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ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN PROCESOS DE MECANIZACIÓN PROYECTO FABRICACION DE UN ARBOL PARA TRANSMISIÓN ’’ Alumno Kevin Daniel Mirallas Secaira Fecha de Entrega 23 de Agosto del 2013 Profesor ING. MANUEL HELGUERO I Término 2013-2014

PROYECTO IMPRIMIR

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Page 1: PROYECTO IMPRIMIR

ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA

DEL LITORAL FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y CIENCIAS DE LA

PRODUCCIÓN

PROCESOS DE MECANIZACIÓN

PROYECTO

“FABRICACION DE UN ARBOL PARA TRANSMISIÓN ’’

Alumno

Kevin Daniel Mirallas Secaira

Fecha de Entrega

23 de Agosto del 2013

Profesor

ING. MANUEL HELGUERO

I Término 2013-2014

Page 2: PROYECTO IMPRIMIR

Contenido

OBJETIVOS ................................................................................................................................. 3

INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 3

SELECCIÓN DE LAS HERRAMIENTAS DE CORTE ............................................................. 3

CICLO DE FABRICACIÓN ...................................................................................................... 13

Cálculos para Las Rpm de la maquina .................................................................................... 13

Cálculo del tiempo fundamental de mecanizado. ................................................................... 13

CALCULO DEL TIEMPO UNITARIO ................................................................................ 14

PROGRAMACIÓN PARA LA FABRICACIÓN DEL ARBOL PARA TRANSMISION ....... 15

Operación Refrentado Cara A ................................................................................................. 15

Operación Refrentado Cara B (se gira la pieza de trabajo) ..................................................... 15

Operación Desbastado (cilindrado exterior)............................................................................ 16

Operación Ranurado ................................................................................................................ 18

Giramos la Pieza de trabajo (cilindrado exterior del otro extremo) ........................................ 18

SIMULACION EN EL SOFTWARE CIMCO DE LA PROGRAMACION PARA LA

FABRICACION DEL ARBOL PARA TRANSMISION ........................................................... 19

ANÁLISIS DE COSTOS ............................................................................................................ 20

Costo Hombre hora Maquina (Mo) ......................................................................................... 20

Costo del material (Co) ............................................................................................................ 21

Costo de la herramienta (Ho) ................................................................................................... 22

Beneficio (Fo) .......................................................................................................................... 22

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. ..................................................................................... 23

BIBLIOGRAFÍAS ...................................................................................................................... 23

Page 3: PROYECTO IMPRIMIR

OBJETIVOS

Aplicar los conocimientos adquiridos en la materia Procesos de Mecanización

para la construcción de un árbol para transmisión, utilizando un máquina

herramienta Torno CNC.

Realizar el ciclo de fabricación de un elemento mecánico (árbol para

transmisión).

Elaborar la programación mediantes los códigos G para la fabricación del

elemento mecánico (árbol para transmisión).

Seleccionar los parámetros de cortes adecuados para realizar el elemento

mecánico.

Realizar el respectivo análisis de Costo de la pieza en cuestión.

Realizar la simulación del maquinado para la fabricación del árbol para

transmisión y verificar que la programación del elemento mecánico este

correcto.

INTRODUCCIÓN

En el presente proyecto dentro de los objetivos generales de la materia procesos

de mecanización se encontraba como finalidad estar inmersos dentro de un

proceso productivo de un elemento mecánico cualquiera que sea este, en este

caso un árbol para transmisión, donde se tomaran en cuenta aspectos técnicos,

organizacionales e incluso económicos, que son necesarios para elaborar un

correcto proceso productivo de la pieza en cuestión.

SELECCIÓN DE LAS HERRAMIENTAS DE CORTE

Para la Selección de la de la herramientas de corte se debe conocer el material de

la pieza de trabajo a la cual se le realizara el proceso de mecanización, como la

construcción de esta pieza tiene finalidad didáctica con el afán de poner en

práctica los conocimientos adquiridos durante el desarrollo del curso y la pieza

en cuestión no está sometido a fatiga se selecciona el aluminio ASSAB –Prodax

.

Page 4: PROYECTO IMPRIMIR

Procedimiento para seleccionar una herramienta de corte para Tornear. 1 Identifique su operación, el sistema de herramientas y el sistema de sujeción

Defina el tipo de operaciones

- Torneado longitudinal – Perfilado – Refrentado

-Abrir ranuras

Defina el sistema de herramientas

Negativa: - CoroTurn® RC

T-Max P

Positiva: - CoroTurn® 107,

es positivo.

- CoroTurn® 111

- CoroTurn® TR

2 Seleccione la plaquita

- Forma

- Tamaño

- Geometría

- Tipo de operación

- Calidad

3 Datos de corte

Los valores de partida para velocidades de corte y avances para diferentes materiales

aparecen en las etiquetas de la caja de plaquitas

Page 5: PROYECTO IMPRIMIR

Se escoge la CoroTurn 107 Plaquitas positivas,ya que el material de la pieza de

trabajo es dúctil por lo tanto el ángulo de desprendimiento.

Page 6: PROYECTO IMPRIMIR

Mecanizado exterior Elección de la plaquita: forma, tamaño, radio de punta, geometría y calidad

Forma de la plaquita dependiendo de la operación

-La forma de la plaquita debe seleccionarse en función del ángulo de posición y la accesibilidad o versatilidad exigida a la herramienta.

-Deberá seleccionarse el ángulo de punta de la plaquita más grande posible para mayor resistencia y economía

Tamaño de plaquita

Una vez que se tiene el tamaño de la plaquita se va a los insertos y se la selecciona con respecto al radio mínimo que se requiere en la pieza de trabajo que es 0,4 mm, y con el material de la pieza de trabajo aluminio, por lo tanto como el aluminio es un material no

ferroso, mediante el manual SANDVIK este debe estar en el código N.

El inserto que se eligió es CCGX 09 T3 04-AL de un tamaño de 9 mm, con el material

H10, el radio de punat es 0.4mm para que le dé un buen acabado.

Page 7: PROYECTO IMPRIMIR

Una vez seleccionada la herramienta de corte bajo los parámetros establecidos se

procede a seleccionar el tipo de porta-herramientas.

Porta-herramientas

Con el ancho del inserto es 0.9mm se selecciona el diseño de sujeción por tornillo

SCLCR/L 1212F 09-M

Page 8: PROYECTO IMPRIMIR

Velocidad de corte recomendada.

Las recomendaciones son válidas si se utiliza refrigerante.

Nota: La mayoría de las velocidades de corte se recomiendan generalmente para una

duración de la vida de la herramienta de 15 minutos. Para incrementar dicha duración,

consulte la información en la Guía técnica de mecanizado.

H10 (HW) – N15 (N01-N25)

Calidad de metal duro sin recubrimiento. Combina una excelente resistencia al desgaste

por abrasión y agudeza del filo. Para el torneado en desbaste y acabado de aleaciones de

aluminio.

Con el inserto seleccionado para cilindrado Exterior tendremos el rango de la velocidad de corte y el avance

s (mm/rev)=0,15-0,8

vc(m/min)= 450 (560-55)

Page 9: PROYECTO IMPRIMIR

Procedimiento para la Selección de la herramienta adecuada para ranurar.

1 Defina el tipo de operación y el sistema que va a utilizar

Identifique su operación:

- Tronzado

- Ranurado exterior o interior, ranurado frontal, ranurado superficial

- Torneado exterior o interior

- Rebaje, perfilado

y elija el sistema más adecuado. Véase información general.

2 Seleccione la geometría y la calidad de la plaquita

Seleccione la geometría y la calidad de la plaquita.

Seleccione el tamaño de plaquita en la página de pedido correspondiente.

3 Seleccione el sistema de herramientas y el tipo de mango

Elija Coromant Capto® o una herramienta con mango, según las posibilidades

de sujeción en la torreta/husillo.

Seleccione el tamaño de portaplaquitas adecuado en la página de pedido

correspondiente.

El asiento de la plaquita debe corresponder con el tamaño de la plaquita.

4 Seleccione el avance y la velocidad de corte

Busque el avance recomendado para la plaquita seleccionada.

Seleccione la velocidad de corte recomendada.

Los valores de partida para velocidades de corte y avances para diferentes materiales

aparecen en las etiquetas de la caja de plaquitas.

Page 10: PROYECTO IMPRIMIR
Page 11: PROYECTO IMPRIMIR

Se elige el porta inserto N123G2-0300-0004-GF para la parte del ranurado con los

parámetros adecuado.

CLAVE DE CÓDIGOS PARA PORTAPLAQUITAS COROCUT

Page 12: PROYECTO IMPRIMIR

Se eligió el portaherramientas R/LF123G25-25B1, ya que se ajusta a los

parámetros del inserto seleccionado.

Parámetros de la Herramienta de Corte para Ranurar

Mediante la Grafica del Ancho de la Plaquita con respecto al avance se obtiene la

velocidad de corte y el avance recomendado.

s(mm/rev)=0,06 (avance radial)

vc(m/min)= 450 (560-55)

Page 13: PROYECTO IMPRIMIR

CICLO DE FABRICACIÓN

Una vez seleccionada las herramientas de corte se procede a calcular los tiempos

fundamentales de operación.

Dimensiones del eje de aluminio (ASSAB-Prodax)

L=90mm

Cálculos para Las Rpm de la maquina

N: Revoluciones por minuto de la maquina

vc: Velocidad de corte de la herramienta

D: Diámetro respectivo de operación (mm)

‘‘Como no existe esta revoluciones en la maquina se coloca

en una posición menor N=417rpm’’

Cálculo del tiempo fundamental de mecanizado.

L: Longitud de mecanizado (mm)

N: Rpm de la maquina

s: Avance radial (mm/rev)

Cálculos representativos para el Refrentado de la cara A

Datos

Herramienta de corte N15 Inserto CCGX09T3-04.AL

Velocidad de corte Recomendado = 300m/min

Avance radial =0,8 mm/rev

‘‘Como no existe esta revoluciones en la maquina se

coloca en una posición menor N=1900rpm’’

Cálculo del tiempo fundamental de mecanizado.

Page 14: PROYECTO IMPRIMIR

De la misma se procede a realizar los cálculos de las revoluciones por minuto de la

máquina y el tiempo fundamental para cada una de las operaciones de la pieza en

cuestión (Refrentado, taladrado, cilindrado exterior y ranurado).

CALCULO DEL TIEMPO UNITARIO

Para el cálculo del tiempo unitario utilizaremos la siguiente ecuación

Dónde:

: Tiempo total o unitario.

: Tiempo fundamental (arranque de viruta)

: Tiempo de auxiliar =10%tf

: Tiempo de pérdidas reglamentarias=25%tf

: Tiempo de puesto a punto.

N: Número de Piezas

El tiempo puesto a punto es el tiempo necesario para poner en óptimas condiciones para poner

tan el material y la máquina para el proceso de mecanización de la pieza en cuestión y se estima

5min.

El tiempo fundamental de mecanizado “ ” previamente calcula es de 5,46455minutos.

Datos

.

N=1

Page 15: PROYECTO IMPRIMIR

PROGRAMACIÓN PARA LA FABRICACIÓN DEL ARBOL PARA

TRANSMISION

Operación Refrentado Cara A

SETUP

N2 OΦΦΦ1; (Nombre del Programa)

N4 G21 M08; (sistema Métrico, Se enciende la bomba del Refrigerante)

N6 T0101/G54; (Cambio a Herramienta número 1-herramienta para el Refrentado-)

N8 M03 S1900; (Rotar el cabezal en sentido horario con 1900 rpm)

N10 G00 X50 Z0; (Posicionamiento rápido al origen del sistema de coordenadas- se

asumió que el origen está en el centro de la cara principal de la pieza-)

N12 G01 Z-2 F0.1; (Avance lineal en Z son 0.1mm/rev)

N14 G01 X0;

N16 G00 Z0;

N18 G00 X50; (Retorno Rápido al origen del sistema de coordenadas)

N20 G01 Z-4;

N22 G01 X0;

N24 G00 Z-3;

N26 G00 X50;

N28 G01 Z-6;

N30 G01 X0;

N32 G00 Z0;

N34 M 05; (cabezal desconectado)

N36 M30; (Fin del programa)

Operación Taladrado (manual)

Operación Refrentado Cara B (se gira la pieza de trabajo)

SETUP

N2 OΦΦΦ1; (Nombre del Programa)

N4 G21 M08; (sistema Métrico, Se enciende la bomba del Refrigerante)

N6 T0101/G54; (Cambio a Herramienta número 1-herramienta para el Refrentado-)

N8 M03 S600; (Rotar el cabezal en sentido horario con 600 rpm)

N10 G00 X50 Z0; (Posicionamiento rápido al origen del sistema de coordenadas- se

asumió que el origen está en el centro de la cara principal de la pieza-)

N12 G01 Z-2 F 0.1; (Avance lineal en Z son 0.1mm/rev)

N14 G01 X0;

N16 G00 Z0;

N18 G00 X50; (Retorno Rápido al origen del sistema de coordenadas)

N20 G01 Z-4;

N22 G01 X0;

N24 G00 Z0;

N26 G00 X0;

N28 M 05; (cabezal desconectado)

N30 M30; (Fin del programa)

Page 16: PROYECTO IMPRIMIR

Operación Desbastado (cilindrado exterior)

SETUP

N2 OΦΦΦ1; (Nombre del Programa)

N4 G21 M08; (sistema Métrico, Se enciende la bomba del Refrigerante)

N6 T0202/G55; (Cambio a Herramienta número 2-herramienta para cilindrado

longitudinal-)

N8 M03 S1900; (Rotar el cabezal en sentido horario con 1900 rpm)

N10 G00 X50 Z0; (Posicionamiento rápido al origen del sistema de coordenadas- se

asumió que el origen está en el centro de la cara principal de la pieza-)

N12 G01 X48 F0.8; (Avance lineal en X con 0.8mm/rev)

N14 G01 Z-55;

N16 G01 X49;

N18 G01 Z-80;

N20 G00 X50;

N22 G00 Z0;

N24 G01 X46;

N26 G01 Z-55;

N28 G00 X48;

N30 G00 Z0;

N32 G01 X44;

N34 G01 Z-55;

N36 G00 X46;

N38 G00 Z0;

N40 G01 X42;

N42 G01 Z-55;

N44 G00 X44;

N46 G00 Z0;

N48 G01 X40;

N50 G01 Z-55;

N52 G00 X42;

N54 G00 Z0;

N56 G01 X38;

N58 G01 Z-55;

N60 G00 X39;

N62 G00 Z0;

N64 G01 X36;

N66 G01 Z-55;

N68 G00 X37;

N70 G00 Z0;

N72 G01 X35;

N74 G01 Z-55;

N76 G00 X36;

N78 G00 Z0;

N80 G01 X33;

N82 G01 Z-35;

Page 17: PROYECTO IMPRIMIR

N84 G00 X34.5 Z-35.5; (chaflan)

N86 G00 X34;

N88 G00 Z0;

N90 G01 X31;

N92 G01 Z-35;

N94 G00 X32;

N96 G00 Z0;

N98 G01 X29;

N100 G01 Z-35;

N102 G00 X30;

N104 G00 Z0;

N106 G01 X27;

N108 G01 Z-35;

N110 G00 X28;

N112 G00 Z0;

N114 G01 X25;

N116 G01 Z-35;

N118 G00 X26;

N120 G00 Z0;

N122 G01 X24;

N124 G01 Z-35;

N126 G00 X25;

N128 G00 Z0;

N130 G01 X22;

N132 G01 Z-18;

N134 G00 X23.5 Z-18.5; (CHAFLAN)

N136 G00 X24;

N138 G00 Z0;

N140 G01 X20;

N142 G01 Z-18;

N144 G00 X21;

N146 G00 Z0;

N148 G01 X18;

N150 G01 Z-18;

N152 G00 X19;

N154 G00 Z0;

N156 G01 X16 F0.15; (Avance lineal en X con 0.15mm/rev)

N158 G01 Z-18;

N160 G00 X50; (Saca la herramienta a una distancia radial prudente, para poder realizar

el cambio de herramienta)

N162 G00 Z5; (Saco la herramienta a una longitud prudente, para que no choque con el

contrapunto)

N164 M05; (Cabezal desconectado)

Page 18: PROYECTO IMPRIMIR

Operación Ranurado

N166 T0303/G56; (Cambio a Herramienta número 3-herramienta para el ranurado-)

N168 M03 S2000; (Rotar el cabezal en sentido horario con 2000 rpm)

N170 G00 X38;

N172 G00 Z-45 F0.1; (Posicionamiento rápido de la herramienta donde quiero ranurar)

N174 G01 X24 F0.06; (Avance lineal en X con 0.06mm/rev)

N176 G00 X36;

N178 G00 Z-48;

N180 G01 X24;

N182 G00 X36;

N184 G00 Z-51;

N186 G01 X24;

N188 G00 X36;

N190 G00 Z-55;

N192 G01 X24;

N194 G00 X40;

N196 G00 Z5;

N196 M05; (cabezal desconectado)

N198 M09; (Se apaga la bomba del refrigerante)

N200 M30; (fin del Programa)

Giramos la Pieza de trabajo (cilindrado exterior del otro extremo)

Operación Desbastado

SETUP

N2 OΦΦΦ1; (Nombre del Programa)

N4 G21 M08; (sistema Métrico, Se enciende la bomba del Refrigerante)

N6 T0202/G55; (Cambio a Herramienta número 2-herramienta para cilindrado

longitudinal-)

N8 M03 S1900; (Rotar el cabezal en sentido horario con 600 rpm)

N10 G00 X50 Z0; (Posicionamiento rápido al origen del sistema de coordenadas- se

asumió que el origen está en el centro de la cara principal de la pieza-)

N12 G01 X48 F0.8; (Avance lineal en X con 0.1mm/rev)

N14 G01 Z-15;

N16 G00 X50;

N18 G00 Z0;

N20 G01 X46 ;

N22 G01 Z-15;

N24 G00 X48;

N26 G00 X48.5 Z-15.5; (CHAFLAN)

N28 G00 Z0;

N30 G01 X44;

N32 G01 Z-15;

N34 G00 X46;

N36 G00 Z0;

N38 G01 X42;

Page 19: PROYECTO IMPRIMIR

N40 G01 Z-15;

N42 G00 X44;

N44 G00 Z0;

N46 G01 X40;

N48 G01 Z-15;

N50 G00 X42;

N52 G00 Z0;

N54 M05; (cabezal desconectado)

N56 M09; (Se apaga la bomba del refrigerante)

N58 M30; (fin del Programa)

SIMULACION EN EL SOFTWARE CIMCO DE LA PROGRAMACION

PARA LA FABRICACION DEL ARBOL PARA TRANSMISION

Operación Refrentado Cara A

Operación Desbastado (cilindrado exterior)

Page 20: PROYECTO IMPRIMIR

Giramos la Pieza de trabajo (cilindrado exterior del otro extremo)

Operación Desbastado

ANÁLISIS DE COSTOS

Costo Hombre hora Maquina (Mo)

(

)

(

)

Operador:

Dentro de lo que se debe considerar para el costo Hombre hora máquina, tenemos al

salario del operador, que es la parte principal para que funcione la máquina

herramienta.

Además dentro de los rubros correspondientes al operador, tenemos los gastos generales

del operador, donde tomaremos en cuenta, su remuneración, incluyendo sus beneficios

Page 21: PROYECTO IMPRIMIR

de afilición asi como trabajador con derecho a una liquidación, por lo que se lo ha

definido en:

Maquina:

Primero, para la determinción de la máquina herramienta se considerará, un torno que

se encuentra alrededor de los $30 000, que será nuestro valor prima, sin embargo

dicho valor estará atado a una depreciación que viene dado por la formula:

(

⁄ )

Por otro lado, tenemos para la maquinaria sus gastos generales, dentro de este índice

deberemos tomar en cuenta, el precio por el lugar que ocupa la máquina herramienta en

si, además de los valores por mantenimiento de la misma. Cabe recalcar que dentro de

este valor, se incluye todos aquellos procesos por los cuales pasa un pedido antes de

llegar la orden para que sea ejecutada tal cual dada las especificaciones. Por ello se

consideró un gaste general de:

Calculo del costo hombre maquina en 1 hora:

(

) (

)

(

) (

)

Calculo del costo hombre hora maquina:

Costo del material (Co)

Se utilizará un cilindro de aluminio de 50 mm de diámetro y de 90 mm de largo, que por el

precio en el mercado nos da:

Page 22: PROYECTO IMPRIMIR

Costo de la herramienta (Ho)

Ya indicado anteriormente las diferentes herramientas de corte que vamos a utilizar, aclarando

que son herramientas re-afilables tenemos que:

(

)

(

)

Se presentara en una tabla los precios para cada herramienta.

costo ($) # de filos usados

Coro Turn 107 “SCGX 09

T3 04-AL”

6 8

CoroCut 1 y 2 filos “N123G2-0300-

0004-GF”

6 4

Coromant Capto “SCLCR-

L1212F09-M”

200 2000

Coromant Capto “C3-

R/LF123G25-25-25B1”

200 4000

(

) (

)

(

) (

)

Beneficio (Fo) El beneficio depende del 30% del costo total sin beneficio.

Page 23: PROYECTO IMPRIMIR

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. Se puede concluir que se aplicó los conocimientos adquiridos en la materia de

procesos de Mecanización por lo que se pudo elaborar de manera secuencial el

ciclo de fabricación del árbol para transmisión permitiendo una mejor

perspectiva de la pieza que se desea. Es fundamental una buena selección de la

herramienta de corte para obtener un excelente mecanizado. Es tan importante

que esta selección de la herramienta de corte basada en la geometría requerida y

en el material que se desea maquinar; sea buena ya que con eso podemos

corroborar un proceso confiable.

También podemos constatar que los parámetros de corte dentro del proceso de

mecanización son sumamente importantes pues me van a definir el acabado,

además que se pueden optimizar el tiempo fundamental.

La programación en el torno CNC para este elemento mecánico es muy práctico,

y su simulación de igual manera. El CIMCO es una herramienta que nos permite

simular la trayectoria de la herramienta de corte y si existe algún problema nos

ayuda a evitar dichos inconvenientes.

El costo final de este sistema involucra varios parámetros que incluye desde un

costo de material hasta un costo por operación de máquina.

BIBLIOGRAFÍAS

Fundamentos de manufactura moderna por: Mikell P. Groover- capitulo 23.

Catálogos de materiales DIPAC Productos de acero.

Catálogo de herramientas SANDVIK Coromant.

http://www.cimco.com.mx/