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• Hernán Rodarte

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Campus Monterrey

Escuela de Ingeniería Departamento de Ingeniería Mecánica Laboratorio de Procesos de Fabricación

Práctica 2: Maquinado en Torno Convencional MARCO TEÓRICO1 Maquinado Todo maquinado se basa en una operación de corte, que es la separación de moléculas del material de las moléculas adyacentes mediante la aplicación de una fuerza. El proceso de dar forma a un producto mediante la eliminación de material es común a todo producto manufacturado, donde sólo varían las técnicas para eliminar dicho material. La base del corte es la aplicación de una fuerza concentrada en una pequeña área por medio de una herramienta o cuchilla, al mismo tiempo que se soporta el material inmediatamente adyacente. Esto se puede ver en una tijera de sastre o en una guillotina. La fuerza disponible puede aplicarse en un borde largo o puede concentrarse en uno o más puntos si se aplica corte a la cuchilla, como en una guillotina. La aplicación de la fuerza puede ser lineal, vertical como en la guillotina u horizontal como en un rebanador de pan, o rotación como en un rebanador de jamón. Todas éstas son formas de maquinado. Las operaciones de maquinado se pueden dividir en dos categorías: en una la pieza de trabajo se mueve mientras que la herramienta está fija (típicamente el torneado donde el material gira sobre un eje fijo); y en la otra ocurre lo contrario, se tiene un material de trabajo fijo mientras que la herramienta de corte es la que se desplaza (típicamente el fresado donde la herramienta gira sobre su eje y se desplaza sobre un material fijo). Es conveniente utilizar esta división de categorías al considerar los procesos disponibles.

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Fuente:

V. Chiles, S. C. Black, A. J. Lissaman, S. J. Martin; 1999, PRINCIPLES OF ENGINEERING MANUFACTURE, Third Ed. Butterworth-Heinemann John L. Feirer , METALISTERÍA, ARTE Y CIENCIA DEL TRABAJO CON METALES; 1990, Sexta Ed. Mc. Graw Hill

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Campus Monterrey Mecánica de Corte en Metales Ángulo de Flujo Viruta El corte de metal mediante un cortador duro para cortar una de la Viruta pieza de un material más blando se controla en una máquinaMaterial herramienta por medio de un portaherramienta que sirve para Herramienta guiar la herramienta a lo largo de una pieza de trabajo de Trabajo rígidamente sujeta. El borde cortante de la herramienta se diseña y se fabrica con cierta forma geométrica, la cual está determinada por las necesidades del proceso y que en la mayoría de las herramientas de acero de alta velocidad se esmerila para darle la forma final deseada (por ejemplo Inclinación del Ángulo brocas y fresas), pero en la actualidad alrededor de 50% de de Corte las herramientas que se utilizan son insertos desechables de carburo de tungsteno o de cerámica y que tienen un borde Figura 1: Interacción herramienta-material de trabajo. cortante diseñado para controlar el movimiento de la viruta durante el corte. El incremento de las máquinas-herramientas CNC (Control Numérico por Coordenadas) significa que la operación sin necesidad de operador es ahora algo común, y que la formación de la viruta no debe de dañar la pieza de trabajo ni enredarse alrededor de las herramientas en la máquina. Durante el corte, la herramienta deforma elasto-plásticamente un volumen pequeño del material de la pieza de trabajo y luego la separa mediante más deformación plástica a medida que se aproxima y rebasa la resistencia del material. Al volumen de material removido se le conoce como viruta de maquinado (ver Figura 12). Formación de Viruta Diversos factores afectan la formación de la viruta. El material de la pieza de trabajo tiene un papel importante. El tipo, resistencia, estructura, dureza, forma y tamaño del material afectan la formación de viruta. Si el material es suficientemente fuerte, el proceso se parece a un flujo continuo de elementos semejantes a placas cortadas de manera sucesiva de la pieza de trabajo. La viruta deformada puede presentar diferentes formas segmentadas o continuas, dependiendo del tipo de material y las condiciones de corte a las que se encuentra sujeto. En la Figura 23 se muestran 7 tipos básicos de formación de viruta: a) Viruta continua y larga, como en la mayoría de los aceros al carbón b) Viruta lamelar, como en la mayoría de los aceros inoxidables c) Viruta corta, como en la mayoría de los hierros fundidos d) Variable, viruta de fuerzas elevadas, como en la

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g) Figura 2: Tipos comunes de forma de viruta.

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Adaptado de Boothroyd; 1989, Fig. 2.2 Adaptado de Chiles, Black; 1999, Fig. 8.2

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Campus Monterrey mayoría de las superaleaciones e) Suave, viruta de fuerzas bajas, como en el aluminio f) Viruta de alta temperatura o presión, como en materiales duros g) Viruta segmentada, como en el titanio Los parámetros de corte influyen directamente en el tamaño y forma de las virutas, en especial el avance y profundidad de corte y, en cierta medida, la velocidad de corte. La geometría de la herramienta y la aplicación de fluido de corte también afectan la formación de la viruta.

Maquinabilidad La maquinabilidad de los materiales se refiere a la facilidad con la que pueden ser cortados para formar viruta. Es una propiedad que se define por medio de 4 factores clave, a saber: a) Acabado superficial e integridad de la superficie. b) Vida de la herramienta. c) Fuerza de corte requerida. d) Control de la formación de la viruta. Estos factores de desempeño, a su vez, dependen de la combinación de propiedades físicas y mecánicas del material. Por ejemplo, los materiales muy suaves y dúctiles se arrancan, más que se cortan, por lo que terminan con acabados superficiales pobres. Los materiales duros y frágiles, por otro lado, desgastan terriblemente a las herramientas. Así, un material con alta maquinabilidad será aquel que tenga una balanceada combinación de dureza, ductilidad, resistencia y homogeneidad.

Torneado El torneado se considera el proceso de mecanizado más antiguo, pues los orígenes del torneado en madera se pierden en la antigüedad. El torneado genera sólidos de revolución con una herramienta de una sola punta casi siempre semi-estacionaria y una pieza de trabajo que gira alrededor de un eje de simetría. En muchos Material de Trabajo aspectos, éste es el método más sencillo de corte. Superficie de Trabajo Sin embargo, el proceso de torneado tiene muchas Superficie Transitoria variantes en función de la forma y material de la Superficie Maquinada Movimiento de Rotación pieza de trabajo, del tipo de operación y de (continuo) -c herramienta de corte y de las condiciones de corte. Herramienta El torneado es la combinación de dos movimientos: rotación de la pieza de trabajo y movimiento de avance de la herramienta. En algunas aplicaciones, Movimiento de Avance la pieza de trabajo puede estar estacionaria mientras (continuo) -z la herramienta gira a su alrededor para realizar el corte, pero básicamente el principio es el mismo, Figura 3: Configuración Básica del Torneado. como se puede ver en la Figura 34. En el proceso, la pieza de trabajo, que tiene un diámetro específico (D [mm]), gira con determinada velocidad del husillo (n [rpm]). En el punto donde se está maquinando se produce una velocidad de corte o velocidad superficial (Vc [m/min]), que es la velocidad tangencial con

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Adaptado de Boothroyd; 1989, Fig. 1.3

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Campus Monterrey la que el filo de la herramienta maquina la superficie de la pieza de trabajo; es la velocidad a la que la periferia del diámetro de corte pasa frente al filo (ver Figura 4), por lo tanto (Ecuación 1):

Vc 

 Dn 1,000

Ecuación 1: Determinación de la Velocidad de Corte.

Profundidad de Corte

d Velocidad de Corte

Velocidad de Giro

Vc

n

Diámetro de Trabajo Velocidad de Avance

D

Vf Figura 4: Definición de los Parámetros de Corte.

La velocidad del avance (Vf [m/min]) es el avance de la máquina que impulsa la herramienta a lo largo del corte, y queda determinada por el avance por revolución (giro) del material de trabajo (f [mm/rev]), por tanto (Ecuación 2):

Vf  f n Ecuación 2: Definición de la Velocidad de Avance.

Éste es un valor clave que determina la calidad de la superficie que maquine y para cerciorarse que la formación de las virutas está dentro del campo de la geometría de la herramienta. Este valor influye no sólo en el grueso de la viruta sino también en la calidad de la rotura de la viruta (ver Figura 5).

5

Figura 5: Efecto del Avance sobre la Calidad Superficial del Torneado .

La profundidad de corte (d [mm]) es la diferencia entre una superficie de trabajo y la superficie maquinada, y es la mitad de la diferencia entre el diámetro original y el maquinado. La profundidad de corte se mide siempre en ángulos rectos respecto de la dirección de avance de 5

Adaptado de Chiles, Black; 1999 ,Fig. 11.5

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Campus Monterrey la herramienta, no del filo. La manera en que el filo se aproxima a la pieza de trabajo se expresa como el ángulo de entrada (k). Éste es el ángulo entre el filo y la dirección de avance. Partes del Torno El torno básico tiene cinco partes principales (bancada, cabezal o transmisión principal, cabezal móvil o contrapunto, carro y transmisión de avances) como se muestra en la Figura 6:

6

Figura 6: Esquema de un Torno Paralelo Convencional .

1. La bancada es la base del torno. En la parte superior de ella están las correderas que pueden ser en V o planas. Son los rieles que soportan el carro y al cabezal móvil. 2. El cabezal está montado en el lado izquierdo de la bancada. Consta del husillo del cabezal y el mecanismo para impulsarlo. El husillo es hueco y tiene un agujero cónico en el extremo delantero interno. Un manguito se ajusta en este agujero cónico y, luego, se introduce el punto del cabezal. Se atornilla un plato en la nariz del husillo, el cual controla la velocidad. Se emplea un motor eléctrico para mover el torno. En los tornos con transmisión por bandas, la potencia del motor se transmite mediante correas a una polea escalonada que hace girar el husillo. Para cambiar la velocidad, se mueven las bandas a diferentes posiciones. Para obtener más fuerza torsional o de rotación y velocidad más baja, se emplean engranes reductores. La palanca de avance y reversa se utiliza para invertir el movimiento del sinfín de avance. 3. El cabezal móvil se mueve a lo largo de la bancada y se fija en cualquier posición. Tiene dos piezas hechas de fundición. La inferior descansa sobre las correderas y la 6

Adaptado de Feirer;1990 ,Fig. 62-1

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Campus Monterrey superior se sujeta a la inferior. La pieza superior se puede acercar o alejar para desplazar su cabezal. Un huesillo hueco se mueve hacia adentro y fuera de la pieza superior cuando se hace girar el volante del cabezal. Este husillo tiene una conicidad en el extremo interno en la cual se monta un contrapunto, un broquero o incluso una broca (ver Figura 77). La conicidad depende del número de cono del que se trate, pero siempre será aproximadamente 1.5⁰.

Figura 7: Brocas y Contrapuntos con Cono Morse.

4. El carro tiene cinco partes: a. El puente es una pieza fundida en formas de “H” que se monta en la bancada y se desliza en las correderas. b. La placa frontal o delantera se sujeta al puente y cuelga al frente de la bancada. Aloja los engranes, embragues y palancas para accionar el carro a mano y con la potencia del motor. El volante de la placa frontal se gira para mover el carro hacia un lado y otro. Este volante está conectado a un piñón que se acopla con una cremallera debajo de la parte delantera de la bancada. c. El carro transversal está montado en la silleta. Se gira una manija para mover el carro en sentido transversal o para acercarlo o alejarlo del operador. d. El soporte orientable en la parte superior del carro transversal se puede girar en círculo y fijarlo en cualquier posición. También tiene en la parte superior una corredera la cual se puede mover hacia adentro y hacia afuera con la manija del soporte orientable. e. El poste portaherramienta con el collarín y la base oscilante se deslizan en una ranura en “T” en la parte superior del soporte orientable. 5. Los mecanismos para avance y roscado constan de una caja de engranes de cambio rápido, sinfín de avance y barra de avance, así como de los engranes y embragues que están en la placa frontal. La caja de engranes de cambio rápido está directamente debajo del cabezal. La potencia del lado izquierdo del husillo se transmite a esta caja por medio de engranes. La caja permite cambiar el avance y la razón entre las revoluciones del husillo del cabezal y el movimiento del carro para el corte de roscas. Por lo general, la caja de engranes tiene dos o tres palancas para controlar el avance y el número de roscas. Una placa de instrucciones colocada en la caja de engranes señala la forma en que se deben mover las palancas. La barra de roscar y la barra de avance transmiten la potencia al carro para hacer funcionar el avance y para cortar 7

Fuente: Wikipedia; http://es.wikipedia.org/wiki/Cono_Morse

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Campus Monterrey roscas. Para transmitir potencia para avance longitudinal o sea en un sentido y otro, se mueve la palanca de cambio de avance en el carro hacia arriba o hacia abajo. Después, se accionan la palanca o perilla del embrague. Para transmitir potencia para el avance transversal ponga la palanca de cambio de avance en la posición opuesta. Para cortar roscas, esa palanca se pone en la posición central (o neutral) a fin de accionar la palanca para tuerca dividida; dicha tuerca se cierra sobre las roscas del sinfín de avance para mover el carro. Herramientas de corte y portaherramientas Las herramientas de corte para torneado (conocidas también como buriles) pueden tener diversas formas, son fabricadas en varios materiales y pueden o no contar con algún recubrimiento. Además, se afilan a diferentes formas para distintas operaciones de corte o para adaptarse a las características de maquinabilidad del material de trabajo. Sin embargo, los ángulos de la herramienta que determinan la configuración de la punta y el filo, tienden a ser estándar. Se busca en un buen afilado, prevenir que el filo tenga rozamiento contra la pieza durante el maquinado. Los ángulos básicos son (ver Figura 88): a) claro lateral b) claro longitudinal c) de claro frontal o de incidencia d) de viaje lateral frontal e) de salida o ataque f) de desprendimiento lateral Figura 8: Geometría Básica de g) de la punta una Herramienta de Corte para Torneado.

Principios de Sujeción del Trabajo para Torneado La sujeción de piezas es la disciplina dedicada a mantener la pieza en su lugar mediante la ubicación y fijación. Los dispositivos de sujeción mantendrán la pieza de trabajo en un lugar específico mientras se realiza una operación de maquinado. Los dispositivos de sujeción varían desde dispositivos básicos como los mandriles, hasta accesorios especializados creados por un diseñador de herramientas Mandril universal o plato con ajuste espiral: Posee tres quijadas encastradas y que se mueven al unisonó por medio de un placa de ajuste espiral (Ver Figura 99). Una llave insertada en cualquiera de los tres piñones alrededor del cuerpo del mandril hace girar la placa de Figura 9: Partes de un Mandril Universal

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Adaptado de Feirer; 1990, Fig. 62-5 Fuente: http://www.kanabco.com/vms/lathe_3jaw/lathe_3jaw_04.html

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Campus Monterrey ajuste espiral permitiendo que pueda accionarse el mandril rápidamente. Las mordazas pueden sujetar superficies interiores o exteriores. Para tornear piezas de trabajo bastas se usan quijadas endurecidas de perfil aserrado y pueden situarse en su posición precisa las quijadas blandas que se aplican a superficies acabadas. Mandril ajustable: Es un mandril universal montado en un adaptador que se fija a la nariz del husillo, que puede ajustarse para que no mienta o se desvíe mas de 0.1270mm (0.0005”). Mandril de cuatro quijadas: Tiene quijadas independientes que se mueven cada una por separado, mediante un tornillo. Las quijadas sujetan casi cualquier forma de una pieza y se les puede ajustar a que giren a la precisión que se desee, pero este mandril se acciona lentamente. Mandril de combinación: Tiene quijadas que pueden moverse juntas a través de una placa de ajuste espiral, o ajustarse por Figura 10: Mandril de Cuatro separado. 10 Quijadas Mandriles de dos quijadas: Estos mandriles están adaptados para sujetar piezas de trabajo de formas irregulares por medio de quijadas deslizantes añadidas a las quijadas permanentes. Cada pieza puede mandrilarse en menos tiempo que cuando se usa un mandril de cuatro quijadas pero se necesita que la producción sea suficientemente grande para justificar el empleo de las quijadas especiales. Mandriles accionados neumática e hidráulicamente: Estos mandriles son de acción rápida, sostienen el trabajo con firmeza y son económicos para la producción. Mandril sin llaves: Este mandril se acciona mediante una palanca sobre un anillo desde la parte posterior del cuerpo del mandril. La palanca no gira con el mandril y se puede mover aún antes de que el cuerpo del mandril se detenga. La acción es rápida y los mandriles sin llaves se usan, frecuentemente, en trabajos de producción. Mandril de taladro: Puede usarse en el cabezal o en el husillo de la contrapunta de un torno para sostener brocas de vástago recto, rimas, conos, o piezas de trabajo de diámetro pequeño. Las quijadas del mandril de taladro están fijadas con cuñas dentro del cono de la cubierta con el fin de sujetar una pieza. La cubierta Figura 11: Mandril sin llaves está fija al cuerpo que se hace ascender o descender con un (superior) y Mandril de taladro 10 (inferior) tornillo para abrir o cerrar el mandril. Mangas o bujes: Un buje es una manga delgada de acero o latón con ranuras longitudinales y conicidad exterior10. Cuando se fuerza a que entre en la manga con conicidad de un mandril de manga, se cierra la manga un poco para afianzar una pieza de trabajo de forma precisa y segura. Se utilizan cilindros de aire e hidráulicos para accionar los mandriles de manga para obtener rapidez en la producción. Centros y guías (impulsores): Un centro de torno tiene en un extremo una conicidad de ángulo de 60° y un cono de adhesión en el otro extremo para ajustarse al husillo de una máquina. Una

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Fuente: Wikipedia; http://en.wikipedia.org/wiki/Chuck_(engineering)

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Campus Monterrey punta viva montada en la contrapunta se gasta menos pero es más costosa y no es tan precisa como un centro sólido. Placa de garras: Está situada en la nariz del husillo. Una placa frontal es más grande que una placa de garras y tiene un número de muescas radiales para colocar pernos. Las piezas de trabajo se atornillan a la parte delantera de la placa frontal. Accesorio fijo: Es un dispositivo especial fijado directamente a la nariz del husillo o atornillado a una placa frontal, para sostener y localizar una pieza o piezas específicas. Los accesorios fijadores se usan comúnmente, para la producción en cantidades grandes de piezas. Parahuso: Localiza una pieza de trabajo de un agujero. Un parahuso con conicidad se presiona para que penetre en el agujero de la pieza de trabajo. Apoyos: Un apoyo de centro o firme tiene tres zapatas que se suben para establecer contacto y dar apoyo a una pieza de trabajo delgada que, de otra manera, se flexionaría demasiado por el efecto de su peso o el de las fuerzas de corte.

Hoja de Procesos En la realización del mecanizado siempre es conveniente realizar una hoja de procesos en donde se indique la secuencia de operaciones a realizar, así como los parámetros de proceso adecuados para cada una de ellas. El formato de una hoja de procesos puede ser variado, pero en general debe contener la siguiente información (ver Figura 12): Nombre de la pieza: Flecha 3224

Fecha: 15 de Octubre, 2008

Material: AISI-SAE 9840 Velocidad de Cortemin:

18

m/min

Velocidad de Cortemax:

30

m/min

Máquna Asignada: Torno Waxzk 32 OPERACIÓN

2.24

W/mm /s

Anancemax:

0.75

mm/rev

Anancemin:

0.40

mm/rev

Potencia Disponible:

PARÁMETROS

3

Potencia Unitaria:

HERRAMIENTAS

Careado

n= Avance= Profundidad= Potencia=

190 0.40 2.00 172

rpm mm/rev mm W

a) Chuck de 3 Mordazas b) Buril Izquierdo

Taladro de Centros

n= Avance= Profundidad= Potencia=

190 0.40 -325

rpm mm/rev mm W

a) Chuck de 3 Mordazas b) Broca de Centros

5,000

W

CROQUIS DE OP.

y así sucesivamente... Figura 12: Ejemplo de Hoja de Proceso para Mecanizado.

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OBJETIVOS 1) El alumno comprenderá las normas de seguridad específicas aplicables a la práctica. 2) El alumno conocerá el proceso de arranque de viruta, la geometría básica de un filo de herramienta de torneado, y los principios de sujeción del trabajo en el torno. 3) El alumno conocerá las máquinas-herramienta convencionales básicas, incluyendo sierras, taladros, tornos y fresadoras. 4) El alumno comprenderá la operación básica del torno paralelo y la correspondencia entre los parámetros del proceso y controles de la máquina (velocidad, avance y profundidad de corte). 5) El alumno utilizará un torno paralelo para fabricar una pieza sencilla a partir de una barra. 6) El alumno utilizará los instrumentos de medición convencionales (escala, vernier y micrómetro) para determinar las dimensiones de la pieza que fabricó.

SEGURIDAD Para utilizar los instrumentos básicos de medición durante esta práctica es necesario que se adopten los siguientes cuidados: ¡ATENCIÓN!

MOTIVO

No aplicar fuerza excesiva al instrumento de medición.

Esto podría provocar una deformación permanente en el instrumento.

Limpiar la pieza y superficie del área de contacto del instrumento con la pieza.

Lograr una medición correcta.

Mantener limpio en todo momento el instrumento que se ha utilizado.

No perder la calibración y así no perder la precisión del instrumento.

Las herramientas de medición no se deben dejar sobre superficies donde haya viruta, grasa o cualquier otra suciedad.

Esto podría provocar daño permanente en el instrumento.

Para utilizar las máquinas-herramienta del laboratorio es obligatorio atender los siguientes cuidados: ¡ATENCIÓN!

MOTIVO

Usar siempre lentes o gafas de seguridad al manejar cualquier máquina.

El riesgo de que una viruta salte y dañe un ojo permanentemente es muy real y además es alto.

Nunca use el cabello suelto, ropas holgadas, anillos o relojes al manejar cualquier tipo de máquina.

Los elementos giratorios de la maquinaria pueden atrapar sus ropas o joyas y causarle un gran daño físico.

Conserve el piso limpio alrededor de la máquina, sin virutas, aceite y fluido de corte.

Es fácil resbalar o tropezar causando un accidente grave.

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Campus Monterrey Durante la operación de las máquinas herramienta deberá siempre seguir los procedimientos siguientes: ¡ATENCIÓN! Nunca intente manejar una máquinaherramienta hasta que esté familiarizado con su funcionamiento. No se incline sobre las máquinas. Manténgase siempre recto, procurando que su cara y ojos queden alejados de las virutas que salen volando. Nunca intente montar, medir o ajustar la pieza hasta que la máquina se haya detenido por completo. En todo instante mantenga las manos, las brochas y los trapos lejos de las partes móviles de la máquina herramienta.

MOTIVO El riesgo de daño a su persona y/o a la máquina es alto. Los elementos giratorios de la maquinaria pueden atrapar sus ropas o joyas y causarle un gran daño físico. Además, el riesgo de que una viruta salte y dañe un ojo permanentemente es muy real y muy alto.

La inercia de las máquinas es grande y fácilmente puede dislocar una articulación, dañar la piel o incluso arrancar un dedo.

Antes de realizar un corte, asegúrese de que la pieza y la herramienta estén montadas de forma correcta y asegurados con firmeza. Todo trabajo que se realice en una máquinaherramienta debe estar firmemente sujeto ya sea con prensa, grapas o cualquier otro dispositivo de sujeción; nunca trate de sujetar las piezas con las manos.

Una pieza o herramienta que salga despedida de la máquina es un proyectil de alta peligrosidad.

Nunca deje llaves o accesorios montados en mecanismos que van a girar. Use siempre una brocha para retirar virutas; nunca utilice las manos.

La viruta es muy afilada y además puede estar caliente.

Nunca intente variar las velocidades de una máquina herramienta cuando esté en funcionamiento.

Desengranar las transmisiones en movimiento daña los mecanismos; se trata de transmisiones sin sincronización.

Nunca se debe de golpear las bancadas de las máquinas.

La bancada es el “alma” de la máquina, golpearlas o rayarlas quita vida y precisión a la misma.

La viruta debe ser retirada con brocha de las bancadas de la máquina al finalizar cada operación.

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MATERIAL, HERRAMIENTAS Y EQUIPO 1) Material a) Material de la pieza (acero 1018) b) Dibujo de la pieza 2) Herramientas a) Segueta horizontal b) Vernier y micrómetro c) Herramientas del torno d) Herramientas de corte 3) Equipo y Maquinaria a) Torno Manual 4) Equipo de Seguridad a) Lentes de seguridad

PROCEDIMIENTO 1) Imprimir y leer toda la práctica antes de ir al laboratorio. Preparar el pre-reporte. 2) Presentarse 5 minutos antes de la hora indicada para la práctica, con ropa cómoda, calzado cerrado y fuerte, sin joyas ni cadenas, y el pre-reporte completo y la práctica impresa y engrapada (páginas 13 a 20). 3) Pasar al almacén del laboratorio para recoger materiales, herramientas y accesorios requeridos para la práctica. 4) El instructor aplicará un examen rápido al inicio de la práctica que evaluará su comprensión del marco teórico y también se utilizará como lista de asistencia. 5) El instructor explicará el funcionamiento general de los tornos convencionales del laboratorio. 6) Cada alumno del grupo tendrá oportunidad de fabricar una pieza de acuerdo al material y dibujo recibidos. 7) Después se procederá a realizar la medición del producto fabricado, para verificar sus dimensiones.

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Práctica 2

Mecanizado en Torno Convencional

Alumno Matrícula Grupo Instructor

PRE-REPORTE DE LA PRÁCTICA 1) Acuse de Recibo Plasmando mi firma al calce, acuso el recibo expreso de las normas y procedimientos de seguridad obligatorios para realizar la Práctica 2: Mecanizado en Torno Convencional, del Laboratorio de Procesos de Manufactura. Nombre Completo: ___________________________________________________________ Matrícula: __________________ Clave de Curso: _________________ Grupo: __________ Firma: _________________________________

Fecha: ___________________________

2) Describa al menos 5 operaciones de torneado.

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Referencia bibliográfica que se consultó para aprender sobre operaciones de torneado:

3) Investigue la geometría de 3 herramientas típicas para tornear.

Referencia bibliográfica que se consultó para aprender sobre herramientas del torno:

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Campus Monterrey 4) Investigue la relación que guardan los parámetros de proceso (Vc, Vf y d) con la potencia consumida (P) durante la operación.

Referencia bibliográfica que se consultó:

5) Investigue en algún manual de mecanizado la velocidad de corte, velocidad de avance y profundidad de corte, recomendados para maquinar con herramientas de acero de alta velocidad (HSS) el AISI-SAE 1018 laminado en frío, y calcule la velocidad de husillo máxima sugerida para mecanizar la pieza de la Figura 13.

Referencia bibliográfica que se consultó sobre los parámetros para mecanizar el AISI-SAE 1018.

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Campus Monterrey 6)

Demuestre que la razón de remoción de material (MRR) para una operación de torneado es igual a donde representa el promedio de los diámetros inicial y final de la pieza, N la velocidad de giro del husillo, d la profundidad de corte y f el avance.

Referencia bibliográfica que se consultó.

7) Calcule la velocidad de corte, la razón de remoción de material, la potencia requerida y la fuerza de corte para una operación de torneado sobre una barra de una aleación de Titanio de 150 mm de largo, cuyo diámetro es reducido de 75 mm a 65 mm mediante una pasada de desbaste. La velocidad a la que gira la pieza es de 400 rpm y la herramienta se desplaza a una velocidad axial de 200 mm/min. (Se recomienda consultar el libro “Manufacturing Processes for Engineering Materials” de Serope Kalpakjian y Steven Schmid).

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Práctica 2

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Alumno

Mecanizado en Torno Convencional

Matrícula Grupo Instructor

REPORTE DE LA PRÁCTICA 1) Estudie las especificaciones de la parte a tornear (incluyendo dimensiones críticas y tolerancia, según indicaciones del instructor). Considere que la parte será mecanizada por 2 alumnos en un torno convencional; cada uno será responsable de mecanizar un lado de la misma.

Figura 13: Pieza a maquinar.

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Campus Monterrey 2) Elabore la hoja de procesos correspondiente a la pieza a tornear y ejecute las operaciones según el plan. Nombre de la pieza: Runout Sample

Fecha:

Material: AISI-SAE 1018 CR

Potencia requerida:

W-s/mm3

Velocidad de cortemín:

m/min

Avancemín:

mm/rev

Velocidad de cortemáx:

m/min

Avancemax:

mm/rev

Potencia total:

W

Máquina asignada: OPERACIÓN

PARÁMETROS

HERRAMIENTAS a)

1

n= Avance= Profundidad= Potencia=

rpm mm/rev mm W

2

n= Avance= Profundidad= Potencia=

rpm mm/rev mm W

a)

3

n= Avance= Profundidad= Potencia=

rpm mm/rev mm W

a)

4

n= Avance= Profundidad= Potencia=

rpm mm/rev mm W

a)

5

n= Avance= Profundidad= Potencia=

rpm mm/rev mm W

a)

6

n= Avance= Profundidad= Potencia=

rpm mm/rev mm W

a)

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CROQUIS DE OP.

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Campus Monterrey Nombre de la pieza: Runout Sample

Fecha:

Material: AISI-SAE 1018 CR

Potencia requerida:

W-s/mm3

Velocidad de cortemín:

m/min

Avancemín:

mm/rev

Velocidad de cortemáx:

m/min

Avancemax:

mm/rev

Potencia total:

W

Máquina asignada: OPERACIÓN

PARÁMETROS

7

n= Avance= Profundidad= Potencia=

rpm mm/rev mm W

8

n= Avance= Profundidad= Potencia=

rpm mm/rev mm W

HERRAMIENTAS a)

CROQUIS DE OP.

a)

Tiempo total de Proceso:_____________ min 3) Medición: Con ayuda del dispositivo para medición entre centros y un reloj indicador, mida el “runout” en ambos muñones de la flecha. Realice las todas las mediciones requeridas y captúrelas en el dibujo adjunto.

-A-

-A-

1.0 Stock

-A-

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Campus Monterrey 4) Observaciones: Describa los parámetros y operaciones que deben cuidarse durante el torneado para obtener una pieza maquinada de calidad.

5) Conclusiones: Describa, desde la perspectiva técnica, sus conclusiones sobre la relación entre tolerancia y tiempo de fabricación.

ENTREGA DEL PRE-REPORTE Y REPORTE DE LA PRÁCTICA Asegúrese de que su pre-reporte y reporte tengan todos los datos del recuadro de identificación y que haya contestado todos los elementos solicitados, antes de entregarlos al instructor. Después, pase al almacén a entregar los materiales, herramientas y accesorios, y asegúrese de dejar el área de trabajo limpia y en orden, antes de retirarse. Laboratorio de Procesos de Fabricación

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