ESCUELA SUPERIOR POLITÉNICA DECHIMBORAZO FACULTAD DE MECÁNICA ESCUELA: Ingeniería Mecánica : MATERIA TECNOLOGÌA DE TALLERES : TEMA FOLLETO INGENIERO : CARRERA RIOBAMBA-ECUADOR ESPOCH 1 ESPOCH TECNOLOGUÍA DE TALLER II Contenido Engranajes rectos y datos necesarios para la construcción................................3 Datos para torno y fresadora.............................................................................3 CABEZAL DIVISOR..............................................................................................5 División indirecta.-.............................................................................................5 Análisis de la formula........................................................................................6 Ejercicios........................................................................................................6 DIVISIÓN DIFERENCIAL.....................................................................................7 Error de compensación.....................................................................................7 RELACION DE TRANSMISIÓN...........................................................................8 Designación.......................................................................................................8 Relación de transmisión Simple........................................................................9 Relación de transmisión Compuesta..............................................................10 CASOS............................................................................................................10 CAJAS DE VELOCIDADES Y AVANCES EN LAS MÁQUINAS HERRAMIENTAS................................................................................................13 SISTEMAS DE TRANSMISION..........................................................................15 ESQUEMAS DE DIFERENTES SALIDAS.........................................................15 RENDIMIENTO DE UNA MÁQUINA..................................................................19 Fresado Frontal Para Afilado...........................................................................19 Operaciones para el acabado.........................................................................20 Fresadora grande...............................................................................................23 Avances...........................................................................................................23 Fresadora pequeña............................................................................................23 Avances...........................................................................................................23 Tiempo total de mecanizado.-......................................................................23 Tiempo de corte o de maquinado (Tiempo principal).-................................24 TABLAS..............................................................................................................24 2 ESPOCH TECNOLOGUÍA DE TALLER II Engranajes rectos y datos necesarios para la construcción Torno Fresadora De = Diámetro exterior m = Módulo b = Ancho del diente Z = # de dientes Ǿ del agujero h = altura a1 y a2 = Altura y ancho de cubo de chaveta Pc = π . Dp Z a=m d = 7/6 m Pc Dp = =m π z h = a + d = 6/6 m + 7/6 m = 13/6 m b = 6 – 10 m De = Dp + 2 m Diámetro del agujero en tablas de acuerdo a la De = m . z + 2 m potencia a transmitir (a1 y a2 en tablas) De = m (z + 2) 3 ESPOCH c= Dpr+ Dpp 2 TECNOLOGUÍA DE TALLER II Datos para torno y fresadora a) Rectos ⊥ m=2 Zp = 30 4 i= 3 b) Helicoidales Ejes Paralelos m-n = 3 Zr = 90 α r =20 ° i= 2 3 c) Helicoidales con ejes m-n = 2 Zp = 30 i= 4 5 α p=60° α r =30 ° n1 Z2 4 Z2 120 d) i= n 2 = Z 1 → 3 = 30 → Z 2= 3 = 40 Zp = Zr = 30 Conductora Conducida Zr = Z2 Dep = m (Zp + 2) b = (6 - 10) m Dep = 2 (32) b = 10 . 2 = 20 h = 13/ 6 m = 26/ 6 = 4, 33 Dep = 64 Der = 2 (40 + 2) ∅ Del agujero del piñón = 25 ∅ agujero de la rueda = 30 4 ESPOCH TECNOLOGUÍA DE TALLER II Der = 84 a2 = 8 a1 = 3.2 Torno Dep = 64 Fresadora m=2 b = 20 Zp = 30 ∅=25 Zr = 40 Der = 84 h = 4.33 b = 20 a1 = 3.3 ∅=30 a2 = 8 a1 = 3.2 a2 = 8 2 3 TORNO Der=91.75 b =20 Ǿr =30 DEP =124 b =20 Ǿp =40 5 ESPOCH FRESADORA Mn =2 Zr =38 Zp =30 h =4.33 Pcr =7.25 Pcp =12.56 αp =60° αr =30° a1 =3.7 a1 =3.2 a2 =12 piñón a2 =8 rueda TECNOLOGUÍA DE TALLER II CABEZAL DIVISOR División indirecta.El cabezal divisor está formado por el par cinemático tornillo sin fin y corona helicoidal, además por un disco con agujeros, una lira donde se ubicaran ruedas dentadas y por un mandril o punto donde ira ubicada la pieza a trabajarse. Generalmente el tornillo sin fin es de una entrada y la corona helicoidal es de 40 dientes, por lo que se tendrá que girar la manivela que rueda en el eje del tornillo sin fin, cuarenta vueltas para que a su vez la corona helicoidal de una vuelta en el eje de la pieza. n 1 Z 1=n 2 Z 2 ≫ n1 Zr 40 = = =i n2 Zt 1 Análisis de la formula # vueltas de la conductora (Zt) #vueltas de la conducida (Zr) 40 1 nv=? nv= 1/Z 40 ×1 /Z 40 = 1 Z Nota: En el caso de realizar una división indirecta para dividir la circunferencia de una pieza a fabricarse en partes iguales, el plato con agujeros debe estar fijo y además la corona helicoidal con el tornillo sin fin acoplados Ejercicios Datos: 6 ESPOCH TECNOLOGUÍA DE TALLER II Z=60 nv= 40 40 2 8 16 = = × = Z 60 3 8 24 Disco de 24 agujeros en el cual desplazamos 16 agujeros nv= 40 40 2 2 5 10 = = vueltas= × = Z 60 3 3 5 15 Utiliza disco de 15 agujeros desplazamos 10 agujeros. Datos: Z=124 nv= 40 10 →10 agujeros = 124 31 → discode 31 Datos: Z=20 nv= 40 =2 vueltas 20 Datos: Z=13 nv= 40 40 3 120→ desplazo = × = 13 13 3 39→ disco 3 vueltas + 3 → agujeros 13 → disco Datos: Z=22 nv= 40 40 20 = = Z 22 11 (1+ 119 ) vueltas 7 ESPOCH 1+ 27 → agujeros 33 → disco TECNOLOGUÍA DE TALLER II 4 5 DIVISIÓN DIFERENCIAL La división diferencial se emplea cuando las divisiones en la pieza no pueden ser realizadas mediante los sistemas de división directa o indirecta. Para realizar esta división el disco agujereado debe estar suelto. Fig1 Datos: z=59 z ´ =60 Nv= 40 40 = z 59 i= n1 z 2 40 = = n2 z 1 1 i= 40 1 z ´ puede ser<o> a z Nv= 40 40 2 6 12 = = x = z ´ 60 3 6 18 Nv= 12 18 ⇒ Fig1. División diferencial Desplazamiento Disco Error de compensación Si i= n3. . z3 =n4 . z 4 n3 z 4 = n4 z 3 n4 =n−n ´= 8 ESPOCH 40 40 − z z´ TECNOLOGUÍA DE TALLER II 1 1/ z 1/z 1/ z z´ n3= ⇒ = = = z 40 40 40 z ´ −40 z 40(z ´ −z ) 40( z ´ −z) − z z´ zz ´ zz ´ ⇒ z4 z´ = z3 40( z ´ −z) Ruedas ⇒ Conductoras Conducidas ⇒ z3 40( z ´ −z) = z4 z´ Fig2. Disco de 18 agujeros Entonces: z3 40(60−59) z 3 2 12 24 = ⇒ = x = z4 60 z 4 3 12 36 ⇒ Conductora Conducida Si z ´ > z ⇒ El mismo sentido de giro :manivela−disco( horario) Si z ´ < z ⇒ El mismo sentido de giro :manivela−disco( antihorario) 6 RELACION DE TRANSMISIÓN La relación de transmisión (i) es una relación entre las velocidades de rotación de dos engranajes conectados entre sí. Designación CARACTERÍSTICA > # de dientes (más grande) < # de dientes (más pequeño) RECTOS Rueda Piñón ENGRANAJES CÓNICOS Corona Piñón Conductora = impar Conducida = par 9 ESPOCH TECNOLOGUÍA DE TALLER II n1 . z 1=n 2 . z 2 n1 . D1=n2 . D 2 i= → → n1 z 2 = n2 z 1 n1 D2 = n2 D1 n1 z 2 D 2 N ¿ de vueltas Conductora = = = → n2 z 1 D 1 D ¿ de vueltas Conducida Por lo tanto: n1 z 2 D 2 Conductora = = =i= n2 z 1 D 1 Conducida n1 . z R=n 2 . z P i= n1 . z P=n2 . z R n1 z P = n2 z R i= n1 z R = n2 z P Relación de transmisión Simple Cuando un mecanismo se transmite directamente entre dos ejes 10 ESPOCH TECNOLOGUÍA DE TALLER II Ruedas parasitarias: # Par: Sentido contrario # Impar: Mismo sentido n1 . z 1=n a . z a i a= n1 z a = na z 1 na . z a=nb . z b i b= na z b = nb z a nb . zb =n2 . z 2 ic = nb z 2 = n2 z b i=i a . i b .i c i= n1 na nb z a z b z 2 = = = = = na nb n2 z 1 z a zb i= n1 z 2 = n2 z 1 → Las ruedas parasitarias no influyen enla relaciónde transmision Relación de transmisión Compuesta n1 . z 1=n 2 . z 2 i= n1 z 2 D 2 = = n2 z 1 D 1 n3 . z 3=n4 . z 4 i= 11 ESPOCH n3 z 4 D4 = = n4 z 3 D3 TECNOLOGUÍA DE TALLER II n5 . z 5=n6 . z 6 i= n5 z 6 D6 = = n6 z5 D5 Transmisión doble z 1+ z 2 > z 3 ; z 3 + z 4 > z 5 T= n1 n 3 n 5 Z 2 Z 4 Z 6 Dp 2 Dp 4 Dp 6 × × = × × = × × n2 n 4 n 6 Z 1 Z 3 Z 5 Dp 1 Dp 3 Dp 5 M =¿ n1 n¿ 6=¿ nsalida =n 5 n¿ 2=¿ n 3 n¿ 4=¿ n 5 n¿ iT = n1 Z 2 Z 4 Z 6 Dp 2 Dp 4 Dp 6 = × × = × × n6 Z 1 Z 3 Z 5 Dp 1 Dp 3 Dp 5 1 Z 1 Z 3 Z 5 Conductoras = × × = iT Z 2 Z 4 Z 6 Conducidas iT = n1 Z 2 Z 4 Z 6 = × × n6 Z 1 Z 3 Z 5 n salida= n motor 1 =nmotor × iT iT n salida=Frecuencia rotacional de Salida CASOS 1.-Cuando en la transmisión no existen poleas 12 ESPOCH TECNOLOGUÍA DE TALLER II n salida=nmotor × 1 Z1 Z 3 Z 5 =nmotor × × iT Z2 Z 4 Z 6 2.-Cuando en la transmisión existen poleas n salida=nmotor × 1 Z1 Z 3 Z 5 × 0.985=n motor × × × 0.985 iT Z2 Z 4 Z 6 Relación de Transmisión simple con poleas (Motor 1500 rpm ⊘1=10 ) n1 D2 1500 5 = =i= = n2 D1 n2 10 i= n2= 1500 5 = 3000 10 1500 ×10 =3000 rpm 5 Relación de Transmisión compuesta o doble con poleas n1 D1=n2 D2 13 ESPOCH i 1= n1 D 2 = n2 D 1 TECNOLOGUÍA DE TALLER II i 2= n5 D5=n6 D6 i 3= iT= N 4 =N 5 n1 D2 D4 D 6 ¿ de vueltas de laconductora = = n6 D1 D3 D 5 ¿ de vueltas de la conducida Z 1 + Z 2 > Z 3 y Z 3 + Z 4 > Z2 nm it ¿ ns =¿ D2 D1 n5 D 6 = n6 D 5 n1 n3 n 5 D2 D 4 D6 × × = n2 n 4 n 6 D1 D 3 D5 N 2=N 3 iT = n3 D 4 = n4 D 3 n D3=n 4 D 4 i= D 4 D6 D3 D 5 5 Conductora D1 9 Conducida D6 ns = n m ¿ D1 D3 D5 D2 D4 D6 0,9 Relación de transmisión por medio del par cinemático de reducción Tornillo sin fin; corona helicoidal. n 1zt = n2zn n1 Zn i ¿ n2 = Zt N D ¿ de Vueltas Conductora ¿ de Vueltas Conducida ¿ ¿ n motor 100 RPM 100 i ¿ n salida = n salida = 2 n salida = 14 ESPOCH 1000 x 2 100 = 20 RPM TECNOLOGUÍA DE TALLER II . Par cinemático: rueda dentada y cremallera Cremallera m= Pc π m= Pc π = Dp Z ∞ ∞ Rueda m= Pc Dpn = π Zn Longitud de desplazamiento = n x Zdientes desplegados x Pc Transmisión tornillo tuerca Tornillo de una entrada Longitud de desplazamiento = n x Ph Tornillo de dos entradas Longitud de desplazamiento = n x 2Pc Tornillo de tres entradas Longitud de desplazamiento = n x 3Pa CAJAS DE VELOCIDADES Y AVANCES EN LAS MÁQUINAS HERRAMIENTAS Para cada número de revolución de salida de principio se necesita una unidad de transmisión (par de engranajes, par de poleas con correa, etc). Un sistema de transmisión de varias salidas requiere por lo tanto de varias unidades de transmisión. Para la construcción de estas unidades deben observarse los siguientes principios: 1) El nivel de los ejes de entrada o salida puede ser igual o desigual Igual nivel 15 ESPOCH TECNOLOGUÍA DE TALLER II Sistema de transmisión Eje de entrada → → Eje de salida Diferente nivel Eje de entrada → Sistema de transmisión → Eje de salida 2) La colección de los pares de engranaje puede ser paralelo o en serie: Serie Paralelo La conexión de los dos principios indicados produce los siguientes sistemas básicos: 1ro) Nivel desigual del eje de entrada con respecto al de la salida (conexión en paralelo). 2do) Nivel desigual (conexión en serie). 16 ESPOCH del eje de entrada con respecto al de salida, TECNOLOGUÍA DE TALLER II 3ro Nivel desigual del eje de entrada y salida (conexión en paralelo y en serie) 4to) Nivel igual conexión en serie y paralelo 17 ESPOCH TECNOLOGUÍA DE TALLER II SISTEMAS DE TRANSMISION ESQUEMAS DE DIFERENTES SALIDAS 1) Bloque simple 2) Bloque doble 3) Bloque triple 4) Bloque doble y bloque simple en paralelo 18 ESPOCH TECNOLOGUÍA DE TALLER II 5) 2 Bloques simples en paralelo n1(1/2) nTs=1+1=2 n2(3/4) 6) 3 Bloques simples paralelo n1(1/2) n2(3/4) n3(5/6) nTs=1+1+1=3 7) 2 Bloques dobles en paralelo n1(1/2) n2(3/4) n3(5/6) n4(7/8) 19 ESPOCH nTs=1+1+1+1=4 TECNOLOGUÍA DE TALLER II 8) Un bloque triple y un bloque simple en paralelo n1(1/2) n2(3/4) n3(5/6) n4(7/8) nTs=3+1=4 9) Un bloque doble y dos bloques simples en paralelo n1(1/2) n2(3/4) n3(5/6) n4(7/8) nTs=2+1+1=4 10) 2 Bloques dobles en serie 20 ESPOCH TECNOLOGUÍA DE TALLER II n1(1/2/5/6) n2(1/2/7/8) n3(3/4/5/6) n4(3/4/7/8) nTs=2*2=4 12 13 1 bloque doble, 1 blogos simple, 1 contramarche en serie n directos = 2 x 1 = 2 n cortomerches = 2 x 1 x 2 x 1=4 nTs = 2 + 4 = 6 Sólidos 21 ESPOCH TECNOLOGUÍA DE TALLER II Bloque doble, 1 bloque triple y 1 contramarche n directos = 2 x 3 =6 n con Corte = 2 x 3 x 2 x 1 = 12 nTs = 6 + 12 = 18 n1= 1,2,5,6,11,12,15,16 n18= 3,4,9,10,13,14,15,16 1 nS= ¿ x motor N1 = 1 nS= ¿ x motor x 0,985 Z 1 Z 5 Z 11 Z 15 1 x x x x 1500 Con contromeches Z 2 Z 6 Z 12 Z 16 min RENDIMIENTO DE UNA MÁQUINA El rendimiento de una maquina se lo representa con la letra griega Ƞ El rendimiento de una máquina va de 0,75 a 0,85 % Ƞ = 0,75 a 0,85 % 22 ESPOCH TECNOLOGUÍA DE TALLER II Fresado Frontal Para Afilado Qn = Avance por vuelta de la fresa (mm) µ1 = Avance por diente de la fresa (mm) Q min = Avance por minuto de la fresa Q min = Velocidad de la mesa mm/min 15 16 Operaciones para el desbaste v c =nπ ∅ m 12.5 vc min n= = =33.157 RPM → teórico π ∅ π ( 0.12 ) 23 ESPOCH TECNOLOGUÍA DE TALLER II nreal =35 rpm→ desbaste QM =u1∗z=0.025mm∗12=0.3 mm Qmin =QM ∗nreal =0.3 mm∗35 Qminreal =12 1 mm =10.5 → teórico min min mm → desbaste min L=B+ D= (1000+120 ) mm=1120 mm 1 min →12 mm x → 1120 mm x= 1120 =93.33 min 12 T p desbaste=93.334∗2=186.668 min T p dedesbaste total=186.668 min L ∗E Qmin 1120 mm T p= = ∗2=186.668 min t mm 12 min Operaciones para el acabado v c =nπ ∅ m 14.5 vc min n= = =38.462 rpm→ teórico π ∅ π ( 0.12) nreal =35 rpm→ acabado QM =u2∗z=0.025 mm∗12=0.3 mm Qmin =QM ∗nreal =0.3 mm∗35 24 ESPOCH 1 mm =10.5 → teórico min min TECNOLOGUÍA DE TALLER II Qminreal =12 mm → acabado min 1 min →12 mm x → 1120 mm x=93.334 min T total =280.002min=4 h 39.6 min 17 18 1.- Calcular de acuerdo a la fórmula el nts nDs = 3x2= 6 nts = nD + ncm nts = 6+0 = 6 2.- Calcular el valor de cada salida y poner en un cuadro las revoluciones de volado y de retardo. 25 ESPOCH TECNOLOGUÍA DE TALLER II ns = nmotor a) 1 it n1=2000 rpm 150 45 30 ∙ ∙ =307,692rpm 450 45 65 n2=2000 rpm 150 45 50 ∙ ∙ =740,740 rpm 450 45 45 n3=2000rpm 150 30 30 ∙ ∙ =153,653 rpm 450 60 65 n4 =2000 rpm 150 30 50 ∙ ∙ =370,369 rpm 450 60 45 n5=2000rpm 150 40 30 ∙ ∙ =246,153 rpm 450 50 65 n6 =2000 rpm 150 40 50 ∙ ∙ =592,591 rpm 450 50 45 b) Con poleas el factor es 0,985 Velocidades de Volado: Velocidades de Retardo 740,740 rpm 307,692 rpm 592,591 rpm 246,153 rpm 370,369 rpm 153,653 rpm Nota: Estas velocidades están representadas en las máquinas herramientas por medio de #s normales. 3.- Calcular los avances por minuto de que dispone el área transversal. n1= 150 25 20 30 2 35 ∙2000 rpm ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ 0,985=36,84 rpm. 450 45 20 30 35 20 1. Avance por vuelta (An).- Es el desplazamiento de la fresa en una vuelta completa, se mide en mm/rev y se representa por (An). 2. Avance por diente (µ).- Es el desplazamiento por una vuelta completa corresponde a cada diente de la fresa. Esto supone que la fresa gira perfectamente centrado para que a cada diente le corresponda el mismo avance. Se mide en mm y se representa por µ. Según lo dicho se tendrá para un avance por vuelta An y Z dientes de la fresa la fórmula: 26 ESPOCH TECNOLOGUÍA DE TALLER II μ= An (mm) Z Este es un valor muy importante ya que determina el material que puede cortar un diente, que depende de la robustez del propio diente y de la resistencia del material. La robustez del diente para un mismo material de la fresa depende de su forma. 3. Avance por minuto (Amin).- Es el desplazamiento rectilíneo en un minuto, se representa (Amin), se expresa en mm/min. n=# de revoluciones del husillo Amin=An∗n=μ∗Z∗n( mm ) min Fresadora grande. Rpm 35/ 70 / 105 / 145 / 190 / 210 / 290 / 380 / 510 / 770 / 1140 / 1540 / Avances L.T. 6 / 24 / 96 / 380 / 17 / 48 / 192 / 760 / V 3 / 12 / 48 / 190 / 6 / 24 / 96 / 380 / L = Avances Longitudinales T = Avances Transversales V = Avances Verticales Fresadora pequeña. Rpm 27 ESPOCH TECNOLOGUÍA DE TALLER II 34 / 70 / 104 / 131 / 184 / 212 / 287 / 377 / 558 / 775 / 1137 / 1540 / Avances L.T.V. 10 / 16 / 22 / 28 / 48 / 58 / 76 / 115 / 155 / 201 / 300 / 420 / Tiempo total de mecanizado.- Para calcular el tiempo de mecanizado se debe considerar los siguientes tiempos. 1) Tiempo de corte o de maquinado (tiempo principal) 2) Tiempo de preparación 3) Tiempo de maniobra Tiempo de corte o de maquinado (Tiempo principal).- Es el tiempo que dura el proceso de arranque de viruta sin participación directa del operario, así como en el fresado plano el tiempo de corte es el que transcurre desde el momento en que el operario termino de conectar el avance mecánico hasta el momento de desconexión (este tiempo es él se tiene en cuenta para la duración de la herramienta entre afilado y afilado). La fórmula general para calcular el tiempo de corte es el siguiente; tc= L ∗I (min) Amin tc = tiempo de corte en min L = desplazamiento necesario de la mesa en mm Amin = avance en mm/min I = # de pasadas TABLAS Numeración de discos de la fresadora del taller Número de agujeros de los discos del cabezal divisor I 49 43 39 33 29 24 22 28 ESPOCH II 51 49 47 43 41 39 37 III 47 41 37 31 27 23 20 IV 49 43 33 29 21 19 17 TECNOLOGUÍA DE TALLER II 19 17 33 31 29 18 15 Número de dientes de las ruedas de la lira del cabezal grande de la fresadora grande Ruedas del cabezal divisor pequeño de la lira de la fresadora pequeña Ruedas del cabezal divisor grande de la lira de la fresadora grande 24 48 28 56 32 64 36 72 40 44 24 56 24 72 86 28 86 100 40 100 32 44 Además fresadoras tienen 48 agujeros y las los cabezales divisores. Serie de agujeros en los discos. normalmente en las diferentes los diferentes discos con diferentes ruedas para la lira de I II II I 29 ESPOCH 15 – 16 – 17 – 18 – 19 20 21 – 23 – 27 – 29 - 3 1 33 37 – 39 – 41 – 43 – 47 49 TECNOLOGUÍA DE TALLER II 22 – 22 -24 – 24 - 28 Ruedas para la 32lira – 36del – 40 - 44 cabezal divisor.48 – 56 – 64 - 72 86 -30 100- 60 - 61 30 ESPOCH TECNOLOGUÍA DE TALLER II