ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL EJERCITO
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGIA Y MECANICA
PROCESOS DE MANUFACTURA I
INFORME DE LABORATORIO N°7
TORNEADO EXCENTRICO, FRESADO Y PLANIFICACIÓN DE PROCESOS
Realizado por:
Fecha de Entrega
05/06/2012
Segundo Parcial
INFORME DE LABORATORIO Nº 7
1.- TEMA: TORNEADO EXCENTRICO, FRESADO Y PLANIFICACIÓN DE PROCESOS
2.- OBJETIVOS
Objetivo General:
Realizar los procesos de torneado y fresado respectivos a una pieza bajo especificaciones
dadas.
Objetivos Específicos:
Desarrollar la habilidad de planificar procesos de manufactura que involucran más de una
máquina herramienta.
Construir una pieza tipo utilizando las diversas operaciones de torneado y fresado.
Conocer y operar las fresadoras Harrison y Brigeport.
3.- MARCO TEORICO
TORNEADO EXCÉNTRICO
Es la operación con la cual se obtienen cilindros de distintos ejes de giro en una misma pieza.
Clases de excéntricas
Exteriores: cilindros con ejes de giro paralelos
Interiores: agujeros con ejes de giro paralelos y desplazados
Montaje de las piezas para el torneado excéntrico
Frecuentemente hay que trabajar en el torno piezas provistas de salientes, pivotes o taladros
dispuestos excéntricamente.
Las piezas se sujetan generalmente en montajes que hacen posible el desplazamiento arbitrario del
centro de la pieza con respecto al eje de trabajo. En el trabajo en serie se emplean también montajes
en los cuales las piezas no pueden sujetarse sino de tal modo que su centro caiga exactamente a la
distancia correcta del centro de trabajo. El desplazamiento de los centros puede producirse mediante
giro o corrimiento de un plato de sujeción que va soportado en un plato o placa de base. El plato de
sujeción lleva la pieza, mientras que el plato de base va fijado sobre una brida intermedia o sobre el
plato de torno o de arrastre. La fijación en posición de trabajo se produce entonces mediante
clavijas o mediante muescas o entalladuras. La placa de sujeción giratoria o desplazable se sujeta
sobre la placa de fondo, tras el descentramiento y la fijación mediante elementos adecuados de
sujeción. En la construcción de estos montajes hay que tener en cuenta que no solamente se
mantenga la requerida distancia entre centros (excentricidad), o que pueda ajustarse, sino también
que el paralelismo de los dos ejes(centro de la pieza y centro de trabajo) quede garantizado.
Para pequeñas series de piezas se presta el cabezal excentrico de torno que es de múltiples
aplicaciones y ajustable con gran precisión.
En la construcción de montajes para el torneado excéntrico hay que tener en cuenta que debe
mantenerse tan pequeño como se pueda cualquier desequilibrio mediante un contrapeso.
Cuando se trabaja con montajes de torno hay que atender siempre q que las piezas estén sujetas de
modo firme y seguro. Las piezas lanzadas por fuerza centrífuga pueden ocasionar graves accidentes
y producir grandes daños.
Figura 1. Herramientas para torneado excéntrico
Fuente: “La construcción de herramientas” de R.Lehnert
Tipos de montajes excéntricos
El torneado de una pieza excéntrica depende fundamentalmente del montaje o sujeción de
la misma. Como otros problemas mecánicos, cada caso requiere su estudio y análisis
particular. La sujeción o montaje en el torneado excéntrico se puede dividir en tres grandes
grupos:
montaje sobre centros
montaje sobre platos
montaje utillajes especiales
FRESADO
El fresado consiste principalmente en el corte del material que se mecaniza con una herramienta
rotativa de varios filos, que se llaman dientes, labios o plaquitas de metal duro, que ejecuta
movimientos de avance programados de la mesa de trabajo en casi cualquier dirección de los tres
ejes posibles en los que se puede desplazar la mesa donde va fijada la pieza que se mecaniza.
Con el uso creciente de las fresadoras de control numérico están aumentando las operaciones de
fresado que se pueden realizar con este tipo de máquinas, siendo así que el fresado se ha convertido
en un método polivalente de mecanizado. El desarrollo de las herramientas ha contribuido también
a crear nuevas posibilidades de fresado además de incrementar de forma considerable la
productividad, la calidad y exactitud de las operaciones realizadas.
Tipos de fresado
Planeado. La aplicación más frecuente de fresado es el planeado que tiene por
objetivo conseguir superficies planas. Para el planeado se utilizan generalmente
fresas de planear de plaquitas intercambiables de metal duro, existiendo una gama
muy variada de diámetros de estas fresas y del número de plaquitas que monta cada
fresa. Los fabricantes de plaquitas recomiendan como primera opción el uso de
plaquitas redondas o con ángulos de 45º como alternativa.
Fresado en escuadra. El fresado en escuadra es una variante del planeado que
consiste en dejar escalones perpendiculares en la pieza que se mecaniza. Para ello se
utilizan plaquitas cuadradas situadas en el portaherramientas de forma adecuada.
Cubicaje. La operación de cubicaje es muy común en fresadoras verticales u
horizontales y consiste en preparar los tarugos de metal u otro material como
mármol o granito en las dimensiones cúbicas adecuadas para operaciones
posteriores. Este fresado también se realiza con fresas de planear de plaquitas
intercambiables.
Corte. Una de las operaciones iniciales de mecanizado que hay que realizar consiste
muchas veces en cortar las piezas a la longitud determinada partiendo de barras y
perfiles comerciales de una longitud mayor. Para el corte industrial de piezas se
utilizan indistintamente sierras de cinta o fresadoras equipadas con fresas cilíndricas
de corte. Lo significativo de las fresas de corte es que pueden ser de acero rápido o
de metal duro. Se caracterizan por ser muy delgadas (del orden de 3 mm aunque
puede variar), tener un diámetro grande y un dentado muy fino. Un ejemplo de las
características de una fresa de corte sería el siguiente: diámetro de 200 mm, espesor
de 3 mm, diámetro del agujero de 32 mm y 128 dientes: Fina 128, Gruesa 64.2
Ranurado recto. Para el fresado de ranuras rectas se utilizan generalmente fresas
cilíndricas con la anchura de la ranura y a menudo, para aumentar la producción, se
montan varias fresas en el eje porta fresas permitiendo aumentar la productividad de
mecanizado. Al montaje de varias fresas cilíndricas se le denomina tren de fresas o
fresas compuestas. Las fresas cilíndricas se caracterizan por tener tres aristas de
corte: la frontal y las dos laterales. En la mayoría de aplicaciones se utilizan fresas
de acero rápido ya que las de metal duro son muy caras y por lo tanto solo se
emplean en producciones muy grandes
Ranurado de forma. Se utilizan fresas de la forma adecuada a la ranura, que puede
ser en forma de T, de cola de milano, etc.
Ranurado de chaveteros. Se utilizan fresas cilíndricas con mango, conocidas en el
argot como bailarinas, que pueden cortar tanto en dirección perpendicular a su eje
como paralela a este.
Copiado. Para el fresado en copiado se utilizan fresas con el perfil de plaquita
redondo a fin de poder realizar operaciones de mecanizado en orografías y perfiles
de caras cambiantes. Existen dos tipos de fresas de copiar: las de perfil de media
bola y las de canto redondo o tóricas.
Fresado de cavidades. En este tipo de operaciones se aconseja realizar un taladro
previo y a partir del mismo y con fresas adecuadas abordar el mecanizado de la
cavidad teniendo en cuenta que los radios de la cavidad deben ser al menos un 15%
superior al radio de la fresa.
Torno-fresado Este tipo de mecanizado utiliza la interpolación circular en
fresadoras de control numérico y sirve tanto para el torneado de agujeros de
precisión como para el torneado exterior. El proceso combina la rotación de la pieza
y de la herramienta de fresar siendo posible conseguir una superficie cilíndrica. Esta
superficie puede ser concéntrica respecto a la línea central de rotación de la pieza, o
puede ser excéntrica si se desplaza el fresado hacia arriba o hacia abajo. Con el
desplazamiento axial es posible alcanzar la longitud requerida.
Fresado de roscas. El fresado de roscas requiere una fresadora capaz de realizar
interpolación helicoidal simultánea en dos grados de libertad: la rotación de la pieza
respecto al eje de la hélice de la rosca y la traslación de la pieza en la dirección de
dicho eje.
Fresado frontal. Consiste en el fresado que se realiza con fresas helicoidales
cilíndricas que atacan frontalmente la operación de fresado. En las fresadoras de
control numérico se utilizan cada vez más fresas de metal duro totalmente integrales
que permiten trabajar a velocidades muy altas.
Fresado de engranajes. El fresado de engranajes apenas se realiza ya en fresadoras
universales mediante el plato divisor, sino que se hacen en máquinas especiales
llamadas talladoras de engranajes y con el uso de fresas especiales del módulo de
diente adecuado.
Taladrado, escariado y mandrinado. Estas operaciones se realizan habitualmente
en las fresadoras de control numérico dotadas de un almacén de herramientas y
utilizando las herramientas adecuadas para cada caso.
Mortajado. Consiste en mecanizar chaveteros en los agujeros, para lo cual se
utilizan brochadoras o bien un accesorio especial que se acopla al cabezal de las
fresadoras universales y transforma el movimiento de rotación en un movimiento
vertical alternativo.
Fresado en rampa. Es un tipo de fresado habitual en el mecanizado de moldes que
se realiza bien con fresadoras copiadoras o bien con fresas de control numérico.
Figura 2. Operaciones de Fresado
Fuente: Ingeniería de Sistemas y Automática Tecnología de Fabricación y Tecnología de Máquinas
4.- MATERIALES Y EQUIPOS A UTILIZAR
Materiales
Eje de Aluminio de dimensiones Φ=53.55mm, largo: 91,9mm
Equipos y Herramientas
Cuchillas de desbaste y afinado.
Torno Harrison.
Fresadora vertical Bridgeport.
5.- PROCEDIMIENTO
1. Estudie el plano del eje excéntrico a maquinar, identifique superficies de referencia,
elementos geométricos importantes.
2. Desarrolle un plan para construir el eje.
3. Identifique las herramientas, accesorios y demás elementos necesarios para el montaje y
maquinado del eje en las diferentes máquinas.
4. Establezca un régimen de corte para el maquinado del eje tanto para el torno como para la
fresadora.
5. De acuerdo con su plan prepare el torno y realice el mecanizado correspondiente.
6. Realice la hoja de procesos para la ejecución de las operaciones de fresado.
7. Prepare la fresadora vertical y ejecute los trabajos planificados.
6.- EJECUCION
TRABAJO PRÁCTICO
a) Descripción de Procedimientos de torneado excéntrico y fresado para
planeado.
b) Planos.
c) Hoja de procesos.
Descripción de Procedimientos de torneado excéntrico y fresado para
planeado.
MONTAJE PARA TORNEADO EXCENTRICO
1. Marcar la línea que pase por el del centro de giro principal de la pieza, para nuestro
caso dicho punto se encuentra a 13/16” desde cualquier punto de la circunferencia del
eje.
2. Marcar el punto de ubicación del nuevo centro, para nosotros es a ¼” medido desde el
centro de giro principal de la pieza.
3. Colocar la pieza en el mandril de cuatro muelas y manipular la posición de la sujeción
hasta lograr alinear la pieza al nuevo centro.
4. Tornear hasta lograr un diámetro de 1 1/8” en el eje excéntrico.
MONTAJE PARA PLANEADO EN FRESADORA VERTICAL
1. Colocar la fresa de vástago en el portafresas y ajustar.
Figura 3. Fresas de vástago y portafresa
Fuente: Ingeniería de Sistemas y Automática Tecnología de Fabricación y Tecnología de Máquinas
2. Sujetar la pieza en la mordaza de la mesa de trabajo de la fresadora.
3. Calibrar el cabezal divisor de acuerdo al diseño de la pieza a trabajar y su respectiva
operación de fresado.
4. Verificar alineamientos.
5. Planeado vertical.
ALGUNAS CONSIDERACIONES
Antes de poner la fresadora en marcha para comenzar el trabajo de mecanizado, se
realizarán las comprobaciones siguientes:
1. Que la mordaza, plato divisor, o dispositivo de sujeción de piezas de que se trate,
esté fuertemente sujeto a la mesa de la fresadora.
2. Que la pieza a trabajar está correcta y firmemente sujeta al dispositivo de
sujeción.
3. Que la fresa está bien colocada en el eje y firmemente sujeta.
4. Que la mesa no encuentre obstáculos en su recorrido.
5. Que sobre la mesa de la fresadora no haya piezas o herramientas abandonadas
que pudieran caer o ser alcanzadas por la fresa.
6. Siempre que el trabajo lo permita, se protegerá la fresa con una cubierta que evite
los contactos accidentales y las proyecciones de fragmentos de la herramienta, caso
de que se rompiera. Esta protección es indispensable cuando el trabajo de fresado se
realice a altas velocidades.
3 1/4
13/16 3/4
15/16
1/2
5/16
1
2
1 1/8
1 5/8
3/16
R 9/16
R 13/16
R 1
Tolerancia: 1/128
Acabado:
1.6
DIAGRAMA DE PROCESOS DE LA PIEZA
1’
8’
7’
5’
5’
4’
5’
7’
4’
1’
8’
7’
30’
8’
1
3
2
4
Afilado de cuchilla
Referntar las caras de la pieza
Centrar las caras del eje y refrentar
Inspección de medidas
Montaje de herramientas de
corte
Alineamiento de la herramienta de
corte con la punto fijo
10
Cilindrar a 2pulg las partes correspondientes
según el plano
Cilindrar a 13/16 pulg la parte correspondiente según el
plano
Desmontar la pieza de trabajo y fijar los nuevos el nuevo
centro para el eje excéntrico
Centrar y cilindrar a diámetro 1 1/8 de pulg según el plano
Verificación de medidas
Montar el mandril de cuatro muelas en el torno para el
eje excéntrico
Montar la pieza de trabajo y la porta brocas para realzar el
nuevo centro de eje
Desmontar la pieza del torno y prepara la fresadora para las
planitudes de la pieza según el plano
Barra de Aluminio, de 2,5x3 1/2 pulgada (pieza a trabajar)
7
8
5
6
11
9
14
12
13
Montaje de la pieza a trabajar en el
torno
10’
1’
30’
7’
10’
5’
1’
Tiempo Total: 164 min
Taladrar (Ø1/4mm, Ø5!16mm) 14
Montar la pieza de trabajo en la fresadora
sujetada en el divisor universal
Verificar medidas 10
Realizar el taladrado a diámetro 5/16 a ½ desde la cara
derecha.
15 Fresar las planitudes laterales y el fresado en el
cilindro excéntrico
Montar la pieza de trabajo en la otra posición para realzar
la ranura de 1 pulg y ¼ de pulgada de profundidad
Entregar
16
17
10 Verificar medidas
TORNEADO
VELOCIDAD DE CORTE SEGÚN EL DIÁMETRO EN MM
Fuente: Alrededor de las máquinas herramientas Heinrich Gerling
VELOCIDADES DE CORTE EN TORNO EN PIE Y METRO POR MINUTO UTILIZANDO CUCHILLAS HSS
Fuente: “Tecnología de las Máquinas Herramientas” 5ª edición de Krar / Check
AVANCES PARA DIVERSOS MATERIALES UTILIZANDO CUCHILLAS HSS
Fuente: “Tecnología de las Máquinas Herramientas” 5ª edición de Krar / Check
FRESADO
VALORES DE ORIENTACION PARA N° DE DIENTES Y ÁNGULOS DE CORTE EN
FRESAS HSS
Fuente: Prontuario de metales JUZT
VALORES DE ORIENTACION PARA VELOCIDAD DE CORTE Y AVANCE
Fuente: Prontuario de metales JUZT
VALORES PRÁCTICOS PARA LA VELOCIDAD DE CORTE (v) Y PARA EL AVANCE (s EN mm/min)
Fuente: Alrededor de las máquinas herramientas Heinrich Gerling
7.- CONCLUSIONES
Una pieza de trabajo de material suave permite una alta velocidad de desbaste y afinado en
el torneado.
Para la creación de un eje excéntrico es necesario emplear un mandril de cuatro muelas ya
que este permite el ajuste y alineación requerida para la excentricidad.
En la construcción de un eje excéntrico hay que tener en cuenta que no solamente se
mantenga la requerida distancia entre centros sino también, que el paralelismo de los
mismos quede garantizado para evitar deformidades inesperadas.
El fresado es un proceso más rápido que el torneado.
El planeado es la aplicación más frecuente de fresado y tiene por objetivo conseguir
superficies planas. Para el planeado se utilizan generalmente fresas de metal duro,
existiendo una gama muy variada de diámetros de las mismas.
El fresado en seco es completamente viable cuando se utilizan herramientas de metal duro
(HSS en nuestro caso) con relación al material de la pieza a trabajar (Aluminio en nuestro
caso).
Para un mejor acabado en el fresado es necesario aumentar velocidades de corte a poca
profundidad.
8.- RECOMENDACIONES
Para realizar un eje excéntrico se debe tratar de marcar el nuevo centro de trabajo con el
mínimo error posible, ya que esto afecta de forma relevante a la geometría general de la
pieza.
Cuando se trabaja con montajes de torno hay que atender siempre que las piezas estén
sujetas de modo firme y seguro. Las piezas lanzadas por fuerza centrífuga pueden ocasionar
graves accidentes y producir grandes daños.
Todas las operaciones de comprobación, medición ajuste, etc., deben realizarse con el torno
o fresadora apagados.
La fresadora debe mantenerse en perfecto estado de conservación, limpia y
correctamente engrasada.
Tanto en el torno como en la fresadora las virutas deben ser retiradas con regularidad, sin
esperar al final de la jornada.
9.-BIBLIOGRAFIA
* GERLING, H. “Alrededor de las máquinas herramientas”, editorial Reverté S.A, 1981.
* JUZT “Prontuario de metales”, editorial Reverté S.A, 1984.
* KRAR / CHECK “Tecnología de las Máquinas Herramientas” 5ª edición.
* LEHNERT,R. “La construcción de herramientas”, editorial Reverté S.A., 1979.
* FRESADORA UNIVERSAL, archivo descargado de http://www.slideshare.net/juanitonina/f-r-e-s-a-d-o-
r-a-u-n-i-v-e-r-s-a-l
* OPERACIONES DE FRESADO, archivo descargado dehttp://isa.umh.es/asignaturas/tftm/mecanizado%283%29.pdf
* TORNEADO EXCENTRICO, archivo descargado de http://www.monografias.com/trabajos38/
torneado-excentrico/torneado-excentrico2.shtm