“Año de la consolidación del mar de Grau” UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, Decan
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“Año de la consolidación del mar de Grau”
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR
DE
SAN
MARCOS (Universidad del Perú, Decana de América)
Facultad de Ingeniería Industrial E.A.P. Ingeniería Industrial
“TORNEADO DEL PEÓN”
Curso :
Procesos de Manufactura – Laboratorio. Profesor: Ing. Rosales Urbano, Víctor
Alumno: Gaspar Trejo Benny Brayhan
Turno:
13170175
Martes 10:00 am a 12:00 pm Ciudad Universitaria, 2016.
Contenido I. Introducción II. Marco teórico III. Experiencia en el laboratorio IV. Datos V. Conclusiones VI. Bibliografía VII. Anexos
Universidad Nacional Mayor de San Marcos Facultad de Ingeniería Industrial Procesos de Manufactura
I.
INTRODUCCIÓN
Los procesos de manufactura son la forma de transformar la materia prima que hallamos, para darle un uso práctico en nuestra sociedad y así disfrutar la vida con mayor comodidad. Con el rápido desarrollo de nuevos materiales, los procesos de fabricación se están haciendo cada vez más complejos, de ahí nace la importancia de conocer los diversos procesos de manufactura mediante los cuales pueden procesarse los materiales. La industria requiere actualmente de tales conocimientos y es por eso que el presente trabajo pretende que los alumnos como nosotros apliquen los conocimientos adquiridos en la materia de Manufactura Industrial. El torneado es una operación con arranque de viruta que permite la elaboración de piezas cilíndricas, cónicas y esféricas, mediante el movimiento uniforme de
rotación alrededor del eje fijo de la pieza. En las siguientes páginas se encontrará la secuencia de operación para el maquinado de la pieza y el dibujo de la misma, la descripción de la maquinaria y materia prima utilizadas. Es de gran importancia que el futuro profesional ingeniero industrial tenga conocimiento de los procesos de manufactura de mayor aplicación para la fabricación de piezas y materiales, así como de los procesos industriales básicos, ya que con la numerosa incorporación de empresas pequeñas y medianas basadas en procesos de manufactura y la incorporación de tecnología de punta para mantener o aumentar sus índices de competitividad se hace necesario que los conocimientos adquiridos en el salón de clases sean llevados a la práctica con la elaboración de trabajos como éste.
II.
MARCO TEÓRICO
MECANIZADO El Mecanizado es el conjunto de operaciones que partiendo de una pieza en bruto (tocho), y eliminando o arrancando parte del material que la compone se obtiene una pieza de la forma y dimensiones deseadas. Por lo tanto, en este tipo de proceso, por definición, no se produce aporte de material, ni se le da forma por doblado, ni estiramiento.
MECANIZADO POR ARRANQUE DE VIRUTA El material es arrancado o cortado con una herramienta dando lugar a un desperdicio o viruta. La herramienta consta, generalmente, de uno o varios filos o cuchillas que separan la viruta de la pieza en cada pasada. En el mecanizado por arranque de viruta se dan procesos de desbaste (eliminación de mucho material con poca precisión; proceso intermedio) y de acabado (eliminación de poco material con mucha precisión; proceso final cuyo objetivo es el de dar el acabado superficial que se requiera a las distintas
superficies de la pieza). Sin embargo, tiene una limitación física: no se puede eliminar todo el material que se quiera porque llega un momento en que el esfuerzo para apretar la herramienta contra la pieza es tan liviano que la herramienta no penetra y no se llega a extraer viruta.
TORNO Se denomina torno a un conjunto de máquinas y herramientas que permiten mecanizar piezas de forma geométrica de revolución. Estas máquinas-herramienta operan haciendo girar la pieza a mecanizar (sujeta en el cabezal o fijada entre los puntos de centraje) mientras una o varias herramientas de corte son empujadas en un movimiento regulado de avance contra la superficie de la pieza, cortando la viruta de acuerdo con las condiciones tecnológicas de mecanizado adecuadas. Desde el inicio de la Revolución industrial, el torno se ha convertido en una máquina básica en el proceso industrial de mecanizado. La herramienta de corte va montada sobre un carro que se desplaza sobre unas guías o rieles paralelos al eje de giro de la pieza que se tornea, llamado eje Z; sobre este carro hay otro que se mueve según el eje X, en dirección radial a la pieza que se tornea, y puede haber un tercer carro llamado charriot que se puede inclinar, para hacer conos, y donde se apoya la torreta portaherramientas.
MOVIMIENTOS DE TRABAJO EN LA OPERACIÓN DEL TORNEADO En el proceso de mecanizado por arranque de material intervienen dos movimientos: El movimiento de corte, por el cual la herramienta corta el material y el movimiento de avance, por el cual la herramienta encuentra nuevo material para cortar.
Movimiento de corte Por lo general se imparte a la pieza que gira rotacionalmente sobre su eje principal. Este movimiento lo imprime un motor eléctrico que transmite su giro al husillo principal mediante un sistema de poleas o engranajes. El husillo principal tiene acoplado a su extremo distintos sistemas de sujeción (platos de garras, pinzas, mandrinos auxiliares u otros), los cuales sujetan la pieza a mecanizar. Los tornos tradicionales tienen una gama fija de velocidades de giro, sin embargo los tornos modernos de Control Numérico la velocidad de giro del cabezal es variable y programable y se adapta a las condiciones óptimas que el mecanizado permite.
Movimiento de avance Es el movimiento de la herramienta de corte en la dirección del eje de la pieza que se está trabajando. En combinación con el giro impartido al husillo, determina el espacio recorrido por la herramienta por cada vuelta que da la pieza.
Profundidad de pasada Movimiento de la herramienta de corte que determina la profundidad de material arrancado en cada pasada. La cantidad de material factible de ser arrancada depende del perfil del útil de corte usado, el tipo de material mecanizado, la velocidad de corte, potencia de la máquina, avance, etc.
OPERACIÓNES DE TORNO Cilindrado El cilindrado es una operación realizada en
el torno mediante la cual se reduce el diámetro de la barra de material que se está trabajando. Para poder efectuar esta operación, la herramienta y el carro transversal se han de situar de forma que ambos formen un ángulo de 90º (perpendicular), y éste último se desplaza en paralelo a la pieza en su movimiento de avance. Esto es así por el hecho de que por el ángulo que suele tener la herramienta de corte, uno diferente a 90º provocará una mayor superficie de contacto entre ésta y la pieza, provocando un mayor calentamiento y desgaste. En este procedimiento, el acabado que se obtenga puede ser un factor de gran relevancia; variables como la velocidad y la cantidad de material que se corte
en una «pasada», así como también el tipo y condición de la herramienta de corte que se esté empleando, deben ser observados.
Refrentado La operación de refrentado consiste en un mecanizado frontal y perpendicular al eje de las piezas que se realiza para producir un buen acoplamiento en el montaje posterior de las piezas torneadas. La problemática que tiene el refrentado es que la velocidad de corte en el filo de la herramienta va disminuyendo a medida que avanza hacia el centro, lo que ralentiza la operación. Para mejorar este aspecto muchos tornos modernos incorporan variadores de velocidad en el cabezal de tal forma que se puede ir aumentando la velocidad de giro de la pieza.
Ranurado El ranurado consiste en mecanizar unas ranuras cilíndricas de anchura y profundidad variable en las piezas que se tornean, las cuales tienen muchas utilidades diferentes. Por ejemplo, para alojar una junta tórica, para salida de rosca, para arandelas de presión, etc. En este caso la herramienta tiene ya conformado el ancho de la ranura y actuando con el carro transversal se le da la profundidad deseada. Los canales de las poleas son un ejemplo claro de ranuras torneadas.
Chaflanado El chaflanado es una operación de torneado muy común que consiste en matar los cantos
tanto exteriores como interiores para evitar cortes con los mismos y a su vez facilitar el trabajo y montaje posterior de las piezas. El chaflanado más común suele ser el de 1mm por 45º. Este chaflán se hace atacando directamente los cantos con una herramienta adecuada.
Segado o tronzado Se llama segado a la operación de torneado que se realiza cuando se trabaja con barra y al finalizar el mecanizado de la pieza correspondiente es necesario cortar la barra para separar la pieza de la misma. Para esta operación se utilizan herramientas muy estrechas con un saliente de acuerdo al diámetro que tenga la barra y permita con el carro transversal llegar al centro de la barra. Es una operación muy común en tornos revólver y automáticos alimentados con barra y fabricaciones en serie.
III.
EXPERIENCIA EN EL LABORATORIO
Materiales: ➢ ➢ ➢ ➢ ➢
Acero Torno Llaves Vernier Calculadora
Procedimiento: ● Ajustar el fierro al husillo, y con las llaves ajustarlo bien. ● Pintar con tiza el material de trabajo para tener como referencia hasta donde hacer el cilindrado. ● Calcular la velocidad del husillo con la fórmula que se muestra en la sección “Cálculos”, la Vc es indicado por el docente que en esta
● ● ●
●
IV.
experiencia nos dio el valor de 50(m/min) y el D será el diámetro del fierro sin mecanizar. Encender el torno y acercar de a pocos la cuchilla hasta darle un pequeño toque. Se comienza a cilindrar la pieza de poco en poco hasta llegar al extremo máximo de la pieza que en este caso sería una longitud de 40mm. Una vez cilindrado a 7/16 pulgadas se procederá a realizar otro cilindrado por un extremo con una longitud de 8 mm a 9.5 pulgadas de diámetro. Hallamos el número de revoluciones en cada proceso.
DATOS n=
1000*V c π*∅
n: Número de revoluciones Vc: Velocidad de corte ∅ : Diámetro del material Velocidad de corte asignada por el docente es 50 mm/min.
● Sabemos que 1 pulgada =25.4 mm pero el diámetro final al que al final se querrá obtener es 7/16 pulgadas , es decir 11.125 mm
V c (mm/min)
n(rev/min)
∅ (mm)
50
636.62
25
50
691.98
23
50
936.30
17
50
1105.24
14.4
50
1460.13
11.125
● Obteniendo el siguiente peón.
V.
CONCLUSIONES
✓ Este trabajo fue una aplicación práctica de gran parte de los temas que hemos aprendido en la clase de Prácticas en la teoría como en el laboratorio ya que se utilizaron los conocimientos de mecanizado en torno. ✓ Podemos decir que con la aplicación práctica de estos temas es suficiente para entender lo que se aprendió en el curso ya que todos están relacionados y, aunque cada uno tiene sus características, aprendimos a hacer cálculos respecto a las máquinas y tiempo empleado, aprendimos que existen diferencias para velocidades de corte y avance dependiendo de los materiales, todo para hacer una pieza de ciertas especificaciones, dándonos cuenta de que nosotros como Ingenieros Industriales, debemos estar siempre informados respecto de las especificaciones y tiempos requeridos para fabricar las piezas, controlando así al capital humando, materia prima, calidad y, por ende, los costos.
✓ Después de conocer un proceso de maquinado de una pieza podemos decir que lo primero que necesitamos establecer cuando trabajemos en la industria o tengamos nuestro propio negocio es un objetivo, ¿qué es lo que quiero lograr? En cuanto a cantidad, calidad, etc. Posteriormente debemos definir, en base a las características deseadas, el proceso de fabricación adecuado, lo que implica la selección de la maquinaria y herramental así como la cantidad de mano de obra empleada. La selección del material es otro punto importante y debe estar de acuerdo con la calidad que se quiere lograr y con el tipo de maquinaria en la cual se invirtió. Es necesario también hacer dibujos de la pieza para evitar confusiones y lograr que ésta sea un producto terminado tal y como fue planeada. ✓ Finalmente, después de entender cuál fue el fin de la aplicación práctica de la materia realizada en este trabajo, podemos decir que nuestro objetivo se cumplió, ahora tenemos una idea más clara de lo que significa el maquinado de una pieza, conocimiento que seguramente será aplicado en el futuro.
VI.
BIBLIOGRAFIA
● Diccionario Enciclopédico Quillet, decimotercera edición, cuarta reimpresión, Cumbre Grolier, México, 1989, Tomo II y XI. ● MARTINO, R.L., “Sistemas Integrados de Fabricación”, LimusaNoriega, México, 1990, p.115. ● ROSSI Mario, “Máquinas-herramientas Modernas”, Octava Edición, ● Dossat, S.A., España, Madrid, 1980, Vol. I, p. 238.
VII.
ANEXOS
HERRAMIENTAS PARA EL MECANIZADO
MEDICIONES
VIRUTA EN EL MECANIZADO
TORNEADO Y PIEZA TORNEADA-CLASE