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Proyecto Final

Fundamentos de maquinas y herramientas

Eduardo Peralta Rodríguez

Instituto IACC

25 Septiembre 2017

Desarrollo Para las nuevas instalaciones que se ubicaran en la ciudad de Antofagasta, es necesario adquirir y comprar maquinaria para la fabricación de piezas las que posteriormente se venderán al rubro minero. Se considera que además de contar con herramientas básicas, se deben considerar tres maquinarias industriales para la producción de las piezas que se trabajan, que es una Maquina automática

Piezas - Maquinaria Las piezas que se fabricaran dentro de las instalaciones son las siguientes: Pieza Tuercas Eje Cuerpo Reductor

Cantidad producción Mensual 5.000 unidades 10.000 unidades 50 unidades

Material SAE 1045 1045 1020

Para la elaboración de cada una de estas piezas se debe contar con la siguiente maquinaria Pieza

Maquinaria Tuercas

Ejes

Cuerpo Reductores

Maquina Cabezal para fabricar tuercas en frío

Función Línea de producción completamente funcional que incorpora el cabezal para fabricar tuercas en frío y la máquina roscadora de tuercas

Máquina roscadora de tuercas

Forma la rosca del tornillo por dentro de la tuerca,

Torno Gurutzpe 2 guias A-1000

Torneado, fresado, taladrado, roscado, rectificado, mandrinado, medición.

MEC 55 CNC es una brochadora sencilla para pequeñas producciones, Torno Gurutzpe 2 guías A1000

Entallas rectas, cónicas o en agujeros ciegos, torneado, fresado, taladrado, roscado, rectificado, mandrinado, medición.

Fabricación de Tuercas La máquina para fabricar tuercas es una línea de producción completamente funcional, incorpora el cabezal para fabricar tuercas en frío y la máquina roscadora de tuercas. Cabezal para fabricar tuercas en frío El cabezal para fabricar tuercas en frío produce tuercas cuadradas, tuercas hexagonales, y tuercas con pestaña y carretes de cable a través de encabezamiento en frío. La máquina de cabezal en frío horizontal realiza de manera automática los procesos de alimentarse, cortar, empujar, sujetar y encabezamiento, cumpliendo con los requerimientos especificados para estas piezas. Especificaciones Técnicas Modelo Z41-4 Z41-6 Z41-8 Z41-10 Z41-12 Z41-16 Z41-20 Z41-24 Z41-30

Golpe de Trabajo (mm) 80 85 108 108 120 150 165 200 200

Piezas por Minuto 160 120 100 90 85 70 65 55 55

Potencia del Motor (Kw.) 3 5,5 7,5 11 15 22 40 45 55

Dimensión Maquina (mm) 1200x730x1035 2395x1430x1230 2560x15000x1350 3200x1800x1500 4200x2600x1600 5020x2800x1800 6000x2800x1800 6500x3000x2000 6800x3100x2100

Peso (Kg.) 1200 3600 4500 5500 9200 15000 20000 28000 40000

Máquina roscadora de tuercas La máquina roscadora de tuercas forma la rosca del tornillo por dentro de la tuerca, ideal para tuercas hexagonales, tuercas con pestaña, tuercas cuadradas, y otros tipos de tuercas. La máquina trabaja automáticamente en los procesos de alimentación y golpe así mismo como la recolección del producto cuando ya está terminado. Especificaciones Técnicas Modelo

Capacidad (Piezas)

Potencia del Motor (Kw)

Peso (Kg)

LJ-4-M10

100 – 130

1.4

960

LJ-4-M12

90 – 120

1,5

1190

LJ-4-M16

60 – 110

2,2

1950

LJ-4-M22

45 – 70

3

2800

LJ-4-M30

20 – 30

4,5

4000

De acuerdo a la producción mensual que se estima de 5.000 unidades al mes, tomando en cuenta las horas de trabajo de estas maquinas, mantención y reparación correspondiente, se considera la adquisición de la Z41-4 para los cabezales y LJ-4-M10 para la roscadora.

Fabricación de Eje El diseño permite un fácil acceso del operario al campo de trabajo, teniendo esta varias funciones como torneado, refrentado, fresado de caras, ranurado, etc, siendo utilizada también para el proceso de fabricación de tuercas y cuerpos reductores.

Especificaciones Técnicas Altura Volteo sobre carro Volteo sobre bancada Ancho Bancada Peso Admisible sin Lunetas Orificio eje principal Rodamiento Delantero Caña contrapunto Potencia Cabezal Par Cabezal Gama de Velocidades Longitud en 3 metros Ancho maquina

Mm Mm Mm Mm Kg. Mm Mm Mm Kw. Nm RPM Mm Mm

450 600 900

500 700 1000 650 4000 - 6000

120 160 125 18/22 2320/2850

150 200 140 22/28 28/34 3630/4420 0 - 1600

6055 2400

7155 3000

La elección de esta maquina se debe exclusivamente a sus características, funciones, tamaño y volumen, además que su intervención en la fabricación de las otras piezas (tuercas y cuerpos reductores) es fundamental. Además se considera las horas diarias que trabajara, tiempo de mantención y reparación, cumpliendo a cabalidad la producción mensual de 10.000 unidades. Fabricación de Cuerpos Reductores Esta brochadora sencilla para pequeñas producciones. Un sistema automatizado mediante el avance de corte CNC que ofrece la posibilidad de realizar entallas rectas, cónicas o en agujeros ciegos. Dispone de una altura máxima de la pieza de 275 mm y un ancho en el chavetero que puede regularse desde los 3 hasta los 45 mm. Todo ello con un servomotor de 1 CV y un equipo eléctrico de seguridad.

Especificaciones Técnicas Las características que ofrece la MEC 55 CNC de MECO frente a otras brochadoras del mercado son amplias. Posee una mesa de trabajo amplia y funcional, permitiendo la manipulación de piezas de hasta 400 mm de diámetro aproximadamente. Asimismo incluye un sistema automático de separación entre pieza y herramienta (que evita las rozaduras de ambas partes proporcionando un acabado perfecto y una mayor vida útil del aparato) y una carrera regulable a través de una pantalla táctil. El control CNC permite dominar el motor principal y el de desplazamiento de la mesa de trabajo. Control de las velocidades de corte y de avance, ideal para cuando se trabajan con distintos materiales y durezas.

1.- Ficha Técnica Aceros recomendados para la Fabricación de Piezas. (Sack, Aceros Otero, CAPaceros)

Tipo de Acero SAE 1020

Composición Química C: 0,20% Mn: 0,45% P: 0,03% S: 0,05%

SAE 1045

C: 0,46% Mn: 0,75% P: 0,03% S: 0,05%

SAE 4140

C: 0,40% Mn: 0,87% P: 0,03% S: 0,04% SI: 0,25% Cr: 0,95% Mo: 0,20%

Resistencia

Maquinado

Soldadura

Bajo contenido en C, resistencia a la tracción baja, por lo que no se recomienda cuando las piezas están sometidas a grandes esfuerzos

Difícil de maquinar, por lo que no es recomendable usar cuando las piezas requieran de un acabado fino y superficial.

Sin problemas para someter a soldaduras

Contenido promedio de C. Ideal para ser usado cuando se desea mayor dureza por tratamiento térmico o trabajo en frío.

Fácil de maquinar, usados para piezas de barras, logrando acabados superficiales de calidad y no ofrece complicaciones a las herramientas de corte.

Fácil de soldar, teniendo cuidado con el enfriamiento de as piezas, ya que las zonas de unión tienden a quedar frágiles. Estos Aceros son Este acero se No utilizados para comporta recomendabl fabricar piezas de muy bien en el e para alta resistencia a la acabado producir tracción, superficial y debido piezas compresión y al % de Cr que mediante torsión. posee, su aporte de resistencia a la soldadura, las corrosión es zonas notoriamente cercanas mayor. a los cordones de unión tienden a templarse por lo tanto

Ductiviliad Ideal para piezas forjadas, estampadas.

Es posible forjar y estampar piezas, obteniéndose resultados con mayor resistencia mecánica.

Tratamiento Térmico Mejora su dureza sometiéndolo a un aumento superficial del contenido de C mediante cementación y temple al agua o aceite. Se aumenta su dureza mediante el templado, pudiéndose efectuar al agua o al aceite. Si las piezas son de formas delicadas se debe normalizar antes del tratamiento térmico para evitar deformaciones.

Buenos resultados con piezas estampadas y embutidas, solo realizando estos procesos en caliente. Recomendable en piezas forjadas y aconsejable en elaboración de herramientas.

Gran templeabilidad tanto en capas superficiales como en el núcleo. Para obtener mayor dureza deben ser cementados y templados al aceite. Recomendado para piezas de tamaño mediano.

Estos aceros no presentan problemas con piezas forjadas o dobladas en caliente. Se utilizan en la Fabricación de Herramientas.

Es posible aumentar su resistencia mecánica, mediante cementación y templado en aceite. Estos aceros tienen una alta templabilidad en el núcleo y en las capas superficiales.

aumenta la fragilidad. SAE 4340

C: 0,40% Mn: 0,87% P: 0,03% S: 0,04% SI: 0,25% Cr: 0,95% Mo: 0,20% NI: 1,82%

Acero aleado de alta resistencia, buen comportamiento frente a exigencias de tracción, compresión, flexión, torsión y buena resistencia a la corrosión.

Es posible alcanzar acabados superficiales de gran calidad. Debe evitarse él sobrecalentamient o debido a su alta templabilidad ya que lo endurece rápidamente.

Debe evitarse la soldadura en estos aceros, la problemática se genera en la alta templabilidad, que tiende a cristalizar el material.

2.- Uso de piezas en Minería Tuercas: Esta pieza puede utilizarse como producto complementario a los pernos de anclaje, así como también para fijar los cuerpos reductores a otras estructuras. El uso de esta pieza es variado, pero al fabricarse solo una medida, se deduce que son especialmente para una sola tarea, que en este caso seria para anclaje. Ejes: El uso de ejes en minería es variado, estos se pueden emplear para carros de arrastre minero, ejes para correa transportadora, etc. Al fabricarse solo un modelo estándar, se asume que es solo para un propósito. Cuerpo Reductor: Esta pieza es utilizada para cubrir el mecanismo de las maquinas, engranajes, motores, los cuales expanden su vida útil y los posibles daños que estos puedan sufrir al exponerse a polvo, partículas, cambios de temperaturas. Es importante mencionar que estas tres piezas pueden ser unidas entre sí formando un solo cuerpo.

Maquinas Anexas. Será necesario contar con al menos un generador y un transformador para el funcionamiento de las maquinas. Generador: Es de vital importancia contar con uno cuando se trata de industria y producción, ya que los procesos no pueden detenerse en caso que un corte de energía afecte la empresa. Se sabe lo importante que es para empresa la seguridad en su Industria a la hora de trabajar. Transformador: Al ser maquinas fabricadas en el extranjero, donde sus instalaciones eléctricas trabajan a diferentes potencias que la de nosotros, será necesario contar con un transformador lo suficientemente potente para poder suministrar la energía suficiente para el uso correcto de las maquinas, y así con esto evitar que sufran algún tipo de problema.

Rubro según CIIU De acuerdo al rubro de la empresa y el tipo de producto que fabrica, esta se clasifica de la siguiente manera: Código CIIU: 2599 Descripción: Fabricación de otros productos elaborados de metal n.c.p Se clasifican en este grupo ya que los productos fabricados están dentro de la clasificación de productos de tortillería, en este caso que son las tuercas, y los productos que están considerados dentro de la clasificación de productos metálicos hechos con alta precisión en tornos, en este caso los ejes y cuerpos reductores.

Remoción de material. Otro proceso de remoción de material a utilizar, es el de maquinado avanzado, el cual utiliza métodos eléctricos, químicos, térmicos e hidrodinámicos, como por ejemplo el láser. Las maquinas que realizan este trabajo se denominan maquinas-herramientas, ya que tienen mejor precisión dimensional, pueden realizar trabajos

que tengan detalles geométricos, darles

acabos superficiales especiales. A pesar que son procesos más económicos, tienden a ser más largos.

Bibliografía



IACC 2017. Contenido semana 1 al 9, Fundamento de maquinas y herramientas.



IACC 2017. Recursos adicionales. Fundamento de máquinas y herramientas.

https://www.meco-industries.com/es/machines/entalladoras-pequenas/entalladora-mortajadoramec-55-cnc/ http://foam-spraying.es/6-1-2-nut-making-machine.html http://www.sack.cl/catalogo http://www.acerosotero.cl/acero_carbono_sae_1020.html http://www.acerosotero.cl/acero_carbono_sae_1045.html http://www.acerosotero.cl/acero_aleado_sae_4140.html http://www.acerosotero.cl/acero_aleado_sae_4340.html http://www.capacero.cl/acerosesp.htm http://linea.ccb.org.co/descripcionciiu/ https://www.exapro.es/metal-maquinas-herramientas-brochadoras-c30/ https://spanish.alibaba.com/g/lathe-machine-price.html