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• Diego Alejandro Noblecilla Bustamante

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ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL FACULTAD DE INGENIERÍA EN MECÁNICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN

FIMCP

PROCESOS DE MECANIZACION

Título de la Práctica

Taladrado

Paralelo

Nombre del alumno:

Diego Noblecilla Bustamante

102

1. Resumen: La practica inicio por realizar el diagrama solicitado sobre la placa de aluminio, la consistía en una circunferencia dividida en 6 partes iguales, con un hexágono circunscrito, en cuyas esquinas se colocaría el centro de cada broca para realizar los agujeros. Una vez hechos los agujeros se hizo el trabajo de machuelado que es el que hace los dientes de las roscas. Finalmente, la pieza se lija y se tiene terminada. 2. Objetivos • • • • • • • • • •

Describir el funcionamiento del taladro de pedestal. Explicar el procedimiento de uso del taladro, considerando la seguridad y eficiencia en el trabajo. Explicar la teoría básica de corte de metal aplicado en el taladrado. Seleccionar la velocidad de corte de acuerdo al material de la broca y de la pieza. Calcular las RPM y el avance para un mecanizado seguro y económico. Explique los criterios para seleccionar una broca para una aplicación específica. Dibuje la geometría de una broca y explique la importancia de cada ángulo. Explique el Procedimiento del afilado de una broca. Explique el procedimiento correcto para realizar taladrado con las brocas de diversos diámetros. Explique los sistemas de roscas, selección del diámetro de broca, y procedimiento para roscar a mano

3. Fundamentos Teóricos: Taladrado: El taladrado es una operación de maquinado con arranque de viruta que consiste en producir un agujero en una pieza de trabajo. El taladrado se realiza por lo general con una herramienta cilíndrica rotatoria conocida como broca, la cual tiene dos bordes cortantes en sus extremos. Los parámetros principales para definir el procedimiento de taladrado en una pieza son: •

Tipo de taladro a utilizar Página 1

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Diámetro de la broca Dureza o densidad del material a taladrar Material de la broca Tipo de broca Velocidad de giro

La práctica se realiza sobre la mesa de un taladro de pedestal, donde la placa es ajustada en una prensa tornillo. Para la perforación del metal se utiliza unas brocas de diferentes diámetros, empezando con la de menor diámetro, como se muestra en la Fig.1.

Fig. 1. Taladro de pedestal Como usar un taladro de pedestal o vertical

Figura 2: Como usar un taladro

1. Abrimos la cubierta de las bandas, seguidamente quitamos el seguro y movemos la manivela de tensión para asegurarnos de que el procedimiento se encuentre realizado. 2. En el caso de cambio de banda de alguna de las poleas se debe iniciar por la de mayor diámetro, luego jalar la manivela de tensión para apretar la banda y colocar el seguro. Cerramos la cubierta.

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Figura 3: Como usar un taladro El usuario debe buscar su comodidad como la seguridad, es por ello que en el caso de mover la mesa en primer lugar debe aflojar el seguro y mover la manivela en sentido horario para elevar de desplazamiento vertical hasta la posición deseada. Como también puede mover de derecha a izquierda. No olvide colocar el seguro.

Figura 4: Ubicación de la pieza de trabajo Use las calas de ajuste para verificar la nivelación de la pieza.

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Sujeción de la broca En primer lugar, debemos verificar el diámetro de la broca con un calibrador, posteriormente limpiamos la broca y la colocamos en el mandril apretándolo con firmeza. Cambie los rpm de acuerdo al material con el que vaya a trabajar. Para alinear la broca con el punto de taladrado Debemos colocar el punzón con el centro de la broca, taladre un poco para marcar una huella y verifique si la posición es la adecuada. Brocas Figura 5. Tipos de brocas Están fabricadas regularmente con acero de alta velocidad. Las brocas rectas tienen generalmente hasta 13 mm de diámetro. Los cuerpos cónicos son conos Morse y tienen diferentes numeraciones variando con el diámetro (véase la Tabla 1). Si el cono no se ajusta al taladro entonces se deberán usar un manguito y un adaptador.

Figura 6. Mandril para brocas Las brocas constan de tres partes: el vástago, el cuerpo y la punta. Página 4

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El vástago: Es la parte que se coloca en el husillo y se hace girar. Estos pueden ser rectos o cónicos. Cuerpo: Es la parte cilíndrica que va desde el vástago hasta la punta. Este en su recorrido tiene unas flautas cuya función es la de dejar entrar el fluido refrigerante y dejar escapar la viruta. Punta: Se encuentra en todo el extremo cortante o filo cónico de la broca. La forma y condiciones de la punta son muy importantes para la acción cortante de la broca.

Figura 7. Geometría de una herramienta de corte (Broca) Existen principalmente las siguientes calidades: • •

•

HSS laminada. Es la más económica. Es de uso general en metales y plásticos en los que no se requiera precisión. No es de gran duración. HSS titanio rectificada. Están recubiertas de una aleación de titanio que permite taladrar metales con la máxima precisión, incluyendo materiales difíciles como el acero inoxidable. Se puede aumentar la velocidad de corte y son de extraordinaria duración. HSS cobalto rectificada. Son las brocas de máxima calidad, y están recomendadas para taladrar metales de todo tipo incluyendo los muy duros y los aceros inoxidables. Tienen una especial resistencia a la temperatura, de forma que se pueden utilizar sin refrigerante.

Velocidad de corte A mayor diámetro de la broca, tendremos que poner el taladro a menor número de revoluciones. Otro factor a tener en cuenta es el material a taladrar y si este material lo estamos refrigerando o no. Los materiales que son más duros necesitan una velocidad más reducida respecto de los materiales más blandos como se puede ver en los siguientes valores: Material Fundición Fundición dura Fundición maleable Acero dulce Acero semiduro Acero duro Bronce, latón aluminio

Velocidad de corte (m/min) 8 a 45 6 a 30 6 a 27 10 a 35 8 a 25 6 a 20 15 a 90 Página 5

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Acero moldeado

6 a 20

𝑓𝑧 =

𝑉𝑓 𝑧𝑁

En donde fz es el avance (mm/diente), Vf es la velocidad de avance (mm/min) z es el n| de filos y N son los rpm.

RPM de corte

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Figura 8. Criterios para la utilización de una broca

Kr: Ángulo de posición del filo principal.

Figura 9. Geometría de una broca Página 7

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Procedimiento de afilado para una broca Antes de efectuar cualquier operación de afilado, se debe examinar en particular el estado de los listeles, (metal pegado, huellas desgaste). Una broca bien afilada requiere las siguientes cualidades:

Figura 10. Afilado de la herramienta de corte (broca) Simetría perfecta de los labios. - Destalonado correcto. - Espesor del filo incluido entre 0/8 y 0/10 (Fig. 1). - El respeto a estos diferentes criterios debe permitir la realización de agujeros cilíndricos en la tolerancia. 1.

Afilado Normal. Consiste únicamente en un afilado de la extremidad (ángulo de punta y ángulo de despulle periférico) 2. Ahusamiento del Alma. Con el fin de facilitar la penetración en particular en el caso de utilización de las brocas de serie larga que alcanzan su cota de reforma, resulta necesario disminuir el espesor del alma y ponerla entre Va y 1/10 más o menos del diámetro de la broca. Esta operación que consiste en retocar el alma por delante de la punta transversal, se efectúa para diámetros mayores a 15 mm 3. Afilado Corte "MORSE" Afilado utilizado en el caso de taladros profundos y para el afilado de brocas de diámetro pequeño (0 2 a 4 mm.). Consiste en un afilado normal completado por un retoque sobre la parte trasera de la cara despullada (más o menos la mitad). Se realiza así una forma de punta en cruz, la broca corta sobre todo su ancho de labio (incluso en el alma). Sin perder mucha robustez, este afilado reduce el esfuerzo de penetración. El retoque de la parte trasera de la cara despullada se efectúa manualmente.

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4. Afilado rompe viruta En ciertos casos de utilización, el desenvolvimiento de las virutas en espiras largas plantea el problema de su evacuación y de la lubricación de la broca. Con el fin de facilitar la rotura de la viruta, se realizan ranuras rompe virutas decaladas sobre las dos caras del ángulo de punta 5. Afilado de la broca de centro El afilado consiste en un retoque sobre la punta del pequeño diámetro (operación manual). En caso de deterioro del cono de 60°, el retoque completo no se puede hacer, ya que este resulta demasiado costoso en relación con el precio de una herramienta nueva. 6. Ángulos para Afilado El ángulo del cono de la punta de la broca así como el ángulo de destalonado, deben variar según las características de la pieza.

Como es el proceso de taladrado Selecciona la broca indicada para hacer el trabajo. Las brocas acero de alta velocidad (HSS) funcionarán con la mayoría de los tipos de metal, así como también el acero al carbono recubierto de nitruro de titanio (TiN). Para metales muy duros, utiliza una broca de acero aleado al cobalto. Asegura la pieza de metal que vas a perforar si está suelta, engrapándola a tu estación de trabajo o asentándola en un tornillo de banco o morsa. Este paso no es necesario si perforarás un objeto de acero grande y pesado como una pared o una estructura de metal. Marca con un lápiz la posición de lo que vas a perforar. Mide esta área con precisión, ya que es más difícil remendar un error en metal que remendar un error que hayas cometido sobre la madera.

Coloca un clavo en el lugar que marcaste con el lápiz. Empújalo hacia adentro con el martillo para marcar el punto exacto donde harás el agujero y crea un hoyo que te servirá de punto de partida. Coloca el extintor de incendios a tu alcance. Las probabilidades son muy pequeñas, pero las chispas que se arrojan al perforar metal a veces pueden comenzar pequeños incendios. Tener el extintor a mano te ayudará a evitar que un pequeño incendio se transforme en uno fuera de control.

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Colócate gafas de seguridad para proteger tus ojos de las chispas y los desechos que se puedan saltar. También sería conveniente que utilizaras una camiseta de mangas largas con un cuello cerrado, con el mismo propósito.

Coloca el taladro en el punto de partida. Asegúrate de que el taladro esté nivelado al ángulo que necesitas. Los taladros más nuevos tienen un sistema de nivelación integral que te ayuda a hacer esto. Aplica una presión estable para perforar el metal. En el caso de los metales duros, taladra lentamente y con continuidad. Los metales blandos requieren una mayor velocidad ya que la viruta de metal podría derretirse si lo haces muy lento. Incluso con los metales blandos, trata de no utilizar una velocidad más alta que la intermedia. Retira inmediatamente la broca cuando alcances la profundidad deseada. Sigue girando la broca hasta que la hayas quitado completamente del metal. Sistemas de roscas •

Rosca métrica ISO. La medida de este sistema de roscas está basada en el sistema métrico decimal. La rosca métrica esta creada por un filete con forma de triángulo equilátero, cuyo vértice esta truncado a 1/8 de su altura y el fondo redondeado a 1/16 de dicha altura, existiendo de esta forma una holgura entre el vértice y el fondo de filete. El ángulo de flancos es de 60°. Estas roscas se designan con la letra M, a continuación la cifra que indica el diámetro nominal del tornillo, seguida del paso en milímetros. •

Rosca whithworth.

La medida de este sistema de roscas está basado en la pulgada. En las roscas whithworth el perfil de su filete es un triángulo isósceles, siendo su lado menor el que sirve de base y es paralelo al eje del núcleo e igual al paso de rosca. El vértice y el fondo están redondeados a 1/6 de la altura del filete. El ángulo de los flancos es de 55°. La medida de estos tornillos se da en pulgadas. •

Rosca sellers o nacional americana. Este sistema de rosca es utilizado en los estados unidos de américa, empleándose en gran cantidad de automóviles. En la rosca sellers el perfil del filete es un triángulo equilatero con el vértice y el fondo truncados a 1/8 de su altura. El ángulo de la rosca es de 60° y el paso es igual a lado del triángulo. La medida de los tornillos se da en pulgadas y el paso en hilos por pulgadas. Página 11

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Existen tres tipos de roscas sellers dependiendo de su paso y se denominan de la siguiente manera: basta NC, fina NF y paso especial NEF. Otra forma de denominarla es anteponiendo la “U” a las letras anteriores. Para denominar la rosca sellers primero se da su medida en pulgadas, el paso en número de hilos por pulgada y a continuación las siglas en función del tipo de rosca.

4. Instrumentos, materiales y equipos utilizados • • • • • •

Mesa de trabajo, tornillo de banco. Taladro de pedestal. Brocas helicoidales que correspondan a los diferentes diámetros de agujeros. Probeta Equipos de protección personal obligatorio. Implementos: marcador, rayador, brocha, martillo, granete, calibrador Vernier, escuadras a 90°, cepillo de acero, refrigerante (aceite soluble).

5. Procedimiento experimental Se deberá describir de manera ordenada el desarrollo completo de la práctica, indicando en cada paso el procedimiento que realizo y en que se basó para realizarlo. Se deberá hacer mención de Tablas (selección de diámetros de brocas) y planos, si fuera el caso. Ejemplo: trazado de la placa, procedimiento de fijación de la placa, marcación de centros de agujeros, aplicación de broca de centro, proceso de taladrado, cambio de brocas, medidas de seguridad, etc. PASO

IMAGEN

PROCEDIMIENTO Se procede a pintar con la tiza una de las caras de la placa, de tal forma que sea más sencillo el rayado.

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Con un rayador y un calibrador Vernier, se realiza la medición donde se ubicaran los agujeros (según el plano), debe mostrar marcas y divisiones. Las medidas de la placa son 100x60 mm.

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Realizar las intersecciones de los agujeros, se procede a utilizar el granete y un martillo para marcar unas pequeñas perforaciones en el centro de cada agujero sobre la placa. Estas evitan que no se desvíe la broca guía del centro del agujero a taladrar.

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Colocar la placa en el tornillo de ajuste sobre el pedestal del taladro. Inicialmente se utiliza la broca que es guía necesaria para “guiar” las brocas de mayor diámetro.

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Fig. 17 Taladrado de placa

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Se taladra la placa procediendo a cambiar la broca con otra de mayor diámetro hasta alcanzar el requerido de acuerdo al diámetro de rosca necesaria: M6, M8, M10 y W1/2. (Ver plano).

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Una vez terminada la práctica, se deberá limpiar el área de trabajo (piso) y los implementos utilizados (pedestal, tornillo de banco, brocas, brocha, etc.), de tal forma que quede libre de los restos de metal (viruta) y de refrigerante.

6. Resultados: Se obtuvo como resultado una placa con 6 agujeros de diámetros distintos los cuales fueron realizados mediante un taladro vertical de acuerdo a los requerimientos mostrados en la tabla de aplicación de herramientas de roscado (Anexos). Posteriormente se realizó el roscado mediante el machuelo escogiendo el diámetro requerido. 7. Conclusiones: Se puede concluir que mediante la práctica se aprendió la utilización de una máquina de mecanizado como es un taladro vertical. Es por ello que antes de iniciar el taladrado en la placa en primer lugar se debió ajustar la velocidad de rotación de la herramienta de corte (broca) ya que el avance y la profundidad fue dada por el usuario, dicha velocidad angular media en revoluciones por minuto será mayor a menor diámetro y viceversa. Así también se comprendió que el uso de un lubricante tal como el diésel es importante con el fin de obtener un buen acabado. Por otro lado, tras realizar los agujeros de acuerdo con el requerimiento de agujeros roscados, se utilizaron machuelos los cuales se especifican en la tabla mostrada en la sección de Anexos. Es importante recalcar que la forma de realizar este procedimiento es importante ya que caso contrario el machuelado será con un ángulo de inclinación, por lo que, al roscar el tornillo, el mismo podría no entrar o podría dañarse la rosca del mismo. Finalmente, es importante recordar todas las normas de seguridad industrial con el fin de evitar accidentes dentro del taller debido a la viruta desprendida en el proceso de mecanizado o por la propia herramienta de corte al no colocar el seguro en la palanca de avance.

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Para comprobar que el trabajo fue acertado se mide las distancias entre centros de agujeros opuestos, las cuales deben coincidir ya que todos los agujeros estaban sobre un diagrama de un circulo inicialmente. 8. Recomendaciones: Se recomienda utilizar el lubricante (diésel) para un mejor acabado del agujero. Así también es recomendable en primer lugar utilizar una broca de centro para mostrar obtener un agujero tal que el centro del agujero sea el centro del diámetro dibujado. De igual manera es importante utilizar el Vernier vertical para hallar el centro de la placa, de forma que podamos dibujar un círculo simétrico.

9. Referencias Bibliográficas: [1] Referido de: https://ivanacal.files.wordpress.com/2013/03/taladro-maquinado.pdf (22-10/2017) [2] Referido de http://www.irwin.com/uploads/documents/92_Spanish_FLC_oMetal_eBook.pdf (2210/2017) [3] Referido de: http://www.bluemaster.es/ContentNoHTML/Descargas/Documentacion_tecnica/ES/Tabla_RPM_br ocas_BM.pdf (22/10/2017) [4] Referido de: file:///C:/Users/CltControl/Downloads/TFM%20Velocidad_de_corte%2001.pdf (22/10/2017)

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10. Anexos:

Plano de diseño en la placa de Aluminio L/2

10 mm

12 mm L/2

8 mm ½ in

5/16 in

3/8 in

Tabla de aplicación de herramientas de roscado Taladrado Agujero Broca (diámetro) M 8 6.8 mm M 10 8.5 mm M 12 10.2 mm W½ 11 mm W 3/8 6.6 mm W 5/16 8.0 mm

Machuelado 8 mm 10 mm 12 mm ½ in 3/8 in 5/16 in

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Figura: Placa de Aluminio taladrada con 6 agujeros de distintos diámetros.

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