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• Diego Ignacio Silva Vergara

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INFORME TÉCNICO “HOJA DE PROCESOS, PARA LA FABRICACIÓN DE UN BLOQUE EN V”

ALUMNO

: Diego Silva Vergara Brandon nuñez

PROFESOR : Jose Carvallo. F. ENTREGA : CARRERA

: Técnico Universitario Mecánica Industrial

CURSO

: 241

RESUMEN En este informe es dará a conocer el orden de las operaciones necesarias para la fabricación de un bloque en “v”, el material a utilizar y los procesos envueltos en la fabricación. Partiendo del material a usar, se destaca el criterio aprendido en la cátedra de la selección de herramienta según las condiciones requeridas por el plano entregado. Así también los criterios a utilizar en las condiciones de mecanizado requeridas para la fabricación de la pieza y la elección adecuada de las herramientas de corte y de la maquinaria adecuada para la manufactura del bloque en “v” Luego de la selección de herramientas y maquinaria se debe realizar una hoja de procesos. Esta hoja sirve de apoyo para después realizar el trabajo, y posteriormente comenzar la construcción del proyecto si es necesario, En ella se deben describir todos los pasos para la construcción de la pieza que queramos realizar La hoja de procesos consiste en establecer cuál es la secuencia óptima de operaciones a seguir para la construcción de una pieza y el decidir el tipo de herramientas a usar tomando en cuenta las dimensiones de la pieza, es un proceso complejo que requiere de una gran variedad de conocimiento en selección de herramienta y manufactura. OBJETIVOS PRINCIPALES 1. Construir una hoja de procesos para la fabricación de una pieza de taller así como la selección de operaciones necesarias para su fabricación 2. Aplicar las técnicas y criterios para la selección herramientas de corte necesaria en el mecanizado. 3. Considerar especificaciones técnicas y variables de mecanizado para cada operación ( RPM velocidad de corte, velocidad de avance, profundidad de corte, tiempo de mecanizado)

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Fabricación de un bloque en “V” y su respectiva hoja de procesos Un bloque o prisma en “v” es una herramienta usada principalmente para la sujeción de piezas, tiene gran uso en el trazado o marcado de piezas cilíndricas, están fabricados de distintos tipos de aceros El bloque a fabricar esta realizado a base de un acero SAE 1045 Según plano el bloque posee medidas de tolerancia de los +0.4 y +0,8 mm en el ancho, alto y largo de la pieza, además de presentar medidas de perpendicularidad y paralelidad en sus caras necesarias para la función que va a realizar una vez ya fabricado Presenta 2 ranuras en “v” para sujetar piezas de distintas medidas o diámetros Las medidas no toleradas esta n especificadas en la norma DIN 7168 calidad fina

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Orden de operaciones de mecanizado para un bloque en “V” Proceso de Planeado 1. Calcular los parámetros de mecanizado para la herramienta de corte, medir el diámetro de la herramienta y calcular RPM y velocidad de avance a utilizar. 2. Instalar prensa sobre bancada de la fresadora verificando que quede centrada. 3. Utilizar un reloj comparador con base magnética, con la finalidad de nivelar la 4. prensa y realizar el mecanizado de manera precisa. 5. Instalar la pieza a mecanizar (bloque de acero) sobre la prensa 6. Encender la fuente de alimentación de la maquina fresadora. 7. Selección de parámetros de mecanizado en la máquina-herramienta posicionando las palancas para modificar las RPM y el Avance. 8. subir la bancada de la maquina hasta que la pieza roce con la fresa en movimiento 9. Utilizando la condición de usar 2/3 del diámetro, debemos posicionar la fresa, para ello pegamos un pequeño pedazo de papel con aceite o fluido de corte y lo pegamos en una de las caras laterales del bloque, 10. Con la fresa en movimiento, con un movimiento manual y lento acercamos la pieza moviendo la mesa, hasta que la fresa retire el papel, desde esa posición, se quita la manivela para mover la mesa horizontalmente hacia la izquierda. 11. A continuación se instala la manivela y se sube 2,55[mm] la mesa. Se da un movimiento perpendicular hacia el bloque dando los 2/3 del diámetro de la fresa equivalentes a 42 [mm]. 12. Se inicia el movimiento automático hacia la derecha para así desprender el material excedente. Esta operación debe realizarse en las cuatro caras de la pieza, dejando cara una perpendicular a la otra, logrando una forma cuadrada, con medidas de 40+0,8 +0,4 [mm] por lado 13. Para las dos caras restantes, se coloca sobre la prensa una escuadra, y sobre esta, la pieza, para darle perpendicularidad mientras se corta, fijándonos que una de las caras ya mecanizadas de la pieza esté en contacto con la parte vertical de la escuadra. La pieza debe medir de largo 50+0,8 +0,4 [mm].

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Ranurado con fresa de ranurar PDM (8 mm) 1. Instalar la herramienta de corte en la fresadora, debemos asegurarnos que el diámetro del árbol permita la colocación de la fresa. 2. Realizar los cálculos de RPM y avance a utilizar. 3. Encender la máquina, y mover la mesa para que la cara frontal (respecto al operario) de la pieza quede detrás de la fresa. 4. Después se pega con aceite o líquido refrigerante, un trozo pequeño de papel en la cara frontal de la pieza. Se sube la mesa hasta que la fresa quede frente al papel. 5. Se pone en funcionamiento la fresa, y se procede a acercar la cara frontal de la pieza a la fresa con movimiento manual y lento. 6. bajar la mesa y moverla transversalmente para que la fresa quede en el medio de la pieza de acuerdo a las medidas del plano. 7. Centrar la fresa en el bloque, se debe colocar la manivela y subir la mesa 4 [mm]. 8. Luego se procede a colocar el movimiento automático para comenzar con el desprendimiento de material dando una pasada. 9. A continuación retiramos el bloque y lo giramos para mecanizar la cara perpendicular a la ya trabajada. Es necesario volver a centrar la fresa de la misma forma que ya se realizó con la ranura anterior.

Ranurado con sierra de disco PDM (2.5 mm) 1. Se realiza una segunda ranura con un ancho menor en la parte central del bloque por las dos caras restante de la sección cuadrada. 2. Utilizando una fresa sierra de disco de 2.5[mm] también siguiendo las especificaciones del plano hasta obtener una ranura de 8 [mm] y otra de 13[mm] según lo indica el plano 3. Debido a las propiedades de la fresa, es posible realizar una pasada en la ranura de 13 [mm], disminuyendo los tiempos de mecanizado.

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Ranurado de “V” con fresa de ranurar PDM 8 mm 1. Realizar los cálculos de RPM y avance a utilizar. 2. Encender la fuente de alimentación de la maquina fresadora. 3. Posicionar las palancas para modificar RPM y Avance, utilizando los mismos cálculos que utilizamos para dimensionar el bloque. 4. instalar la prensa y ajustar a 45º. 5. Se pone en funcionamiento la fresa, y se procede a acercar el extremo lateral de la pieza a la fresa con movimiento manual y lento. 6. Posicionar el extremo de lateral de la pieza a un punto perpendicular al centro de la fresa, sin hacer contacto entre ellas. 7. Cuando roce la fresa y se desprenda el papel, movemos la mesa con un movimiento horizontalmente hacia la izquierda. 8. Mover la mesa 21.8 [mm] hacia abajo y 21.8 [mm] hacia la pieza, subir la mesa 7,75 [mm]. 9. Activar la bomba del fluido de corte. 10. Colocar el movimiento automático para comenzar con el desprendimiento de material. 11. Volver la pieza con un movimiento horizontal hacia la izquierda, subir la mesa 7,75 [mm]. 12. según plano es un segmento de 15.5 x 15.5 [mm]. Y el ancho de la fresa de disco solo nos permite restar 8 [mm] de ancho, movemos la pieza 8 mm hacia el lado contrario de la pieza de forma perpendicular. 13. Activar el movimiento automático. 14. Para realizar la segunda ranura en “V” utilizar procedimientos 5-6-7 para posicionar la pieza. 15. Mover la mesa 21.8 [mm]hacia abajo y 21.8 [mm] hacia la pieza, subir la mesa 7,75 [mm].

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MAQUINARIA UTILIZADA Fresadora universal modelo FU-TV 152

EQUIPAMIENTO ESTÁNDAR                

Cabezal Universal ISO 40 Guías templadas en los 3 ejes (X, Y, Z) Variación continúa en las velocidades del eje principal. Caja de avances con variación continúa. Avances automáticos en los 3 ejes (X, Y, Z) Avances rápidos en los 3 ejes (X, Y, Z) Volantes de seguridad escamoteables. Protección delantera transversal con chapas telescópicas. Eliminación de holguras en el husillo X para fresado en "avalant". 1 Eje porta-fresas de Ø 27 mm. con tirante de fijación 2 Lunetas para el apoyo del eje porta-fresas. Engrase centralizado automático Lámpara halógena. Sistema completo de refrigeración. Bandeja de recogida de refrigerante. Normas de seguridad (correspondientes sólo a la CE)

Observaciones: se eligió este modelo de fresadora en particular porque cumple con los requisitos necesarios para el mecanizado a realizar, la potencia entregada por el motor es de 5,5kw y según cálculos de potencia realizados más adelante esta dentro del margen adecuado. Se trata de una fresadora universal o mixta que permite utilizar tanto el husillo vertical o árbol horizontal según como se encentre montada y por el tipo de mecanizado a realizar. Este modelo específico de fresadora no entrega el porcentaje de eficiencia del motor, debido a que en la cadena cinemática siempre se presentan perdidas se calculo la eficiencia del motor bajo el criterio del 80 % de eficiencia , que corresponde a 4.4 kw en el husillo o árbol de la maquina. A continuación se presentaran las características completas de la fresadora a utilizar.

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MESA Superficie de trabajo Ranuras en T Giro de mesa en ambos sentidos Peso máximo sobre la mesa CURSOS Curso longitudinal Curso Transversal Curso Vertical MANDRINO Cono del eje porta-fresas Potencia motor principal Diámetro del eje porta-fresas Gama de velocidades Número de velocidades AVANCES Longitudinal y Transversal Vertical AVANCES RÁPIDOS Longitudinal y Transversal Vertical INFORMACIÓN GENERAL peso neto de la máquina Potencia total instalada

1525 x 325 [mm] 3 x 16 x 80 [mm] ± 45º 400 [Kg] 1050 [mm] 330 [mm] 475 [mm] ISO 40 5,5 [Kw] Ø 27 [mm] 35 ÷ 1800 [min-1] variación continua 0 ÷ 1300 [mm/min] 0 ÷ 390 [mm/min] 2050 [mm/min] 615 [mm/min] 2600 [Kg] 9,3 [Kw]

Ilustración 1: Fresadora universal lagunFU-TV 152

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MATERIAL EN BRUTO UTILIZADO

El acero SAE 1045 es de mediano contenido de carbono, es utilizado ampliamente en elementos que requieran mediana resistencia mecánica y tenacidad a bajo costo. Posee baja soldabilidad, buena maquinabilidad y excelente forjabilidad. Es utilizado para todo tipo de elementos que requieren dureza y tenacidad como ejes, manivelas, chavetas,. Puede ser sometido a temple y revenido.

Ilustración 2:barra cuadrada SAE 1045

Las barras de acero SAE 1045 son comercializadas en distintas medidas y por distintas empresas o distribuidoras, se pueden encontrar barras con distintas formas (redonda, cuadrada y hexagonal)

Datos extraídos de la pagina web “Maquimetalltda” empresa ubicada en Santiago, Chile

Observaciones: para la fabricación del bloque en “v” se utilizo una barra de acero SAE 1045 con una medida de 2 pulgadas (50,8 mm) de alto y ancho, las barras de acero solo se comercializan con una longitud mayor muy grande a la medida correspondiente del bloque, se tomo como supuesto para el mecanizado un trozo de barra tronzada con longitud de 60mm.

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PORTA-FRESAS Y PLAQUITAS UTILIZADAS PLANEADO COROMILL 290 modelo R290-063Q22-12M Es una fresa universal para escuadrar que supone una solución económica con cuatro filos de corte por plaquita. Asimismo, es adecuada para el planeado cuando la fijación de la pieza limita el acceso a la hora de mecanizar. En la mayoría de los casos, se trata de una solución rentable con cuatro filos de corte por plaquita, pero que no permite el fresado en rampa. Características principales Diámetro de corte Número de elementos de corte Diámetro de conexión Velocidad de giro máxima

63 mm 5 22 mm 15900 r/min

Observaciones: Se eligió esta herramienta de fresado por su capacidad de generar un planeado eficiente y de alta velocidad, sirve para distintos materiales pero esta principalmente enfocada al planear acero (grupo P) y para fundiciones (grupo K) (ver ilustración 4)

Ilustración 3: coromill 290

Ilustración 4:características coromill

Además de la posibilidad de generar un planeado permite el fresado en escuadra y el fresado de ranuras en condiciones especiales como inclinación de prensa, en esta herramienta las placas poseen un ángulo de 90ª permite generar la ranura en forma de “v” Dentro de las variedades de esta herramienta se obtiene distintos tipo de paso, inestable (l) general (m) y estable (h) la herramienta al ser usada para la operación de desbaste se selección el paso general, en operaciones de desbaste con materiales de alta dureza es mejor utilizar una herramienta estable (h), pero el material a mecanizar en esta ocasión (sae 1045) no presenta gran dureza.

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Ilustración 5: paso herramienta

Ilustración 6: ángulo de placa Se seleccionó un diámetro de herramienta correspondiente a 63 mm, un diámetro no tan elevado para permitir una mayor cantidad de rpm dada la potencia del motor de la fresadora, además de hacer caso a la recomendación de usar 2/3 de la fresa al dar una pasada. PLACA METAL DURA PARA PLANEAR (PMD) Placa utilizada modelo R290.90-12T320M-PH 4030 Características principales Recubrimiento Radio de punta Velocidad de corte (vc) Avance por filo (fz) Grupo

MTCVD 2 mm 185 m/min(170-250) 0.25 mm(0.1-0.3) P(aceros)

Observaciones: Se eligió esta plaquita de metal duro en base a sus características, en materia de placas existen bastantes tipos para satisfacer distintas necesidades, existen placas para operaciones de afino y desbaste como también placas de valor intermedio que sirven para cualquier mecanizado, la placa seleccionada está destinada a desbaste gracias a que posee una baja velocidad de corte y permite un gran avance, posee la denominación PH que corresponde a desbaste. Cada placa se selecciona para un tipo de material y posee un grado o calidad, existen placas multigrado que sirven para variados tipo de material, algunos materiales son el acero (P) el acero inoxidable (M) y las fundiciones (K), la placa seleccionada es solo para un tipo de material específico que corresponde al acero (P) debido a que el bloque a fabricar utiliza un acero SAE 1045. La calidad de la placa corresponde a 4030 que esta destina a desbaste en aceros. (Actualmente con las nuevas generaciones de placas la 4030 ha sido remplazada por nuevos tipos como se muestra a continuación)

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Ilustración 7: Calidades para fresado de aceros Otro parámetro importante al seleccionar una plaquita de metal duro (PDM) es el radio, mientras mayor sea su valor más estable será la herramienta, además determina la calidad superficial que se obtendrá en el mecanizado, a mayor radio peor calidad superficial presentara la pieza, la plaquita seleccionada costa con un radio de 2 mm , este valor está pensado para una operación de desbaste ya que tendrá mayor estabilidad y una calidad superficial regular , la pieza a fabricar solo requiere de una calidad n8. La placa elegida tiene un recubrimiento MTCVD que es un recubrimiento de deposición de vapor químico (CVD) en carburos cementados el cual usa de aglutinantes innovadoras como el Fe y Ni en lugar de Co, este recubrimiento le otorga mayor resistencia al desgaste y temperatura ADAPTADOR CONO DE SUJECIÓN La máquina fresadora al estar en posición vertical posee una conexión al husillo mediante un cono ISO 40, para lograr conectar el porta-fresa es necesario utilizar un adaptador que posea la misma conicidad en el extremo hacia el husillo y que posea el mismo diámetro de conexión hacia la herramienta el cual corresponde a 22 mm. Adaptador para husillo vertical modelo A1B05-40 22 100 Características principales Dirección de la máquina en acoplamiento SO7388.1/DIN69871 -AD/B adaptador central/flange: ISO40 Dirección de la pieza en acoplamiento Arbor -ISO 6462 -A/B (center bolt/washer) adaptador -metric: 22 Arbor -ISO 6462 -A/B (center bolt/washer) 48 mm -metric: 22 Longitud funcional 100 mm Diámetro de conexión 22 mm

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Ilustración 8: adaptador cono de sujeción ISO40

RANURAS DEL BLOQUE EN “V” Ranura de 2,5[mm] COROMIL 329 móldelo 329-125S32-F Es una Fresa para generar ranuras precisas y con una alta velocidad, permite una alta productividad gracias al gran número de plaquitas de la fresa, utiliza fuerzas de corte reducidas, el montaje es directo en el eje, permite el fresado de ranuras de hasta 18 mm. Características principales Diámetro de corte Profundidad de corte máxima Número de elementos de corte Diámetro de conexión Velocidad de giro máxima Ancho de corte

125 mm 18 mm 9 32 mm 3800 r/min 2.5 mm

Observaciones: Se eligió este porta-fresa ya que permite generar ranuras de pequeño espesor como es necesario en la ranura de 2,5 mm del bloque en “v” especificada en plano, este porta-fresa es de los pocos modelos que permiten generar ranuras tan pequeñas hasta llegar a un mínimo de 2mm de ancho de ranura y con una profundidad bastante grande de hasta 18 mm. Según norma ISO es apta para trabajar en gran cantidad de materiales, esto se debe a que las herramientas para ranurar y porta-fresas normalmente no son tan específicos a trabajar un material. Existen 2 variedades de este porta-fresa, la versión “Q” que está destinada a ser utilizada en una fresadora vertical o en su defecto el husillo vertical de una fresadora universal, posee una mango de sujeción incorporado y no utiliza adaptador, también se encuentra la versión “S” que está destinada a ser utilizada de manera tangencial en una árbol de fresadora horizontal, esta versión posee un diámetro de conexión de 32 mm.

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Ilustracion9: coromill 329

Ilustracion10: buje (D1=27 mm, D2= 32 mm

El árbol de la fresadora horizontal a utilizar tiene un diámetro de conexión de 27 mm y el diámetro interior de la herramienta para ranurar presente un diámetro de 32 mm, para lograr la sujeción de la herramienta es necesario utilizar un buje adaptador con los diámetros requeridos). PLACA DE METAL DURO (PMD) Plaquita modelo N123F2-0250-0003-CR 3115 Características principales Recubrimiento Ancho de corte Velocidad de corte (vc) Avance por filo (fz) Grupo

MTCVD 2.5 mm 170 m/min(105-290) 0.12 (0.07-0.22)[mm/filo] P(aceros)

Observaciones: Se eligió esta plaquita de metal duro (PDM) debido a el tipo de operación a la cual está destinada, y porque presenta un tamaño adecuado para el porta-fresa anteriormente mencionado. Este tipo placa sirve para operaciones de pre-mecanizado que corresponde a cuando el material a mecanizar ya a sido sometido a un operación anterior, como sucede al planear la superficie de la pieza eliminado las impurezas de la superficie, La placa consta con un ancho de ranura correspondiente a 2,5 mm de espesor, que es la medida requerida en la ranura superior del bloque en v.

Ilustración 11: plaquita de metal duro CR 3115

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Tiene la denominación CR que es otorgada por el rompe-virutas y hace referencia al tipo de operación, presenta baja velocidad de corte y un gran avance propio de una placa de desbaste o pre-mecanizado Su recubrimiento al igual que la placa utilizada para planear es mediante MTCVD que le otorga mayor resistencia al desgaste y temperatura. Es una placa solo utilizada para trabajar aceros (P) y no una gran cantidad de materiales, presenta un geometría particular distinta a otras placas de forma cuadrada solo tiene 2 filos utilizables en cada borde, al desgastarse uno se gira la placa para utilizar la otra superficie.

Ranura de 8[mm] COROMIL 331 modelo N331.32-080S27DM08.00 Es una fresa de disco polivalente capaz de trabajar con gran precisión en numerosas operaciones. Se trata de la fresa más productiva de su tipo para realizar ranuras y cortes. Montando varias plaquitas en grupo, pueden obtenerse ranuras anchas. Características principales Diámetro de corte Número de elementos de corte Diámetro de conexión Velocidad de giro máxima Ancho de corte

80 mm 6 27 mm 15000 r/min 8 mm

Observaciones: Se eligió este porta-fresa ya que permite generar ranuras de gran tamaño, el diámetro de conexión que posee hacia el árbol de la fresadora es de 27mm por lo que encaja directamente en el árbol/husillo de maquina elegida. Dentro de las medidas de ranura que permite esta porta-fresa se encuentra la medida de 8mm que es la necesaria para las 4 ranuras del bloque.

Ilustracion 12: COROMIL 331

Ilustracion 12: PM 4240

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PLACA DE METAL DURO (PMD) Placa modelo N331.1D-136520E-PM 4240 Características principales Recubrimiento Tipo de operación Velocidad de corte (vc) Avance por filo (fz) Grupo

MTCVD Medium 250 m/min(245-265) 0.25 (0.1-0.29) [mm/filo] P(aceros)

Observaciones: esta plaquita de metal duro posee la designación PM corresponde a una placa para operaciones medias y no está destinada ni a desbaste ni a afino, es la única placa no multigrado para el porta-fresas 331, posee velocidades de corte relativamente altas en comparación con placas anteriormente usadas esto se debe a que para una operación de ranurado no aplican de manera extracta el concepto afino o desbaste

ACCESORIO “PRENSA” DE FRESADORA Para lograr fresar la ranura en v del bloque es necesario inclinar el material en 45 grados, esto se pude realizar gracias a la ayuda de una prensa inclinadle. Prensa inclinadle seleccionada VERTEX MOD VWT-4 Características principales Ancho de la mandíbula ALtura de la pinza Ancho total Longitud total incluyendo mango Inclinación máxima Peso Giro de la base

100 mm 50 mm. 177 mm 620 mm 50ª 25 Kg 360ª

Observaciones: la prensa posee un Angulo de inclinación máximo de 90º , para la operación requerida solo se necesitan 45º, el ancho del material a sujetar corresponde a 50,8 mm y la prensa tiene un máximo de 100 mm, va sujetada a la mesa de la fresadora mediante tornillos de sujeción dentro de las ranuras en forma de T.

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FRESAS DE PLANEAR (PLACAS DE METAL DURO) 

Número de Revoluciones por minuto utilizadas en Fresa de planear:

Las velocidades de corte (Vc) ocupadas para desbaste, utilizando una fresa de planear (placas de metal duro), son: Velocidad de corte Plaquita Valor utilizado para desbaste Diámetro de la fresa

185 m/min (170-250) 170 m/min 63 [mm]

Formula velocidad de corte: 𝑉𝑐 = Vc n Ø

𝜋∗∅∗𝑛 1000

Velocidad de corte [m/min] Número de revoluciones por min. (RPM) Diámetro de la fresa [mm]

Al reemplazar en la ecuación y despejar n, se obtienen los siguientes valores: Número de RPM: 170 [

𝑚 𝜋 ∗ 63 [𝑚𝑚] ∗ 𝑛 170 [𝑚/𝑚𝑖𝑛] ∗ 1000 ]= →𝑛= → 𝑛 = 858,93 [𝑅𝑃𝑀] 𝑚𝑖𝑛 1000 𝜋 ∗ 63[𝑚𝑚]

Velocidad de Avance (Fresa de Planear) Velocidad de avance: 𝑉𝑎 = 𝑛 ∗ 𝐹𝑧 ∗ 𝑍 Va N Fz Z

Velocidad de avance [mm/min] Número de Rev. por minuto [RPM] Factor de avance por filo [mm/filo] Número de filos

Esta vez, los valores de Fz obtenidos son los siguientes: Avance por filo (Fz) 0.25 (0.1-0.3) [mm/filo] Valor utilizado para desbaste 0.3 [mm/filo] Número de filos 5

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Velocidad de avance para desbaste: 𝑉𝑎−3 = 835,93[𝑅𝑃𝑀] ∗ 0,3 [

𝑚𝑚 ] ∗ 5 [𝑓𝑖𝑙𝑜𝑠] → 𝑉𝑎 = 1253,895 [𝑚𝑚/𝑚𝑖𝑛] 𝑓𝑖𝑙𝑜

POTENCIA UTILIZADA DURANTE EL MECANIZADO La Potencia utilizada en la actividad se puede calcular mediante el uso de la siguiente expresión: 𝑃𝐶 =

Pc Ap Ae Va Kc

𝐴𝑝 ∗ 𝐴𝑒 ∗ 𝑉𝑎 ∗ 𝐾𝑐 60 ∗ 106

Potencia [kW] Profundidad de corte [mm] Profundidad radial de corte (ancho en que la herramienta arranca material) [mm] Velocidad de avance [mm/min] Fuerza de corte específica [N/mm2]

Dependiendo del tipo de operación que se realice, del material de la herramienta y del material que se trabaja (en este caso un acero SAE 1045), el valor de la fuerza de corte específica (Kc) varía. En este caso los valores empleados para realizar el cálculo de Potencia, son los siguientes: FRESA DE PLANEAR Fuerza de corte específica (Kc) 1600 [N/mm2] Potencia empleada en Fresa de Planear (PMD) Datos necesarios para el cálculo: Ap Ae Va Kc

2,55 [mm] 50,8 [mm] 1253,895[mm/min] 1600 [N/mm2]

Observación Se necesita quitar 10.2 mm al material para llegar a la medida requerida, se realizan 2 pasadas de 2.55 mm a cada borde del bloque

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Reemplazando en la ecuación de Potencia, se obtiene el siguiente resultado: 𝑚𝑚

𝑃𝐶 =

𝑁

2,55 [𝑚𝑚] ∗ 50,8[𝑚𝑚] ∗ 1253,895 [𝑚𝑖𝑛] ∗ 1600 [𝑚𝑚2 ] 60 ∗ 106

→ 𝑃𝐶 = 4,33[𝑘𝑊]

la potencia entregada por la fresadora utilizada es de 5.5 kw , el modelo no entrega la eficiencia del motor pero se utilizo el criterio de 80% de eficiencia ,se calculo una eficiencia del 4.4 % por lo que la potencia obtenida en el planeado esa dentro del margen permisible Tiempo de mecanizado Fresa de Planear (PMD) El cálculo de tiempo principal (Tp) es el siguiente: 𝑇𝑃 =

n Va L s D

𝐿+𝐷 𝐿 = 𝑠∗𝑛 𝑉𝑎

Número de revoluciones por min. [RPM] Velocidad de avance [mm/min] Longitud del mecanizado (pasada) [mm] Avance [mm/Rev.] Diámetro de la fresa

Al comenzar la operación de planeado el largo del material en bruto corresponde a 60 mm y se realizan 2 pasadas para los 4 bordes del material, (alto y ancho) en total son 8 pasadas con un largo de 60 mm. 𝑇=

60 [mm] + 63 [mm] 𝑚𝑚

1253,895 [𝑚𝑖𝑛]

= 0,098[min]

𝑇𝑝 = 0,098[min] x 8 = 0,784[min] Al planear las 2 superficies restantes del bloque se necesitan quitar 10 mm 𝑇=

40 [mm] + 63 [mm] 𝑚𝑚

1253,895 [𝑚𝑖𝑛]

= 0,082[min]

𝑻𝒑 = 𝟎, 𝟎𝟖𝟐[𝐦𝐢𝐧]𝐱𝟒 = 𝟎, 𝟑𝟐𝟖[𝐦𝐢𝐧]

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FRESAS PARA RANURA (PLACAS DE METAL DURO) FRESA PARA RANURA 2,5[mm] (COROMILL 329) Velocidades de corte Plaquita Valor utilizado para desbaste Diámetro de la fresa

170 m/min(105-290) 105 m/min 125 [mm]

Número de RPM: 105 [

𝑚 𝜋 ∗ 125 [𝑚𝑚] ∗ 𝑛 105 [𝑚/𝑚𝑖𝑛] ∗ 1000 ]= →𝑛= → 𝑛 = 267,380 [𝑅𝑃𝑀] 𝑚𝑖𝑛 1000 𝜋 ∗ 125[𝑚𝑚]

Velocidad de Avance y Avance resultantes Esta vez, los valores de Fz obtenidos son los siguientes: Avance por filo (Fz) 0.12 (0.07-0.22) [mm/filo] Valor utilizado para desbaste 0.22 [mm/filo] Número de filos 9 Velocidad de avance: 𝑉𝑎−3 = 267,380[𝑅𝑃𝑀] ∗ 0,22 [

𝑚𝑚 ] ∗ 9 [𝑓𝑖𝑙𝑜𝑠] → 𝑉𝑎 = 529,412 [𝑚𝑚/𝑚𝑖𝑛] 𝑓𝑖𝑙𝑜

Potencia empleada en Fresa de ranurar (PMD) Datos necesarios para el cálculo: Ap Ae Va Kc

13 [mm] - 8 [mm] 2,5 [mm] 529,412 [𝑚𝑚/𝑚𝑖𝑛] 1600 [N/mm2]

Reemplazando en la ecuación de Potencia, se obtiene el siguiente resultado para la ranura de 13 mm de profundidad: 𝑚𝑚

𝑃𝐶 =

𝑁

13 [𝑚𝑚] ∗ 2,5[𝑚𝑚] ∗ 529,412 [𝑚𝑖𝑛] ∗ 1600 [𝑚𝑚2 ] 60 ∗ 106

→ 𝑃𝐶 = 0,458[𝑘𝑊]

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Para la segunda ranura de profundidad 8 mm se obtiene en siguiente cálculo: 𝑚𝑚

𝑃𝐶 =

𝑁

8 [𝑚𝑚] ∗ 2,5[𝑚𝑚] ∗ 529,412 [𝑚𝑖𝑛] ∗ 1600 [𝑚𝑚2 ] 60 ∗ 106

→ 𝑃𝐶 = 0,282[𝑘𝑊]

Tiempo de mecanizado Fresa de ranurar (PMD)

𝑇=

50 [mm] + 80 [mm] 𝑚𝑚

529,412 [𝑚𝑖𝑛]

= 0,245[min]

Al ser 2 ranuras distintas con condiciones similares se calcula el tiempo como 2 pasadas 𝑇𝑝 = 0,245[min]x2 = 0,49[min]

FRESA PARA RANURA 8 [mm] (COROMILL 331) Velocidades de corte Plaquita Valor utilizado para desbaste

250 m/min(245-265) 245 m/min

Diámetro de la fresa 80 [mm] Número de RPM: 245 [

𝑚 𝜋 ∗ 80 [𝑚𝑚] ∗ 𝑛 245 [𝑚/𝑚𝑖𝑛] ∗ 1000 ]= →𝑛= → 𝑛 = 974,824 [𝑅𝑃𝑀] 𝑚𝑖𝑛 1000 𝜋 ∗ 80[𝑚𝑚]

Velocidad de Avance y Avance resultantes Esta vez, los valores de Fz obtenidos son los siguientes: Avance por filo (Fz) 0.25 (0.1-0.29)) [mm/filo] Valor utilizado para desbaste 0.29 [mm/filo] Número de filos 6 Velocidad de avance: 𝑉𝑎−3 = 974,824 [𝑅𝑃𝑀] ∗ 0,29 [

𝑚𝑚 ] ∗ 6 [𝑓𝑖𝑙𝑜𝑠] → 𝑉𝑎 = 1696,19 [𝑚𝑚/𝑚𝑖𝑛] 𝑓𝑖𝑙𝑜

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Potencia empleada en Fresa de ranurar (PMD) Datos necesarios para el cálculo: Ae 8 [mm] Ap 4 [mm] Kc 1600 [N/mm2] Va 1696,19 [𝑚𝑚/𝑚𝑖𝑛] Reemplazando en la ecuación de Potencia, se obtiene el siguiente resultado: 𝑚𝑚

𝑃𝐶 =

𝑁

4 [𝑚𝑚] ∗ 8[𝑚𝑚] ∗ 1696,19 [𝑚𝑖𝑛] ∗ 1600 [𝑚𝑚2 ] 60 ∗ 106

→ 𝑃𝐶 = 1.44[𝑘𝑊]

Tiempo de mecanizado Fresa de ranurar (PMD)

𝑇=

50 [mm] + 80 [mm] 𝑚𝑚

1696,19 [𝑚𝑖𝑛]

= 0,07[min]

Al ser 2 ranuras iguales se calcula el tiempo total como: 𝑇𝑝 = 0,07[min]x2 = 0,14[min]

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PROCESO DE FORMACIÓN RANURAS EN “V” Para esta operación se utilizara una de las fresas anteriores correspondiente a la fresa de ranurar de 8mm (Coromill 331) Cálculos para profundidad Ranura de 22 [mm] senθ =

cateto opuesto hipotenusa

sen45º =

x 22[mm]

Al despejar en la ecuación da como resultado: x = 15.5 [𝑚𝑚]

Ranura de 14 [mm]

sen45º =

x 14 [mm]

Al despejar en la ecuación da como resultado: x = 9,89[𝑚𝑚]

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Potencia empleada en Fresa de ranurar “V” (PMD) Ranura de 22 [mm] 𝑚𝑚

𝑃𝐶 =

𝑁

7.75 [𝑚𝑚] ∗ 8[𝑚𝑚] ∗ 1696,19 [𝑚𝑖𝑛] ∗ 1600 [𝑚𝑚2 ] 60 ∗ 106

→ 𝑃𝐶 = 2,80[𝑘𝑊]

Ranura de 14 [mm] 𝑚𝑚

𝑃𝐶 =

𝑁

9,89 [𝑚𝑚] ∗ 8[𝑚𝑚] ∗ 1696,19 [𝑚𝑖𝑛] ∗ 1600 [𝑚𝑚2 ] 60 ∗ 106

→ 𝑃𝐶 = 3,57[𝑘𝑊]

Tiempo de mecanizadoFresa de ranurar “V” (PMD)

𝑇=

50 [mm] + 80 [mm] 𝑚𝑚

1696,19 [𝑚𝑖𝑛]

= 0,07[min]

𝑇𝑝 = 0,07[min]x6 = 0,42[min] Observación: Según medidas es un segmento de 15.5 x 15.5 [mm], y el ancho de la fresa es de 8 [mm], por lo que debemos realizar 4 pasadas, y para la segunda ranura según medidas es un segmento de 9,89 x 9,89 [mm], por lo que debemos realizar 2 pasadas.

TIEMPO TOTAL DE MECANIZADO BLOQUE EN “V” Tp = Tp planeado + Tp ranuras 8 mm + Tp ranura 2.5 + Tp ranura en “v” TP = 0,328[min] + 0,784[min] + 0,49[min] + +0,14[min] + 0,42[min] 𝑇𝑝 = 2,162[min]

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CONCLUSIÓN

Podemos concluir que para la creación de este trabajo fue necesario realizar una previa investigación dentro de la amplia gama de productos, para la cual es requerido tener ciertos conocimientos para determinar las mejores piezas para mecaniza una pieza de acero. Existe una amplia gama de productos los cuales dicen ser para acero, pero es ahí donde entra el criterio para escoger, ya que la gran mayoría son para múltiples materiales, en donde tras una determinada elección se logró escoger fresas y placas, específicas para mecanizar aceros. A lo largo del informe se utilizó los conocimientos adquiridos en los talleres. El mayor problema que se presento fue el mecanizado de la ranura en V, ya que al no constar con una fresa para dichas características, se tuvo que buscar una solución alterna, logrando realizar dicha operación inclinando la pieza.

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BIBLIOGRAFÍA

PORTA-FRESAS PLANEADO: http://www.sandvik.coromant.com/engb/products/Pages/productdetails.aspx?c=r290-063q22-12m PLAQUITA PLANEADO: http://www.sandvik.coromant.com/enus/products/pages/productdetails.aspx?c=r290.90-12t320m-ph+4030 PORTA-FRESAS RANURA 2.5 http://www.sandvik.coromant.com/enus/products/Pages/productdetails.aspx?c=329-125s32-f&m=5758670 PLAQUITA: http://www.sandvik.coromant.com/enus/products/Pages/productdetails.aspx?c=n123f2-0250-0003-cr+3115&m=5735808 PORTA-FRESAS RANURA 8: http://www.sandvik.coromant.com/enus/products/Pages/productdetails.aspx?c=n331.32080s27dm08.00&active=inserts&rinserts=materials%3D%5E%22cast+iron%22$ PLAQUITA: http://www.sandvik.coromant.com/eses/products/Pages/productdetails.aspx?c=n331.1d-136520e-pm+4240 FRESADORA: http://www.lagun.com.es/fu152.html#mostrar MATERIAL: http://www.maquimetal.cl/productos_acero/barra_cuadrada.php PRENSA: http://www.maquhensa.com/catalogos2015/vertex/index.htm

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