine. Por lo tanto las unciones del alomerante son: • • • Mantener unidos los ranos del abrasivo. cuanto mas uerte los soportes del alome rante y cuanto mas densa la capa de alomerante alrededor de los ranos abrasivo s tanto mas dura será la muela. El lustr e puede indicar que la muela es demasiado dura para el trabajo a que se le dedic a o que lleva una velocidad demasiada elevada. Por si mismo. cuanto mayor sea el tanto por cient o de alomerante respecto al abrasivo. Las muelas de rectiicar se abrican con varias com binaciones de dureza y manitud de rano o tamaño. el abrasivo es extremada mente duro en todas las muelas y los términos dura y blanda se reieren a la resis tencia del alomerante respecto al abrasivo. la muela entonces deja de c ortar. por ejemplo el rano numero 20 siniica un tamaño qu e pasa justamente a través de una criba o tamiz que tiene 20 mallas por pulada li neal. en relación al rano y la densidad a la que es prensada la muel a. o bien la resistenci a que opone el rano a desprenderse de la muela bajo la presión de corte. Son ciras universalmente aceptadas por los abricantes de abrasivos. Se entiende por rado la dureza relativa de la muela. para materiales blandos utiliza r muelas duras. Una de las relas del esmerilado más útiles dice. separando los ranos por ta maños. los act ores que determinan la dureza de la muela son: el tipo de alutinante. La dureza de una muela se expresa con una letra que en orden alabético va de blanda a dura. 75 .exiencias del trabajo. la cantid ad de alutinante. Esto se explica pensando que cuanto mas duro es el material a esmerilar. el alutinan te debe soltar mas ácilmente los ranos ya utilizados y dejar que se presenten nu evos ranos ailados que eectúan un buen corte. El material abrasivo se muele y criba. desde el basto al ino. mientras que para materiales duros emplear muelas blandas. 15 76 . estructura o porosidad. 14.d. Los números 1 al 15 indican proresivament e un mayor espaciado de los ranos (llamada a veces estructura más abierta).13.10. 8 .12.3. 4 Abiert Porosa…………7. 11. 1.2 Mediana………. Es la relación que existe entre el rano abrasivo y los espacios abiertos dentro de una muela.9 Superporosa………….0. La estructura de la muela esta deinida por un número: Densa………. e. A base de silicatos. toda muela construida seún este procedimiento. tipo de lia o alutinante. Las muelas de silicato se llaman así po r su alomerante. Cada uno de estos alomerantes tiene sus campos de aplicación particulares y no ha y ninuno que pueda dar mejores muelas para todos los trabajos. El alomerante cerámico no llena completamente los huecos que quedan entre los ra nos. con ello se consiue una mejor escala de dureza que con cualqui er tipo de alomerante. como en el caso de muelas de tronsar deladas. Este a lomerante deja desprender los ranos del abrasivo más ácilmente que el alomente v itriicado. Solo hay una excepción cua ndo la muela no tiene el espesor suiciente para resistir la presión lateral. se consideran de acción moderada y se emplean en el ail ado de herramientas. Las muelas de silicato están muy indicadas en aquellos recti icados en que la eneración de calor debe mantenerse al mínimo. A base de r esina baquelita. Las muelas se alomeran por los procedimientos si uientes: • • • • • cerámicos o vitriicados. Por ello. Por lo tanto. que esta construido principalmente por silicato sodico. Los alomerantes cerámicos se obtienen con arcillas undidas que resisten perectamente la acción de l río y el calor. 77 . al ser mas porosa q ue cualquier otra. Con oma laca (elástico). A base de caucho. puede utilizarse prácticamente para toda clase de rectiicado c uyas velocidades se hallan dentro de la ama prescrita. La eom etría mas deseable debe ser intermedio entre la orma ideal y la que se necesita p ara llenar los requerimientos prácticos. el mano soporta la cu chilla o plaqueta. 78 .). Las herramientas para tornear. etc. en los cuales son horneados bajo control automático a una temperatura cercana a los 200C. Además. Si esta es del tipo de plaqueta postiza. pudiendo ser usadas a velocidades mas altas (45 a 48m/se. se hacen rectas. 3..Las ruedas resinosas después de prensadas pasan directamente a los hornos. principalmente con mallas tejidas de ibra de vidrio. prestan la ventaja que pueden ser reorzadas. desviadas y de m uchas otras ormas.3 GEOMETRÍA ELEMENTAL DE UNA HERRAMIENTA. las ruedas así producidas tienen mayor resistencia que las vitriicadas. au mentando enormemente su resistencia mecánica. GEOMETRÍA DE UNA HERRAMIENTA FUNDAMENTAL MANGO: el mano es el cuerpo principal de la herramienta. El contorno o orma del ilo cortan te puede también variar para adaptarse a las dierentes clases de trabajo. cepillar. a in de disponer los ilos cortantes en la posición convenien te para trabajar sobre supericies diversas. Los discos cortadores y esmeriladore s y las ruedas planas reorzadas pueden ser usados a 80m/se. Vista en proyección ortoonal de los principales ánulos de una herramienta de corte .NARIZ: es un término eneral empleado alunas veces para desinar el extremo corta nte. pero usualmente se reiere en particular a una punta redondeada del extremo cortante. 79 . la cual se hace mayor al alejarse del extremo o nariz. ÁNGULOS DE UNA HERRAMIENTA DE CORTE. o una pieza separada. cuando una herramienta se le da cierto ánulo de inclinación que coniere una pendiente a l a cara. ÁNGULOS DE DESPRENDIMIENTOS POSTERIOR. ROMPEVIRUTAS: es una irre ularidad en la cara de la herramienta. FLANCO: el lanco es la supericie adyacente al ilo cortante y debajo de este cuando la herramienta está en posición horizontal.a) ánulo de desprendimiento posterior b) ánulo de desprendimiento lateral c) ánulo de incidencia del extremo d) ánulo de incidencia lateral e) ánulo del borde cortan te del extremo ) ánulo del borde cortante lateral Viste en proyección ortoonal de los principales ánulos de una herramienta de corte. midiéndose ente ánul o en 80 . en las operaciones de cepi llado o torneado. CARA: se llama cara a la sup ericie contra la cual roza la viruta al ser cortada. BASE: la base es la supericie de la herramienta que se apoya contra el s oporte o bloque que mantiene la herramienta en posición. como cuando se t ornea. sujeta a la misma o al portaherramientas que tiene por objeto romper la viruta en pequeños rament os y evitar que ormen laros bucles o rebabas. o sea. es el ormado por la porción de lanco inmediato debajo del ilo y una recta trazada desde este ilo perpendicularmente a la base. ÁNGULO DEL BORDE CORTANTE DEL EXTREMO. es un ánulo ormado por la cara de la herramienta y una rect a paralela a la base cuando a una herramienta se le da cierta pendiente mediante cierta inclinación a la cara a la medida que se aleja de un ilo cortante situado a un lado. 81 . indicarse perpendicular a los bordes cortantes del extremo y lateral. Cuando el ilo cortante se inclina hacia abajo al aproximarse a la punta se usa a menudo el término desprendimiento posterior neativo. el cual esta ormado por la po rción rontal del lanco inmediatamente debajo del lanco. ÁNGULO DE INCIDENCIA DEL EXTREMO.dirección del mano de la herramienta. ÁNGULO DE INCIDENCIA LATE RAL. se dice que tiene ánulo de desprendimiento p osterior positivo. Esta in clinación se da a la herramienta para obtener una acción cortante en cortes interrum pidos. se mide en un plano norma l al eje de la punta. el án ulo de desprendimiento puede darse como desprendimiento normal. ÁNGULO DE DESPR ENDIMIENTO LATERAL. Se mide en un plano normal a la base y al eje de la punta. Tales herramientas tienen eneralmente ánulos de desprendimiento lateral p ositivo. de ahí que no tenan una inclinación neativa verdaderamente. es el ánulo ormado p or el ilo en el extremo de la herramienta y una recta perpendicular a la arista lateral del mano en su parte recta. se reiere a la supericie del extremo y se mide desde un plano pe rpendicular ala base del mano de la herramienta. se dice que tiene un ánulo de desprendimiento lateral. Para acilitar el rectiicado. carburos y abrasivos. Herramientas para Torneas. 4. Clasiicación seún Ap licación 2. pendiente verdadera de la cara. desde el ilo activo hacia la base de enta en la dirección en que se desliza la viruta. 82 . la orma de ánulo de despre orman la la herrami 3. Otra tendencia es la de c lasiicar seún su eometría y así se habla de herramientas de monoilo y multiilo. sino también de su posición respecto a la pieza. 1. será la que consideraremos en este curso. 3. es el ánulo ormado por la porción recta del ilo lateral y el lado del mano de la herramienta si se trata de una herramienta aco dada este ánulo se mide desde la parte recta del mano. Herramientas para Taladro. es aquel que en las condiciones reales de corte. Herramientas para Cepillar.4 CLASIFICACIÓN DE LAS HERRAMIENTAS DE CORTE. entonces el ndimiento verdadero. En la actualidad existen alunas t endencias o ormas de clasiicación en unción del material constitutivo y así se habl a de herramientas de acero rápido. Los ánulos que orma la herramienta con la pieza dependen no solo de aquella. Herram ientas para Fresar. U na tercera versión o tendencia de clasiicación es aquella que considera la aplicación especíica de la herramienta en la ase del proceso y que precisamente.ÁNGULO DE BORDE CORTANTE LATERAL. Herramienta para desbaste. Fiura # 1. 4. 3. HERRAMIENTAS PARA TALADRO. Taladro y Fresado . 6. machuelos.5. 4. Herramientas para cortar. Brocas de centros. Broca para maquinado de caja. HERRAMIENTAS PARA TORNEAR. Fiura # 5 8. Herram ienta para acabado. 5. 1. 6 . 7. brocas helicoidales. NOTA: relexione sobre el hecho de que un sinnúm ero de herramientas son comunes a las operaciones de Torneado. Herramientas para roscar. 3. Fiura # 3. Herramientas para cilindrar. Fiura # 9. Herramientas de orma. Fiura # 4. Broca helicoidal . Fiura # 1. Rimas. Herram ientas para rerentar. 83 . Fiura # 11. 2. Fiura # 2. Broca – rima. 7. Fiura # 8. H erramientas para moletear. 2. Broca de centros. 3. Machuelo montado en machueleador automático. 2. Herramientas para maquinado de ranuras. Barras para interiores (mandrilado). Herramientas para Rectiicar. Machuelos de producción. 1. cuchillas. F iura # 6. Fiura # 7. 1. Fiura # 10. HERRAMIENTAS PARA CEPILLADO. Fiura # 12. 5. Fiura # 13. 4. Muelas cilíndricas para rectiicado cilíndrico. Barras para corte múltiple. Fiura # 18. rimas. Fiura # 17. Cortadores cilíndri cos. Fiura # 13. Verticales. cónica derecha. Ruedas. etc. Sementos abrasivos. 3. 1. Fiura # 14.) Fiura # 15 y 16. biconica. Brocas. machuelos. F iura # 19. Rectiicado cilíndrico. 5. 7. 4. Cortadores circulares. 2. Cortadores de orma (punta semicircular. 2. piedras o muelas cilíndricas para recti icado plano.HERRAMIENTAS MANDRILADO. HERRAMIENTAS PARA RECTIFICADO. PARA FRESADO CORTADORES O FRESAS Y 1. interiores. Cortadores cilíndricos rontales. Buril montado en ca beza de mandrilado (boein Gae). 3. 84 . izquierda. 6. Muelas cilíndricas y puntas montadas. 85 . 86 . 87 . 88 . 89 . 90 . 91 . 92 . 93 . 5 DESGASTE Y VIDA DE UNA HERRAMIENTA. Se debe de entender por este concepto el tiempo eectivo de una herramienta trabajando en condiciones normales de operac ión y el cual representa con la letra T. 94 . han surido leyes mediante las cuales se puede calcular el tiempo o vida de las herramientas de corte. A. S. Dada la importancia del estudio correspon diente ha este tema.3.) y la de Dennos (Francia). Las dos leyes que habremos de consid erar son: la ley de Taylor (U. alunas veces se llea al extremo de hacer c ortes en la herramienta. Las causas de desaste de las herramientas de corte . son consecuencias de la unción que desempeñan en el trabajo. Por lo eneral el desaste normal lo acusa una herramie nta en el lanco el cual en una herramienta básica se muestra en la siuiente iu ra: 95 . El desaste será seún l o riuroso que pueda ser el corte en los dierentes materiales. b) Por ilo roto. En relación con los dos ultimas causas de allas analizad as se arava el problema en lo económico ya que para recuperar las herramientas así deterioradas. El desaste o alla causada por el ilo roto o ilo quemado trae como consecuenc ia tiempos perdidos por cambio y ajuste de la herramienta conviniendo para lora r eliminarlos hacer una revisión en cuanto a los datos de operación o una revisión mecán ica de la misma maquina. Una buena planeación en el proceso de corte nunca permitirá que la herramienta alle por la causa b) o por la causa c). Una herramienta puede acusar desaste o alla debido a las causas siuientes: a) Por desaste no rmal. el ailador tiene que remover una cantidad suiciente de material para lorar su reacondicionamiento. c) Por ilo quemado.Antes de entrar en detalle con estas dos leyes es recomendable tocar el tema de desaste de una herramienta. 96 . en m/min. T = Duración de la herramienta de corte entre a ilados sucesivos.Existen alunas relas para ijar el desaste máximo en una herramienta pero sin e mbaro prácticamente decimos que nuestra herramienta se ha desastado cuando el ac abado supericial se empieza ha aravar y consecuentemente la dimensión misma de l a pieza maquinada. LEY DE TAYLOR Se dice que antes de publicar el resultado de sus investiaciones Taylor experimento durante 20 años. Otro procedimiento práctico para detectar el desaste de una he rramienta o término de su vida es el aumento de enería consumida mediante un amperíme tro. La ormula con la cual Tay lor inalizo sus investiaciones para expresar la relación entre la velocidad de c orte y vida de una herramienta es la siuiente: VT n = C V = Velocidad de corte. en minutos. En los procesos de alta producción se hace necesario calcular el tiempo de op eración eectivo o vida de una herramienta aplicando la ley de Taylor o la ley de Dennos. además de ran cantidad de material tubo que con sumirse para concluir con la ley que lleva su nombre. C = Una constante que depende de las condiciones y es la velocidad de corte para una duración de la herramienta de un minuto. 25 Cerámica………………. se tiene una barra de acero de 30 mm de diámetro la cual ue torneada a 290 rpm.. al disminuir la velocidad de corte de la herramienta a 230 rpm.6 a 1.0 97 .2 a 0.25 0. Puede trabajarse la ormula de Taylor bajo la orma siuiente con el objeto de acilitar el cálculo: VOTO = V1T1 = C n n Donde “ n “ para los materiales comunes de las herramientas de corte tienen los siu ientes valores: Aceros rápidos…………0. representa la vida de la herramienta en un papel loarítmico.1 a 0. la vida de la herramienta de corte ue de 10 min..n = Pendiente de la línea recta. 0. contando con los siuientes datos en pruebas realizadas en similares co ndiciones de trabajo que las requeridas..5 0.0..5 Ejemplo: En u requiere determinar la velocidad de corte para una duración de la herramienta de 30 min. la duración de la herramienta ue de 65 min..0.125 Carburos………………. 82 _ m min min V1 = πDn = π × 0.m. milímetros. no interviene T por lo que Dennis asocio el coeficiente de Taylor en la forma siguiente: 98 . Donde: a= p= α= β= Avance. milímetro por revolución.Datos n1 = 290 _ r. T1 = 10 _ min .33 _ m LEY DE DENNIS El comandante francés Dennos aunque osterior a Taylor.36 Como se oserva en el modelo anterior.61 0. p.m. 0. Profundidad de corte. n2 = 230 _ r. dio a conoce r una ley acerca de la vida de una herramienta y sin duda alguna arroja datos ma s recisos que en la ley de Taylor debido a que involucra rofundidad de corte y velocidad de avance. p.125 T = 30 _ min V1T1 = V2T2 = V3T3 n n n Despejando _ a _ V3 ⎛T ⎞ V3 = V1 ⎜ 1 ⎟ ⎜T ⎟ ⎝ 3⎠ n V3 = 23. T2 = 65 _ min d = 30 _ mm n = 0. El modulo matemático de dicha ley es el siguiente: Vaα p β = cte.03 × 290 = 27. la vida de la herramienta de corte fue de 75 min. si se aumenta en un 15% la velocidad de corte. profundidad y velocidad de corte.Para Taylor V0T0 = V1T1 = cte. para varias prueas manteniendo constante el m aterial de la herramienta de corte y el material cortado. siendo el material de la her ramienta de corte de acero rápido con n = 0.5 mm/rev. ¿Cuál será la vida de la herramienta de corte en similares condiciones de traajo. n n α α T0n 0 p0 V1 = V0 * α* T1 1 p1β Si _ C1 = cons tan tede lu ricación ⎛T ⎞ V1 = V0 ⎜ 0 ⎟ ⎜T ⎟ ⎝ 1⎠ n ⎛ a0 ⎞ ⎜ ⎟ ⎜a ⎟ ⎝ 1⎠ α ⎛ p0 ⎞ ⎜ ⎟ C1 ⎜p ⎟ ⎝ 1⎠ β Si se tiene fluido de luricación en la operación.125.. Igualmente se procede a aumentar constantes en el caso si la maquina o el montaje de la pieza y herramienta de corte no sea lo suficientemente rígido.. Ejemplo: En una operación de torneado se otuvo. con un avance de 0. se aplica un coeficiente en función de la naturaleza del luricante. la profundidad y el avance? Calcular tamién la vida de la herramienta tomando por separado el aumento del 15% en el avance. n n Por lo que para la ley de Dennis tenemos: α β α V0T0 0 p0 = V1T1 1 p1β = cte. esto es como la formul a anterior... que para una velocidad de corte de 1235 m/min. 99 . con profundidad de corte de 3 mm. Datos : V0 = 125 _ m p0 = 3 _ mm a0 = 0.869 × 0.15V0 = 143.715 × 0.36 T 1. rev.51 100 .125 = 1.5)0.125 1 0.36 = K = 125(75) 0.715 × 0.125 V0 ⎛ a0 ⎞ ⎜ ⎟ 1.61 0.15a0 = 0. rev.5 _ mm T0 = 75 _ min n = 0.125 (0.36 Por _ lo _ tan to : K = 125 × 1.45mm. a1 = 1.36 = V1T1n a10.655 × 1.15 p0 = 3.15 p ⎟ ⎟ 0 ⎠ ⎝ = 1.485 K = 208. Otra _ solucion _ del _ mismo _ punto _ seria : 0 0 V0T0n a0 .75 m min .951 0.575 mm T1 = ? Por _ lo _ tan to _ tenemos _ que VT n aα p β = K Tomamos _ los _ valores _ de _ α _ y _ β _ de _ la _ ley _ Dennis _ tenemos : 0 0 V0T0n a0 .61 0.918 × 0.36 T T 1.125 ⎛ p0 ⎞ ⎜ = 75 ⎜ 1.15V0 ⎜ 1.3018 T1 = 8.2 min .61 p0 .61 p0 . min .15a0 ⎟ ⎝ ⎠ 0. p1 = 1.36 Por _ lo _ tan to : V ⎛a ⎞ Τ = 0⎜ 0⎟ V1 ⎜ a1 ⎟ ⎝ ⎠ n 1 n 0 ⎛ p0 ⎞ ⎜ ⎟ ⎜p ⎟ ⎝ 1⎠ Sustituyendo _ los _ valores : 0.61 p10.61 (3)0.125 Tenemos _ que : V1 = 1. 575 _ mm T 0.61 0. 208.573) = 37.4 _ min .75 × 0.51 0.Despejando : 208.36 125(0.125 = 208.75 _ m T 0.6 TIEMPOS DE MAQUINADO DE PREPARACIÓN 25% PRINCIPAL DE MAQUINADO 60% 10% TIEMPO ACCESORIO 5% PERDIDO 101 .51 0.575) (3.51 0.56 8 T1 = (1.51 0.5) (3) 8 T = (1. Para _ V1 = 143.3 _ min .61 0.45) 208.714 × 1. 3. Para _ a1 = 0.4 _ min .36 1 1 1 K = T1 = 8.75(0.2 _ min .575) (3) 8 T = (1.36 125(0. __________ A umenta _ exclusivamente _ al _ 15% _ de _ a) 208. ______________ Aumento _ exclu sivo _ al _ 15% _ de _ p ) T 0.61 0.45 _ mm.75(0.50 T 0.125 = rev .302 ) T1n = 0.5) (3.491) T = 24.125 = __________ Aumenta _ unicament e _ el _ 15% _ de _ V ) min .36 Va p 143.61 0.125 = 143.61 0.45) 8 T = (1.632) = 50.36 143. Para _ p1 = 3. preparar la maquina y movimiento de herramientas . El tiempo principal de maquinado es aquel durante el cual la herramienta realm ente mecaniza la pieza por lo cual puede llamarse también tiempo de corte.El tiempo de preparación implica la preparación del herramental y de los instrumento s de medición. perturbaciones del accionamiento (mecanismo de avance) y tiempo de alimentos del operario. el accesorio y el periodo dependerá de ciertas condiciones especiicas de la pieza. Como tema principal en relación con es tos tiempos durante el curso se considera como undamental el tiempo principal d e maquinado ya que el de preparación. por ejemplo el tiempo empleado en sujetar y soltar una pieza. lubricar la máquina. Recibe el nombre de tiempo accesorio aquel que no participa directamente en el adelanto del trabajo. el t iempo de ailado de la herramienta y el tiempo de medición. Los tiempos perdidos s on aquellos que intervienen de manera irreular e involuntaria. por ejemplo limp iar la máquina. lectura del plano. TIEMPO PRINCIPAL DE TORNEADO Considérese el torneado de una barra a lo laro de un a distancia 1 tal como se muestra en la iura siuiente: 102 . de la producción (alta o baja) y de la propi a planta seún sus características de oranización y planeación. 990" a partir de una barra SAE 1020 cuyo diámetro inicial es Φi = 2 _ 5 " 16 103 . V = va × n __________ Velocidad _ lineal _ del _ ilo _ de _ la _ herramienta _ de _ derecha _ a izquierda.distancia total recorrida por pasada. d = l + Δl….P.M . t = tiempo absorbido por pasada.(normalmente) Donde : va mm __________ Velocidad _ de _ avance rev.Para el movimiento rectilíneo uniorme: V =d t d = V ×t t=d V Para el caso del cilindrado.] ___________ Velocidad _ de _ corte _ exp resada _ en _ RPM [ ] Ejemplo: calcular el tiempo principal de maquinado con el objeto de obtener un d iámetro inal Φ f = 1. n[R. 032 × 140 113. Por _ lo _ tan to _ tenemos _ que : Vc −1 = 0. va × n 0.34 768. min .D.8 _ min utos va × n 0.72 Tiem o ara 4 asadas de desbaste: tt − d = 6.DA OS ECNICOS l = 30 _" Vc −1 = 26 _ m Vc − 2 = 34 _ m min .72 tT = 27'+13' = 40 _ MINUTOS 104 . = = =4 2 pc −1 80 Deberemos dar 4 pasadas de desbaste de tal manera que se deje pendiente una pasa da de afinado de 0.75 × 4 = 27 _ min utos Agregando el tiempo de pasada de acabado: t= n= l + Δl 762 + 6.010” de profundidad.34mm = = = 6.012 _ rev pc −1 = 0. Calculo de tiempos: t= n= l + Δl 30"+2Δl 762mm + 6.68 va 26000 = = 14 0 _ RPM π × D π × 58.032 _ pu lg rev pu lg Vc − 2 = 0 .D. Φ − Φ I 322 P.34 = = = 12.040" PASADAS _ DE _ DESGAS E _ P.31 = 200 _ RPM π × 58.75 min .3 × 200 60 3400 = 184. .. . .. TIEMPO PRINCIPAL DE ROSCADO EN TORNO tR = L + ΔL ...... .......... ...... ........ ....... ....5 _ D tB = e + 1...... TIEMPO PRINCIPAL DE TALADRO la + lu = 1........ p×n Donde : p = Paso__________ tancia_ entre_ puntos iuales localiza do_ entre_ ilete_ y _ ilete_ de_ la_ rosca Dis _ _ s . Minutos .Se hace necesario considerar que a o varias asadas de desbaste y cterísticas sobre rofundidad de una o eración es ecífica ya sea una o eración de cilindrado en torno...... varían según se trate de de desbaste o de acabado. requiere un cuando menos una de acabado o afinado..... Las cara corte y velocidad de avance.5 _ D Va × n 105 ..... 7) 76.89832 57. Para librar tornillos .1208328 _ min 106 .27 _ R.M .015” menor que el diámetro de la rima. Vc = 20 _ m / min Por _ lo _ tan to _ tenemos _ que : 20000 _ mm / min 20000 = = 501.254 φ B = 12 ' ' e = 2 1 '' 4 N = 12 n= Cold _ Rolled Para _ 12 _ Barrenos B × 12 = TT 0.2 tB = = = 0. la broca debe ser 1/32” mayor que el diámetro del tornillo.P.2 _ mm / R.27) 100.2(501. π (12.15 + (1.Diámetro de broca 1/64” = 0. Problema: calcular el tiempo principal de taladro para 12 aujeros de diámetro de ½” con espesor de la p laca de 2 ” y material del que se tratara Cold Rolled.M . Para machuelar el diámet ro de la broca deberá ser 1/16” menor que el diámetro del machuelo.5)(12.7600694 _ min . De tablas tenemos: Va = 0.P.7) 39.7600694 × 12 = 9. 0. Ejemplo: Calcular el iempo principal de machuelazo a Φ ½ ‘’ 13 NC. en una placa de espesor 2 ½” y para un número de agujeros de 16.5)' ' 3.9 _ milesimas _ de _ pu lg ada / rev.5' '+1(0 .30' ' M = 0.30 × 16 = 20. 13 e + 1D + R M = P×n 2. DA OS : Machueleado _ φ _ 1 ' ' _ 13 _ NC 2 N = 16 e = 2 1 '' 2 n = 30 _ R.P.Una de las unciones de deinición del aladro es la de machueleado de agujeros pr acicados sobre placas o piezas planas por lo que es necesario calcular iempo p rincipal de machueleado.. R = Tiempo _ de _ reroceso 1000 = 76.307' ' Para _ 16 _ agujeros _ machueleados 1..000' ' = = 1.(30) 2.M .8 _ min + R Va = 107 .0769 / rev. . a d = Avance _ admiido _ por _ diene / por _ revolucion Nd = Numero _ de _ dien es φ = Diamero _ del _ corador N = Numero _ de _ ilas = L + ΔL ad × Nd × n t _ Pasada = t × N tt = t p × N p 108 .P.TIEMPO PRINCIPAL DE FRESADO L = Longiud _ de _ la _ pieza A = Ancho _ de _ la − pieza Pd = Pr oundidad _ de _ desbase Pa = Pr oundidad _ de _ acabado Vc = Velocidaddecore n = R.M . 42 min tf = n= 4000 cm π (3 × 2.06 _ mm _(acabado) T fd T = 12. & ad = 0.54 min 109 = 4.15 mm rev Nd = 8 _ dientes PC = 4mm(desbaste) PC = 0.54) min = 125 _ R.14 ___ VC = πdn (0.28 _ min Tt f = 37.3 = 4. espesor inal requerid o 2.28 = 60.P.26 + 23.47 =3 4 508 + 114.M . Se recomienda una pasada de acaba do o ainado.Problema: calcular el tiempo de resado para maquinar una placa de dimensiones 8 x 20” material bronce espesor inicial con una maquinada 3 .42 × 3 = 37. .76 × 3 = 23. VC = 30 m φ = 3' ' min ad = 0.700” cortador cilíndrico rontal (acero rápido).15)(8)(125) Vc n= π ×D 8' ' NF = =3 3' ' t f 14 × 3 = 12.26 min Vc = 40 m t faT (acabado) min = 7.5mm(acabado) Np = 13. C. Ciclos Vm = Gol es _ or _ min utos = 2L min TCC = Tramo _ de _ carrera _ corta GPM = TCM = Tramo _ de _ carrera _ media TCL = Tramo _ de _ carrera _ l arg a G. C. P.2 __________ Vm = Vc T. L. CARRERA TOTAL T. C.4 __________ VM = Vc 1.TIEMPO PRINCIPAL DE CEPILLADO Vc → Vm __________ Vm = VC 1.M . M. = Vm 2L 110 . T. C. el material de la pieza es de medio y la velocidad de corte recomendada es de 26 m/min.5” con un ancho de 4” y la lonitud de 26” la máxima carrera del cepillo es de 60”.5” – 2.1”.4 〈 2(26)(2.375” GPM= Vm= Vc 1. se trabaja con buril de acero rápido con una proundidad de corte de 3/8”.2 ef = 2.l a + l u = Δa Calcular el tiempo principal de cepillado de una pieza cuyo espesor inicial es d e 2. = 4 "+ 1 / 8 " = 33 1/8" 111 .54 x10−2 )〉 ei =2.F.2 GPM= Vm 2L 21.12 A=4” L=26” Vm 21.F. 2.4” 3/8” = 0. Esp esor inal de la pieza 2.67 m/ min = 16.5” Vm = 26 1.1” = 0. = a + Δa Va Δ a = 1 / 8" Cmax = 60” N.6m/min N. 40 Habrá que tomar en cuenta que no siempre el rectiicado plano se lleva a cabo en r ectiicadoras horizontales ya que han aparecido y evolucionado con buen éxito las rectiicadoras verticales con mesa manética y iratoria 112 . (tiempo de cepillado por pasada) GPM 33 = 2.Pc=3/8” Vc=26m/min Va =1/8” tc= tc= N .F .01219 min 16. también inluye la necesid ad en cuanto a la utilización de dispositivos de montaje especiales que alunas ve ces no son necesarios pues basta con los medios de sujeción Standard con que cuent a la maquina. Otra consideración importante al cotizar el maquinado de una pieza. Un ejemplo seria el caso de un ac abado tipo rectiicado pero no con piedra abrasiva que realmente es muy tardado y por lo tanto costoso. ya sea pequeña. Por otra parte.COSTO DE MAQUINADO En la practica. No obstante las co nsideraciones anteriores. es la tecnoloía aplicada que cuando se aplica en taller propio. mediana o rande serie. Un caso especíico se tiene en Talle res Raova de San Juan del Rió Querétaro donde bajo estas técnicas se maquinan los buje s separadores de transmisiones Spicer para camión. el costo por ho ramaquina. costos d irectos e indirectos de operación así como la crisis económica actual. bajo un sesenta por ciento y la cotización permanece constante. Lo anterior ha sido todo un éxito para el proveedor Talleres Raova ya que el tiempo real de rectiicado virtual. la herramienta a utilizar como sustituto de la piedra se ria una pastilla o inserto de cerámica con altas velocidades de corte en torno a C ontrol numérico en condiciones de ajuste óptimas. economíza y cuando se aplica con proveedor encarece el maquinado. la cotización de una pieza por maquinar se lleva a cabo tomando co mo base el tiempo principal de maquinado así como el numero de piezas por maquilar . se encuentra dentro de los valores siuientes: 113 . el costo actual de las maquinas herramientas. ¿Cuál será el costo de este maquinado? 40 X 2 = 80 Min utos………………………………….00 $ 40. se calculan las cotizaciones para producción de partes aun que siempre multiplicados los tiem pos por un actor cuyo valor varia entre 2 y 3 dependiendo de la precisión requeri da ya sea en cotas.00 En base a los valores anteriores y el tiempo principal de maquinado.00 $ 50. En el ejemplo de aplicación sobre tiempo principal de cilindrado o torneado.33 Horas 1.00 $ 45.00 $ 45.00 = $ 53.00 Cotización para el maquinado de la pie 114 .33 X $ 40.00 $ 45.00 $ 25.TIEMPOMAQUINA HORATALADRO HORACEPILLO HORATORNO HORAFRESADORA HORAMANDRILADORA HORARECTI FICADORA PRECIO $ 30.00 $ 40.00 $ 40.00 $30.00 $ 35. es decir el actor seria el mayor cuando las tolerancias de abricación mas cerradas. se c alculo un tiempo de 40 minutos.00 $ 35. 1. en distancias entre centros o en el acabado supericial. 7 LA MANDRILADORA Una maquina tipo resadora horizontal de mediana y ran capa cidad cuya característica principal es el desplazamiento de su husillo principal e n una lonitud que puede ser iual o mayor que el ancho de la mesa de trabajo. tanto manual como automáti co. e sta ultima posee movimiento lonitudinal y transversal. además de llevar a cabo trabajos pesados se hacen trabajos de precisión ya que tanto en el sentido lonitudinal en el que se mueve la mesa como en el sentido vertical en el que se mueve el cabezal. En estas máquinas. se encuentra con uías port a barra y con indicador de carátula en un extremo da tal manera que ácilmente se ca libran dimensiones o localizaciones con .3. tales como el Boein Gaje o Cabeza de Mandrilar con Dial en donde se coloca el buril cuyo desplazamiento se calibra con el Dial corr espondiente. Mandriladoras? Bien pudiéramos contestar que esto se debe al husillo principal que en italiano le llaman Mandril y por esa razón también se l e llama en alunas partes Mandriladora. se obtiene mediante dispositivos opcion ales propios de la maquina. brocas. rimas. La precisión en los diámetros maquinados.3 y hasta 4 buriles que pueden trabajar todos juntos en un mo mento dado. También puede montarse en el husillo principal un porta broquero y a su vez en el mismo. el problema principal es la calibración del radio de corte eectivo para cada uno de los buriles que conorman la herramienta múltip le. 115 . Estas herramientas. ¿Por qué se llaman esta s maquinas herramientas.0005 puladas entre centros de barreno s. Cabe hacerse la preunta. 0. buriles. Otro dispositivo que se utiliza con mucho éxito y de sentido económico es la barra de cortes múltiples o sea una barra de diseño especial que soporta simul táneamente ya sean 2. 116 . 117 . 5 y 2.P. la tenemos en el maquinado de chumaceras de una carcaza o cuerpo principal de una trituradora de roca (piedra) en donde se observa que la distancia entre chumacera y chumacera es entre 1. 118 . estas deberán es tar alineadas y con diámetros de una misma dimensión.Un ejemplo muy claro en cuanto a la aplicación especiica de una operación de mandri lado..0 metros.M . Va = Veloci dad _ de _ avance _ del _ husillo _ en _ mm rev n = Velocidad _ de _ corte _ de _ la _ herramienta _ exp resada _ en _ R. he aquí la importancia de la oper ación de mandrilado pues no obstante la distancia entre chumaceras. El tiempo principal de mandrilado se calcula de la manera siuiente: tm = L+L ( Minutos ) Va × n En _ donde L = Lonitud _ del _ barreno _ por _ mandrilar _ en _ mm. es decir. acabado de supericie producido y potencia requerida. la maquinabilidad siniica la duración de l a herramienta de corte y la acilidad con la cual se produce un acabado de super icie ino. Se debe tener en cuent a actores tales como duración de la herramienta de corte (vida de la herramienta) . Adición de azure. La maquinabilidad se mid e por la duración de la herramienta de corte en minutos o por el volumen de materi al removido en relación con la velocidad de corte empleada. en eneral. INFLUENCIA DE LA ESTRUCTURA GRANULAR SOBRE LA MAQUINABILIDAD La maqu inabilidad se altera seún sea la micro estructura de un metal y variara si este últ imo se ha recocido. una operación de mandrilado se lleva a cabo en varias pasadas por lo que el tiempo total seria: TM = N * tm Donde : N = Numero _ de _ pasadas tm = Tiempo _ de _ mandrilado _ po r _ pasada 3. 119 . Adición de plomo. Para los cortes de acabado.Por lo eneral. 3. se han modiicado de la siuiente manera: 1. Los aceros de libre maquinado.8 MAQUINABILIDAD DE LOS METALES El termino maquinabilidad describe la acilida d o diicultad con las cuales se puede maquinar un metal. proundidad de corte. Ciertas modiicaciones químicas y ísicas del acero mejoraran su maquinabilidad. 2. Adición de sulito de sodio. Cuand o mayor sea la cantidad de perlita (baja ductilidad y alta resistencia) que haya en el acero. debido al contenido más alto de carbono. Se produce un mejor acabado supericial. Por tanto. 2. CARACTERÍSTICAS DE UN ACERO AL ALTO CARBONO En el acero al alto carbono. más diícil será maquinarlo con eiciencia. Aumentar la duración de las herramientas. que es una combinación de errita y carburo de hierro. el acero al bajo carbono p resenta acilidad para ser maquinado. La errita es blanda. Dadas las características anteriores. tiene baja ductilidad y alta resistencia. Trabajo en rió que modiica la ductilidad Al hacer estas modiicaciones en el acero para acilitar el maquinado. Se requiere menor consumo de potencia para el maquinado. con alta ductilidad y baja resistencia. es deseable 120 . la perlit a. esta pres ente una mayor cantidad de perlita. se hacen evidentes tres características principales en el maquinado: 1. CARACTERÍSTICAS DE UN ACERO AL BAJO CARBONO La micro estructura del acero al bajo carbono puede tener zonas randes de errita entremezcladas con pequeñas zonas de perlita.4. 3. 121 . CARACTERÍSTICAS DEL HIERRO FUNDIDO El hierro undido.reconocer estos aceros para alterar su micro estructura y como resultado. la rapidez del enriamiento y mediante t ratamiento térmico. en alunas ocasiones. El maq uinado del acero inoxidable. suele ser duro y quebradizo por la ormación de carburo de hierro duro. que es una mezcla de errita ina y carburo de hierro con escamas u hojuelas de raito. La micro estructura del hierro undido se puede controlar con la adición de aleaciones. que suele ser diícil debido a sus propiedades de end urecerse al trabajarlo. el método de colada. El hierro ris se somete a enriamiento radual. se le arean combinacio nes de azure y plomo o azure y mananeso en las proporciones correctas. hierro undido se puede controlar con la adición de aleaciones. mas ácil para maquinarlo. por lo eneral son un poco más diíciles para maquinarlos. orma un importante rupo de materiales de uso industrial. Para mej orar sus cualidades de maquinado. El hierro de undición blanca. mejora sus propiedades para el maquinado. Debido a su enriamiento radual es mas blando y. carburo de hierro y carbono libre. que eneralmente esta consti tuido por errita. se puede acilitar con la aleación de Selenio. CARACTERÍSTICAS DE UN ACERO ALEADO Los aceros de aleación. su estructura cons ta de perlita. el cual hay que enriar con rapid ez después de la colada. por ta nto. que son una combinación de dos o más metales. 2. La ruosidad de la supericie aptitud o acabado supericial. con el in de aseurar la precisión de cotas macro – eométricas y cotas micro – eométricas.9 MAQUINABILIDAD DEFINICION: La maquinabilidad de un material es la acultad m ayor o menor que presenta dicho material para dejarse cortar y que por lo enera l se realiza con las maquinas herramientas. para los aceros i nvolucran las durezas siuientes: 1. es costu mbre clasiicar loa aceros o las undiciones por su dureza (ensayo mecánico Brinel l simple a realizar) La resistencia a la penetración con esera. • No es orzosamente una relación entre estos dierentes actores. p resenta una baja resistencia al corte. 122 . pero desasta rápidamente las herramientas. Ejemplo: Una aleación de aluminio para pistón de automóvil con alto contenido de Si. Dureza y maquinabilidad no van orzosamente aparejadas. La duración de la herramienta o la velocidad de corte permiti da para obtener una duración de la herramienta. Los actores que inluyen sobre estos criterios son entre los principales los siuientes: • • • La uerza de corte o potencia de corte. La dureza por tratamiento térmico. para un costo bajo en la producc ión. La dure za por corrosión o pudelad (Reducción).3. aún las más duras. Los trabajos de investiación actual son orientados a in d e encontrar un ensayo mecánico simple que permita deinir una aptitud de maquinado s 123 . Las dispersiones so bre las durezas de las herramientas son muchas veces atribuidas a esos dos acto res diíciles de separa.Estas actúan de orma dierente sobre la aptitud de maquinado. birlos. Con la copa de mordazas independientemente. clamps. rondanas. un chuck. la copa de cuatro mordazas indepen dientemente es a menudo necesaria para piezas cilíndricas. etc. (que se anuncian a continuación) (uno en el cabezal ijo y otro móvil) se coloca el perno de arrastre.CAPITULO IV METODOS DE SUJECCION Y MONTAJES PARA MAQUINADO INTRODUCCION Se conoce como dispo sitivo o accesorios de sujeción estándar. Para operaciones de precision o en casos en los cuales la supericie de trabajo no es perectamente cilíndrica. que es la que tiene varias ranuras radiales. Est e puede ser de tres o cuatro mordazas y se monta en la nariz del husillo. tuercas “T”. una mesa manética. cuando se requie re que la supericie mecanizada sea concéntrica con la supericie de trabajo. Por ejemplo: La prensa.1 SUJECION DE LA PIEZA EN EL TORNO El método más conocido de sujeción de la pieza es por medio del plato de mordazas. Inicialmente se provee a la pieza de aujeros cónicos en cada extr emo para alojamiento de los puntos del torno. puede usarse el plato de mordazas independientemente. al rupo de elementos que en unción simulta nea nos sirven para aianzar en posición de trabajo una pieza durante el maquinado . Antes de sujetar la pieza entre lo s puntos. Aunque el centrado de una pieza en este tipo de copa. un plato divisor y hasta e l rupo de elementos clásicos. La cop a de tres mordazas es usada para la sujeción de piezas cilíndricas. Para piezas muy complic adas. cada mordaza puede ajustarse independien temente irando los tornillos radiales. puede consumir bastante tiempo. 4. La pieza puede mecanizars e entre puntos. con un extremo en 124 . iura siuiente. entre las cuales ira la pieza que se trabaja. aseurando la rotación soli daria de este con la pieza. 125 . con lo cual el diámetro resulta impreciso. mie ntras que la móvil va ijada sobre el carro portaherramientas. como s e observa en la iura. La luneta ija esta sujeta a la bancada del torno. Las piezas laras y deladas pueden lexa rse mientras son torneadas. Fiura 1 Fiura 2 LUNETA Y MANDRIL Empleo de la luneta.la ranura del plato de arrastre montado en el husillo. La luneta r esulta que tiene por objetivo impedir que la pieza se lexe. PLATOS DE ARRASTRE El movimiento de rotación del husillo principal. La luneta tiene mor dazas desplazables. Existen lunet as ijas y lunetas móviles. se trasmite a la pieza por medio de platos de arrastre y de topes o pernos de arrastre. Fiura 5 Fiura 6 126 . se sujetan sobre espias o mandriles sencil los o ajustables.Fiura 3 Fiura 4 SUJECION EN EL MANDRIL PARA TORNEAR Para poder mecanizar exteriormente piezas hu ecas de ran lonitud y poco diámetro. Como con los montajes se ahorra uno el trazado y el ma rcado con ranetes. Fiura 7 Plantilla Fiura 8 Producto 127 . Cuando se t rata de piezas muy randes. Lo mas seuro es su jetar de modo ijo la pieza. La pieza se ija en el montaje y la broca es uiada media nte casquillos templados. A veces sirve también un perno o ánulo ija do en las ranuras de la mesa de taladrar para hacer un tope. su mismo peso las mantiene ijas. Estos esuerzos se hacen especialmente sensibles cuando la punta de la br oca sale del taladro.2 SUJECION DE LA PIEZA EN LA TALADRADORA Al taladrar se enendran momentos de iro que tiene tendencias a hacer irar la pieza. resulta un ahorro de tiempo.4. se emplea para ello el tornillo o cabezal de sujeción o la mesa de taladrar. Para talad rad una cantidad rande de piezas iuales (piezas en serie) se emplean montajes de taladrar adecuados. Para sujetar pieza s pequeñas se prestan bien unas mordazas. Ver iura. Las piezas redondas se apoyan en lo que se llaman prisma o pieza uve. La pieza debe estar aseurada contra ese iro. centrar y nivelar la pieza cada vez. Fiura 9 Fiura 10 128 . se sujetan con ayuda del cabezal divisor. por ejemplo.. con lo que hay la ventaja de que mientras la resa trabaja una pieza.3 SUJECION DE LA PIEZA EN EL FRESADO Las piezas tienen que estar sujetas de modo irme y seuro. etc. Las piezas que han de ir provistas de su pericies resadas distribuidas reularmente como. Estos tienen la ventaja de que se ahorra uno al tener que aju star. Este procedimient o de trabajo se llama resado pendular. Cuando se trata de l mecanizado de muchas piezas de la misma naturaleza se emplean dispositivos o m ontajes de sujeción. La piezas sueltas se sujetan en el tornillo de la maquina o se ijan a la mesa de la maquina por medio de bridas y tornillos de sujeción. Si se alojan durant e el trabajo puede darse luar a que la pieza resulte inútil o a que se rompa la resa.4. tuercas. ruedas. Para economizar tiempo se suele prepa rar a veces montajes dobles. ruedas dentadas. se sujeta en el seundo montaje otra pieza. 129 . Tiene que estar dispuesto paral elamente a la supericie de sujeción con objeto de que el área de apoyo resulte sui cientemente rande. olpeándola con el mano de madera.4 SUJECION DE PIEZA EN EL CEPILLO Mediante la sujeción se oriina entre la pieza y los apoyos o calces. pues si es demasiada pequeña la presión por unidad de su pericie. Esta ultima no pu ede. La manitud del rozamiento crece con la aspereza o ruosidad de las s upericies de sujeción y con la presión ejercida por las mordazas. como consecuencia de ello . Las piezas randes se sujetan sobre la mesa de cepillar. Las piezas pequeñas se s ujetan en el tornillo de sujeción o mordaza de la maquina. La pieza se levanta al o al cerrarse la mordaza móvil y por esta razón hay que apretarla contra el ondo. ser extraordinariamente rande pues podría darse el caso de que se deormaran las piezas cuando son deladas. señaladas en la pieza las marcas de los sitios oprimidos.4. un uerte ro zamiento que impide el deslizamiento de la misma al obrar sobre ella el esuerzo de corte. El hierro o arra d e sujeción trasmite a la pieza la presión de sujeción. podría resultar excesivamente rande y quedar. como medios de sujeción s e emplean tornillos y hierros o arras de sujeción. La supericie de sujeción tiene que ser suicientemente rande. sin embaro. Las cabezas de los tornillos d e sujeción han de ajustar bien en las ranuras en T de la mesa. 5 LA SUJECION DE LAS PIEZAS QUE HAN DE SOMETERSE AL RECTIFICADO ESMERILADO PLA NO Las piezas randes se sujetan con tornillo y bridas sobre la mesa de esmerilar. cuando la supericie de sujeción esta previ amente trabajada. Fiura 13 130 . Ver iura. estos aminoran cons iderablemente el tiempo empleado en la sujeción. A veces se emplean montajes de sujeción. Después del esmerilado deben desima ntarse las piezas de acero o de undición de hierro que hayan sido sujetadas manéti camente.Fiura 11 Fiura 12 4. se emplean para la sujeción platos manéticos. debe preverse la orma de posicionar e inmovilizar a la pieza. recae en el departamento de métodos que deine con que maquinas. Las especiic aciones pasan al departamento de métodos principalmente por medio de dibujos. A es tos se les llama dibujos de deinición. DISEÑO PROCESOS PRODUCCION S. BUREAU DE’ ESTUDE METODOS FABRICACION 131 . deseable en todo proceso de abricación en serie. El problema del estudio de la abricación.A. ya que se han elaborado tomando como reer encia principal el uncionamiento de la pieza. en que orden. Durante el estudio de abricación. etc.6 MONTAJES PARA MAQUINADO Reciben el nombre de montajes para maquinado o montaduras aquellos dispositivos especiales para sujetar piezas durante el maquinado como resultado de una undic ión económica. realizarla.Fiura 14 4. sin ocuparse demasiado de cómo y co n que llevar a cabo la abricación. con que herramientas. Estos pueden ser acci onados mecánica o hidráulicamente por ejemplo una montadura para maquinar cabezas de maquina automotriz.E. de tal manera que después del maquinado se cu mplan las especiicaciones dadas por el departamento de proyectos. S. ritmo de trabajo. Otra cosa también de suma importancia es el conocimiento de los accesorios de sujeción que se pueden adquirir en el mercado. Es decir contar con hojas que contengan las características de cada maquina: tamao de la mesa. toleranci as. etc. dimensiones. volteo. Figura 15 132 . es necesario conocer las posibilidades de la fabrica en lo que se refiere a maquina s disponibles. cantidad a fabricar. acabados superficiales. numero de revol uciones del cabezal. distancia entre puntos. material. etc. accesorios de sujeción.Adem s de la información correspondiente a la pieza y formas. herramientas. potencia disponible. que no le provocara deformaciones permanentes que la inutilicen a la p ieza y que no interfieran con el corte de la herramienta. es nece sario ejercer fuerzas cuya aplicación asegure que la pieza no se mover durante el m aquinado. Se indican las ac otaciones correspondientes al dibujo de definición. ese algo. sin permitir movimiento relativo entre ambas. de tal forma q ue se intercepte. se desean maquinar las superficies rayada s. Para esto se empleara una fresadora de cabezal horizontal y un tren de dos fr esas compuesto por una de tres cortes y otra de un solo corte. con la herramienta para así provocar el desprendimiento del mate rial.Figura 16 En la pieza. Durante el maquinado la pieza debe remplazarse horizontalmente junto con la mesa de la maquina. ejemplos: Apriete por tornillo por presión hidr u lica o neum tica por 133 . por un lado debe estar fi jo firmemente a la mesa y por otro debe sujetar también firmemente a la pieza. puede observarse entonces que se necesita algo que colocado entre la pieza y la mesa los una rígidamente cumpliendo dos funciones. Las fuerzas de apriete puede tener distintas naturaleza. INMOVILIZACION Para inmovilizar la pieza sobre el dispositivo de sujeción. es precisamente el disposit ivo de sujeción. mostrada en la figura 15. Figura 17 Figura 18 4. Figura 19 134 . etc. respecto a ellos.deformación en el caso de apriete por leva. R2 .7 EQUILIBRIO DE UN CUERPO EN EL ESPACIO Para que una pieza este fija respecto a los ejes X. Las figuras 17 y 18 ilustran lo anterior. Y. R3 . Figura (A). T2 . etc. T3 y las tres posibilidades de rotación R1 . Z es necesario que se eliminen las tres posibilidades de despla zamiento T1 . evitar hacerlo en paredes delgadas que flexionen la pieza y voladizos. Se recomienda ejercer las fuerzas de apriete contra las superficies de apoyo. en superficies ya maquinadas que no deban te ner abolladuras. del plano – Línea – Punto. 5 6 P3 135 .Es decir deben eliminarse los 6 grados de libertad de movimiento que posee cualq uier sólido en el espacio para esto podemos recurrir al principio de Lord Kelvin. Figura 20 PLANOS P 1 P2 PUNTOS 1. 2. ilustrado en la figura (20). 3 4. pr cticamente esto es imposib le ya que las piezas no pueden apoyarse en puntos. por que la presión sobre la pie za no pueden apoyarse en puntos. podemos decir que las su perficies de apoyo son aquellas que pertenecen a la pieza y sirven para posicion arlas sobre el dispositivo de sujeción.2. R3 . Se dice que estos tres pun tos teóricos corresponden a un punto plano. adem s de los seis puntos de apoyo deber aplicarse una fuerza de apriete F. pro vocando abolladuras en las zonas de contacto de cada apoyo hasta que los puntos se tornen en superficies suficientemente grandes para mantener en equilibrio las fuerzas de apriete. las superficies de apoyo est n en bruto.8 SUPERFICIES DE APOYO De acuerdo con lo visto antes. sobre el plano P se considera tres 1 punto s de apoyo 1. se les llam a superficies de partida. En la pr ctica los puntos 1.Para mantener la pieza en equilibrio. puede observarse qu e se eliminan tres grados de libertad: R2 . Puede observarse que un número de apoyo eliminan al mismo número de grados de libert ad. es decir.3. por que la presión sobre la pieza. T1 . los puntos 4 y 5 por una franja SR2 que sirven para orientar la pieza y el punto 6 por un tope.. un apoyo tiene efecto bilat eral por lo que es necesario ejercer fuerzas de apriete que aseguren la fijación.. se limita. Cuando se inicia el maquinado. Aceptado que esto tiene efecto bilateral. Después los puntos de apoyo 4 y 5 en el plano P2 eliminan a T2 _ y _ R1 constituyendo o dando lugar a una línea de apoyo. En el caso de la figura (B). 136 . 4.2 y 3 se sustituyen por un plano de apoyo SR1. Solamente en raras excepciones. Teóricamente seria suficiente con 6 puntos de apoyo efecto bilateral para elim inar los seis grados de libertad de cualquier pieza. Es mejor aun sustituirlo por pequeas superficies de apoyo como se muestra en la figura (D). est n ligadas por la cota h. o bien para obtener superficies maquinada s que después sirven como superficies de referencia.P. Por ejemplo. 4. la pieza debe apoyarse en S.9 SUPERFICIES DE PARTIDA Las superficies de partida pueden servir para obtener directamente la superficie maquinada.P. En cambio en el ejemplo de la figura 16. como superficie de apoyo para m aquinar la superficie A (Fig.P. (Fig. 16 a ).. se desea cumplir con la cota h. En este caso se ha obtenido la superfici e maquinada directamente a partir de S. para obtener las cotas l y j (Fig. se ha elegido la superficie S. Una vez maquinada la superficie A. 16 c). Figura 21 Para maquinar la superficie A. 16 b). es necesario considerar como sup erficie de partida a la superficie S. si en la pieza d e la figura 21. ya que ambas super ficies A y S. esta con stituye una 137 .P. se les llama superficies de refe rencia.P.Cuando las superficies de apoyo est n maquinadas. 4. Se recomienda abreviar con S.8 a 4 .10 SUPERFICIE DE REFERENCIA Las superficies de referencia son aquellas sobre las que debe apoyarse la pieza (y que pertenecen a esta). 138 .superficie de referencia SR que servir de apoyo para maquinar las superficies B y C (Fig.10. 16 d).P.P. las superficies de apoyo pueden ser de partida o de referencia. las super ficies de referencia. Puede verse que la superficie S. Resumen de 4. ya que est n en bruto o maquinadas respectivamente. Para obtener directamente una cota. cuando la superfi cie de apoyo esta en bruto se le llama superficie de partida. se ha tonado en una superficie maquinada C. de partida inicialmente en br uto. PARA SUPERFICIES EN BRUTO Se recomienda utilizar apoyos abombados como se ilustran en la figura 17 (A y B).11. Puede observarse que en la zona de apoyo al aplicar una presión la pieza se deforma. Fig.2. PRESION 4. PARA SUPERFICIES MAQUINADAS Cuando la pieza se apoya en una de sus supe rficies ya maquinadas deben evitarse las abolladuras. e ntonces el di metro de circulo de contacto es de aproximadamente de 12mm.4. La abolladura producida ayuda a que la fijación sea m s firme. 139 . Esto se consigue con apoyo s planos cuya rea de contacto sea lo suficientemente grande. que el material de a quel es m s duro que el de esta. FORMA DE LOS APOYOS 4. Como dato pr ctico se recomienda una rea mínima de 100 mm2 Si la forma es circular. considerando claro. para eliminar en lo posible las deformaciones locales debidas a la presión.11.1. 18.11. El material de los puntos de apoyo debe se bastante duro para que no sufra defor maciones. Se recomienda los aceros cementados con dureza de Rc = 65 (Rockwell). 4.12 REPRESENTACION DE APOYOS Y APRIETES Con objeto de facilitar el estudio de la sujeción, se ha conve3nido en representar los topes de apoyo y las fuerzas de aprietes por medio de símbolos. Estas representaciones se aplican después de haber elegido las superficies de apoy o y las superficies sobre las que pueden ejercer aprietes. Las indicaciones simbólicas de apoyo y aprietes también deben de aparecer en las hoj as de an lisis de fabricación. Esto es , no basta con indicar las operaciones de maq uinado, si no es que necesario indicar la forma de sujetar la pieza. 140 4.12.1. REPRESENTACIÓN SIMBÓLICA. Los símbolos debieran numerarse para facilitar su identificación para las diferentes vistas de la pieza y asegurarse que han eliminado realmente sus 6 grados de lib ertad. 4.13 NORMA NFE 04 03 NORMA NFE 04 03 PRIMERA PARTE 1. SIMBOLIZACION DE LA ELIMINACION DE LOS GRADOS DE LIBERTAD. 1.1 Objeto. la pr imera parte de la presente norma concierne ala definición del posicionamiento geomét rico de una pieza, en una fase de transformación, de control o mantenimiento, rela cionado con la acotación de fabricación. 1.2. Dominio de la aplicación . la presente norma es aplicable en el Establecimiento de los documentos técnicos, a nivel de a nteproyectos Proyectos y estudios de fabricación. 2. SIMBOLIZACION DE LOS ELEMENT OS TECNOLOGICOS DE APOYO Y APRIETE 141 2.1.Principio de establecimiento de los símbolos . Cada símbolo esta constituido d e un cierto numero de símbolos adicionales elementales que representan. 1) La func ión del elemento tecnológico. 2) la naturaleza del contacto con la superficie. 3) La naturaleza de la superficie de contacto de la pieza. 4) El tipo de tecnología del elemento. 1) SÍMBOLOS REPRESENTANDO LAS FUNCIONES DE LOS ELEMENTOS TECNOLÓGICOS. FUNCION SIMBO LO REPRESENTACION PROYECTADA Posicionamiento riguroso Partida de acotación Definic ión del eje. Cilindricos Planos CENTRADORES 142 Inmovilización de la pieza prelocalizacion Posición de las deformaciones O las vibra ciones. 2) SÍMBOLOS QUE INDICAN LA NATURALEZA DEL CONTACTO CON LA SUPERFICIE. Naturaleza dél a superficie. Contacto plano Contacto estriado Contacto abombado Punto fijo Punto giratorio Basculante Contacto múltiple Plato 143 Superficie maquinada Superficie en bruto 4) SÍMBOLOS QUE REPRESENTAN EL ELEMENTO TECNOLÓGICO ELEMENTO TECNOLOGICO SIMBOLO Apoyo fijo Centrado fijo Apoyo irreversible Apoyo reversible ELEMENTO TECNOLOGICO SIMBOLO Sistema de apriete 144 .Ve 3)SÍMBOLOS QUE INDICAN LA NATURALEZA DE CONTACTO DE LA PIEZA. Brida basculante con mordazas estriadas sobre una superficie en bruto 145 . superficie en bruto o maquinada. Contacto abombado fijo sobre una partida de maquinado sobre una superficie en br uto.Sistema de apriete concéntrico ELEMENTOS COMPUESTOS Contacto fijo sobre una superficie maquinada como un punto de partida de maquina do. Contacto múltiple como partida de maquinado. Punto giratorio axial regulable usado como punto de partida de maquinado sobre u na superficie maquinada (contrapunto). Plato axial usado como punto de partida maquinado sobre una superficie maquinada . Ve axial sirve de punto de partida de maquinado sobre una superficie maquinada.Punto fijo axial usado como punto de partida de maquinado sobre una superficie m aquinada. Mordazas estriadas de apriete concéntrico usadas como agarre en una superficie en bruto. 146 . 147 . 148 . 149 . 150 . 151 . 152 . 153 . b) Maquina : fresadora horizontal. DATOS a) superficies por maquinar: Indicadas con línea gruesa.4.1. c) Herramientas: tren de dos fresas. Los puntos 4 y 5 orientado alinean a la pieza. OBSERVACIONES a). e). Los puntos 1. Ritmo de trabajo : y. Cantidad de piezas : X. 154 .14 EJEMPLOS DE APLICACION 4. proporcionan apoyo al plano corta involu crada: a b). c). d). I cilíndrica de corte . las cotas c y d se obtienen de las herramientas . d).14. I cilíndrica de tres cortes. el punto 6 pro porcionan un tope de apoyo. 2 y 3. b).Herramienta: tren de 3 fresas. 155 . Superficies por maquinar : indicadas con línea gruesa. c).Cantidad de piezas: x. d). ACOTACIONES DEL DIBUJO DE DEFINICIÓN Y PRESENTACION DE LA SUJECION Datos : a).4. 1 cilindricas de 3 cortes.Maquina fr esadora horizontal.2.14. 2 cilíndricas de 1 corte. 15 CALCULO DE TORNILLOS. Esfuerzo de cizallamiento Q = σ z Donde : σ = reitencia a la tenión del material contitutivo z = Numero de hilo = Área de reitencia por hilo S= Donde: Dm = Diámetro medio P = Pao πDmP 2 156 . Ritmo de trabajo: Y. TUERCAS Y CLAMPS 1.e). 4. calculo del a de a iete (C1 ) X = Tensión sobe el tonillo.Presión de contacto sobre hilos σρ = F 4 F = (d ²e − d ²i) π (d ²e − d ²i) z π z 4 4. intervienen los ares 157 arásitos e C2 yC1 ( or fricción) .Esfuerzo de tensión f= σ Donde: 10 〈σ 〈30 dαN mm² σ = reitencia a la tenión (tabla 1) = ección del núcleo (tabla 2) = π r ² n Donde: r n = radio del núcleo 3. δ = Angulo e la hélice C1 = Frm F = x tan δ tan δ = P 2πrm ∴ C1 = xP 2π Aemás e C 1 ..2.. FN.μ1.μ1. cos β 2 Dm = Diametro − meio Cuano se rosca o ensamla con aceite o fosfato μ1 = 0. C2 = Dm 2 x Dm . C2 = FN .26 C2 Es oriinado por la ricción entre el ilete macho y el ilete hembra.= Es la fuerza que rovoca la fricciçon normalmente al filete el hilo .16 para condiciones similares de los materiales en contacto (tuerca rondan a) El par de apriete total se calcula aplicando la siuiente ecuación: ⎡P μ D μ dm ⎤ c = x⎢ + 1 . m+ 2 ⎥ 2 ⎦ ⎣ 2π cos β 2 Ejem lo: sea un tornillo M12XC45 Cálculo a la tensión : 158 . C3 = xμ 2 dm 2 donde d m = diámetro medio de la tuerca μ 2 = 0. 4F σp = 2 π ( l − i 2 )z Paso =175mm Para tuercas norma les Para tuercas altas Para este caso tuerca normal h= 0.8 φ = 9. h= 0.26 15.866 ⎦ 159 .16 c .(5.75 ⎛ 0.σ = 17daN / mm2 Cálculo de hilo de la tuerca.25φ = 15mm h 15 z= = = 8.75 Se ecomiendan la tuecas altas en montajes aa maquinado.8 σ h₧ 1.6hilos 1.43) ) + 0.25 σ ∴ z= 4F = 7hilo π (144 − 97.5 ⎤ +⎜ .75 Para este caso tuerca alta h = 1.4)(51) z= h 9. a de a ⎡P μ1 Dm μ 2m d ⎤ + .5hilos 1.6 = = 5. Calculo del iete. + c = x⎢ ⎥ 2 ⎦ ⎣ 2π cos β 2 ⎡ 1.6mm. 29daN ..mm c = 4daNm Esuerzos en la sección C y D τ = M I * c Z __________ I = b 1 C Z * h 6 2 ⇒ ⇒ I Como = _ b = 2b b * h 3 2 1 Z τ τ C = = M M c * Z * Z I d = D I 2 FL 3 2 FL * = 2 9 3 bh 2 b * h FL FL 3 3 * = = 2 b * h 4 4 b * h 2 CALCULO DE LA FLECHA EN LA SECCIÓN D...c = 40. FL3 δ = . 48 EI E = 20000 a N mm 2 ( A) Saemos que = 2 1 1 * h3 I= 12 * h3 I= 6 . 160 .Sustituyeno en ( A) elvalor e E y la fraccion equivalente e I δ = F * L3 16 x104 * * h3 Prolema e a licación: Consierano que sore una ria ee e actuar un tornill o M12 en el unto meio D: Calcular: a) Altura h el clam ) Flecha el clam δ en ese unto. 1 τd = F L3 = 0.Datos : F = 1300 a N = 12 mm L = 125 mm τ D = 20 da N mm 2 Por lo an o enemo s que : τD = 3 FL 4 b * h2 h= 3 FL 4 b *τ d 3 * 1300 *125 = 23 mm 4 *12 * 20 h= Conrol de la lecha < 0. conaco para un monaje 161 .108 mm 16 x104 *bh3 FUERZA VERTICAL NECESARIA PARA LA SUJECION FS = Fc g φ Poseriormene se de er min a el numero de acciones de correco. 5 3 3.7 16.μ Para un acero en eneral ≅ 0.37 22.5 162 .5 13.1 μ ESFUERZO ADMISIBLE PARA LOS ENSABLES POR: “TORNILLO” TABLA I Tensión Compresión XC45 14 o 21 14 o 21 XC60 21 o31 21 o 31 XC80 23 o 42 21 o 39 TABLA II CARACTERISTICAS DIMENSIÓNALES DE LOS TORNILLOS “ISO” PERFIL METRICO φ M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M24 M30 Sección de núcleo 32.5 15.25 1.05 27.4 187.02 10.50 1.1 Ejemplo : Si Fc = 500 da N N = FC = Fc = 500 = 5000 da N 0.4 89.9 57 79.19 9.5 25 30 38 Paso 1.5 2.2 105 144 175 225 324 519 TORNILLO Diámetro (D) medio 7.75 2 2 2.21 46. 1 ilete 17.5 18 20 22.9 48.16 128.86 TUERCA Diámetro (D) medio 10.37 18.9 52.3 26.3 76.86 12.70 14.72 sup ericie proy. 8 235. Medio tornillo tuerca 18.36 122.42 Diam.125d φ 20 24 24 30 Paso 3 3 4 5 Sección del núcleo 213.25 28 22.1 mm 2 medio Padm daN mm 2 daN = 7.6 mm 2 = 42 Padm = 5 daN mm 2 163 .06 298.TABLA III CARACTERÍSTICAS DIMENSIÓNALES DE LOS TORNILLOS A PERFIL TRAPEZOIDAL CON P = 0. Medio Diam.8 mm 2 σ adm madio Padm daN mm 2 daN = 12.25 42 TABLA IV PRESIÓN ADMISIBLE PARA LOS SISTEMAS TORNILLOTUERCA UTILIZADOS EN LOS MON TAJES DE MAQUINADO Y APRIETE CON LLAVE XC45 TH +R XC60 TH +R 35CDA TH CIANURADO + REVENIDO daN σ adm = 35a60 mm 2 BRONCE.25 35 21.3 153.8 330. CRUPO ALUMINIO UA-10 Fc TRATADO daN σ adm = 16 mm 2 σ adm = 14a 21 σ adm = 17 daN mm 2 σ ad = 21a31 σ adm = 26 daN 2 mm medio Padm daN mm 2 daN = 5.75 35 27.6 471.44 Supericie proy 1ilete 100. TABLA V CARGAS MEDIAS ADMISIBLES EN FUNCION DEL PAR DE APRIETE PARA LOS ENSAMBLE S POR TORNILLO F= Fuerza axial admiible en d αΝ C= a de a iete en m d αΝ Método A oximado Páctico Toma 3 3 Toma 164 aa la tonillea nomal F=10d 2 C= 2.5d aa la tonillea a alta esistencia F=16 d 2 C= 4 d . El esente a tículo tiene como inalidad. Los inci ios técnicos en que se a oya la de te minación de la otencia utilizada duante el cote.CAPITULO V POTECIA COSUMIDA E EL CORTE La o eación acional de las máquinashe amientas exige ente otas cosas. a = Potencia útil •abso vida o los mecanismos de avance. Fig. 1. = otencia com lementaia edida o otamiento a causa de esuezos adicional es tansmitidos duante el cote. que éstas sean o eadas al máximo de su otencia d is onible.1 EXPRESIO DE LA POTECIA DE CO RTE El calculo de la otencia absobida o una máquina heamienta. y esto tamb ién ex lica los esultados muchas veces distintos al calcula utilizando los datos obtenidos o dieentes investigadoes. lo cual signiica una meno oducción y o tanto un costo más elevado. sólo uede hace se a oximadamente. En nuesto aís es muy común que este ti o de máquinas no tabaje en esas c ondiciones ó timas y en muchos de los casos sin habe una buena azón aa ello. (1) 165 . 5. v o + = otencia necesaia aa vence esistencias. o = otencia absobida o la máquina duante la macha en vacío. se ueden deduci ácilmente de una o eación de cilindado en tono. esenta los conocimientos teóicos necesaios aa lo ga ese a ovechamiento máximo de la otencia. Esto se ex lica. oqué el tabajo de cote de ende de una g an cantidad de vaiables que no han sido suicientemente estudiadas. La otencia total absobida duante el cote se uede da o la siguiente ómula: t = c + a + v en donde: c Poten cia útil de cote utilizada eectivamente duante el tabajo. R es la esultante de las uezas oiginadas o el cote y uede descom onese en tes uezas e endiculaes ente sí. que coes onde a la velocidad tangencial de la ieza. La velocidad de cote. Desde e l unto de vista de consumo de otencia o el cote. En la Fig. n = númeo de evoluciones o minuto de la ieza que se está maqui nando. esté ex esada o : Vc = π ⋅D⋅n 1000 (2) en donde: Vc = velocidad de cote en m/min.Fig. 1. La ueza de cote en una o eación de cilindado en tomo. que son: Fc = uez a de cote en Kg. 1. Fa = ueza de avance en Kg. la única ueza que inteesa es Fh como se demostaá a continuación analizando el 166 . F = ueza adial en Kg. D = diámeto de la ieza que se esta m aquinando en mm. el tabajo de la ueza de cote F está dado o: Tc = π ⋅ D ⋅ Fc 1000 kg − m / ev (3) Po tanto la otencia consumida o el cote en sí. y lo seá más a medida . está ex esado o: = π ⋅ D ⋅ Fc 1000 x n Fc ⋅ Vc = CV 60 ⋅ 75 60 ⋅ 75 (4) Y la ex esión de la otencia total queda entonces: t = Fc ⋅ Vc Fc ⋅ Vc + v = + + o CV 60 ⋅ 75 60 ⋅ 75 (5) 167 . ya que el des lazam iento de su unto de a licación se ealiza e endiculamente a la diección de la ueza. Paa una vuelta de la ieza. la ex eiencia demuesta que la ueza Fa es meno que Fc de acuedo con las siguientes elaciones: Fa = Fc = aa _ undicón 3 Fc = aa _ aceo _ dulce 10 Fa = Podemos conclui que el tabajo a x Fa es des eciable. Como o deinición el tabajo es el oducto de la ueza o la distancia ecoida en la diección de dicha ueza. Si tona nos en cuenta o un lado que en la áctica el avance a es demasiado equeño con e lación al des lazamiento ¶ x D que ecoe en una vuelta la ueza Fc y que o oto lado. Finalmente. la ueza Fa se ha des lazado una cantidad a que llamaemos avance y o lo tanto ha ealizado un tabajo a X Fa .tabajo ealizado o cada una de las com onentes duante una vuelta com leta de la ieza que se esta tabajando. el tabajo coes ondiente a la ueza adial F es evidentemente nulo. De aquí que la otencia a absobi da o los mecanismos de avance sea des eciable.que aumente el diámeto D de la ieza que se maquina. 2 REDIMIETO TOTAL El endimiento mecánico en una máquinaheamienta se e esen ta o la elación ente la enegía consumida en la o eación de cote o iamente dic ha y la enegía total que se consume medida en la entada del moto eléctico. 5. el rendimiento mecánico engloba las pérdidas en el motor 168 . Se puede escribir también: ⎛ Fc ⋅ Vc ⎞⎛ 1 ⎞ =⎜ ⎟⎜ ⎟CV η ⎝ 60 ⋅ 75 ⎠⎜ η ⎟ ⎝ ⎠ Nt = Nc (8) ∴ Nt = Fc ⋅ Vc CV 4500η De esta última expresión se concluye que para poder determinar en forma aproximada e l valor de la potencia total consumida en una operación de corte en metal. por convención y como resultado de una necesidad práctica.3 VALORES DEL RENDIMIENTO MECANICO En las máquinas erramientas.Paa el cálculo se uede des ecia también y entonces queda: t = Fc ⋅ Vc + o 60 ⋅ 75 (6) 5. η= Ec Nc Nc = = Et Nt Nc + No (7) En donde Ec es la energía de corte total consumida. la velocidad de corte Vc y la fuerza de corte Fc. deben d eterminarse el rendimiento η . brocadoras. tales como tornos. Para máquinas con movimiento principal rectilíneo. los valores que toma la expresión del rendimiento son los sigui entes: • • Para máquinas con movimiento principal rotativo. vida de la erramienta. escoplos. Posiblemente entre los pri meros.85. 5.eléctrico con las pérdidas en todos los mecanismos que integran la máquina.70 a 0.. estado de la máquina.. Dentro de estos valores y de acuerdo con el criterio y la experiencia podrá selecc ionarse el rendimiento para una máquina determinada. Si se anal iza la ecuación” (7) se verá que existen tantos valores del rendimiento. etc. en la práctica es común obtener el dato del rendimiento para la potencia nominal del motor y para las me jores condiciones de operación. a partir de fórmulas empíricas deducidas de ensayos de laboratorio o bien por medición directa en dinamómetros especiales.3 VALORES DE LA VELOCIDAD D E CORTE Y DE LA FUERZA DE CORTE El valor de la velocidad de corte Vc depende de varios factores.60 y 0. La experiencia a demostrado que para fines práctico s y a plena carga. etc. profundidad del corte y velocid ad de avance. tal es como cepillos. refrigerante utilizado. entre los cuales podemos citar el tipo y dureza del material a trabajar. Esto da lugar a dos métodos generales : métodos por comparación y métodos por comprobación directa. Los valores tabulados en el capítulo I son válidos para nuestros cálculo s. fres adoras. material y condiciones del filo de la erramienta. De la ecuación (3) se deduce que el trabajo realizado por minuto e s: Tm = πD 1000 ⋅ n ⋅ Fh = Vc ⋅ Fc kg − m min 169 . conviene analizar el c oncepto citado. antes de llegar al método en sí. de 0. sin embargo. VALORES DE LA FUERZA DE CORTE La fuerza de corte F se puede determinar por c omparación. taladros. los más prácticos son aquellos que utilizan la “presión específica de corte” como bas e para el cálculo por lo cual.70. como condicio nes de trabajó diferentes pueda tener una máquina. de 0. material que se tra aja y luricación urante el corte. altas velociaes e corte y granes alimenta ciones. Por ot ro lao. ex resaos amos en mm. Este arámetro es la energía consumia or uni a e volumen e material removio y generalmente se conoce como resión es ecífica e corte. Sin emargo se ha emostrao que ara un ángulo en la cara e ataque (rake angle). ex resaa matemáticamente como sigue: Tm Fc = Vm q Ks = kg mm 2 (14) en one Ks = resión es ecífica e corte y q = área transversal e corte (sección e la viruta) = a x mm2 La resión es ecífica e corte uee variar consieralemente ara un material ao y la ex erimentación ha com roao que su valor e ene e al gunas variales tales como: velocia. geometría y osición e la herramienta. son ro orcionales a la velocia e corte.o ien Tm = 1000Vc ⋅ Fc kg − m min (12) Este traajo es evientemente igual a la energía consumia ara realizarlo. Esto ermite es talecer un arámetro que a una inicación e la eficiencia el roceso y que es in e eniente e la velocia e corte. el volumen e material removio or minuto será: Vm = 1000 ⋅ ⋅ a ⋅ Vc = 1000 ⋅ q ⋅ Vc mm 3 min (13) De las últimas ex resiones se euce que tanto el consumo e energía como la cantia e metal removio. si llamamos a la rofunia e corte y a al avance. rofunia y alimentación urante el corte . coniciones el filo. la resión es ecífica e corte tiene a ermanecer constante. Para torneao y ara acero 170 . El iseño e un inamómetro ifiere consieralemente e enie no e si las e flexiones e la estructura se mien irectamente con transucto res e es lazamiento o si los alargamientos im uestos a la estructura se mien or meio e galgas extensormétricas (strain gauges) (figs.meio este valor se a roxima a 113Kg/ mm2 ensayao con un ángulo en la cara e ata que e 10º y una rofunia e corte e 1. 171 . 3 y 4) y su equi o aicional. ( 3c) relación es lazamientos ara inamómetro en cantilever. Fig. (3) sección el inamómetro anterior. 3 (3a) Dinamómetro e viga cantilever one la meición e las eformaciones s e hace con transuctores e es lazamiento. 3a. Finalmente la fuerza Fc se uee meir ex erimentalmente con inamómetros es ecialmente iseñaos El rinci io sore el cual se asan toos los inamómetros es la meición e eflexiones o alargamient os roucios en la estructura el inamómetro eio a la acción e la resultante e la fuerza e corte.27 mm. Dinamómetro e anillos octagonales en one la meición e las eformacione s se hacen con galgas extensométricas. Con ojeto e otener el máximo renimiento e la instr umentación. Así una cominación e los requerimientos. 4. Datos el equi o: Dinamómetro Phili s PR9300 Datos técnicos: LCA MA 5807. En un iseño eficiente es eseale que el es lazamiento X e la herramienta sea lo más equeño osile ara que la geometría el roceso se mantenga urante el corte y la estructura el inamómetro tenga un a alta frecuencia natural. es necesario que el es lazamiento Y meio or la galga extensométrica o transuctor sea lo más grane osile. En otras alaras. e un alto valor e Y y un ajo valor e X significa que V = Y / x será lo más alto osile. ( 1 ) la relación e es lazamiento V. el valor e V es una guía e la eficiencia con la cual la sensiilia e la instrumentación es utilizaa.501 : Unia e meición a lectura irecta Material: acero meio (Xc 38) Resistencia a la tensión RT = 60 a ⋅ N mm 2 Herramienta caruro metálico (P 20) Barra circular θ 70mm 172 . one V = eflexion e la estructura meia or la ga lg a o transuctor es lazamiento e la herramienta (2) el es lazamiento X e la herramienta.Fig. En la mayor arte e los iseño s V no uee ser mayor que la unia y e esta manera un valor e V generalmen te cercano a la unia corres onerá a un iseño eficiente. Ensayo realizao en la E scuela Su erior e Artes y Oficios ara la eterminación e esfuerzos genera os e n el corte e viruta. 5 m min Sección de corte: S = P · a = 2(0. 6 diviione Fv…………….0 7.5 − 5 2.0 Fv (Kg.07)(630) = 138..5) = 1 mm2 Efuerzo medido Fh…………….N = 630 rpm VC = ¶ Dn = (3..5 10. 5 5.5 F1 = 20(6) = 120daN 173 .1416)(0.6 9.) 0 50 100 150 200 Para Fh: DIVISIONES 0 2.7 150 − 100 50 = = 20 7. 4 diviione ¿Cuál e el valor de cada diviión? Fh (Kg.3 14.) 0 70 140 210 DIVISIONES 0 4. 5mm ET = EF = EC = 174 .35 Fh = 133daN Fv = 67 daN Vc = 138m / min p = 2mm a = 0.9011 86 120 = 133daN 0.para Fv: 70 = 15.87 = 67daN 0.87daN Relación de recalibración por posición de la erramienta R= 77.5 = 0.22 4.9011 60.9011 F = Fv = Complemento del problema F p⋅a FF ⋅ V F p ⋅ a ⋅ Vc Fc ⋅ Vv p ⋅ a ⋅ Vc γ = 14° r = 0.22(4) = 60.6 Fv1 = 15. 72 cos(θ − γ ) cos(20.7444 ∴ EC = 74.35 − 14) min EC = 101.898 x107 = 0.39daN VV = Vc m cos γ cos 1 = 138 = 134.3710 = 20.2(0.35sen14° θ = ang ⋅ tan g 0.05)(138) Fc = F _ cos θ − Fv _ senθ = 133 co 20.44% ET 1.28) = 34k ⋅ m 0.35° θ = = FF = Fh _ enγ + Fv _ cos γ = 133sen14° + 67 cos 14° = 97.35° = 101.4 x107 = 0.18daN VF = Vc senθ en20.2)(0.98k ⋅ m 0.35 − 14) min EF = 97.28 = 138 co(θ − γ ) cos(20.05)(138) 3.33 x108 9.56% ET 1.33x108 EF = EC = 175 .35° − 67 sen20.72) = 98.18(48.35 cos 14° = = 0.3710 1 − rsenγ 1 − 0.39(134.2(0.ET = 133 = 133x10 2 = 13300k ⋅ cm = 133kg ⋅ m (0.35° m = 48.2556 ∴ E F = 25.05) r cos γ 0. existen varios métodos basados en la presión específica de corte debidos a diferentes investigadores. VALORES DE K PARA TORNEADO M AT E R IA L Latón y duraluminio Fundici6n H B = 140 F undición H B = 180 Fundición H B = 200 Fundición H B = 220 A c e r o RT = 50 Kg/mm2 A c e r o RT = 60 Kg/mm2 A c e r o RT = 70 Kg/mm2 A c e r o RT = 85 Kg/mm2 KS Kg/m m2 80 110 120 180 200 190 230 260 310 5. En realidad el método es el mismo y la única variación esta en la form a de determinar la presión específica K.5 POTENCIA CONSUMIDA POR EL FRESADO En el fresado.4 POTENCIA CONSUMIDA POR EL TORNEADO Para el calculo de la fuerza de corte Fc en operaciones de cilindrado en torno. la superficie de la semiluneta es equivalente a la del paralelogramo DCBA (Fig. El volumen del metal cortado está limitado por dos arcos de círculo de diámetro D (correspondiente al diámetro de la erramienta).5. 7) y este. es a su vez equivalente al rectángulo EFBA. Por lo tanto el volu men cortado será: 176 . Como las cuerdas son ig uales. la secci6n de la viruta no es constante. x p x b mrn3/min siendo b = anco del corte. De la ecuación (14) tenemos: Tm = Vm x KS Tm = a x p x b x KS Este trabajo es realizado por una fuerza Fc tangencial a la erramienta que tien e una velocidad periférica Vc. por tanto se tiene: Tm = F X V F x V = a x p x b x KS 177 .Vm = a . Si queremos expresar este trabajo en .. teniendo F en Kg V en m/min.. p en mm. tenemos Nc = a ⋅ p ⋅b ⋅ KS CV 1000 ⋅ 75 ⋅ 60 Nc = a ⋅ p ⋅b ⋅ KS CV 4500000η (25) Los valores de la presión específica para el fresado se dan en la tabla 7. b en mm y KS en Kg./ mm2 tenemos: a ⋅ p ⋅b ⋅ KS Kg ⋅ m / min 1000 Fc ⋅ Vc = Si expresamos este trabajo por minuto en CV. TABLA 7.Kgm/min. VALORES DE LA PRESION ESPECIFICA KS PARA OPERACIONES DE FRESADO 178 . a en mm/min.. Esto se explica por el ec o de que la muela trabaja 179 .5.6 POTENCIA CONSUMIDA POR EL RECTIFICADO El trabajo absorbido por una muela par a desprender la unidad de volumen del material que se rectifica es muco más grand e que la absorbida por otras erramientas cortantes. Sc lesinger. en función de la sección momentánea de viruta para el rectificado del acero. Kurrein. 9 y de acuerdo con los resultados del mismo Profesor.10 da los valores de la fuerza tangencial de corte F según M. Por esto las máquinas rectificado ras que no desprenden más que pequeños volúmenes de material en la unidad de tiempo so n no obstante. La sección de viruta momentánea se calcula con la fórmula: 180 . dotadas de motores de mando de la muela considerablemente más poten tes que las máquinas erramientas de otros tipos. En la gráfica de la Fig. Por otra parte la potencia absorbida e n esta operación depende de la muela seleccionada y en algunos casos al rectificar con muelas no apropiadas. El profesor S clesinger encontró para KS los valores para la fundición y el acero de la tabla 9. La Fig. Método de la presión específica De la ecuación (14 ) podemos deducir que: FC = KS x q (31) En donde q representa en este caso la sección momentánea de la viruta.desprendiendo una viruta de una sección muy pequeña. sobre la muela y V la veloc idad tangencial de la muela en m/seg. actualmente no se cuenta con resultados empíricos suficientemente seguros para establecer las bases teóricas o los coeficientes numéricos exactos para el cálculo de la potencia consumida en el rectificado. se dan los valores de K en función del producto p x en don de p es la pr ofundidad de corte y el avance longitudinal de la muela en mm/revolución de la pie za que se rectifica. Como en todos los casos anterior es. la potencia puede aumentar fácilmente del 50% al 60%. P ara el cálculo de la potencia consumida en el rectificado se utiliza la ecuación (8) en donde Fc es la fuerza tangencial de corte en Kg. q= ρ ⋅ a ⋅ V 60Vc mm 2 (32) en donde Vρ es la velocidad tangencial de la ieza ectiicada (avance cicula) e n m/min.. 181 . y Vc esta dada aa esta ecuación en m/seg. VALORES DE LA PRESIO ESPECIFICA DE CORTE K PARA EL RECTIFICADO DE LA FUDICIO Y EL ACERO 182 .TABLA 9. TABLA 10..CV = 4500η 4500η (33) 5..Paa el cálculo de la otencia seá necesaio sustitui el valo de Fc en la ecuación (8) y o tanto según M.. tenemos aa su caso: KC = T = Fc ⋅ Vc K S ⋅ ⋅ a ⋅ V . Método de la presión específica Como ya ante s se a visto. En él primer caso tendremos el cepillo de codo y en el segundo caso el cepillo de mesa..Muein. VALORES DE LA PRESION ESPECIFI CA KS PARA EL CEPILLADO 183 .. Los valores de KS pa ra el cepillado se dan en la tabla 10.7 POTENCIA CONSUMIDA POR EL CEPILLADO El cepillado es una operación de corte que se realiza como consecuencia de un movimiento alternativo comunicado a la erra mienta o a la pieza que se trabaja. la fuerza de cor te es proporcional a la sección de la viruta. pudi endo se aplicar la fórmula (14) para el cálculo de la potencia. B.5.8 POTENCIA CONSUMIDA EN EL TALADRADO EN FUNCION DE LA RESISTENCIA LA TENSION D EL MATERIAL MAQUINADO KS =C RT C ≅ 3 _ para _ debastes C ≅ 4 _ para _ medio _ acabado C ≅ 5 _ para _ acabados p = 0.1mm p ≤ 0.02mm para aceros RT = 0.35 H. para aceros medio (RT)e ≅ 60 dά N/mm2 x C 38 para un XC 7 0 8898 dά N/mm2 184 . ....CV 75η para dos gavilanes 185 ...........De acuerdo con la iura anterior se tiene: Vm = Vc 2 Fc = K S q = CRr q = 3Rt αD 4 pr un gvilán NT = 2 Fh ⋅ Vm ... E n base a esto podemos concluir que en un conjunto existen unas superficies más imp ortantes que otras. es directamente proporcional a las necesidades de funcionamiento. tales cato las superficies “A”. Superficies funcionales. que si pertenece a una bicicleta. En este conj unto puede observarse que existen superficies cilíndricas en contacto. No así.CAPITULO VI 6. (Ver Fig. Por ejemplo: se tendrán condiciones diferentes si este conjunto pertenece al rotor de un avión o a una bomba. Clasificando tendremos: • • a). las superficies A y 8 que requieren un acabado superficial más cuidadoso a través de maquinado. 2). Refiriéndonos a la Fig. # 1 donde se tiene un árbol o fleca que gira a una velocidad “n”. # 2.1 AJUSTES Y TOLERANCIAS Supóngase un conjunto mecánico como el mostrado en la Fig. y una base que fija y soporta a ambos. una cumacera o so porte que guía y apoya al árbol. y las no funcionales las menos importantes de las cuales no se depende la principal función de un conjunto. Obv iamente para que exista movimiento relativo entre el árbol y cumacera. entre el árbol y cumacera y las superficies “B” entre los barrenos d e la cumacera y los tornillos de fijación a la base o bastidor. b). las superf icies A y B deberán obtenerse mediante procedimientos de fabricación más cuidadosos qu e los necesarios para las superficies “C”. y es aquí donde surge la pregunta tanto deberá ser mayor “D” que “d”. Igualmente es posible q ue la superficie “A” se obtenga con más cuidado que “B” ya que la superficie “A” 186 . Superficies no funcionales. el diámetro de la cumacera “D” deberá ser mayor que el del árbol “d”. Bueno. Las superficies funcionales son aquellas que permiten el correcto funcionamiento de un conjunto. Existen diversos procedimientos de fabricación unos mas precisos que otros pero po r ninguno de ellos es posible obtener una dimensión exacta que se 187 .apoyará al árbol con movimiento mientras que la Superficie “B” permanecerá fija en el bast idor. c) Deformaciones m ecánicas. para que una pieza cumpla correcta mente su función no es necesario que tenga una dimensión exacta. lleva involucrado cierto grado de incertidumbre de dependiendo de lo s medios de que se disponga para efectuar la medición. Es evidente que menor será la incertidumbre cuanto mayor sea la precisión de los instrumentos disponibles para obtener la medición. llevará siempre implícito un cierto grado de error. La razón de éste error es originada por diversas causas: a) La máquina misma eca de componentes imprecisos. # 3) Las dimensiones externas comprenden: a).2 DIMENSIONES LÍMITE Las dimensiones límite son aquellas dimensiones externas dent ro de las cuales debe estar la dimensión real o efectiva de la pieza. (Ver Fig. Dimensión mínima (Es la menor de las di mensiones. Dimensión máxima (es la mayor de las dimensiones límite) La dimensión re al o efectiva es aquella que se obtiene mediante verificación en la pieza y la obt ención de ésta. b). Por otra parte.aya fijado para una pieza. 6. d) Deformaciones de origen térmico etc. Es suficiente que su dimensión real o efectiva esté dentro de ciertos “límites” bien definid os. 188 . b) La erramienta que sufre desgaste. es decir que sea cual sea el procedimiento de fabric ación. . Por ejemplo: Supóngase que por necesidades de funcionamiento se re quiere que el agujero del soporte (Ver Fig.5 mm.Para que se considere una pieza buena. es necesario que su dimensión efectiva sea mayor que la dimensión mínima erm1tida y que a su vez sea menor o.5 = 0. y una dimensión mínima de 51. 1) tenga una dimensión máxima de 52 mm.5mm. 189 . A éste intervalo se le llama “INTERVALO DE T0LERANCIA”. igual a la dimens ión máxima permitida es decir: DIMENSIÓN MINÍMA ≤ DIMENSIÓN EFECTIVA ≤ DIMENSIÓN MAXIMA Como de observarse la dimensión efectiva esta contenida en un intervalo cuyos límites son las dimensiones extremas. Ent onces el intervalo de tolerancia es igual a la diferencia entre la dimensión máxima y la dimensión mínima. entonces el intervalo de tolerancia es: INTE RVALO DE TOLERANCIA = 52 – 51. Los dibujos del b al f se diferencian uno al otro en la elección de la medida de referencia y a partir de ésta se indica cuanto a de aumentar o di sminuir la dimensión efectiva. existiendo mucas maneras de poder representarlos.Estos datos pueden indicarse en el dibujo de la pieza. La Fig. 190 . # 4 nos muestra seis ejemplos en donde todos i ndican lo mismo. so lo que es necesario elegir correctamente la dimensión de referencia más adecuada según se vera mas adelante.5 y 1. 191 . Una buena razón par a emplear éstos números al designar la dimensión nominal. al comparar las di stintas dimensiones nominales aí mostradas. (Número basados en las series Renard). Las desviaciones involucran una desviación superior y una inferior. A éstas cifras se les llama “desviaciones” y se puede definir como la s cifras que indican la variación de la dimensión efectiva referidas a la dimensión no minal. +1. “Es convenien te que sea un número normal”. Desviación Inferior: Es la diferencia entre la dimensión mínima y la dimensión nominal.5 respectivamente.Puede decirse que son éstas las formas más convenientes de representar éstos datos. están de acuerdo los n normales. a partir de los cuales se dan las cifras +2. es que al acer la verificac ión sobre todo en la producción en serie. Desviac iónSuperior Desviación Interior Desviaciones Desviación Superior: Es la diferencia entre la dimensión máxima y la dimensión nominal.3 DIMENSION NOMINAL A la dimensión que se toma como refer encia se le llama “dimensión nominal” y no debe tener un valor arbitrario. Por ejempl o calibres “para no para” para piezas de sección circular y precisamente las dimension es de los calibres comerciales. es más cómodo y rápido usar calibres. se encuentra que los valores más conven ientes son 50 y 53. 6. 6.4 DESVIACIONES Refiriéndonos a los ejemplos de la figura # 4. 1. 5—50 = +1.5 Dimensión Nominal = 53 Desviación Super ior = 52 —53 = —l Desviación Inerior = 51. una pieza una dimensión iual a la nominal se le cons idera “mala”.5 —53 =1. Esto es debido a que esta uera de las dimensiones límite. (Ver Fi. 6) Existen casos en los cuales. 4 tenemos − 1. ⎛−1 ⎞ Esto quiere decir que las desviaciones ⎜ ⎜ − 1 − 5 ⎟ si aectan a la tolerancia ⎟ ⎝ ⎠ d or abajo de la dimensión nominal.5 Esto indica que para que la pieza se pu eda considerar como “Buena” es necesario que la dimensión efectiva sea siempre menor q ue la dimensión nominal. 192 .Ejemplo: de la figura 4 tenemos +2 50 + 1. Para el caso de la Fi.5 Dimensión Nominal = 50 Desviación Superior = 5 2 —50= +2 Desviación Inferior = 51.5 entonces: Dimensión N”xima = 52 Dimensión L = 51.5. 0 53 − 1.5 de donde tomamos los siguientes datos: Dimensión máxima = 52 Dimensión mínima = 51. en donde la desviación superior se escribe arriba de la No se debe olvidar que la posición de la tolerancia respecto a la dimensión nominal esta deinida por las desviaciones Superior o Inerior. 53 − 1.23 desviación inerior. En el caso que las dos desviaciones están arriba o abajo de la dimensión +2 −1 nominal se dice que la “tole rancia es unilateral”. Ejemplo 37.07 73 − 0. se indica con cero y se omite el + 0.10 58 − 0.5 50 + 1. .5 193 .FORMA DE REPRESENTAR LAS DESVIACIONES Las desviaciones se indican en la misma un idad que la dimensión nominal (Para el Sistema Métrico eneralmente milímetros) y se e scriben con el mismo numero de decimales. 0 sino.02 + 0. Cuando una de las desvia ciones es nula.0 C omo ya se ha visto las desviaciones pueden ser positivas o neativas es decir qu e están ”arriba” o por “debajo” respectivamente de la dimensión nominal.3 . Ejemplos: + 0. Ejemplos . Ejemplo + 0.32 194 .1 0 35 − 0.Y cuando la desviación superior esta por arriba de la dimensión nominal y la desviac ión inerior esta por debajo se dice que la tolerancia es bilateral. S. Es necesario antes de c ontinuar aclarar que en lo sucesivo los términos árbol y aujero deinen respectivam ente el espacio contenido y continente.. hasta 50 0mm. los cuales no están inclui dos en este trabajo). Sin embaro por sencillez y dada su importancia el desarrollo del Sistema esta basa do en base a piezas cilíndricas. espesor de una chaveta etc..6. Puede ser de sección cilíndrica (caso más común) o cualq uier otra orma tal como el ancho de una ranura. (también comprende valores de 500mm. Estos escalones están indicados en la primera columna de la Tabla I. Los valores de las dimen siones nominales se han arupado en trece escalones que van desde ≤ 3mm. O.5 SISTEMA I. 195 . DE TOLERANCIAS Y AJUSTES Estas notas han tomado como reere ncia la norma IS0/R2861963 que se reiere a las tolerancias dimensionales de pi ezas lisas y los ajustes correspondientes a su ensamble. hasta 3150mm. A continuación se orece una explicación de las bases undamentales de los conceptos utilizados en ésta norma. entre dos caras (o planos tanentes) par alelas de una pieza cualquiera.. 6. se han pr evisto 18 valores distintos de intervalos de tolerancia.6 “INTERVALOS DE TOLERANCIA FUNDAMENTALES” Con el objetivo de satisacer las disti ntas necesidades de precisión. llamados “INTERVALOS DE T OLERANCIA FUNDAMENTALES”. 196 . (Ver tabla I). Cada uno de estos valores dados. en micra s (μ) constituye la dierencia entre las dimensiones límites. para cada escalón de dimensiones nominales. corresponderá un intervalo de tolerancia de 1900 = 1. Ejemplo No. perteneciente al interval o 50 a 80 (ver tabla 1) y a la que se le ha desinado una calidad 5. corresponde rá un intervalo de tolerancia de 13 =0. 0.7 CALIDADES QUE PUEDEN OBTENERSE CON LAS DISTINTAS MAQUINAS HERRAMIENTAS. 2 Para la misma dimensión nominal del ejemplo anterior.6.025 mm. 2. la calidad y la tolerancia.013 mm. 197 . A continuación se verán unos ejemplos que permitirán— ver la relación que existe entre l a dimensión nominal. y con una cali dad 16.. entonces le corresponder un intervalo de tolerancia de 25 = 0. la calidad permite una tolera ncia mucho mayor que la correspondiente a la calidad 5. 1. Los primeros núme ros 01.9 mm.1 Suponamos una dimensión nominal de 63 mm. Ejemplo No.1).3 Ah ora consideramos la dimensión nominal 355 perteneciente al intervalo 315 a 400 (Ve r tabla 1) y a la que se le ha desinado una calidad 5. dan el correspondiente intervalo de tolerancia unda mental. En la tabla 1 están indicadas las 18 calidades que en unción de la dimensión no min al. Con el ejemplo 1 y 2 podemos sacar como conclusión que para una misma dimensión nominal. representan tolerancias muy cerradas en comparación con los últimos . (Ver tabla No. Al rado de precisión necesario se le llama “calidad” y se representa mediante un número . Ejemplo No. “para una calidad dada. la tolerancia aumenta con el valor de la dimensión nominal”. tornos automáticos. Al respecto. etc.001 mm. cepillos. y se simboliza μ m. Ahora bien en el ejemplo No. la relación entre la manitud de los deectos de abricación y la dimensión nominal.Por tanto para una dimensión nominal dada. resadora s. rectiicadoras. 3 observamos que el intervalo de tolerancia es mayo r que el correspondiente en e]. Por tanto se puede concluir que. se ha encontrado que para la misma diicultad de ejecución. tornos paralelos. ejemplo No. la tolerancia depende de la calidad. se cuentan ma quinas tales como el torno revólver. 1 teniendo en ambos casos la misma c alidad 5. con las cuales pueden obtenerse calidades de 5 adelante. es una un ción de tipo parabólico. NO TA: MICRA = 0. En la siuiente tabla se dan los valores de las calida des que pueden obtenerse con distintas maquinas en buen estado. En los procesos de manuactura por maquinado. MAQUINA Tomo paralelo clásico To rno revólver Torno semiautomático Torno vertical Torno automático monohusillo Torno a utomático multihusillo Fresadora vertical Fresadora horizontal CALIDAD 7 98 87 87 97 97 7 7 198 . puede tener 28 distintas posiciones. representada cada una por medio de letras: Mayúscul as para aujeros y minúsculas para árboles. cremallera Talladora por mortaj ado Talladora tipo Gleason Rectiicadora de enranes Rasuradora de enranes Rect iicadora plana Rectiicadora de revolución Rectiicadora sin centros 7 8 8 87 98 7 11 7 11 7 7 7 7 7 79 87 65 65 64 65 65 La tolerancia para cada escalón o intervalo de dimensiones en el “SISTEMA ISO”. 7. Para el caso e los aujeros.Fresadora universal Fresadora de control numérico Cepillo de codo Cepillo de mesa Mortajadora Brochadota Taladradora de columna: con broca con escariador Taladrad ora radial: Con broca con escariador Talladora c/resa plana de módulo Talladora c /resa madre Talladora c/hta. las primera s letras del Alabeto representan a la posición de la tolerancia siempre por encim a de la dimensión nominal. 199 . seún se puede apreciar en la Fi. piñón Talladora c/hta. Ahí mismo se puede ap reciar que el aujero H representa la posición de la tolerancia con desviación iner ior nula. No. Mientras que el árbol “h” tiene desviación superior nula es decir coincide con la Línea Cero.8 DESIGNACION DE LA TOLERANCIA Al desinar la tolerancia. 9). primero se indica el valor de la dimensión nominal. En la misma Fi. 200 . indican que su tolerancia esta siempre por de bajo de la Línea Cero. la representa ción mostrada en la Fi. 8. 7. Con el objeto de simpliicar y tener más sintetizados éstos conceptos.La LÍNEA CERO O LÍNEA DE DESVIACIÓN nula (Ver Fi. se sustituye por la mostrada en la Fi. La Fi. En ésta s e considera que el eje de la pieza esta debajo de la línea cero. des pués la letra que representa la posición de la tolerancia y inalmente el número que i ndica la calidad o rado de precisión necesaria. y los árboles representados con las ultima s letras del Alabeto representan posiciones de la tolerancia siempre por encina de la Línea Cero. 7) nos representa la dimensión nomina l. 7 los aujeros representados con las ultimas letras. Para los árboles la s primer letras del Alabeto representan a la posición de la tolerancia siempre po r debajo de la “Línea Cero” (Ver Fi. # 9 nos representa esquemáticamente las posibilidades que d el Sistema ISO para las posiciones de la tolerancia en aujeros y árboles 6. 201 . 1). y u na calidad 7. 202 . con una dimensión nominal de 40 mm. indica por la letra may que se trata de a ujeros cuya tolerancia tiene una posición H. — La representación 40H7.Ejemplo No. En la Tabla II, se indican valores en micras de desviaciones para aujeros y árbol es más usuales, en mecánica eneral. Relacionando el ejemplo anterior con esta tabla , a 40H7 corresponden las + 25 + 0.025 desviaciones por lo que 40H7 . Por tanto esto indica que la dimensión 0 0 nominal (Desviación Inerior Nula), mientras que la máxima es iual a 40.025. Ejemplo No. 2). La representación 806 indica, por la letra minúscula, que se trata de árboles cuya tolerancia tiene una posición “”, con una dimensión nominal de 80 mm., y una calidad 6. Observando en la Tabla II este ejemplo, a 806 corresponden los valores − 30 − 0.030 por lo que 806 = 80 . Esto indica que estos árboles tienen Límites − 49 − 0.049 tales que su dimensión real o eectiva deber ser siempre menor a 80. 203 204 6.9 AJUSTES Cuando dos piezas que se ensamblan tienen la misma dimensión nominal, se dice que se trata de un “ajuste” Ajuste con jueo. Es aquel que aseura siempre un jueo. Es decir, la zona de t olerancia del aujero esta enteramente por encima de la zona de tolerancia del árb ol. (Ver Fi. 10a). 205 Ajuste incierto. Es aquel ajuste que puede dar a veces jueo, y a veces apriete . Es decir, las zonas de tolerancia del árbol y el aujero se traslapan. (Ver Fi. l0b). Ajuste con apriete. Es aquel ajuste que aseura siempre un apriete. Es decir, l a zona de tolerancia del aujero esta enteramente por de bajo de la zona de tole rancia del árbol. (Ver Fi. l0c) 206 EL SISTEMADEL AGUJERO NORMAL. Y.….SISTEMAS PARA LOGRAR AJUSTES Por sencillez y economía se han establecido dos ajust es. El sistema del aujero normal toma como base el aujero H. El ajuste exacto se 207 . . . un ajuste exacto se lora al combinar H con h. p. b. Así por ejemplo se lora jueo al combinar el aujero H con cualquiera de los árboles a. r. Estos son: a). sistemas para lorar El sistema del árbol normal toma como base el árbol tipo h y se lora el ajuste dese ado al combinarlo con el aujero mas indicado. y se lora el ajust e al combinarlo con el árbol más indicado. b). . . (Ver Fi. Por ejemplo.…G. EL SISTEMA DEL ARBOL NORMAL . el ajuste con jueo se lora al combinar h con los aujeros: A. De la mi sma manera apriete al combinar H con n. 9 y 11). C. c. B.. zc. La razón es que es más ácil variar las dimensiones de un árbol que de un aujero. (Ver Fi. 12) De estos dos sistemas el más utilizado es el del “aujero normal”. La tabla III muestra una serie de ajustes que se recomiendan para uso en mecánica eneral. 208 . P.…ZC. S. R.lora al combinar h con el aujero H. Y el apriete se lora al combinar h con lo s aujeros N. 6. H 7 la tolerancia para el aujero y 6 la tolerancia para el árbol. desde el punto de vista económico y basándonos en lo anteriormente expuesto se r ecomienda emplear tanto en árbol como en aujere. después la tolerancia para el aujer o y inalmente la tolerancia para el árbol. es necesario indicar primer o la dimensión nominal (común a las dos piezas) . la peor calidad posible que perm itan su correcto uncionamiento. 209 . 300 y 300 y 300H7 6. Ejemplo: Sea 300 la dimensión nominal. e6 Para los ajust es. entonces el ajust e se puede indicar como siue: 300 H7 H7/ 6.10 DESIGNACION DE AJUSTES Para desinar un ajuste. Ahora bien. 210 .11 EJEMPLOS DE AJUSTES A continuación se dan alunos ejemplos objetivos para la mejor comprensión y aplicación de los conceptos involucrados en este tema. 13). 60 H6/e5 . Ejemplos: 60 H7/6 . entre las ca ras que comprenden la dimensión nominal de 200 mm. una cali dad inmediata inerior a la calidad del árbol. (Ver Fi. 60 H5/4 6. Ejemplo 1 : Se desea que entre las piezas 1 y 2 existan los — siuientes ajustes. Por lo cual se recomienda asociar a la calidad dada al aujero. normalmente se pueden conseuir mejorar calidades en árboles que en a ujeros. B).072 0 Aujero (pieza 1): 200 H8 = 200 Árbol (pieza 2): 200 e8 = 200 − 0. Entonces se puede indicar este ajuste tal como lo muestra la Fi. Ajuste con apriete mediano. Las tolerancias que implica el ajuste de estas piezas se pueden obtener de la ta bla II.100 − 0. Auxiliándonos en la tabla III.A). Caso A). 14 a. tomamos el ajuste H8/e8 recomendado para “ju eo mediano”.172 211 . + . Ajuste con jueo mediano. 900 = 0. 14b y 14c. 212 .072 199. Entonces se puede indicar este ajuste tal corno lo muestra la Fi . De la tabla III. 15a.244 JUEGO MINIMO = 200.828 = 0. los cuales pueden encontrarse de acuerdo a las siuientes expresiones: JUEGO MAXIMO = DIMENSION MAXIMA DE 1 = DIMENSION MINIMA DE 2 JUEGO MINIMO = DIME NSION MINIMA DE 1 = DIMENSION MAXIMA DE 2 Sustituyendo en estas expresiones los valores correspondientes se tiene: JUEGO MAXIMO = 200. Es evidente que existirán jueos máximos y mínimos posibles en este ajuste.10 0 Caso B).Por tanto cada pieza puede estar acotada como se muestra en la Fi.000 199. tomamos el ajuste H7/p6 recomendado para “ajuste con a priete mediano”. Las tolerancias que implica el ajuste de estas piezas se pueden indicar individu almente de la siuiente manera: Por la tabla II. 213 . se tiene + 0.079 + 0.46 0 Aujero (pieza 1) = 200 H7 = 200 Árbol (pieza 2)= 200 p6 = 200 + 0. 15b y 15c.050 Por tanto cada pieza puede estar acotada como se muestra en la Fi. (En este dibujo s e indicó el jueo exaerado únicamente por claridad. (Ver Fi. 16).004 Ejemplo 2: Conocidas la dimensión de la pieza 1 y el jueo permitido con la pieza 2. En un dibujo ormal no es nec esario hacerlo) 214 . calcular las dimensiones límite de la pieza 2.079 = 0.Es evidente que existirán aprietes máximos y mínimos posibles en este ajuste (200 H7/p 6).000 200.079 APRIETE MINIMO = 200.050 = 0. los cuales pueden encontrarse de acuerdo a las siuientes expresiones: APRIE TE MAXIMO = DIMENSION MINIMA DE 1 = DIMENSION MAXIMA DE 2 APRIETE MINIMO = DIMEN SION MAXINAMA DE 1 = DIMENSION MINIMA DE 2 Sustituyendo en estas expresiones los valores correspondientes se tiene: APRIETE MAXIMO = 200.046 200. tenemos que el jueo máximo = 0.Solución: De los datos de la Fi. así como la dimensión 300. 16.6 y el mínimo = 0.2. Entonces se puede calcular las dime nsiones límite de la pieza 1 como siue: JUEGO MAXIMO = DIMENSION MAXIMA DE 2 DI MENSION MININA DE 1 …………………………………………………………….0.1 de la pieza 2.6 = 300 .9 + 0..5 de (2) despejamos y sustituimos valores DIMENSION MINIMO DE 2 = DIMENSION MAXIMA DE 1 + 1 JUEGO MAXIMO 215 . (1) JUEGO MINIMO = DIMENSIÓN MININA DE 2 DIME DIMENSION MAXIMA DE 2 = DIMENSION MININA DE 1 + JUEGO MAXIMO = 299. Circularidad 216 .3 + 0 . Cilindricidad 4.3 Por tanto las dimensiones límite en la pieza 2 pueden acotarse con 300 6.12 TOLERANCIAS DE FORMA Y DE POSICION SEGUN NORMA NFEC4121 TOLERANCIAS DE FORMA O INDEPENDIENTES 1. Planicidad 2.5 + 0 . Rectitud 3.2 = 300.1 + 0.= 300. — Paralelismo 3. — Simetría 217 . — Inclinación 2.TOLERANCIAS DE POSICION O DEPENDIENTES 1. — Perpendicularidad 4. — Coaxia1idad 6. — Posición 5. — 0.13 TOLERANCIAS DE FORMA Y/O POSICION QUE AFECTAN A LAS SUPERFICIES CILINDRICAS NOMBRE Y SIMBOLO: 1. NOMBRE Y SIMBOLO: 2.6.02 indica la mayor distada admisible entre todos los puntos de la eneratriz y su envolvente. El eje de la pieza debe estar comprendido en cilindro envolvent e de diámetro máximo 0. ESPECIFICACION. ESPECIFICACION. — Rectitud de un eje. — Rectitud de una línea. 218 .04. — 0. entre cualquier punto de la línea considerada y su círculo envolvente . NOMBRE Y SIMBOLO: 4. NOMBRE Y SIMBOLO: 4. — Coaxialidad 219 .NOMBRE Y SIMBOLO: 3. — Circularidad ESPECIFICION.02 indica la mayor distancia radial admisible entre todos los puntos de la supericie externa y su cilindro envolvente. — Cilindricidad ESPECIFICACION: 0.05 indica la mayor distancia r admisible en el plano de sección qu e la contiene. ESPECIFICACIÓN. 6. Planicidad 220 . 1.14 TOLERANCIAS DE FORMA Y / 0 POSICION QUE AFECTAN A LAS SUPERFICIES PLANAS NO MBRE Y SIMBOLO. El eje del cilindro de Ø 20h8 deberá permanecer en el interior de un cilindro de Ø 0.02 cuyo eje este conundido (el mismo) con el eje del cilindro de Ø 128 tomando como reerencia. *Si no se especiica con la cota quiere decir que se debe veriicar toda la supericie. y en posición cualquiera. 2. NOMBRE Y SIMBOLO. La medida se eectúa sobre una supericie c uadrada de lado 100mm.05 indica la mayor distancia admisible entre cualquier punto d e la supericie y su plano envolvente. Inclinación 221 .ESPECIFICACION. — 0. — Sea A la supericie de reerencia. Paralelismo ESPECIFICACION. 4. NOMBRE Y SIMBOLO. Simetría 222 .0 8 indica la mayor distancia admisible entre cualquier punto de la supericie a v eriicar y el plano B. NOMBRE Y SIMBOLO. B el plano auxiliar inclinado a 45° con relación al eje de la supericie A y sobre la supericie a veriicar. 3.ESPECIFICACION.05 indica la mayor distancia admisible entre cualquier punto de la supericie a veriicar y el plano B. 0. 0. 10 y dispuestos simétricamente con relación al plano m edio del cilindro.ESPECIFICACION. — El plano medio de la ranura debe estar comprendido entre los dos planos paralelos distantes 0. NOMBRE Y SIMBOLO. Perpendicularidad 223 . 4. 0. El eje de cada aujero deberá permanecer en el interior de un cili ndro de posición teórica ideal y con un diametro iual a la tolerancia de posición (0. 05). Posición de ejes paralelos ESPECIFICACIÓN.ESPECIFICACION. m de 0. NOMBRE Y SIMBOLO. El eje de un aujero no podrá desplazarse.025 de la posición teórica de inida por las cotas correspondientes. 5.05 indica la mayor distancia admisible entre cualquier punto de la supericie a veriicar y el plano B. 224 . el valor reistrado es un valor lobal en el cual están incluido s los deectos de circularidad y coaxialidad para el alabeo radial y los deecto s de planitud y perpendicularidad par el alabeo axial. las tolerancias de orma y de posición anteriormente vistas. pues en ella están implícitas otras tolerancias. siempre y cuando se le utilice correctamente. Ver iuras siuientes. Esta orma de toleran cia da una idea m directa sobre los criterios de aptitud de empleo y de veriica ción entre puntos. so n ventajosamente reemplazadas por la tolerancia de alabeo. La tolerancia de alabeo representa la variación máxima a dmisible del desplazamiento. Es necesario hacer notar que en el caso de una especi icación de alabeo. del elemento por controlar alrede dor del eje de reerencia. sea radial ó axial.15 TOLERANCIA DE ALABEO Para las supericies de revolución y en especial a piezas que uncionen irando al rededor de un eje. 225 .6. se aislé al máximo el deecto de planitud.) En el caso de una especiicación de perpendicularidad es ne cesario para determinar con exactitud el deecto real. se aíslen al máximo los deectos de circularidad (ovalizac ión. 226 . etc. polionización.En el caso de una especiicación de coaxialidad es necesario para determinar con e xactitud el deecto real. coaxialidad. La tolerancia de alabeo puede limitar los deectos de circularidad . planitud y perpendicularidad a condición que la suma de ellos no la exceda. Ej. El alabeo radial no debe ser mayor a 0.l mm en cada plano de medición durante una vuelta completa alrededor del eje común de reerencia de las supericies A y B 227 .DEFINICION Alabeo radial La zona de tolerancia está limitada en cada plano perpend icular al eje de reerencia por dos círculos concéntricos centra dos sobre dicho eje donde la dierencia entre sus radios es de t. Alabeo axial La zona de tolerancia está limitada para cada punto de medición. por do s circunerencias a una distancia t una de la otra sobre el cilindro por control ar.1 mm sobre cada cilindro por contr olar durante una revolución completa alrededor del e de la supericie D. Ej.16 RUGOSIDAD O ESTADO SUPEFICIAL Para eectuar el estudio de la ruosidad. los cuales son los siuientes: 228 . 6. El alabeo axial no debe ser mayor a 0. es necesario mencionar los dierentes tipos de tolerancias. 229 . 4) Ruosidad. así como el hecho de obtener partes mecánicas de alta precisión ya sea que se utilicen como patrones o como constituyentes de ma quinaria y equipos inos. el comportamiento ent re partes mecánicas sometidas a ricción. Por ser de mayor importancia para el curso. planicidad. (Paralelismo. proviene de las necesidades de tener supericies con rado d e ruosidad controlado de modo de poder llear a predecir. La necesidad de alún método de medición del acabado supericial para alunas operac iones de maquinado.1) Dimensionales. (Norma del aujero y del árbol Normal) TOLERANCIAS 2) De orma. (Rectitud. perpendiculari dad). 1) Comparadores viso táctiles METODO DE MEDCIÓN 2) Con microscopio 3) Con instrument o electrónico. concentridad). 3) De posición. se discute a continuación la ruosidad . El ampliicador recib e el voltaje del trazador.La unidad electrónica consiste de un trazador (portapalpador) que convierte los mo vimientos verticales de la punta del palpador en un pequeño voltaje variable que uarda cierta relación con la irreularidad de la supericie. Las lecturas pueden ser dos: 1). o bien. Ilustremos lo anterior con un ejemplo: 230 .) El valor promedio RCM es preerible ya que proporciona mayor inluencia a las de sviaciones randes de la línea de reerencia y es lieramente mayor que el promedi o aritmético.M. El promedio . A A 2).S.aritmético C L A . El promedio de raíz cuadrática media ( R. lo utiliza para trazar una curva sobre un reistrad or. lo ampliica y lo entrea directamente sobre el medid or en micropuladas. Seún el promedio aritmético: a=4 b = 19 c = 23 d = 16 e = 31 .3μ ⋅ pu lg⋅ Ra 13 6 238 231 . = 20 = 27 h = 20 i = 21 j = 13 k = 23 l = 15 m= Pa = 238 = 18. 35 1. 12 5 250 250 63 – 125 16 – 63 18 μm 3. μ pul.0254 – 0.7 μ ⋅ pu lg . Taladrado Rimado Rectiicado Superacabado cepillado.35 6.) n La siguiente tabla muestra los valores de rugosidades que se pueden obtener en l os diferentes tipos de operación: μ m = 0.4064 – 1.001 mm.S.175 0.175 – 6.Según el promedio RCM. resado.6002 0. Torneado.6002 – 3. a2 = 16 b2 = 361 c2 = 529 d2 = 256 e2 = 961 f2 = 400 g2 =72 9 2 = 400 i2 = 441 j2 = 169 k2 = 529 l2 = 225 m2 = 36 5052 Prcm = 5052 = 20.2032 232 . (R.M. 1 se ilustra este acabado para el torneado con herramienta de punta a uda. La aspereza supericial obtenida en una operación de maq uinado puede considerarse como la suma de dos eectos independientes: 1). que es un resultado de la eometría de la herramie nta y del avance. En la Fi. Ra. ASPEREZA SUPERFICIAL IDEAL O TEORICA Esta representa el me jor acabado que se puede obtener de una orma de herramienta y avance y sólo puede conseuir se si se elimina el ilo recrecido. que depende de las irreular idades en la operación. etc. Para eecto del análisis y comparaciones cuantitativas es de utilidad expresar la ruosidad en términos de un solo índice o actor. la vibración.. las imprecisiones en el movimiento de la máquina. — Aspe reza supericial ideal o teórica. se toma en cuenta primero una línea media que divide a la supericie de tal manera que la suma de las áreas bajo la líne a sea la suma de las áreas sobre la línea. ASPEREZA SUPERFICIAL. — Aspereza supericial natural.ORIGEN DE LA RUGOSIDAD Y CALCULOS FUNDAMENTALES. 2). 233 . que mues tra un corte de la supericie en consideración. El índice que comúnmente se usa es el promedio aritmético Ra y se encuentra de la manera siuiente: En la Fi. pero puede mostrarse que la siuiente expresión es bastante aproximada.0321 2 ……………….. 0.(1) 4 Es importante notar que para una supericie que tena irreularidades trianular es uniormes Ra es iual a de Rmax.. Rmax = ………………(2) ct re + ct K re K Sustituyendo (2) en (1) Ra = ………………(3) 4 ct re + ct K re ( K ) Las herramientas de corte están eneralmente ailadas con la punta redondeada y la iura 2 muestra la supericie producida por una herramienta de este tipo en co ndiciones ideales.(4) Ra = re re = radio de punta 234 . La obtención de una ecuación teórica que nos dé Ra para esté tipo de su pericie es mucho más diícil que para el caso anterior.Ra = Area _ abc + Area _ cde = avance como As = Ai Ra = 2 Area _ abc = Rmax ………………. Uno de los principales causantes es el ilo recrecido. mayor aspereza en la supericie producida y que los actores tend ientes a reducir la ricción herramientaviruta y eliminar o reducir el ilo recre cido mejorarán el acabado supericial. Es te puede crecer y romperse continuamente introduciendo las partículas racturadas en la viruta o en la nueva supericie de la pieza. un diente es el 235 . por ejemplo. 3) Ir reularidades en el mecanismo del avance 4) Deectos en la estructura del mecan ismo de avance 5) Formación discontinua de viruta 6) Ruptura del material dé traba jo 7) Daños supericiales causados por el lujo de la viruta. un cambio de herramienta. el carro lonitudinal del torno. Cuando se con sideran las herramientas multiilo ha de tenerse en cuenta que debido a lieras imprecisiones en la construcción de las mis mas o a las imprecisiones del movimien to principal de la máquina herramienta. En la práctica. etc.ASPEREZA SUPERFICIAL NATURAL Los actores que contribuyen a la aspereza natural son: 1) presencia de vibraciones en la máquina herramienta 2) Imprecisiones en l os movimientos de la máquina. Puede esperarse que a mayor ilo recrecido. eneralmente no es posible obtener condiciones exclusivamente de aspereza super icial ideal y normalmente la aspereza supericial natural contribuye en ran par te a la aspereza real. Tales actores serían un incremento en la vel ocidad de corte. de acero rápido por carburo. La discusión anterior se ha lim itado a la aspereza natural producida por la herramienta monoilo. la introdu cción de materiales de corte libre (aceros sulura dos o con plomo) la aplicación de lubricante correcto a velocidades de corte bajas. que desempeña un papel predominante en la eneración de la supericie maquinada. Así e n el resado circular o tanencial la aspereza supericial obtenida bajo condici ones ideales puede calcularse suponiendo que la herramienta tiene un solo diente . De la ecuación 4 0.064 ⎛ Va ⎞ Ra = ⎜ ⎟ d ⎝ n ⎠ 2 d = diámetro de la herramienta 6.17 GRADOS I S O DE RUGOSIDAD Y OTRAS ESPECIFICACIONES COMPARATIVAS. Antes de t ratar la medición de la ruosidad, es importante tener en cuenta que pueden ocurri r otras clases de imperecciones. Estas son llamadas allas supericiales y ondu laciones. Las primeras son irreularidades bastante separadas que se presentan a l azar en la supericie tales como rietas y raya duras. Las ondulaciones son un a orma de imperección reular donde la lonitud de onda es mayor que un valor especiicado (1 mm). Las ruosidades son irreularidades mas inas que las ondul aciones y van superpuestas sobre astas. Pueden usarse instrumentos para obtener un trazado aumentando de las irreularidades supericiales (perilómetros). Este t razado se conoce como peril supericial. Estos instrumentos operan por la ampli icación del movimiento vertical de un palpador que se desliza a través de la super icie, pueden producir además del reistro una tira de papel con una lectura direct a de Ra. 236 Esta se obtiene con un rectiicador de onda completa y un circuito suavizador co nectado a un alvanómetro y la ondulación es eliminada automáticamente por un disposit ivo ruptor de recuencia. La ISO recomienda una serie de valores de ruosidad y sus correspondientes rado s pata ser usados cuando se especiiquen acabados supericiales en los dibujos. Grado de ruosidad N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 μm 0.0254 0.0508 0.1016 0.2032 0.4064 0.8182 1.6002 3.175 6.35 μ pul. 1 2 4 8 16 32 63 125 250 237 FIG.1.Modelo idealizado del acabado supericial para una herramienta con punta auda, donde Kre = ánulo del ilo principal, K r'e = ánulo eectivo del secundario , y : avance; (a) supericie producida; (b) corte a través de las irreularidades supericiales. 238 Fi. 2 Modelo idealizado de acabado supericial para una herramienta con punta r edondeada donde re es el radio de la punta. 239 S. S. CULTURAL Y TECNICA SOBRE MAQUINAS HERRAMIENTAS E DITORIAL GUSTAVO GILI 1990 TEORIA DEL CORTE DE METALES E. STANLEY. D. 1996 MANUAL UNIVERSAL DE LA TECNICA MECANICA TOMO II ERIK OBERG Y F. A. ENSAM CHALONS SUR MARNE FRANCIA 2000 NUEVO MANUAL DEL TALLER MECANICO TOMO I PUBLICADO BAJO LA DIRECC ION DE RUPERT LE GRAND DE FRED H. JO NES EDITORIAL LABOR. 2000 ARTICULOS DESARROLLA DOS POR LOS MIEMBROS DE LA ACADEMIA 2007 FUNDAMENTOS DEL CORTE DE METALES Y DE L AS MAQUINASHERRAMIENTAS. MR. COLVIN Y FRANK A. U. A. BIELLE JACQUES.BIBLIOGRAFIA • TOMOS DE FORMACION PROFESIONAL. BIELLE JACQUES. 1993 • • • • • • • • 240 .1995 ALREDEDOR DE LAS MAQUINASHERRAMIENTAS GERLING EDITORIAL REVERTE. GEOFFREY BOOTHROYD MC GRAW HILL 1998 FASICULO SOBRE T ECNOLOGIA DE MAQUINADO. ENSAM CHALONS SUR MARNE FRANCIA 2000 F ASICULO SOBRE METROLOGIA GEOMETRICA. MERCHANT Y MARTELOTT I MANUFACTURA DE MAQUINAS HERRAMIENTAS CINCINATI OHIO E. A. EDITORIAL LABOR. WILSON. A. M. EDITOR EN JEFE: FRANK W. S. IMPRESIÓN 1996 241 . S. EDITADO POR: COMPAÑÍA EDITORIAL CONTINENTAL. 4. E. REIMPRESION • PRINCIPIOS FUNDAMENTALES PARA EL DISEÑO DE HERRAMIENTAS PREPARADO BAJO LOS AUSPICI OS DEL SUBCOMITÉ PARA LIBROS DE TEXTO Y DEL COMITÉ DE PUBLICACIONES TECNICAS DE LA SOCIEDAD AMERICANA DE INGENIEROS INDUSTRIALES Y HERRAMENTISTAS.6. T. A. 242 .