4.2. De Mecanizado Por Arranque De Viruta (todo).pdf

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DPMCM01.- Procesos de mecanizado por arranque de viruta.

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Caso práctico Pedro: Llevo un par de años trabajando en esta máquina. Ya se puede decir que se mecanizar piezas ¿no? Responsable: No: tú sabes usar una máquina, pero te están dando las hojas con todas las instrucciones para cada modelo de pieza que fabricas. Pedro: Sí: ya me las sé de memoria. No necesito mirarlas para trabajar. Responsable: Eso es un error, puede haber cambios, que tú deberías seguir. Al n y al cabo, alguien estará al tanto de las modi caciones que pida el cliente, o pensando cómo mejorar las piezas para producir más, con mayor calidad, con lotes menores, a menor coste,... Pedro: ¡Ah! eso es más complicado de lo que parecía. Responsable: No es tan complicado. Hay que aprenderlo, como todo, y luego hay que ser responsable, cuidadoso y tener interés por mejorar los procesos. Eso sí: debes tener una visión global de la planta de producción, ya que no te concentrarás en una sóla máquina, sino en todas las necesarias para realizar cada producto. Pedro: ¿Y dónde se aprende a hacer eso? Responsable: En el ciclo de técnico superior de Programación de la Producción en Fabricación Mecánica hay un módulo llamado De nición de procesos de mecanizado, conformado y montaje; en él aprendes a realizar todo este trabajo que a ti te llega como "hojas de procesos".

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1.- El mecanizado.

Caso práctico Las piezas que se fabrican en el taller de Pedro son complejas: pueden pasar por varias máquinas para realizar las operaciones necesarias que le den su forma nal. Pedro: ¿Por qué hacen falta tantas máquinas para hacer una pieza? Responsable: Porque no tenemos una sóla máquina que tome la materia prima, haga todas las operaciones necesarias y devuelva el producto terminado. Existen, pero tienen un coste que sólo se justi ca si estamos seguros de que vamos a fabricar esa pieza o similares durante un periodo largo de tiempo. Pedro: Pero a veces una misma pieza pasa por unas máquinas, y otras cambia. Responsable: Porque algunas máquinas pueden estar ocupadas, o averiadas, o en una parada programada por mantenimiento,... hay muchas razones para ello. Pedro: ¿Y tiene alguna otra ventaja tener tantas máquinas diferentes? Responsable: Sí, la versatilidad. Tener máquinas que hacen diferentes operaciones, o incluso máquinas que hacen las mismas operaciones con diferentes dimensiones, precisiones o productividades nos permite fabricar una gran variedad de piezas diferentes. Pedro: Ya veo: así, el día que esta pieza se modi que o desaparezca, la empresa estará preparada para los cambios.

Los productos mecánicos se fabrican principalmente por cuatro métodos: Por fundición o inyección: la materia prima se introduce en un molde en estado líquido, para darle su forma. Por mecanizado: se arranca material a la materia prima hasta lograr la forma deseada. Por conformado: se deforma la materia prima hasta lograr la forma prevista. Por adición: se añade material a la pieza original hasta lograr la pieza solicitada. Por montaje: se ensamblan diferentes piezas con sus elementos de unión, logrando el conjunto nal. En esta unidad de trabajo y en la siguiente, vas a profundizar en los métodos de fabricación por mecanizado producidos por diferentes técnicas: En el mecanizado por arranque de viruta, una herramienta con uno o varios los arranca grandes cantidades de virutas de material al desplazarse respecto a la pieza, logrando unas calidades y precisiones de mecanizado medias. En el mecanizado por abrasión, la herramienta es una rueda o disco de material abrasivo, que genera pequeñas cantidades de un polvo no en vez de la viruta del caso anterior, logrando unas calidades y precisiones de mecanizado altas. Es apropiado para trabajar con materiales muy duros. Además de máquinas y herramientas de corte, necesitas utillajes para sujetar a la máquina la materia prima y las piezas minimizando sus marcas o deformaciones, y así poder mecanizarlas. Pueden ser universales, aceptando una amplia variedad de formas y dimensiones o especí cos para una pieza o familia de piezas concreta. Todo ello lo aprenderás estudiando este material didáctico.

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1.1.- La evolución histórica del mecanizado. Desde la edad de piedra, la humanidad ha tomado materias primas y las ha dado forma para modi car sus funciones, sus propiedades o su estética. Las primeras herramientas de piedra se obtenían mediante el tallado (en el paleolítico) o pulido y perforado (en el neolítico), obteniendo aristas cortantes para construir hachas, agujas, puntas de lanzas y echas o adornos. El primer gran salto de la humanidad tuvo lugar con el descubrimiento de la agricultura, y el paso de las tribus nómadas a sedentarias. Se desarrolló la construcción de refugios, el comercio y la alfarería. En ella se daba forma a la arcilla, creando vasijas y otros utensilios. Además, se cocía para mejorar sus prestaciones: dureza, resistencia, impermeabilidad,... Pronto inventaron el torno, que permitía fabricar piezas mejores y más rápidamente. La edad del cobre y del oro usaba como materia prima el metal extraído de la tierra en su estado puro. En cambio, el salto a la edad del bronce exigió el dominio de la fundición. El hierro se trabajaba calentándolo y golpeándolo en la forja, ya que no se conocían las fuentes de calor necesarias para fundirlo. La edad de los metales posibilitó la producción de elementos más resistentes y ligeros que los hechos de piedra. El segundo gran salto de la humanidad fue la revolución industrial, en la que la alta densidad demográ ca obligó a mejorar los procesos productivos y la tecnología, permitiendo el desarrollo de la industria, la agricultura y la sociedad. Este salto se basó en el conocimiento de la naturaleza y la energía para crear máquinas y herramientas que mejorasen la explotación agraria, el tejido, el transporte,... Estas máquinas aprovechaban la energía disponible: viento, agua, humana,... o las nuevas fuentes disponibles, como la máquina de vapor, que posteriormente dio paso a la combustión interna o al motor eléctrico. También se desarrolló la industria del acero, logrando la fusión del hierro y su aleación, con lo que se mejoraron sus características. Las nuevas máquinas y herramientas no hacían operaciones muy diferentes a las que se hacían desde la prehistoria (tallar, pulir, cortar, perforar, tornear,...), pero las hacían mejor, más rápidamente, con más y con una mayor variedad de materiales. Éste es el origen de las máquinas - herramientas y del mecanizado moderno.

En resumen: las máquinas - herramienta sustituyen el esfuerzo humano por otras fuentes de energía, mientras que la habilidad para lograr las formas deseadas en las piezas reside en el operario u operaria en las máquinas convencionales, y en un ordenador en las máquinas CNC.

Para saber más Si te ha gustado este tema, a continuación puedes ver un interesante documental de www.encuentro.gov.ar sobre la historia de la máquina - herramienta: Historia de la máquina - herramienta

(link: https://www.youtube.com/watch?v=wfUElpIHMz8 ) Resumen textual alternativo

(link: DPMCM01_CONT_HistoriaMH.html )

También puedes visitar el Museo de la Máquina - Herramienta de Elgoibar: https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/PPFM/DPMCM/DPMCM01/es_PPFM_DPMCM01_Contenidos/singlepage_index.html

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Museo de la Máquina - Herramienta (link: http://www.museoa.eus/es/ )

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1.2.- Las máquinas - herramienta.

Una máquina - herramienta sirve para dar forma a materiales sólidos. Normalmente son estáticas (no se mueven de su sitio) y emplean fuentes de energía diferentes a la humana. Pueden producir las formas previstas mediante accionamientos manuales, automatizados o controlados por ordenador (control numérico o CNC). Son las responsables de producir el esfuerzo que dará forma a la materia prima o pieza. Deben ser rígidas para soportar los esfuerzos de mecanizado, y precisas, ya que de ello dependerá la calidad de la pieza a obtener. Dispondrán de varios ejes de movimiento, lo que le proporcionará capacidad para realizar un conjunto de operaciones en la pieza.

Las máquinas - herramienta se pueden clasi car según su procedimiento de mecanizado, considerando que cada una de ellas realiza un conjunto de operaciones simples. En este caso hablamos de máquinas generalistas o polivalentes. A continuación tienes un ejemplo de algunas máquinas - herramienta y las operaciones más signi cativas que realizan, y encontrarás ejemplos en ésta y en las siguientes unidades de trabajo:

Clasi cación de las máquinas - herramientas ¿CÓMO TRABAJAN?

Genéricos Sin arranque de material Mediante una matriz y punzón especí cos Con arranque de material Con separación de masa

FAMILIA DE MÁQUINAS

OPERACIONES

Martinetes

Forja

Plegadoras

Doblado

Curvadoras

Curvado

Prensas excéntricas

Estampación

Prensas hidráulicas

Embutición

Cizallas

Corte

Punzonadoras

Perforado

Plasma, chorro de agua, oxiacetilénica Taladros

Fresadoras

Corte

Agujereado

Taladrado Mecanizado de super cies

Con arranque de viruta grande Taladrado Tornos

Refrentado Cilindrado Torneado con forma

Con arranque de viruta pequeña

Amoladora / esmeril

A lado

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Recti cadora cilíndrica

Recti cado cilíndrico

Recti cadora plana

Recti cado de super cies planas

Electroerosión por penetración

Mecanizado de super cies

Corte por hilo

Corte

Por electrodo revestido Con aporte de material

Uniones jas

MIG / MAG

Soldado

TIG También puede ocurrir que una máquina - herramienta agrupe operaciones para crear una pieza especí ca: en ese caso hablaremos de máquinas especiales, que por su variedad, no se nombrarán ni clasi carán. Es importante que asimiles el concepto de "operaciones", ya que es la base de este módulo de de nición de procesos.

Para saber más A continuación puedes ver un vídeo muy actual, perteneciente a la 27ª edición de la feria bienal española de la máquina - herramienta, celebrada en Barakaldo (Vizcaya) en el año 2014. En él puedes ver algunas de las operaciones que se realizan con máquinas - herramienta. 28BIEMH - Barakaldo 2014

(link: https://www.youtube.com/watch?v=VXdW02rz9Vk ) Resumen textual alternativo (link: http://www.biemh.com/portal/page/portal/BIEMH/P_BIEMH_INFORMACION ) No te preocupes si todavía no puedes identi carlas: eso lo aprenderás durante el desarrollo de este módulo.

Autoevaluación ¿Con cuáles de las siguientes máquinas puedes realizar un agujero en una pieza? (link: ) Plegadora. (link: ) Punzonadora. (link: ) Torno. (link: ) Recti cadora plana. (link: ) Taladro. (link: ) Corte por chorro de agua.

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1.3.- La prevención de riesgos y la protección ambiental.

Las máquinas - herramientas son potencialmente peligrosas: al estar diseñadas y fabricadas para dar forma a metales y otros materiales resistentes, es fácil que te pueda provocar lesiones durante su manejo, mantenimiento, montaje, o simplemente por "pasar por ahí". Desde el punto de vista de la ergonomía, estamos hablando de un sector en el que puedes pasar muchas horas de pie, en posturas poco cómodas o realizando esfuerzos físicos, con unas áreas de trabajo y desplazamiento limitadas, en un ambiente ruidoso y con unas necesidades de iluminación mínimas. También es un sector que puede causar impacto en el medio ambiente, ya que consume muchas materias primas (metales, plásticos,...), energía, consumibles (aceites, productos químicos,...) y transporte. Es fundamental el reciclaje de materiales, la optimización de consumos energéticos, la reducción y el tratamiento de residuos y la mejora de la logística de materias primas y productos.

La mayoría de las máquinas - herramienta presentan asociados a sus diferentes componentes, por lo que deberás observar una serie de precauciones y elementos de protección para evitar accidentes: Prevención de riesgos en máquina - herramienta ELEMENTOS

RIESGOS DE ACCIDENTE MÁS COMUNES

Impactos, cortes, atrapamientos, Mecánico

aplastamientos, quemaduras por fricción,...

MEDIDAS Y ELEMENTOS DE PROTECCIÓN

Instalación de setas de emergencia, mamparas, barreras de seguridad y elementos de protección,... en las máquinas. Uso de cascos, guantes, gorras, gafas de seguridad, buzo con muñecas elásticas, ropa resistente al calor,... en las personas.

Electrocuciones, quemaduras, cortocircuitos,...

Guantes y ropa aislante del calor o la electricidad, tomas de tierra, Indicadores de temperatura, seguridades eléctricas, indicadores de tensión.

Químicos

Incendios, explosiones, envenenamientos, irritaciones, indigestiones, alergias, afecciones de vías respiratorias,...

Etiquetado de sustancias peligrosas, control de acceso y manipulación de sustancias. Guantes y ropa impermeables, máscaras y gafas. Fuentes y duchas de lavado, sistemas de ventilación.

Ambientales

Quemaduras, incendios, ruido, destellos luminosos, olores

Cascos de insonorización o tapones, gafas, máscaras y ltros, sistemas de ventilación, caretas de soldadura.

Eléctricos

Existe normativa de obligatorio cumplimiento especi cando los riesgos, medidas y/o elementos de protección asociados al uso de máquina - herramienta, además de los planes de seguridad de cada empresa. Además, no son máquinas sencillas de usar, por lo que cualquier persona que se acerque a su radio de acción deberá contar con la formación técnica y de (link: DPMCM01_CONT_R13_01_Seguridad.png )

seguridad necesaria.

Estos riesgos pueden afectar tanto a la máquina en funcionamiento como parada, así como a los productos fabricados o sus residuos. La prevención de riesgos es legal y socialmente necesaria en una empresa de máquina - herramienta, pero aún así, en ocasiones ocurren accidentes. Por ello, el personal deberá contar con conocimientos de primeros auxilios, protocolos de actuación, material sanitario y canales de información que limiten los daños. https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/PPFM/DPMCM/DPMCM01/es_PPFM_DPMCM01_Contenidos/singlepage_index.html

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Para saber más El

Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo (link: https://www.insst.es/home ) , dependiente del

Ministerio de Empleo y Seguridad Social, elabora las Notas Técnicas de Prevención (link: https://www.insst.es/ntp-notastecnicas-de-prevencion ) y las Guías Técnicas (link: https://www.insst.es/especi cas ) orientativas que cubren casi cualquier aspecto relacionado con el uso, los riesgos y las medidas de prevención que puedas encontrar en el sector de máquina - herramienta. A continuación tienes algunos ejemplos: NTP 235 (link: http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/NTP/Ficheros/201a300/ntp_235.pdf ) Medidas de seguridad en máquinas: criterios de selección. NTP 552 (link: http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/NTP/Ficheros/501a600/ntp_552.pdf ) Protección de máquinas frente a peligros mecánicos: resguardos. NTP 325 (link: http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/NTP/Ficheros/301a400/ntp_325.pdf ) Cuestionario de chequeo para el control de riesgo de atrapamiento en máquinas. Guía técnica para la evaluación y prevención de los riesgos relativos a la utilización de los lugares de trabajo (link: http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Normativa/GuiasTecnicas/Ficheros/lugares.pdf ) . Guía técnica para la evaluación y prevención de los riesgos relativos a la utilización de equipos de trabajo (link: http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Normativa/GuiasTecnicas/Ficheros/equipo1.pdf ) . ... Hay muchas más normas y guías, que pueden evolucionar con el tiempo, pero son sencillas de localizar en internet con un buscador.

La gestión medioambiental en el sector del mecanizado ayuda a racionalizar el uso de los recursos naturales, mejorar los procesos productivos, a preservar el medio ambiente y a cumplir las normativas medioambientales actuales y futuras. Todo ello busca respetar el medio ambiente, reducir el impacto y los costes asociados al reciclaje, tratamiento y las sanciones por incumplimiento. En cualquier empresa puedes identi car elementos y actividades que producen un impacto ambiental: Impacto medioambiental CONSUMOS

Materias primas Materias auxiliares Energía Agua Papel Envases ...

PROCESOS

RESIDUOS

Diseño

ACTUACIÓN Reciclaje

Producción

Materiales

Tratamiento

Mantenimiento

Materias auxiliares

Neutralización

Almacenaje

Agua

Vertido

Distribución

Papel

Emisión

Comercial

Envases

Incineración

Administración

...

Compostaje

...

...

La gestión ambiental intenta eliminar, reducir o reciclar el máximo de elementos que produzcan ese impacto ambiental.

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Autoevaluación ¿Por qué merece la pena cumplir la normativa de prevención de riesgos laborales y respetar el medio ambiente? (link: ) Porque está de moda, y da buena imagen de la empresa. (link: ) Porque es obligatorio o recomendable. (link: ) Porque es bene cioso para la empresa. (link: ) Porque es económicamente rentable

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2.- Materiales a mecanizar.

Caso práctico Pedro: Ya conozco las máquinas y las operaciones que realizan: ¿Qué es lo siguiente que debo tener en cuenta para de nir procesos de fabricación? Responsable: Lo siguiente es que conozcas los materiales. A ti te va a llegar un plano de fabricación, y por la forma deducirás qué operaciones necesita, y en qué máquinas hay que hacerlas, pero dependiendo del material de la pieza, podrás elegir la máquina más conveniente. Además, el material de la pieza determinará las herramientas que necesites, y las condiciones de corte en las que mejor trabajarán, lo que también te determinará qué máquinas puedes usar o no. Pedro: Así que el material me ayuda a identi car las máquinas y herramientas necesarias para la fabricación ¿no? Responsable: Y no sólo eso: en el plano puedes encontrar indicaciones de acabados, durezas,... que te indiquen qué tratamientos debes realizar a la pieza tras el mecanizado o conformado, que también deberás identi car en el proceso de fabricación. Pedro: Hasta ahora yo sólo he mecanizado acero. ¿Qué otros materiales se suelen mecanizar? Responsable: Hablar sólo de aceros ya es un mundo, pero es que además hay otros metales, plásticos,... Ahora te lo explico con detalle.

Desde el punto de vista del mecanizado, y según sus características, los materiales se pueden clasi car en: Clasi cación de los materiales POR SUS CARACTERÍSTICAS FÍSICO - ELÉCTRICAS

POR SU ELEMENTO MAYORITARIO

DENOMINACIÓN GENÉRICA Aceros

Aleaciones ferrosas

Fundiciones grises Fundiciones blancas

Aleaciones de cobre Metálicos

Aleaciones de aluminio

Bronce Latón Aluminios al silicio Aleaciones α

Aleaciones de titanio

Aleaciones α + β Aleaciones β

Aleaciones de magnesio No metálicos

Poliméricos

Cerámicos

Aleaciones magnesio - aluminio Termoplásticos Termoestables Arcillas Vidrios

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Cementos Abrasivos Materiales avanzados Los metales puros casi no se emplean en el mecanizado o conformado, debido a sus pobres características mecánicas en comparación con sus aleaciones. En cambio, es habitual emplear plásticos puros, aunque también se empleen mezclas. Las aleaciones metálicas están compuestas siempre por:

(link: DPMCM01_CONT_R20_01_MaterialPlano.jpg )

Un elemento principal, mayoritario en la composición de esa aleación. En ocasiones hay varios elementos mayoritarios. Una serie de elementos que le dan las características deseadas (aleantes). Una serie de elementos que le dan características indeseadas, pero que no se han podido eliminar por razones técnicas o económicas (impurezas). Formas comerciales:

Puedes encontrar los materiales metálicos en forma de lingotes, barras de diferentes per les y dimensiones, tubos, chapas / ejes e hilos. También puedes encontrar piezas provenientes de fundición, inyección o pulvimetalurgia para mecanizar. Los materiales poliméricos se comercializan en forma de grano para la inyección y laminado, pero en fabricación mecánica se mecanizan piezas inyectadas o per les comerciales similares a los materiales metálicos. Los materiales cerámicos se comercializan en forma de polvo, que cada fabricante mezclará, vitri cará o sinterizará según sus fórmulas y necesidades.

Debes conocer Estás estudiando los materiales por sus propiedades, así que a continuación tienes un listado de características que te ayudarán a entender las diferentes propiedades de los materiales a mecanizar: Características de los materiales (link: DPMCM01_CONT_R20_02_CaracteristicasMateriales.pdf )

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2.1.- Aleaciones ferrosas.

El hierro (Fe) tiene una densidad de 7,8 Kg/dm3, y funde a 1.535ºC. Se oxida con mucha facilidad, muestra poca resistencia mecánica y maquinabilidad. Aparte de en algunos elementos relacionados con el electromagnetismo, prácticamente no tiene utilidad en fabricación mecánica, a menos que se alee para formar aceros y fundiciones.

Las aleaciones ferrosas son las que tienen como elemento principal el hierro, combinado con otros elementos. El principal de ellos es el carbono, cuya distribución y forma en el hierro o su reacción con éste formando carburos, le da varias de sus características. El resto de aleantes pueden ser elementos metálicos o no metálicos, que se funden con él en la acería o línea de moldeo.

  Clasi cación de los materiales POR SU ELEMENTO MAYORITARIO

DENOMINACIÓN GENÉRICA

CARACTERÍSTICAS

Aleaciones de hierro con una cantidad de carbono entre el 0,2% y el 2%, aparte de otros elementos que le proporcionan características especiales: resistencia, elasticidad, maquinabilidad,... Aceros

Es una gran familia de materiales con características muy variadas y que te lo suministra en una gran variedad de formatos comerciales. Son los materiales más usados en mecanizado y conformado.

Aleaciones ferrosas

Fundiciones grises

Aleaciones de hierro con una cantidad de carbono entre el 2,5% y el 4%, aparte de otros elementos. La forma y distribución del carbono le da sus características particulares. Normalmente te lo suministran como piezas fundidas, que necesitan mecanizados para lograr las dimensiones y tolerancias requeridas al producto nal. Son fáciles de mecanizar, y muy usadas en mecanizado.

Fundiciones blancas

Aleaciones de hierro con una cantidad de carbono entre el 2,5% y el 4%, aparte de otros elementos. Se diferencian de las grises en el proceso seguido en la fundición. Son duras y frágiles. Normalmente te lo suministran como piezas fundidas acabadas. Son muy difíciles de mecanizar, por lo que casi no se usan en mecanizado.

Para saber más Las fundiciones normalmente se suministran moldeadas, para su mecanizado nal, pero los aceros se pueden suministrar en múltiples formas (secciones) y longitudes. En el siguiente enlace puedes consultar con la oferta del https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/PPFM/DPMCM/DPMCM01/es_PPFM_DPMCM01_Contenidos/singlepage_index.html

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proveedor UAHE: Prontuario UAHE. (link: http://www.i-cad.es/wp-content/uploads/2011/10/PERFILES-COMERCIALES.pdf )

Autoevaluación ¿Qué ocurrirá si quieres comprar acero en un per l diferente a los normalizados? Sugerencia (link: #hint-1 ) (link: ) Nada especial: lo proveen como cualquier otro per l. (link: ) Que la calidad del acero puede ser diferente. (link: ) Que resultará más caro.

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2.1.1.- Designación de los aceros.

En cualquier plano de fabricación deberás encontrar el material de la pieza correctamente codi cado: ello te permitirá conocer sus características, evaluar su maquinabilidad y calcular las condiciones de mecanizado. Todo ello determinará posteriormente el estudio de los tiempos y costes de fabricación. Los materiales ferrosos se agrupan en familias, según sus características, independientemente de su composición química.

Los aceros se designan mediante la norma UNE-EN-10027:1993. En ella se establecen dos designaciones: La designación simbólica representa la composición química, condiciones de utilización o propiedades físicas, y características especí cas del acero. La designación numérica es una simple clasi cación en grupos con unas características comunes. La O cina Europea de Registro asigna los números de cada grupo, complementando a la designación simbólica y clasi cando de forma única cada tipo y grado de acero.   Designación simbólica de los aceros según UNE-EN-10027:1993 Grupo 1: aceros de nidos por su aplicación o sus características mecánicas o físicas. Cada letra irá seguida de un número indicativo de una característica mecánica, física: límite elástico, carga de rotura, valor de dureza Rockwell,...

Grupo 2: aceros designados en función de su composición química. Cada letra irá seguida de valores numéricos que expresen el % de los aleantes fundamentales de cada tipo de acero.

B: aceros para hormigón armado. E: aceros para construcción mecánica. C: aceros no aleados con contenido medio de Mn inferior al 1%.

L: aceros para tuberías. D: productos planos para deformación en frío. H: productos planos laminados en frío de acero de alta resistencia. M: aceros para aplicaciones eléctricas. P: aceros para recipientes a presión. S: aceros para construcción metálica. Y: aceros para pretensado.

X: aceros aleados con contenido en peso de algún elemento de aleación igual o superior al 5%. HS: aceros rápidos. S (+Símbolo químico de los elementos aleados): aceros no aleados con contenido medio en Mn igual o superior al 1%, aceros no aleados de fácil mecanización y aceros aleados con contenido en peso de cada elemento de aleación inferior al 5%.

R: aceros para carriles. T: productos para embalajes. Designación numérica de los aceros según UNE-EN-10027:1993 1 Número del grupo de material 1: aceros

00 Número del grupo de acero Aceros no aleados:

00 Número de orden dentro del grupo (signado por la O cina Europea de Registro).

00 y 90: aceros de base.

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(00) Previstos para futuras ampliaciones.

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2 a 9 : otros materiales

01 a 07 y 91 a 97: aceros de calidad. 10 a 13 y 15 a 18: aceros especiales. Aceros aleados 08, 09, 98 y 99: de calidad. 20 a 28: para herramientas. 32 a 39: de grupos diversos. 40 a 49: inoxidables y refractarios. 50 a 89: de construcción y para recipientes a presión.

Asimismo, la norma UNE-EN 1560:1997, establece el sistema de designación para fundición de hierro. También distinguen dos codi caciones: La designación simbólica divide el código en 6 partes: Designación simbólica de las fundiciones según UNE-EN 1560:1997 EN-

X

X

N

NN

X

Estructura grafítica: L: laminar. Tipo de material: Material normalizado.

G: fundición. J: hierro.

S: esferoidal. M: carbón recocido (maleable).

Requisitos adicionales:  

D: piezas en bruto fundidas.

Característica principal de la fundición

H: piezas tratadas térmicamente.

1: carga de rotura.

V: vermicular. N: libre de gra to.

Número de grupo: dos dígitos del 00 al 99.

W: piezas aptas para soldar.

2: dureza.

Z: requisitos adicionales especí cos.

Y: estructura especial.

La designación numérica divide el código en 7 partes: Designación numérica de las fundiciones según UNE-EN 1560:1997 EN-

GJ

X

X-

NNN-

NN

X

Obligatoria.

Obligatoria.

Opcional.

Opcional.

Obligatoria.

Obligatoria.

Opcional.

Microestructura o

Resistencia mínima a la

Límite de alargamiento

Requisitos adicionales exigidos al material o

macroestructura.

tracción en

en %.

condiciones de ensayo de la muestra:

Material normalizado.

Tipo de material:

Estructura grafítica:

G: fundición.

L: laminar.

J: hierro.

S: esferoidal.

A: austenita.

N/mm2.

F: ferrita. https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/PPFM/DPMCM/DPMCM01/es_PPFM_DPMCM01_Contenidos/singlepage_index.html

S: fundida independientement de las piezas. 16/113

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M: carbón recocido (maleable). V: vermicular. N: libre de gra to. Y: estructura especial.

P: perlita.

U: fundida

M: martensita.

conjuntamente con las piezas.

L: ledeburita.

W: pieza apta para soldar.

Q: templada.

C: muestra obtenida de una pieza moldeada.

T: templada y revenida. B: corazón negro. W: corazón blanco.

Para saber más En este enlace encontrarás bibliografía más detallada sobre la designación de aleaciones férreas del profesor Ricardo Bartolomé Ramírez. Te será muy útil para transformar designaciones anticuadas a actuales: Normalización industrial - designación normalizada de materiales. (link: http://es.vbook.pub.com/doc/57979988/DIBUJOTECNICO-DESIGNACION-NORMALIZADA-DE-MATERIALES )

Debes conocer También debes familiarizarte con la "antigua" norma UNE-36010:1978, en la que se designaban los aceros numéricamente por series y grupos, ya que te encontrarás frecuentemente con planos de mecanizado o de control, tablas de características o condiciones de mecanizado para herramientas según esta designación. A continuación tienes un enlace a Wikipedia en el que describe la designación numérica de esta norma: Wikipedia - UNE36010 (link: http://es.wikipedia.org/wiki/UNE-36010 ) Esa misma información la puedes encontrar sintetizada en la siguente hoja de cálculo: UNE 36001 (link: DPMCM01_CONT_R21_03_CaracteristicasMaterialesFerreos.pdf )

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Autoevaluación Determina si es o no cierta la siguiente a rmación: El material EN-GJS-1000-5 es una fundición gris con gra to esferoidal con una resistencia mínima a la tracción de 1.000 N/mm 2 y un alargamiento mínimo del 5%. Sugerencia (link: #hint-2 ) Verdadero

Falso

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2.1.2.- Tratamientos térmicos y superficiales.

Los tratamientos térmicos son operaciones de calentamiento y enfriamiento realizados a temperaturas y en condiciones determinados, donde se le dan al material las propiedades buscadas, cambiando los componentes y la estructura atómica, pero sin cambiar su composición química.

Para los aceros destacamos los siguientes tratamientos térmicos: Temple: consiste en calentar el acero a una temperatura determinada seguido de un enfriamiento rápido, creando una estructura de átomos de hierro y carbono llamada martensita. Con este tratamiento aumenta la dureza y resistencia del acero, pero también la fragilidad y las tensiones internas. Los pasos para templar son: Calentamiento del acero hasta alcanzar una temperatura determinada en un tiempo controlado. Ejemplo: F-1140 a 835 ºC y el tiempo debe ser de al menos un minuto por milímetro de grosor de la pieza tratada. Mantenimiento a la temperatura de temple. Hay que mantener la pieza en el horno hasta que toda la masa alcance la temperatura necesaria. Se determina que es su ciente mantener de 1-2 minutos por mm de grosor de la pieza tratada. Enfriamiento rápido. El enfriamiento de la pieza se puede realizar de forma controlada sumergiéndolo en diferentes baños, normalmente en agua, aceite, arena o al aire. A cada tipo de acero le corresponde un tipo de enfriamiento. Por ejemplo el F-1140 se enfría sumergiéndolo en agua. Revenido : se usa para disminuir las tensiones internas y la fragilidad producidas por el temple sin apenas perder dureza. Los pasos para hacer un revenido son: Calentamiento de la pieza hasta alcanzar una temperatura determinada y en un tiempo controlado. Ejemplo F-1140 a 400 ºC. Mantenimiento a la temperatura de revenido, lo su ciente como para que desaparezcan las tensiones internas de la pieza. Enfriamiento: será en función del acero, pero normalmente se enfría al aire. Recocido: se usa para ablandar el acero, por ejemplo, para quitar la dureza dada en el temple o para quitar la acritud obtenida por el material en la laminación en frío. Aunque el ciclo a realizar sea el mismo que en los demás tratamientos térmicos, hay muchos tipos de recocido y en cada caso las temperaturas y los tiempos serán diferentes. Estos son los más importantes: Recocido supercrítico. Recocido subcrítico. Recocido isotérmico. Recocido de renovación.

Autoevaluación ¿Por qué se templa el acero si después se le da un revenido? (link: ) Porque en el temple se gana dureza y se disminuyen las tensiones internas. (link: ) Porque en el temple se gana dureza y se aumentan las tensiones internas. (link: ) Porque en el temple primero se pretende ablandar el acero. https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/PPFM/DPMCM/DPMCM01/es_PPFM_DPMCM01_Contenidos/singlepage_index.html

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Para saber más Si deseas saber más sobre tratamientos térmicos accede a esta presentación: Tratamientos térmicos (link: http://www.slideshare.net/xMorfe0x/tratamientos-termicos-no-2 )

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2.2.- Aleaciones de cobre.

El cobre (Cu) tiene una densidad de 8,9 Kg/dm 3 , y funde a 1.083ºC. Se oxida con mucha facilidad, muestra poca resistencia mecánica y maquinabilidad, temperaturas elevadas o desgaste. Aparte del fundido y tre lado (convertirlo en hilos por estirado), prácticamente no se mecaniza.

Las aleaciones de cobre mejoran sus características de resistencia y maquinabilidad. Son materiales fáciles de moldear, forjar en caliente, embutir y troquelar. Si en su composición hay plomo y azufre, aumenta su maquinabilidad, produciendo una viruta muy pulverizada. Se mecaniza por arranque de viruta a altas velocidades de corte y en seco o refrigerado por aire. Son fáciles de unir por soldadura blanda (estaño, plata,...), excepto si contienen aluminio, o por soldadura fuerte (gas, eléctrica,...). El cobre y sus aleaciones no desprenden chispas al ser golpeados, por lo que las puedes usar en la fabricación de herramientas para trabajar en ambientes in amables o explosivos, aleado con berilio y cobalto que le dan mayor dureza. Las aleaciones de cobre más importantes en fabricación mecánica se dividen en dos grupos: Bronces: aleaciones de cobre con estaño (del 2% al 20%), además de otros elementos. Muestran mayor resistencia a la corrosión, resistencia mecánica y dureza que el cobre y maleable. Se usan mucho en fontanería, para la fabricación de grifos, tubos, válvulas,... Si se alea con plomo, tiene buenas propiedades lubri cantes, por lo que se puede usar para fabricar cojinetes. Al someterlo a un temple, disminuye su dureza (al contrario que los aceros). Latones: aleaciones de cobre con Zinc (del 5% al 50%), además de otros elementos. Muestran mayor dureza que el cobre y los bronces y aptitud para los tratamientos super ciales que el cobre, maleable y con mejor maquinabilidad que el cobre y el bronce. Admiten tratamientos térmicos de recocido, que mejoran sus propiedades de doblado, estampado o embutido. Un recocido de alivio de tensiones de 246 a 276ºC aumenta su resistencia a la corrosión, y permite plegarlo en ángulos muy cerrados. Su designación está recogida en la norma UNE-EN1412: Cobre y aleaciones de cobre. Sistema europeo de designación numérica. Se nombran como CLXXXL.

Para saber más Para conocer mejor la in uencia de los diferentes aleantes del cobre, puedes consultar la siguiente presentación: El cobre y sus aleaciones (link: http://www.slideshare.net/ignacioroldannogueras/ejemplo-trabajo-cobre ) Y aquí tienes información sobre algunas de las formas comerciales en las que puedes adquirir el cobre y sus aleaciones: Cobre y aleaciones de cobre (link: http://www.dinagas.es/seccion2/tuberia.pdf%20 )

Autoevaluación Determina si es o no cierta la siguiente a rmación: El cobre se alea para aumentar su resistencia a la corrosión, sus propiedades mecánicas y su maquinabilidad. Sugerencia (link: #hint-3 ) https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/PPFM/DPMCM/DPMCM01/es_PPFM_DPMCM01_Contenidos/singlepage_index.html

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2.3.- Aleaciones de aluminio.

El aluminio (Al) tiene una densidad de 2,7 Kg/dm 3 , y funde a 660ºC. Es blando, muy maleable y con poca resistencia al desgaste. Se oxida rápidamente, formando una na película que protege la pieza. Por su baja temperatura de fusión, no es adecuado para trabajar a altas temperaturas. Aunque es menos resistente que los aceros, su resistencia especí ca (dividida por su peso) puede ser mayor.

Los aleantes del aluminio persiguen lograr diferentes características, algunas de ellas incompatibles entre sí: El hierro, el cromo, el titanio y el silicio con el magnesio aumentan la resistencia mecánica. El silicio endurece el aluminio y aumenta su uidez en la colada. Son aleaciones difíciles de mecanizar, pero la maquinabilidad se mejora añadiendo pequeñas cantidades de sodio. El cobre y el manganeso incrementan las propiedades mecánicas pero reducen la resistencia a la corrosión y la calidad de embutición. A partir de un 15% de cobre, la aleación se vuelve frágil. El cobre y el silicio reducen su temperatura de fusión y se enfrían rápidamente. Son muy adecuados para fusión en molde e inyección. El níquel hace aumentar su temperatura de fusión, lo que le permite trabajar a mayores temperaturas. El magnesio proporciona una gran resistencia mecánica y a la corrosión tras el conformado en frío, así como mayor maquinabilidad. El zinc reduce la resistencia a la corrosión, pero aumenta su peso, y no se puede templar. El escandio mejora la soldadura. Las aleaciones de aluminio forjado se dividen en dos grandes grupos, las que no reciben tratamiento térmico y las que reciben tratamiento térmico. Sólo ciertas aleaciones de aluminio se pueden templar para aumentar su dureza, pero posteriormente necesitan un tratamiento llamado "envejecido", que se puede dar de forma natural, o necesitará que mantengas la pieza a temperaturas elevadas. Todas ellas se pueden recocer para eliminar tensiones por el trabajo en frío. La designación de los aluminios y sus aleaciones está recogida en la norma UNE 38001: clasi cación y designación de las aleaciones ligeras. Se nombran como: L-11XX: aluminio. L-18XX: aleaciones madre, de base aluminio. L-2XXX: aluminio y aleaciones de aluminio para moldeo. L-3XXX: aluminio y aleaciones de aluminio para forja.

Para saber más El aluminio se presenta en una amplia gama de per les comerciales. A continuación puedes consultar los catálogos del grupo SAPA: SAPA - Catálogos de per les de aluminio. (link: https://www.hydroextrusions.com/es-ES/nuestraubicacion/europe/spain/local-content/catalogos/?showInContext=1367 )

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2.4.- Aleaciones de titanio.

El titanio (Ti) tiene una densidad de 4,5 Kg/dm3, y funde a 1.668ºC. Es resistente a la corrosión, y posee buenas propiedades mecánicas a altas temperaturas, alta resistencia a la tracción, dúctil, mecanizable y forjable. Se oxida rápidamente, formando una na película que protege la pieza. La inhalación de polvo de titanio puede causar di cultades respiratorias o dolor de pecho. En contacto con la piel o los ojos, puede producir irritación.

Las aleaciones de titanio más usadas en fabricación mecánica son: Grado 2: con un 0,25 a un 0,3% de hierro. Buena resistencia a la tracción y la corrosión. Es elástico y duro, se puede estirar en forma de hilos (dúctil) y se puede soldar. Grado 5: con un 6% de aluminio y un 4% de vanadio. Tiene una alta resistencia a la tracción y es muy elástico y biocompatible. Es la más usada en aeronáutica y biomedicina. Grado 19: contiene aluminio, vanadio, cromo, circonio y molibdeno. Es un poco menos resistente y elástico que el grado 5, pero más duro y dúctil y con peor soldabilidad. Es más resistente a la corrosión y mantiene sus propiedades mecánicas a alta temperatura. Algunas aleaciones de titanio las puedes templar para obtener mayores durezas y resistencia a la tracción. También puedes aplicarles tratamientos termoquímicos como la nitruración a 500ºC, que incrementa la dureza super cial y la resistencia al desgaste hasta 5 veces. La anodización también aumenta su resistencia al desgaste. Las aleaciones de titanio, especialmente las de menor grado, se pueden soldar con gases inertes (TIG, MIG) y forjar en caliente. Se pueden mecanizar por arranque de viruta, pero debes prestar mucha atención al amarrado de la pieza, ya que el titanio es más elástico que el acero, y tiene a doblarse al someterlo a las fuerzas de corte. Es mal conductor del calor, y su mecanizado produce altas temperaturas, así que debes refrigerarlo con mucho caudal y bien ltrado. También lo puedes recti car, pero las muelas deben estar bien reavivadas, ya que tiende a embotarlas. También debes prestar atención al refrigerado. Su designación está recogida en la norma UNE 38001: clasi cación y designación de las aleaciones ligeras. Se nombran como: L-15XX: titanio. L-7XXX: aleaciones de titanio.

Para saber más El siguiente enlace te permitirá ver una interesante presentación relacionada con las propiedades y aplicaciones de las aleaciones de titanio, de M. Corzo y A. Mateo: Aleaciones de titanio y sus aplicaciones (link: http://img3.xooimage.com/ les/4/e/d/aleaciones-titanio-a592a7.pdf ) .

Autoevaluación Determina si es o no cierta la siguiente a rmación: Puedes tornear y fresar la mayoría de las aleaciones de titanio, como los aceros y aluminios. https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/PPFM/DPMCM/DPMCM01/es_PPFM_DPMCM01_Contenidos/singlepage_index.html

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Sugerencia (link: #hint-4 ) Verdadero

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2.5.- Aleaciones de magnesio.

El magnesio (Mg) tiene una densidad de 1,74 Kg/dm3, y funde a 650ºC. Es blando, muy maleable y con poca plasticidad y resistencia mecánica, al desgaste y a la fatiga. Se oxida con facilidad. El magnesio reacciona con el agua, desprendiendo hidrógeno in amable, y el polvo de magnesio es explosivo en contacto con el agua. Si lo vas a mecanizar o manipular, debes conocer y seguir las normas de seguridad y usar los EPIs adecuados.

El magnesio, aleado con aluminio o zinc mejora sus propiedades mecánicas, de impacto y a la fatiga, logrando una buena relación resistencia / peso. El manganeso mejora su resistencia a la corrosión, y el berilio reduce su in amabilidad. Lo puedes fundir, inyectar, mecanizar y forjar en caliente. Su designación está recogida en la norma UNE38001: clasi cación y designación de las aleaciones ligeras. Se nombran como: L-13XX: magnesio. L-5XXX: aleaciones de magnesio para moldeo. L-6XXX: aleaciones de magnesio para forja. Puedes soldar el magnesio por puntos y por arco, pero las zonas de unión tienden a sufrir problemas de corrosión. Lo puedes solucionar aplicando un tratamiento térmico de recocido (de 200ºC a 350ºC) con enfriamiento al aire. También lo puedes remachar, atornillar y pegar, mientras las tensiones sean reducidas. De todas formas, su buena colabilidad permite moldear piezas complicadas y evitar elementos de unión. En aplicaciones muy especí cas (competición, aeroespacial,...), se producen piezas con alma de aleación de magnesio y recubrimiento cerámico que iguala las propiedades mecánicas y de desgaste de algunos aceros especiales, pero con 1/3 de su peso. Se usa para reemplazar a materiales plásticos por sus mejores condiciones, y a algunas aleaciones de acero por su mejor relación resistencia/peso, siempre que su coste esté justi cado. Lo puedes adquirir en forma de per les extruidos o laminados (lingote, barra de diferentes per les, tubo, chapa,...), aunque es habitual que recibas piezas coladas o inyectadas para su mecanizado o acabado.

Para saber más Las aleaciones de magnesio tienen propiedades muy interesantes. Echa un vistazo al siguiente informe: Aleaciones de magnesio (link: https://es.vbook.pub.com/doc/270947035/Magnesio-y-Sus-Aleaciones )  

Autoevaluación ¿Cuál es el mayor riesgo a la hora de trabajar con magnesio? (link: ) La humedad. (link: ) La viruta. https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/PPFM/DPMCM/DPMCM01/es_PPFM_DPMCM01_Contenidos/singlepage_index.html

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(link: ) La oxidación. (link: ) Las aleaciones.

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2.6.- Polímeros.

Los polímeros son macromoléculas formadas por la unión de moléculas más pequeñas con base de carbono, llamadas monómeros. Son compuestos sintéticos. También existen polímeros de monómeros con base de azufre o silicio, pero no se mecanizan en fabricación mecánica, por lo que no se considerarán en esta unidad de trabajo.

Los polímeros son materiales ligeros y baratos, relativamente blandos, elásticos y resistentes a la corrosión, pero no suelen trabajar bien a temperaturas medias y elevadas. Según su comportamiento en función de la temperatura, los polímeros se clasi can en: Termoplásticos: al calentarlos, uyen, y pueden llegar a fundirse, solidi cándose al enfriarse. Termoestables: más resistentes y frágiles que los termoplásticos. Al calentarlos, comienzan a descomponerse químicamente, perdiendo propiedades, que no recuperan al enfriarse. En ambos casos, deberás prestar atención al calor generado durante su mecanizado, eligiendo unas condiciones de mecanizado que no funda o descomponga el material, y prestando especial cuidado al a lado de las herramientas, para producir el mínimo de calor. Por lo general, se recomienda un avance rápido y una velocidad de giro lenta. Los polímeros tienden a producir una viruta muy larga, que puede enredarse en la zona a mecanizar, calentarse y fundirse, dañando la pieza. Por su sensibilidad a la temperatura, no se aplican tratamientos térmicos a los polímeros.

Para saber más En Wikipedia puedes encontrar un listado muy útil con las denominaciones y abreviaturas más habituales de los polímeros mecanizados en fabricación mecánica: Wikipedia: polímeros. (link: http://es.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmero#Pol.C3.ADmeros_de_ingenier.C3.ADa )

Autoevaluación Determina si es o no cierta la siguiente a rmación: Un tocho de plástico se puede mecanizar en una fresadora. Sugerencia (link: #hint-5 ) Verdadero

Falso

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2.7.- Cerámicas.

Son compuestos complejos de elementos metálicos y no metálicos mediante enlaces covalentes. Son duros, frágiles y con altos puntos de fusión. La mayoría son aislantes eléctricos y térmicos. En realidad, el factor común de todos los elementos cerámicos es que se parte de una mezcla de materiales en estado de polvo. A partir de ahí: Los puedes aglutinar con un líquido (habitualmente agua) y aplicar un tratamiento térmico llamado vitri cación. Los puedes prensar en un molde a alta temperatura, en un proceso llamado sinterizado.

Tradicionalmente, las cerámicas se moldean a temperatura ambiente, y se someten al cocido en el horno, pero raramente los mecanizarás, ya que las grietas se propagan con mucha facilidad, y se producen prácticamente sin deformación, por lo que tienen mala maquinabilidad. Por su gran variedad, las cerámicas se dividen en: Tradicionales: arcillas, porcelanas, vidrios, cementos, abrasivos,... Todos ellos son duros y frágiles, y difíciles de mecanizar. Se pueden cortar y taladrar con herramientas especí cas para cada material, como aceros revestidos, amoladoras, herramientas de punta de diamante,... También puedes laminar, tre lar y soldar los vidrios, pero sólo en caliente. Puedes obtener la materia prima en forma de polvo o aglutinada. Avanzadas: normalmente están compuestos por materiales en estado puro, dopados con elementos que les dan las características deseadas. Normalmente obtendrás la materia prima en polvo de alta pureza. Las más usadas son las siguientes: Alúmina (Al2O3): posee alta resistencia mecánica y térmica, y es aislante eléctrico. Se usa en implantes ortopédicos, aislante eléctrico y de bujías,... Dopado con cromo se usa para producir luz láser. Nitruro de aluminio (AlN): es aislante eléctrico, pero posee alta conductividad térmica. Se usa como sustrato de chips porque disipa el calor con facilidad. Nitruro de silicio (Si3N4): resistente a la corrosión y al desgaste. Se usa en motores de combustión. Carburo de silicio (SiC): muy resistente a la oxidación, por lo que se usa como recubrimiento en aceros y reforzar otros materiales. Carburo de boro (B4C): muy duro y ligero. Como recubrimiento protege de la corrosión y de las radiaciones. Circonia (ZrO2): muy tenaz. Como recubrimiento de otros materiales, evita la propagación de grietas. Un uso importante de los materiales cerámicos es el recubrimiento de herramientas de corte, aumentando su dureza y resistencia al desgaste. La película amarilla que recubre las plaquitas de corte que verás próximamente suele ser un material cerámico llamado carburo de titanio.

Autoevaluación Determina si es o no cierta la siguiente a rmación: Puedes tornear una pieza hecha de material cerámico. Sugerencia (link: #hint-6 ) Verdadero

Falso

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3.- Tecnología de mecanizado por arranque de viruta.

Caso práctico Pedro cuenta con experiencia en fabricación con arranque de viruta: empezó realizando operaciones manuales, y cuando fue dominando las herramientas y los materiales comenzó a trabajar con taladros, esmeriles y otras máquinas sencillas. Son máquinas, pero la mayor parte del esfuerzo sigue siendo humano. Cuando ya demostró sus conocimientos y habilidades, a Pedro le enseñaron a trabajar con las máquinas herramientas por arranque de viruta: tornos, fresadoras y recti cadoras, tanto convencionales como programables por CNC. Entonces descubrió la diferencia: en esas máquinas, la mayoría del esfuerzo físico lo hace la máquina, y él debe hacer un esfuerzo más intelectual que físico.

Las máquinas - herramienta pueden ser muy diferentes entre sí, aunque también presentan elementos comunes. Cualquier proceso de mecanizado requerirá de: Máquinas, que realicen el esfuerzo. Utillajes, que sujeten la pieza a mecanizar. Herramientas, que apliquen el esfuerzo de la máquina a la pieza amarrada, arrancando material de un tocho hasta lograr la forma deseada.

Operaciones exclusivamente manuales de taller: El serrado: Consiste en cortar una pieza mediante una sierra manual o mecánica. Como no es una operación muy precisa, se suele usar para separar tochos de una barra ligeramente sobredimensionados, para luego mecanizar dichos tochos. El trazado: consiste en grabar con una punta a lada sobre la super cie de la pieza para luego proceder al mecanizado. Normalmente se trazan ejes, centros, referencias, simetrías,... El limado: consiste en arrancar material de la pieza, utilizando las limas más apropiadas para ello. Hay varios tipos de limado: De desbaste: para arrancar mucho material en poco tiempo. De acabado: para lograr las dimensiones y super cies especi cadas. De rebabado: para eliminar esquinas y aristas cortantes en piezas tras su mecanizado en una máquina - herramienta. De ajuste: para posibilitar el montaje de diferentes piezas. El rasqueteado: es una operación manual que sirve para dar ciertos acabados a una super cie. Las herramientas usadas se denominan rasquetas. Existen dos tipos de raqueteado: Super cial: para lograr una determinada calidad en la super cie mecanizada. De lubricación: para evitar que dos piezas apoyadas se peguen entre ellas. Se emplea de forma habitual en las guías de las máquinas -herramienta.

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3.1.- Máquinas.

Las máquinas - herramienta se pueden clasi car según su di cultad de manejo: De esta manera, hay máquinas usadas para operaciones sencillas y manuales, y máquinas que pueden realizar múltiples movimientos de mecanizado, creando super cies más complejas.

El taladrado es un procedimiento para hacer taladros o agujeros de dos tipos: Pasantes: atraviesan la pieza de lado a lado. Ciegos: no llegan a atravesar la pieza. La taladradora es una máquina que sirve principalmente para hacer agujeros, tanto pasantes como ciegos. También permite hacer otras operaciones como el punteado, escariado, avellanado o roscado. Es una máquina sencilla, compuesta por:

Taladradora

1. Base. 2. Columna. 3. Mesa móvil. 4. Cabezal. 5. Volante de avance manual.

(link: DPMCM01_CONT_R31_01_PartesTaladradora.png )

6. Salida de refrigerante. 7. Eje principal o caña. 8. Motor. Los movimientos que realiza la taladradora son: Movimiento de avance (Ma): es el movimiento recto que realiza la herramienta al penetrar en la pieza, mediante el volante de avance manual. También existen taladradoras con avance automático. Movimiento de corte (Mc): es el movimiento de giro de la broca, que se transmite desde el motor a través de la caña. El esmerilado consiste en reducir o a lar el material de un tocho o pieza mediante el giro de una rueda abrasiva.

Esmeril

El esmeril es una máquina con un motor eléctrico, que normalmente dispone de dos muelas abrasivas, más un recipiente con agua o aceite para enfriar las piezas. Se usa principalmente para a lar herramientas, matar aristas cortantes y esquinas, rebajar el material aportado tras una soldadura,... Presta atención a las altas temperaturas alcanzadas en la pieza, a las proyecciones de chispas, viruta y abrasivo, y a la posibilidad de rotura y proyección de trozos de la muela: usa los EPIs obligatorios para su manejo. El esmeril sólo realiza un movimiento de corte (Mc) de giro de la muela, mientras que el movimiento de avance (Ma) lo realiza el

Sierra

operario u operaria manualmente. La sierra es una máquina usada para cortar materiales, mediante una hoja o un disco dentados. Te será de utilidad para cortar en tochos las barras con las que suelen suministrar la materia prima de un taller de mecanizado. Hay sierras alternativas, de cinta y de disco.

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Re exiona En el taladro, avellanado, escariado o roscado mecánico, nunca sujetes la pieza con la mano (ni con guantes), ni intentes frenar la herramienta. Para eso hay útiles de amarre de la pieza. En el esmerilado, protégete de las proyecciones de chispas, y de tocar la muela mientras gira y de manipular piezas recién esmeriladas (y calientes). Protégete de las proyecciones de viruta con los EPIs adecuados.

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3.1.1.- El torno.

El torneado es un procedimiento para crear super cies de revolución por arranque de viruta. En el torneado, la pieza se ja en el plato del torno, haciéndola girar sobre su eje. La herramienta, montada en una torreta, se desplaza sobre la pieza, eliminando material según una trayectoria determinada. En el torneado puedes extraer grandes volúmenes de material. También puedes conseguir buenos acabados de niendo correctamente las herramientas y sus condiciones de corte.

Un torno suele estar formado por los siguientes elementos:

Torno convencional

Bancada: soporta y da rigidez al resto de unidades del torno. En su parte superior lleva unas guías por las que se desplazan el cabezal móvil o contrapunto y el carro principal.

(link: DPMCM01_CONT_R31_04_PartesTornoConvencional.png )

Cabezal motor: contiene el motor y la caja de avances que impulsan el eje principal y al carro principal. También soporta y transmite la rotación a la pieza. Eje principal: impulsa el amarre (plato de garras,...) que sujeta la pieza a mecanizar. Contrapunto: sirve de apoyo a piezas que por su longitud pueden sufrir deformaciones durante el mecanizado. También puede montar un portabrocas para realizar otras operaciones. Puede desplazarse a lo largo de la bancada. Carro principal: se desplaza a lo largo de la bancada, y puede actuarse de forma manual o movido por los ejes de roscar y de cilindrar. Debe ser rígido y soportar los esfuerzos del mecanizado sin deformaciones apreciables, ya que sobre él se sitúan: El carro axial: permite realizar desplazamientos perpendiculares al eje principal. Sobre él se sitúa la torreta portaherramientas. La torreta portaherramientas permite colocar un número determinado de herramientas, en ocasiones montadas sobre sus portaherramientas. Permite orientarlo con un ángulo determinado para mejorar el arranque de viruta o lograr mecanizados con forma.

Debes conocer Existen diferentes tipos de tornos, según su grado de automatización, capacidad de realizar operaciones simultáneas, calidad a obtener, tamaño y peso de pieza a mecanizar, precio,... A continuación puedes ver algunos de ellos: Torno paralelo

(link: https://www.youtube.com/watch?v=BN7-mkv3eO4 ) https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/PPFM/DPMCM/DPMCM01/es_PPFM_DPMCM01_Contenidos/singlepage_index.html

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DPMCM01.- Procesos de mecanizado por arranque de viruta. Resumen textual alternativo

(link: DPMCM01_CONT_TornoParalelo_Desc.html ) Torno vertical

(link: https://www.youtube.com/watch?v=URfc8cjqgOE ) Resumen textual alternativo

(link: DPMCM01_CONT_TornoVertical_Desc.html ) Torno revolver

(link: https://www.youtube.com/watch?v=Qlur-N9Dj5Y ) Resumen textual alternativo

(link: DPMCM01_CONT_TornoRevolver_Desc.html ) Torno automático

(link: https://www.youtube.com/watch?v=MCZLPjhzMiY ) Resumen textual alternativo

(link: DPMCM01_CONT_TornoAutomatico_Desc.html ) Torno multihusillo

(link: https://www.youtube.com/watch?v=dOIxtIxufsY ) Resumen textual alternativo

(link: DPMCM01_CONT_TornoMultihusillo_Desc.html ) Torno CNC

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(link: https://www.youtube.com/watch?v=uWyLbXDHnvI ) Resumen textual alternativo

(link: DPMCM01_CONT_TornoCNC_Desc.html )

Para saber más Si quieres más información sobre el torneado, puedes encontrar una información muy útil en la página de información general de aplicación de Sandvik: Sandvik - Torneado en general (link: http://www.sandvik.coromant.com/eses/knowledge/general_turning/Pages/default.aspx )

Autoevaluación ¿Con qué tipo de torno mecanizarías una rueda de tren? (link: ) El torno paralelo. (link: ) El torno vertical. (link: ) El torno revólver. (link: ) El torno automático. (link: ) El torno multihusillos.

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3.1.2.- Ejes y movimientos en el torneado.

En los tornos puedes identi car tres movimientos principales: Un movimiento de corte (Mc), que se produce entre la super cie de la pieza girando respecto al eje Z y la herramienta desplazándose en los ejes X ó Z. Un movimiento de avance (Ma), que puedes observar al desplazar la herramienta a lo largo de los ejes X ó Z: En el eje X realizarás un refrentado de la pieza. En el eje Z realizarás un cilindrado de la pieza. Un movimiento de penetración (P) o profundidad de corte, que puedes observar al desplazar la herramienta en el eje X, para eliminar una capa de material de la super cie de la pieza.

Fíjate en los diferentes movimientos de los ejes del torno:

(link: https://www.youtube.com/watch?v=Y8FOYM0dDr8 ) Resumen textual alternativo

(link: DPMCM01_CONT_R31_05_EjesTorno_Desc.html )

(link: https://www.youtube.com/watch?v=TwYy54IT_Eg ) Resumen textual alternativo

(link: DPMCM01_CONT_R31_07_MovimientosTorno2_Desc.html )

Autoevaluación En un torno genérico ¿qué elemento tiene el movimiento de corte? (link: ) La herramienta. (link: ) El cabezal (link: ) La pieza (link: ) La torreta https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/PPFM/DPMCM/DPMCM01/es_PPFM_DPMCM01_Contenidos/singlepage_index.html

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3.1.3.- La fresadora.

El fresado es un procedimiento para crear super cies planas o con forma por arranque de viruta. En el fresado, la pieza se ja en el utillaje, permaneciendo ja o girando de manera controlada. La herramienta, normalmente dotada de varios los, va montada en un cabezal, que gira sobre su propio eje. El movimiento relativo entre la herramienta girando y la pieza elimina el material según una trayectoria determinada. En el fresado puedes extraer grandes volúmenes de material. También puedes conseguir buenos acabados de niendo correctamente las herramientas y sus condiciones de corte.

Una fresadora suele estar formado por los siguientes elementos:

Fresadora convencional

Base: soporta y nivela el resto de unidades de la fresadora tanto la columna / cabezal, como la mesa y sus carros. Columna: Da rigidez y sostiene el cabezal. También puedes orientarlo para realizar mecanizados especiales.

(link: DPMCM01_CONT_R31_08_PartesFresadoraConvencional.png )

Cabezal: contiene el motor y la caja de engranajes que impulsan el eje principal, que soporta y transmite la rotación al portaherramientas / herramienta. Eje principal: impulsa el portaherramientas que sujeta la herramienta a utilizar. En este tipo de máquina, se denomina Eje Z. Carros: permiten desplazar la pieza de forma controlada en cualquiera de los 3 ejes por medio de los accionadores manuales: Carro longitudinal: permite realizar desplazamientos en el eje X de la máquina. Carro transversal: permite realizar desplazamientos en el eje Y de la máquina. Sobre él se desplaza el carro longitudinal. Carro vertical: permite realizar desplazamientos en el eje principal de la máquina. Sobre él se desplaza el carro transversal.

Debes conocer Existen diferentes tipos de fresadoras, según su grado de automatización, capacidad de realizar operaciones simultáneas, calidad a obtener, tamaño y peso de pieza a mecanizar, precio,... A continuación puedes ver algunas de ellas: Fresadora horizontal

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(link: https://www.youtube.com/watch?v=oRpHJ126rkk ) Resumen textual alternativo

(link: DPMCM01_CONT_FresadoraHorizontal_Desc.html ) Centro de mecanizado

(link: https://www.youtube.com/watch?v=d5aXTRYTIoA ) Resumen textual alternativo

(link: DPMCM01_CONT_CentroMecanizado_Desc.html )

Fresadora de bancada ja

(link: https://www.youtube.com/watch?v=VI7cLjyu6kI ) Resumen textual alternativo

(link: DPMCM01_CONT_FresadorasVarias_Desc.html ) Fresadora de torreta

(link: https://www.youtube.com/watch?v=N_ZuS4zCVfg ) Resumen textual alternativo

(link: DPMCM01_CONT_FresadoraTorreta_Desc.html )

Fresadora de alta velocidad

(link: https://www.youtube.com/watch?v=zekip9lPHSY )

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(link: DPMCM01_CONT_FresadoraAltaVelocidad_Desc.html ) Hexápodo

(link: https://www.youtube.com/watch?v=BHkxQ3830SY ) Resumen textual alternativo

(link: DPMCM01_CONT_Hexapodo_Desc.html )

Para saber más SI quieres más información sobre el fresado, puedes encontrar una información muy útil en la página de información general de aplicación de Sandvik: Sandvik - Información general de aplicación - fresadora (link: http://www.sandvik.coromant.com/eses/knowledge/milling/application_overview/Pages/default.aspx ) .

Autoevaluación ¿Con qué tipo de fresadora mecanizarías una pieza del tamaño de un coche? (link: ) La fresadora horizontal. (link: ) La fresadora de torreta. (link: ) La fresadora de bancada ja. (link: ) La fresadora de columna móvil. (link: ) La fresadora tipo puente. (link: ) La fresadora con cabezal en hexápodo.

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3.1.4.- Ejes y movimientos en el fresado.

En las fresadoras puedes identi car tres movimientos principales: Un movimiento de corte (Mc), que se produce entre la super cie de la herramienta girando alrededor del eje Z respecto a la super cie de la pieza, desplazándose en los ejes X ó Y. Un movimiento de avance (Ma), que puedes observar al desplazar la pieza a lo largo de los ejes X ó Z. Un movimiento de penetración (P) o profundidad de corte, que puedes observar al desplazar la herramienta en el eje Z, para eliminar una capa de material de la super cie de la pieza.

En la siguiente animación puedes comprobar el movimiento de los ejes de una fresadora:

(link: https://www.youtube.com/watch?v=95WRxLSX7r8 ) Resumen textual alternativo

(link: DPMCM01_CONT_R31_09_FresadoraMovimientos_Desc.html )

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3.2.- Utillajes. Los útiles de amarre o utillajes: son los elementos que sujetan la materia prima, tocho o pieza a la máquina. Deben ser muy rígidos, para soportar los esfuerzos sin deformaciones que afecten al mecanizado. También deberán tener buena capacidad de amarre para sujetar la pieza produciéndole las menores marcas posibles. Pueden ser:

Mordaza

Utillajes estándares: adecuados para amarrar diferentes tipos de piezas, dentro de un rango de medidas. Son comerciales, y logran un amarre y una productividad su cientes. En torneado, normalmente usarás platos de garras duras, perros de arrastre y contrapuntos. En fresado, normalmente usarás mordazas mecánicas o hidráulicas y platos divisores. Utillajes especí cos: elaborados a medida para una pieza o familia de piezas determinada. Se fabrican a medida, logrando un buen amarre de la pieza y en ocasiones se han optimizado para agilizar el cambio de pieza. En torneado, normalmente usarás platos de garras blandas y lisos. En fresado, normalmente usarás utillajes modulares o diseñados a medida.

En el torneado, normalmente se mecanizan per les de revolución, por lo que los utillajes suelen estar diseñados para amarrar piezas redondas. En el fresado, normalmente se mecanizan super cies, planas o con forma, por lo que los utillajes suelen estar diseñados para amarrar piezas prismáticas, aunque también son comunes los utillajes para amarrar y mecanizar piezas redondas.

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3.2.1.- Útiles de amarre para el torneado. Las siguientes imágenes representan los útiles de amarre que con más frecuencia usarás en el torno. Haz click sobre cada una de ellas, para más información:  

(link: (link: (link: (link: (link: (link GarraDura.html GarraDuraVuelta.html GarraContrapunto.html GarraContrapuntoLuneta.html GarraBlanda.html GarraBlandaInteri ) ) ) ) ) )

Estos útiles de amarre cuentan con diferentes componentes, algunos de los cuales se muestran a continuación:

(link: (link: DPMCM01_CONT_R210_CompAmarreGarrasDuras.png DPMCM01_CONT_R210_CompAmarreGarrasDurasVueltas.png DPMCM01_CON ) )

Autoevaluación Determina si es o no cierta la siguientes a rmación: El amarre con pinza se utiliza cuando las piezas tienen un tamaño grande, siendo el sistema de amarre más preciso. Sugerencia (link: #hint-7 ) Verdadero

Falso

                                                                      

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3.2.2.- Útiles de amarre para el fresado. Las mordazas son el utillaje más usado en las operaciones de fresado: sirven para amarrar la pieza por dos de sus lados. Cuando la pieza es prismática, conseguirás el amarre más rme, pero si tienen otras formas, puedes adaptar las bocas más adecuadas. Las mordazas más habituales son las jas, aunque también las puedes encontrar orientables. Tras amarrar la pieza, deberás veri carla con un reloj comparador y ajustarla. Hay mordazas: Manuales, habitualmente usados en fresadoras convencionales, y manipulados a mano. Automáticas, habitualmente usados en máquinas CNC, y controlados por él. Mordazas

Partes de la mordaza

(link: DPMCM01_CONT_R32_04_Mordazas.png ) Proceso de amarre

El plato divisor universal sirve para amarrar una pieza (normalmente de per l redondo o poligonal) en la que vas a realizar operaciones de fresado en diferentes caras o con diferentes ángulos. Normalmente, colocarás el plato divisor a lo largo del eje X. La mesa giratoria desempeña un papel similar, amarrando piezas de per l más rectangular o muy pesadas. Habitualmente gira sobre el eje Z, y lo puedes instalar sobre un carro o sobre el suelo. El elemento de amarre consiste en un plato de garras o de arrastre (con contrapunto) similares a los del torno. Hay platos divisores: Manuales, habitualmente usados en fresadoras convencionales, y manipulados a mano. Automáticos, habitualmente usados en máquinas CNC, y controlados por él.

Plato divisor y mesa giratoria

Plato divisor y contrapunto

(link: DPMCM01_CONT_R32_08_PlatoDivisor.png )

Los utillajes especiales sirven para amarrar piezas con geometrías complicadas, y también para amarra varias piezas en un sólo conjunto. Los más típicos son: Amarre con bridas: lo puedes usar para amarrar piezas especiales o piezas difíciles de sujetar y posicionar con otros tipos de amarre. La pieza (en naranja) se apoya sobre la mesa o sobre calzos (en verde) y se amarra con bridas (en rojo). El utillaje se diseña especí camente para un tipo de pieza, intentando facilitar el amarre y evitar la veri cación y ajuste de la pieza. Los amarres modulares están formados por diferentes elementos comerciales reutilizables, montados y ajustados de la forma más conveniente, aunque también puedes diseñar y fabricar utillajes especiales a medida.

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Amarre con bridas

Amarre modular

(link: DPMCM01_CONT_R32_10_Modular.jpg )

Utillaje especial

(link: DPMCM01_CONT_R32_11_UtillajeCuadroBicicleta.png )

Autoevaluación Determina si es o no cierta la siguiente a rmación: Un utillaje especial puede combinar elementos comerciales y de fabricación propia. Sugerencia (link: #hint-8 ) Verdadero

Falso

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3.3.- Calidades y parámetros de mecanizado.

Al realizar un mecanizado por arranque de viruta, puedes distinguir dos calidades básicas en función de la cantidad de material a arrancar y de la precisión del mecanizado (en forma y en dimensiones): desbaste y acabado.

En el desbaste buscas eliminar el mayor volumen de viruta en el menor tiempo posible, sin que des demasiada importancia a la precisión obtenida en el mecanizado. Puedes necesitar varias pasadas de desbaste rápidas y profundas para reducir la pieza inicial hasta llegar a unas medidas ligeramente superiores a las de nitivas, llamadas creces. El desbaste dependerá de: La rigidez y potencia de la máquina. La estabilidad del utillaje de amarre de la pieza. La herramienta y sus condiciones de corte. La resistencia del portaherramientas. La nalidad del acabado es alcanzar las formas y dimensiones requeridas con precisión, aunque suponga un tiempo de mecanizado mayor. Si la pieza ya tiene unas dimensiones ligeramente superiores a las de nitivas, realizarás una sola pasada de acabado. El acabado dependerá de: La precisión de la máquina. La herramienta y sus condiciones de corte. En las siguientes animaciones puedes analizar los conceptos de desbaste y acabado: Operación de desbaste (link: DPMCM01_CONT_SubfaseCilindrado.gif )  (Resumen textual alternativo) (link: DPMCM01_CONT_R200_CilindradoDesbaste_Desc.html ) Operación de acabado  (link: DPMCM01_CONT_AcabadoTorno.gif ) (Resumen textual alternativo) (link: DPMCM01_CONT_R200_Acabado_Desc.html )

Autoevaluación Determina si es o no cierta la siguiente a rmación: En el desbaste, el factor más importante es la productividad, mientras que en el acabado es la calidad. Sugerencia (link: #hint-9 ) Verdadero

Falso

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3.3.1.- Parámetros de mecanizado.

En el mecanizado en general, debes tener en cuenta cuatro factores a la hora de seleccionar y establecer unos parámetros de corte que nos permitan obtener resultados satisfactorios: El material a trabajar: dureza, maquinabilidad, tipo de viruta producida, riesgos,... El refrigerante a usar: en función del material, puede mejorar hasta en un 25% las condiciones de corte. La máquina: operaciones necesarias, calidad (precisión, robustez,...), potencia, avances máximos,... Las herramientas: material, geometría de corte, portaherramientas, calidad a obtener,... A continuación puedes ver los parámetros de corte más usados en el mecanizado y en la elaboración de procesos.

La velocidad de corte (Vc): es la velocidad relativa entre la pieza y la herramienta. Más especí camente es la velocidad relativa entre la arista de corte de la herramienta y la super cie a mecanizar de la pieza. Se mide en m/min. Habitualmente es un dato que puedes obtener de los catálogos de herramientas de los fabricantes, en función del material a trabajar, la potencia y rigidez de la máquina, el portaherramientas y la calidad que quieras lograr. Los materiales blandos se mecanizan a altas Vc, y los materiales duros a bajas. La Vc suele ser menor en las operaciones de fresado que en las de torneado. Aumentar la Vc reduce la vida de la herramienta.

Velocidad de corte en el torneado

Velocidad de corte en el fresado

La velocidad de giro (N): es el número de vueltas que da el cabezal, y por tanto la pieza (en el torno) o la herramienta (en la fresadora), en un periodo de tiempo. No es habitual que los proveedores de herramientas publiquen tablas para el cálculo de la N, pero la puedes calcular mediante esta sencilla fórmula: Velocidad de giro N: velocidad de giro (en rpm). Vc: velocidad de corte (en m/min). D: diámetro del mecanizado a realizar (en mm).

El avance (Av, Amin ó Az , aunque también puedes encontrar fn, vf ó fz) : es la longitud recorrida por la herramienta sobre la super cie a mecanizar en la pieza en un tiempo dado. Se expresa con unidades de distancia. Habitualmente es un dato que puedes obtener de los catálogos de herramientas de los fabricantes

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Av es la longitud recorrida entre la herramienta y la pieza por cada vuelta del cabezal. Se mide en mm/revolución. Es el avance más usado en torneado. Amin es la longitud recorrida entre la herramienta y la pieza por unidad de tiempo. Se mide en mm/min. Se usa más en fresado, pero también al trabajar en torneado con herramientas motorizadas. La relación entre ambos avances es: Amin = Av * N Az es la longitud recorrida entre la herramienta y la pieza durante el corte de material por uno de sus dientes o los. Se mide en mm/diente. Es el avance más usado en fresado. La relación entre ambos avances es: Az = Av / z donde z es el número de dientes de la herramienta. Para obtener una buena calidad del mecanizado, el valor del avance será menor que el radio de la punta de la herramienta. Al contrario de lo que pueda parecer, un avance demasiado reducido rompe peor la viruta, reduce la vida de la herramienta y puede provocar problemas de calidad en la super cie mecanizada.

Avance en el torneado

Avance en el fresado

Número de dientes

La profundidad de pasada (Ap) : es la distancia que penetra la herramienta en la pieza en cada una de las pasadas de un mecanizado. La profundidad de pasada tiene un valor máximo admisible: para mecanizar profundidades mayores, deberás hacer varias pasadas repetitivas sobre la misma super cie a mecanizar, a diferentes profundidades. Dependerá principalmente de la herramienta y la rigidez de su portaherramientas, peo también de la potencia de la máquina, de las creces del material a mecanizar, de la calidad a lograr y del avance. El valor de la Ap deberá ser mayor que el radio de la punta de la herramienta, recomendándose un valor comprendido entre las 6 y las 10 veces el valor de Av. Profundidad de pasada Ap: profundidad de pasada (en mm). p: profundidad de corte (en mm). D: diámetro antes de la pasada (en mm). d: diámetro después de la pasada (en mm). n: número de pasadas. Av: Avance por vuelta (en mm/rev.). 

 

Profundidad de pasada en el torneado

Profundidad de pasada en el fresado

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Autoevaluación Quieres cilindrar una pieza de acero de 50 mm de diámetro con una herramienta de metal duro a una velocidad de corte Vc=160 m/min. Calcula: Las revoluciones a que tendrá que girar la pieza con esa velocidad de corte. Si N = 1150 rpm, la velocidad de corte a la que trabaja la herramienta. NOTA: usa la parte entera de los valores, sin decimales. N=

rpm.

Vc real en tu máquina =

m/min

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3.3.2.- Otros parámetros de mecanizado.

Los parámetros que se mencionan a continuación, son importantes para el cálculo de vida útil de la herramienta, de consumos energéticos, y en resumen, de cálculo de costes de mecanizado. Profundizarás sobre estos temas en siguientes unidades de trabajo.

Voladizo de la pieza: es la distancia entre el punto de aplicación de la fuerza de corte y el punto más cercano de amarre de la pieza con el utillaje. Un voladizo largo hará que la fuerza de mecanizado doble la pieza, provocando fallos en las dimensiones de mecanizado, vibraciones o salida de la pieza. También el propio peso de la pieza puede hacer que se doble al girar con el útil de amarre. En caso de mecanizar piezas largas, deberás usar utillajes como el contrapunto, el plato y perro de arrastre/ contrapunto, o la luneta con contrapunto. Voladizo de la herramienta: es la distancia entre el punto de aplicación de la fuerza de corte y el punto más cercano de amarre de la herramienta y su portaherramientas con la torreta. Un voladizo largo producirá vibraciones en la herramienta, y limitará la profundidad o sección de viruta a extraer. Anteriormente ya has visto que diferentes parámetros pueden estar limitados por la rigidez de la herramienta o su portaherramientas.

Voladizo de la pieza

Voladizo de la herramienta

La viruta mínima: como has visto anteriormente, un Av pequeño puede reducir la vida de la herramienta, y una Ap reducida no puede ser menor que el radio de la punta de la herramienta. Como resultado, hay una cantidad de viruta mínima que puedes extraer de forma productiva, mientras que por debajo de esa cantidad, hay grandes posibilidades de que la calidad del mecanizado sea mala, el consumo de herramientas elevado y el achatarramiento de piezas fabricadas alto. Sección de la viruta (S): es el producto entre el avance y la profundidad de pasada. Multiplicado por la velocidad de corte, obtienes el arranque de metal (Qz). Sirve para calcular el volumen de viruta arrancada por unidad de tiempo, dato muy útil en el desbaste de la pieza. La sección de la viruta depende de la potencia de la máquina, la rigidez de la máquina y la jación de herramienta. Sección de la viruta y arranque de metal S: sección de viruta (mm2). Av: avance (mm/rev). Ap: profundidad de pasada (mm). Qz: arranque de metal (mm3/min). Vc: velocidad de corte (m/min).

Fuerza de corte (Fc): es la fuerza necesaria que debe realizar la máquina para cortar la viruta. Dependerá sección de la viruta y de su relación entre anchura y espesor de viruta. Una fuerza grande permitirá sacar una sección de viruta mayor. Es un https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/PPFM/DPMCM/DPMCM01/es_PPFM_DPMCM01_Contenidos/singlepage_index.html

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parámetro sencillo de entender, pero no muy usado. La fuerza especí ca de corte depende del material de la pieza y de los tratamientos que haya recibido, por lo que deberá identi carlo el proveedor de material. Puedes calcular la fuerza de corte con la siguiente fórmula: Fuerza de corte Fc: fuerza de corte (Kgf). Ap: profundidad de pasada (mm). Av: avance (mm/rev). Kc: fuerza especí ca de corte (Kgf/mm2).

Potencia de corte (Pc): es el trabajo de corte producido por unidad de tiempo. Es un parámetro importante, ya que limita la sección de viruta, y por tanto, Qz. Sirve para calcular la potencia mínima necesaria en el cabezal del torno para poder hacer ciertas operaciones, o sabiendo cual es la potencia del cabezal, poder calcular las profundidades y avances máximos que podremos aplicar en las diferentes operaciones de mecanizado.  La puedes calcular con la siguiente fórmula: Potencia de corte Pc: potencia de corte (CV). S: sección de la viruta (mm2). Kc: fuerza especí ca de corte (Kgf/mm2). Vc: velocidad de corte (m/min).

Autoevaluación Tienes que tornear una pieza de acero de 60 mm de diámetro con una plaquita de metal duro, a una velocidad de corte de Vc = 200 m/min. Calcula (sin decimales): 1. El número de revoluciones a programar. 2. El avance por minuto a programar si Av = 0,25 mm/rev. 3. La profundidad de pasada si la sección de viruta no puede pasar de 1,5 mm2. Los valores obtenidos son: 1. El número de revoluciones a programar es de: 2. El avance por minuto a programar tiene un valor de: 3. La profundidad de pasada es de:

rpm. mm/min.

mm.

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3.3.3.- Caso práctico: obtención de los parámetros de corte.

El problema fundamental del mecanizado es obtener la calidad exigida con la máxima productividad y el mínimo coste. Para ello necesitarás la máxima información para calcular y asignar los parámetros de corte analizados anteriormente.

Antes de de nir los parámetros de corte, necesitas establecer: 0.- El tipo de máquina que vas a usar: convencional, CNC, más o menos potente, tipo de amarre de las herramientas a la torreta,... 1.- El material a mecanizar: aceros, fundiciones, metales no férreos,... 2.- El tipo de mecanizados: desbaste o acabado, roscado, per les exteriores o interiores, radios de mecanizado,... Con esos datos, las tablas del fabricante te proporcionarán: 3.- La velocidad de corte (Vc). 4.- El avance (Av). 5.- La profundidad de pasada (Ap). En la siguiente tabla puedes obtener los parámetros de corte teniendo en cuenta los pasos anteriores: 0.- Vas a trabajar en un torno paralelo convencional: en ese torno, normalmente trabajas con cuchillas de acero rápido, así que necesitas una tabla de parámetros como la de la imagen. 1.- El material a mecanizar: en el ejemplo, escoges el aluminio. 2.- El tipo de mecanizado: has elegido una (link: DPMCM01_CONT_R33_12_ParamCorteTorno.gif ) herramienta para desbaste. 3.- Obtienes la velocidad de corte para desbastar aluminio: Vc = 200 m/min. 4.- Escoge la casilla más afín a tu mecanizado según el tipo de pieza y número de pasadas el avance Av. Elige siempre valores medios: para pieza pequeña, y pasada ligera: 0,25 - 0,40 mm/rev, un valor medio puede ser 0,35 mm/rev. 5.- Para de nir la profundidad de pasada Ap ten en cuenta el material a trabajar y las pasadas. Por ejemplo: para desbaste de metales propone usar 5 x 0,35 = 1,75 mm. La tabla te ha ayudado a identi car los valores de V c , A v y A p , pero necesitas calcular la velocidad de giro (N) para con gurar esa velocidad en el cabezal del torno. El valor Av lo puedes asignar directamente, y el valor de A p lo tienes en cuenta en cada pasada que mecanices

Re exiona En los tornos CNC puedes asignar los valores de N y Vc que te proporcionen las tablas, pero en las máquinas convencionales dispones de unas velocidades concretas de trabajo, sin posibilidad de variarlas. En ese caso, deberás elegir para el cabezal el valor más aproximado a N, y calcular Vc usando la fórmula ya estudiada:

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Ejercicio resuelto Vas a seleccionar los parámetros de corte para una herramienta de plaquita intercambiable, que por su resistencia, vida útil, capacidad de trabajar con altos valores de arranque de metal, normalmente se usa en tornos CNC. En este tipo de herramientas y de máquinas, lo más aconsejable es que apliques directamente los parámetros que recomienda el fabricante, mirando: En la misma caja de la placas. En el catálogo. En la guía práctica de herramientas del fabricante. Fíjate en esta imagen extraída de un catálogo de Sandvik:

(link: DPMCM01_CONT_R33_13_SeleccionTorno.gif ) Selecciona en la tabla los parámetros necesarios para realizar el mecanizado.

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3.4.- Herramientas.

Las herramientas de corte transmiten el esfuerzo producido por la máquina a la pieza amarrada por el utillaje, produciendo los mecanizados deseados. Son un conjunto de herramientas que permiten arrancar, cortar o dividir una pieza al aplicar fuerza sobre un lo. En esta unidad de trabajo, las herramientas arrancarán viruta de la pieza. Cada herramienta suele disponer de su portaherramientas, que la une a la máquina. Estas herramientas deben poseer con ciertas características para que desempeñen su función con e cacia deben ser altamente tenaces y si hay contacto, siempre deben ser más duras que el material de la pieza. También deben ser resistentes al desgaste (desa lado) a altas temperaturas, poseer un bajo coe ciente de fricción y de soportar choques térmicos, habituales en el mecanizado.

En torno puedes encontrar: Herramientas enterizas: aunque estén formadas por diferentes elementos, no son desmontables, pero busca que una única herramienta abarque una amplia gama de mecanizados. Se dividen en: Herramientas y mango portaherramientas en una sola pieza: se amarra directamente al portaherramientas, en ocasiones con un adaptador. Son rea lables, mientras se puedan amarrar al portaherramientas y realizar el mecanizado asignado. Es típico en brocas, escariadores, machos de roscar, terrajas y fresas de pequeño tamaño. Apenas se usa para cuchillas de torneado, aunque todavía se comercializan barras de sección cuadrada que el tornero o tornera conformará y a lará según sus necesidades. Herramientas de metal duro, soldadas a un mango portaherramientas: permiten usar materiales especiales (HSS, Widia,...) en el lo, y materiales más económicos en el mango, que necesitan menos tenacidad y resistencia a la temperatura. Son rea lables, pero no puedes sustituir el lo de un mango portaherramientas. Plaquitas intercambiables y mangos portaherramientas: permiten usar los de materiales con propiedades especiales, con tratamientos super ciales cerámicos que les proporcionan alta resistencia al desgaste y a altas temperaturas. No son rea lables, pero puedes intercambiar las plaquitas mediante algún sistema de montaje no permanente (tornillos,...). Una sola pieza

Soldada

Atornillada

Las herramientas de corte usadas en el mecanizado por arranque de viruta se caracterizan por sus los, que se caracterizan por: Su número, en función de la operación a realizar: En torneado, se usan cuchillas de un sólo lo. En punteado, taladrado, avellanado y escariado se usan brocas de uno o dos los. En roscado se usan machos y terrajas de 2 a 4 los. En fresado se usan fresas de múltiples los. ... Su geometría especí ca geometría sus ángulos y dimensiones en función de: https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/PPFM/DPMCM/DPMCM01/es_PPFM_DPMCM01_Contenidos/singlepage_index.html

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El material a mecanizar. Las condiciones de corte. El tipo de viruta a producir. Su material en función de las propiedades que esperes conseguir: Materiales para herramientas de corte DUREZA (HRC)

Tª MÁXIMA DE TRABAJO (ºC)

Vc(m/min)

Aceros de alto contenido en C

58 ~ 64

200 ~ 250

< 10

Aceros aleados (Cr, V, Mo, W)

60 ~ 67

250 ~ 300

15 ~ 18

Aceros rápidos HSS (W; Mo, Co)

62 ~ 67

550 ~ 730

30 ~ 80

Estelita (aleaciones Co, Cr, W)

60 ~ 65

500 ~ 700

50 ~ 100

80

800 ~ 900

60 ~ 300

Cermets (Al2O3, MO2, VC, TiB2)

80 ~ 93

980 ~ 1200

50 ~ 400

Cerámico (Al2O3)

70 ~ 93

1200

300 ~ 900

Nitruro de boro cúbico (c-BN)

80 ~ 95

1000 ~ 1100

60 ~ 300

MATERIAL

Carburos metálicos (metal duro)

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3.4.1.- Brocas, escariadores, machos y terrajas.

Las brocas son herramientas de corte que sirven para mecanizar taladrados. Suele contar con dos los, aunque también hay brocas de un sólo lo (brocas de lanza). Pueden contar con conductos internos para la refrigeración, que lubrican la zona a mecanizar, disipan el calor producido y ayudan a evacuar la viruta, alargando la vida de la broca.

Su principal característica es que sus los (y por tanto, su área de trabajo) se encuentra en el extremo de la herramienta. Ello le permite hacer taladrados cilíndricos y cónicos, aunque la calidad del diámetro del taladrado suele ser bastante mala. Las brocas suelen tener un mango cilíndrico o cónico (Morse), que te permite amarrarlas al portaherramientas de la máquina. Dispones de diferentes tipos de brocas, según la operación que quieras realizar: Brocas helicoidales: para realizar agujeros cilíndricos, pasantes y ciegos. Brocas de puntear: para realizar el punteado, o pequeña marca que permite a la broca helicoidal comenzar a taladrar sin que su punta resbale por la super cie de la pieza. También permiten realizar pequeños avellanados con su parte cónica central. Brocas de avellanar: permiten hacer un pequeño cono o cajera a la entrada del taladrado, eliminando rebabas cortantes y guiando a posteriores mecanizados. Broca helicoidal

Broca de puntear

Avellanadores cilíndrico (cajera) y cónico

Los escariadores son otras herramientas de corte que sirven para mecanizar taladrados, pero en este caso, arrancan el material de las paredes de un taladrado realizado previamente.

Su principal característica es que sus los (y por tanto, su área de trabajo) se encuentra en los laterales de la herramienta. Ello le permite repasar taladrados cilíndricos, logrando una calidad del diámetro del taladrado bastante buena.

Escariador

Los machos de roscar permiten mecanizar roscas interiores en taladrados ya existentes, y las terrajas sirven para roscar exteriores, normalmente ejes. Suelen contar con 2, 3 ó 4 los, que ayudan a tallar la rosca y a evacuar las virutas.

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Los machos de roscar suelen tener una cabeza cilíndrica, acabada en una sección cuadrada: eso te permite usarlos en una máquina o manualmente. Las terrajas también te permiten roscar de forma manual o mecanizada. Ambos elementos necesitan que el agujero tenga una entrada cónica (avellanado) para guiar la entrada de la rosca. Los machos de roscar manuales se sirven en juegos de 3 unidades, ya que uno realiza el tallado basto, el otro el tallado medio, y el último hace el tallado no de la rosca, dejándola acabada. Las terrajas son más resistentes que los machos, y basta con una pasada para obtener el roscado. En el roscado manual deberás profundizar dos medias vueltas, y retroceder media vuelta, ya que la viruta no puede extraerse, y puede partir el macho de roscar o la terraja. Cada macho de roscar y terraja sirve únicamente para mecanizar un diámetro y paso de rosca concretos.

Macho de roscar

Terraja

La principal diferencia con el taladrado y el escariado es que en el roscado, el avance por vuelta (Av) es exactamente igual al paso de la rosca (distancia entre dos letes de la rosca).

Autoevaluación Debes realizar un agujero roscado en una pieza: ordena de forma cronológica las operaciones a realizar. .- Taladrado. .- Roscado. .- Punteado. .- Avellanado.

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3.4.2.- Ángulos y superficies de las herramientas. A continuación, se detallan algunos de los parámetros de la geometría de corte de los los de una plaquita de torneado. Haz click sobre cada uno de ellos para ampliar información: Ángulo de posición (link: AnguloPosicion.html )   Ángulo de corte recto (link: AnguloCorteRecto.html )  

Ángulo de desprendimiento (link: AnguloDesprendimiento.html )  

Ángulo de posición secundario (link: AnguloPosicionSecundario.html )

Rompevirutas (link: Rompevirutas.html )   Formas del lo (link: FormasFilo.html )  

  Redondeo de la punta (link: RedondeoPunta.html )  

Longitud del lo (link: LongitudFilo.html )  

Ángulo de inclinación (link: AnguloInclinacion.html )  

Espesor de la plaquita (link: EspesorPlaquita.html )  

Ángulo de corte (link: AnguloCorte.html )  

Forma de la sección de plaquita (link: FormaSeccionPlaquita.html )

Ángulo de indicencia (link: AnguloIncidencia.html )  

De forma similar puedes de nir las super cies y ángulos de una fresa: 1.- Super cie de incidencia. 2.- Super cie de desprendimiento. 3.- Arista de corte. A.- Ángulo de incidencia. B.- Ángulo de desprendimiento. C.- Ángulo de la punta. D.- Ángulo de posición.

 

Super cies y ángulos en una fresa

(link: DPMCM01_CONT_R34_11_Super ciesAngulosFresas.png )

Además de la geometría, elegirás la forma de la herramienta de un torno en función de:

Colocación del lo

El material de la pieza a mecanizar: determinará el material y geometría de la herramienta. La operación a realizar y calidad del acabado a obtener: determinan las condiciones de mecanizado. El per l del mecanizado: determina la forma y sujeción de la herramienta y el portaherramientas. La profundidad de pasada: de ello dependerá el tamaño de la herramienta. Los parámetros de mecanizado: el avance y la rugosidad dependerán del radio de la punta de la cuchilla,... El tipo de mecanizado: continuo, intermitente,... La máquina: potencia, precisión, vibraciones,... El precio de la herramienta y su productividad: determinará el coste del mecanizado. En la gura de la derecha verás diferentes formas y colocaciones del lo cortante respecto de la pieza a mecanizar en cada operación.

Autoevaluación Determina si es o no cierta la siguiente a rmación: La elección de la herramienta (y del portaherramientas) depende de la operación de mecanizado a realizar. https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/PPFM/DPMCM/DPMCM01/es_PPFM_DPMCM01_Contenidos/singlepage_index.html

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Sugerencia (link: #hint-10 ) Verdadero

Falso

   

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3.4.3.- Plaquitas de corte intercambiables: geometría y calidad. Haz clic sobre cada una de las siguientes imágenes, extraídas de un catálogo de Sandvik, para obtener más información acerca de las geometrías básicas de plaquitas empleadas en procesos de mecanizado: Sandvik: geometrías básicas y denominaciones de plaquitas

(link: )

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(link: )

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Resumen textual alternativo

(link:

DPMCM01_CONT_R34_13_GeometriasPlaquitas_Desc.html )                     La ISO establece tres grupos principales para el mecanizado de los metales, a los que distingue por medio de colores y letras. Cada grupo lleva unos números que designan la calidad de las herramientas, así como la dureza y la tenacidad de las plaquitas de metal duro: A menor número, mayor dureza pero menor tenacidad, por lo que podrás trabajar con mayor velocidad de corte y pequeña sección de viruta. A mayor número, menor dureza y mayor tenacidad, por lo que podrás trabajar con mayor sección de viruta y menos velocidad de corte. En las diferentes casas comerciales la denominación de las calidades suele ser diferente al establecido por la ISO, aunque se basa en los mismos fundamentos. A continuación puedes ver la equivalencia entre la denominación ISO y la de una casa comercial: Calidades de plaquitas SERIE

CALIDAD ISO

MATERIAL A MECANIZAR

P

01, 10, 20, 30, 40, 50

Acero, acero fundido, y acero maleable de viruta larga.

M

10, 20, 30, 40

Acero inoxidable, ferrítico y martensítico, acero fundido, acero al manganeso, fundición aleada, fundición maleable y acero de fácil mecanización.

K

10, 20, 30, 40

Fundición gris, fundición en coquilla, y fundición maleable de viruta corta.

N

10, 20, 30, 40

Metales no-férreos

S

 

H

10, 20, 30, 40

Aleaciones termorresistentes y súperaleaciones. Materiales endurecidos

A continuación se muestra la relación que tienen las denominaciones de las calidades por parte de ISO y las de la casa comercial Sandvik. Como ves, varias denominaciones de Sandvik abarcan una reducida gama de denominaciones ISO, por lo que con las plaquitas de metal duro ofertadas por Sandvik se puede abarcar un mayor campo de mecanizado. También verás que en el catálogo de Sandvik puedes elegir una misma calidad para mecanizar aceros, inoxidables o fundiciones.

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Haz clic sobre las diferentes calidades básicas y obtendrás más información: 

Resumen textual alternativo

(link:

DPMCM01_CONT_R34_14_CalidadesSandvik_Desc.html ) La siguiente imagen muestra las calidades de las plaquitas de metal duro para fresado. https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/PPFM/DPMCM/DPMCM01/es_PPFM_DPMCM01_Contenidos/singlepage_index.html

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Plaquitas de metal duro para fresado Sandvik

(link: DPMCM01_CONT_R34_15_CalidadesFresado.jpg )

Muchas plaquitas cuentan con tres geometrías básicas, según el tipo mecanizado a realizar: Geometría L: es más a lada. Úsala para cortes ligeros que necesiten un buen acabado super cial. También la puedes usar en piezas poco rígidas, con (link: DPMCM01_CONT_R34_16_PuntasPlaquitasFresadora.png ) mucho voladizo o con amarres débiles. Corta bastante bien los materiales más pegajosos y minimiza la formación de rebaba. Geometría H: cuenta con un lo reforzado. Úsala cuando realices mecanizados pesados (desbastes). Soporta grandes profundidades de corte y elevados avances, pero en condiciones estables. Geometría M: designa a la plaquita que emplearás en operaciones de uso general. Es apropiada para una gran gama de cortes. Para terminar, observarás que el código ISO/ANSI de calidades de plaquitas para otros tipos de materiales coincide con el de herramientas de torneado:

Ejercicio resuelto Para realizar este ejercicio relacionado con la geometría de la plaquita, usarás el extracto de un catálogo comercial: Tienes un portaplaquitas para planear de 45º de ángulo de posición (R245). El material a mecanizar es acero. Las condiciones de mecanizado son (link: DPMCM01_CONT_R34_17_CondicionesMecanzadoPlaquitas.jpg ) normales y se va a realizar un semidesbaste. ¿Qué plaquita del catálogo usarás? Escribe la denominación que consideres adecuada según el formato de este ejemplo: 12 T3 M-PH 4040

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(link: DPMCM01_CONT_R34_18_SeleccionPlaquitas.jpg )

Debes conocer En el siguiente catálogo se muestra una amplia selección de fresas. Accede en primer lugar al índice y desde ahí navega por el catálogo visitando los diferentes tipos de fresa existentes según el tipo de operación: Catálogo "Herramientas rotativas" de Sandvik (link: http://sandvik.ecbook.se/se/es/rotating_tools_2015/ )    

Autoevaluación Tienes que realizar un desbaste ligero a una pieza de acero inoxidable en el torno. Escoge la calidad ISO (de P01 a K40) que te permitirá usar una mayor velocidad de corte (Vc). (link: ) M10. (link: ) M20. (link: ) M30.

           

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3.4.4.- Plaquitas de corte intercambiables: tamaño, forma, longitud de arista y radio de punta. Para elegir el tamaño de la plaquita, deberás considerar la mayor profundidad de corte posible (Ap), que junto con el ángulo de posición (Kr), ayudará a determinar la arista efectiva de corte. Esta longitud de arista de corte de nirá el tamaño de arista de la plaquita (la). Si ya cuentas con un portaplaquitas, el tamaño del alojamiento determina el tamaño de la plaquita. Teniendo en cuenta que la resistencia de una plaquita está in uenciada principalmente por la forma de la plaquita y el ángulo de la punta, cada forma de plaquita tiene una longitud de arista de corte efectiva máxima. La forma de la plaquita, vendrá restringida por el portaplaquitas seleccionado, y en caso de varias opciones, se escogerá en función de: La que tenga el ángulo de punta más grande, por su mayor resistencia y economía. La que ofrezca mayor accesibilidad o versatilidad a la hora de realizar las operaciones de mecanizado. Como puedes observar, a cada forma de plaquita le corresponde una longitud de arista efectiva máxima particular, relacionada directamente con la longitud de arista de la plaquita, dando el tamaño de ésta. Tamaño de la plaquita

Selección de la forma de la plaquita

(link: DPMCM01_CONT_R34_22_FormaPlaquita.jpg ) Longitud de arista efectiva

(link: DPMCM01_CONT_R34_23_AristaEfectiva.jpg ) El radio de punta de desbaste debe ser el mayor posible; esto te permite grandes avances y obtienes una arista de corte robusta. Si el mecanizado tiene riesgo de provocar vibraciones, selecciona un radio pequeño. El radio de punta de acabado logra un mejor acabado al aumentar Vc y al usar ángulos de desprendimiento neutros o positivos. Si el mecanizado tiene riesgo de provocar vibraciones, selecciona un radio pequeño. Para relacionar el Av y el radio de punta en el desbaste, puedes usar la siguiente regla empírica o la tabla de avances máximos: Radio de la punta N: velocidad de giro (en rpm). Av: avance por vuelta (en mm/rev). r: radio de la punta (en mm). Radio de la punta Radio de la punta (Rp) en mm

0,4

0,8

1,2

1,6

2,4

Avance máximo recomendado (fn) en mm/rev

0,25 - 0,35

0,4 - 0,7

0,5 - 1

0,7 - 1,3

1 - 1,8

Tienes dos formas de calcular la relación entre el radio de punta de la plaquita, el avance y la rugosidad (calidad super cial): Usando la ecuación:

Rugosidad máxima (en micras)

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Rmax: altura máxima de la rugosidad (en μm). Av: avance máximo recomendado (en mm/rev). r: radio de punta de la plaquita (en mm). Usando las grá cas del fabricante (en este caso de Sandvik): Relación entre Rmax y Av

  Consulta la siguiente

tabla (link: DPMCM01_CONT_RelacionRugosidadRadio1.png )   para ver la relación entre Ra y Rmax.

Autoevaluación Un portaplacas para mecanizado por torneado tiene como código ISO la referencia MTNNN 2525 M16. ¿Cuál es la longitud de la arista de corte? (link: ) 12 mm (link: ) 20 mm (link: ) 16 mm

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3.4.5.- Fresas enterizas.

Las fresas, a diferencia de las cuchillas de torneado, pueden tener varios los (labios o dientes), rectilíneos o helicoidales, así como diferentes caras de mecanizado (frontal, angular, tangencial,...).

Las fresas enterizas o de espiga son herramientas realizadas con un único material, aunque también pueden llevar plaquitas de metal duro soldadas como dientes. Para seleccionarlas, deberás tener en cuenta tres factores: Número de dientes

Ángulo de la hélice

Per l de la hélice

(link: DPMCM01_CONT_R34_27_HeliceFresaEnteriza.png ) Número de dientes : normalmente de 1 a 8 en fresas enterizas. Se seleccionan en función del tipo de mecanizado a realizar y el material a trabajar. Un número elevado de dientes mejora el acabado, pero di culta la extracción de viruta en el desbaste: Las fresas de 1 diente se usan para mecanizar aluminio. Las fresas de 2 dientes se usan para operaciones tangenciales (fresado) y frontales (taladrado o fresado en penetración), habituales en chaveteros, cajeras y acanaladuras. En este último caso, los dientes deberán llegar hasta el centro (o lo más cerca posible). Las fresas de 4 dientes se usan para fresados tangenciales, como contorneados. Las fresas de 6 y 8 dientes se usan en acabados. La distancia de un diente a otro se denomina paso: Las de paso grande tiene menos dientes y mayor alojamiento de viruta. Las puedes usar para desbastes y acabados de aceros y materiales con estabilidad limitada. Las de paso normal normalmente se usan en fundición y mecanizados medios en aceros. Tienen un número de dientes moderado y un alojamiento de viruta moderado. Las de paso reducido te permiten grandes avances. Son adecuadas para mecanizados interrumpidos y desbastes en fundición y pequeñas profundidades de corte en aceros. También puedes usarlas en el mecanizado de materiales donde la velocidad de corte tiene que mantenerse baja, como el titanio. Ángulo de la hélice: es el ángulo de la espiral que recorre el lateral de la fresa, respecto de su eje de giro. Unos dientes rectos forman un ángulo de 0º: Un ángulo grande permite mejor acabado y el trabajo con materiales más duros. Un ángulo pequeño permite un mayor desbaste, mejor evacuación de la viruta y el trabajo con materiales no férreos. https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/PPFM/DPMCM/DPMCM01/es_PPFM_DPMCM01_Contenidos/singlepage_index.html

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El per l de la hélice puede ser de tres tipos: El per l recto, liso a lo largo del diente, adecuado para acabados. El per l plano, para desbastes no muy exigentes. El per l redondo, para desbastes.

Autoevaluación ¿Qué per l de fresa enteriza elegirías para realizar un fresado de acabado en una pieza de acero al carbono? (link: ) La que tenga el menor número de dientes. (link: ) La que tenga el mayor número de dientes. (link: ) La que tenga un ángulo grande de hélice. (link: ) La que tenga un ángulo pequeño de hélice. (link: ) La que tenga un per l de la hélice recto. (link: ) La que tenga un per l de la hélice redondo.

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3.4.6.- Portaplaquitas.

Las herramientas modulares se componen de plaquitas, portaplaquitas y mango. A continuación puedes estudiar los tipos más comunes de portaplaquitas para torneado y fresado.

Las plaquitas se agrupan en familias según su forma, pero es el portaherramientas quien les proporciona el alojamiento con la orientación adecuada a sus los de corte respecto de la cara a mecanizar, ya que su amarre a la torreta será jo. A continuación se muestran varios ángulos de posición (las imágenes han sido extraídas de un catálogo de Sandvik): Sentidos de corte de portaplaquitas EXTERIORES

INTERIORES

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Resumen textual alternativo

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(link: DPMCM01_CONT_R34_28_SentidoCorte_Desc.html )

Para elegir un portaplaquitas, deberás tener en cuenta la operación u operaciones a realizar, escogiendo aquel portaherramientas que sea más versátil y nos permita realizar más operaciones con una sola herramienta, manteniendo un equilibrio entre la versatilidad, la economía y la robustez. Para elegir una fresa con plaquitas desmontables, deberás tener en cuenta: El tipo de mecanizado a realizar: determina el tipo de fresa.

Fresa portaplaquitas de Sandvik

El tipo de fresa portaplaquitas: número de plaquitas o número de dientes de la fresa, orientación, amarre de las plaquitas, etc. Una fresa portaplaquitas tiene varias plaquitas (se denominan también los o dientes). La distancia entre el punto de un lo hasta el punto análogo en el lo consecutivo se le denomina paso, y en función de éste se dice que las fresas son de paso grande, paso normal y paso reducido. Las de paso grande tienen menos dientes y mayor alojamiento de viruta. Utilizadas para desbastes y acabados de aceros y con estabilidad limitada. Las de paso normal normalmente se utilizan para fundición y mecanizados medios en aceros. Tienen un número de dientes moderado y un alojamiento de viruta moderado. Las de paso reducido permiten grandes avances. El alojamiento de la viruta es pequeño. Adecuadas para mecanizados interrumpidos y desbastes en fundición y pequeñas profundidades de corte en aceros. También se utilizan en el mecanizado de materiales donde la velocidad de corte tiene que mantenerse baja, como por ejemplo, el titanio.

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El tamaño de fresa necesaria: su selección se basa principalmente en el tamaño de la pieza, más concretamente en la anchura. No obstante, a menudo se requiere un cálculo previo de la potencia disponible de la máquina. Generalmente, para el planeado, el diámetro de la fresa deberá ser entre 20 - 50% mayor que el ancho de corte. La mayoría de los centros de mecanizado y pequeñas fresadoras no son adecuadas para diámetros muy grandes, a menudo 63 mm es el máximo para trabajar. En los casos donde hay que mecanizar grandes super cies en varias pasadas, el diámetro de la fresa debe ser un 30% mayor que cada pasada. El tipo de acoplamiento a la máquina: ISO, Morse, propietario de la marca,... El material a mecanizar: determina la plaquita y los parámetros de mecanizado. La calidad a obtener: desbaste, acabado, trabajo en condiciones favorables o desfavorables,... Las plaquitas: forma, amarre, rompevirutas,... Los parámetros de mecanizado: en función de todo lo anterior. Posteriormente deberás prever la disponibilidad de herramientas en la empresa, consultando catálogos de fabricantes para calcular sus parámetros de mecanizado o adquirir los elementos faltantes. Toda esta información te servirá para de nir las operaciones de un proceso de mecanizado. En este documento, extraído de un catálogo de Sandvik para selección de herramientas, encontrarás toda la información referente a una fresa CoroMill 245 para planeado, desde Ø50 a 125 mm. Selección fresa portaplaquitas (link: DPMCM01_CONT_R101_CatalogoSandvik_CoroMill245.png )  

Para saber más A continuación tienes un enlace a uno de los catálogos más extensos sobre herramientas con plaquitas intercambiables, de la casa SECO tools. Seco machining navigator. (link: http://www.secotools.com/es/Global/Services--Support/Machining-Navigator/ ) Recuerda que lo importante no es memorizar la información, sino saber localizarla

Ejercicio resuelto Tienes que realizar un refrentado y un cilindrado exterior. Indica qué siete portaplaquitas podrías usar. Puedes consultar los sentidos de mecanizado que permite cada una de las formas de portaplaquitas, explorando la animación anterior.

Autoevaluación Determina si es o no cierta la siguiente a rmación: En un mecanizado se emplea un portaplaquitas de exteriores cuyo sentido de corte de los los es Y.  Sugerencia (link: #hint-11 ) Verdadero

Falso

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3.4.6.1.- Amarres de las plaquitas al portaplaquitas.

Debes posicionar y sujetar las plaquitas intercambiables al portaplaquitas, de forma que garanticen la calidad del mecanizado, soportando los esfuerzos producidos durante el arranque del material.

Hay varios sistemas de amarre, que varían sobre todo en función del fabricante, sin embargo, a continuación se detallan los más comunes. Para el caso de herramientas de torneado:

Tudor Baker (link: https://www. ickr.com/photos/tudedude/ ) (CC BY-NC-SA 2.0) (link: http://creativecommons.org/licenses/by-ncsa/2.0/deed.es ) Flickr (link: https://www. ickr.com/photos/tudedude/8402903265/in/photostream/ ) Amarre S : el amarre en S lo puedes emplear tanto en herramientas de torneado como de fresado. La plaquita de corte se bloquea con un tornillo central, que la oprime contra su asiento y al mismo tiempo la presiona contra la plaquita de apoyo. Está muy extendido cuando necesites un ángulo de corte positivo y en portaplaquitas de pequeñas dimensiones, como cuchillas de interiores, brocas y fresas de pequeño diámetro. Amarre P : el sistema de sujeción P es típico del torneado. Es conveniente para trabajar con plaquitas con ángulo de corte negativo de tamaño pequeño y medio. Está compuesto por dos piezas separadas: la placa de apoyo y el pasador central, que bloquea la placa de apoyo y la plaquita al mismo tiempo. Amarre M : el sistema de sujeción

M también es típico del torneado. Es el más indicado en las operaciones de desbaste con plaquitas grandes con

ángulo de corte negativo. El sistema cuenta con una plaquita de apoyo (opcional, si necesitas más rigidez), sobre la que se posiciona la plaquita, centradas mediante un pasador y amarradas mediante una brida de sujeción. Opcionalmente puedes sustituir el pasador por un tornillo de jación, que bloquee sólo la plaquita de apoyo. Esto te permite usar plaquitas sin agujero central, más resistentes. Amarre C : este tipo de jación se adapta a las plaquitas sin agujero central. La plaquita se a rma con una brida. En las operaciones de desbaste grueso, las bridas van provistas además de una placa de metal duro para repartir la presión de sujeción por la super cie de corte. La placa protege la brida, evitando su desgaste. En el siguiente documento se analizan si cabe con más detalle los diferentes tipos de jación según ISO mencionadas para herramientas de torneado:

Tipos de jación (link: http://www.demaquinasyherramientas.com/wp-content/uploads/2014/03/Tipos-principales-dejacio%CC%81n-del-inserto-al-porta-inserto.png )   En lo que respecta a las herramientas de fresado: Amarre S (o por tornillo) : tal y como se indicaba anteriormente, este tipo de amarre se utiliza tanto para operaciones de torneado como de fresado.

(link: DPMCM01_CONT_R102_AmarreFresaCuna.png ) https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/PPFM/DPMCM/DPMCM01/es_PPFM_DPMCM01_Contenidos/singlepage_index.html

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Amarre por cuña: se trata de un sistema similar al amarre P descrito

Eines Canela S.A (link: http://www.canelatools.com/es/index.html ) ©

para el torneado. Una cuña y un Catálogo Canela Tools (link: https://canelatools.com/es/gen_catalogue.html ) tornillo empujan a la plaquita sobre el apoyo. Es muy práctico en caso de rotura de la cabeza de la fresa, ya que con este sistema se puede cambiar el apoyo en muy poco tiempo. Amarre por jación central: la plaquita se apoya contra su asiento mediante un tornillo a través de su agujero central. Se puede usar sin placa de apoyo o placa base. Amarre por acción elástica: la plaquita entra en su alojamiento a presión. Para cambiarla, basta con hacer palanca con una llave (tipo allen) y la plaquita sale expulsada. En los siguientes catálogos se muestran diferente tipos de herramientas a utilizar según el tipo de operación, donde se puede observar distintos sistemas de sujeción de las plaquitas:  Fresas de planear (link: https://canelatools.com/pdf/ita_es-catalogue_2018-2020_parts/F_02_MILLING-face_milling.pdf )   

Fresas de disco (link: https://canelatools.com/pdf/ita_es-catalogue_2018-2020_parts/F_04_MILLING-slot_cutters.pdf )

Fresas de escuadrar (link: https://canelatools.com/pdf/ita_es-catalogue_2018-2020_parts/F_03_MILLING-square_shoulder.pdf )    

Fresas de per lar (link: https://canelatools.com/pdf/ita_es-catalogue_2018-2020_parts/F_05_MILLING-pro le_milling.pdf )

Autoevaluación ¿Qué tipos de amarres puedes usar con plaquitas sin agujero central? (link: ) S. (link: ) P. (link: ) M. (link: ) C.

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3.4.7.- Amarres del portaherramientas a la torreta/cabezal.

A la hora de escoger el sistema de amarre de los portaherramientas de torneado, en el mercado encontrarás dos sistemas diferentes: El sistema de amarre directo: la parte intercambiable es el conjunto completo (portaherramientas + portaplaquitas + plaquita). El sistema modular: consta de una parte ja (cuerpo) y de una parte intercambiable (conjunto de portaplaquitas + plaquita). Usar el mismo sistema en varias máquinas te permite reducir el stock de herramientas necesario.

El sistema de amarre directo es más rígido, y causa menos averías en caso de colisión. El cambio de herramienta es más lento, porque dispone de varios tornillos de amarrado. Tras el montaje, tienes que veri car y ajustar la herramienta. Es más económico que el modular, y es rentable para producir grandes series. El sistema de amarre modular posibilita el cambio rápido de herramienta, ya que por su alta precisión y repetibilidad no necesitas veri carla y ajustarla. Permite la refrigeración interna. Es más caro, pero su rápida sustitución lo hace rentable en la fabricación de series cortas.

Debes conocer Estos dos vídeos te ayudarán a comprender la diferencia entre un sistema de sujeción directo y un modular. En el primer vídeo, se realiza una comparativa de los dos sistemas de jación, mientras que en el segundo vídeo se analiza en detalla un sistema de sujeción modular:

Sistema directo vs Sistema modular

(link: https://www.youtube.com/watch?v=G2e5UMx07PY ) Resumen textual alternativo

(link: DPMCM01_CONT_SistemaSujecionDirectoModular_Desc.html )

Sistema modular

(link: https://www.youtube.com/watch?v=J1elf5kweU0 ) https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/PPFM/DPMCM/DPMCM01/es_PPFM_DPMCM01_Contenidos/singlepage_index.html

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(link: DPMCM01_CONT_SistemaSujecionModular_Desc..html )

Es importante saber que la conexión entre la herramienta y el cono portaherramientas se conoce con el nombre de "salida".

(link: DPMCM01_CONT_R104_ConoISO.jpg ) Glenn McKechnie (link: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:MillingCutterCarbideTippedFaceMill-INT40.jpg ) (CC BY-SA 2.0) (link: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/deed.es ) Wikimedia Commons (link: https://es.wikipedia.org/wiki/Cono_ISO ) El acoplamiento más común en las fresadoras convencionales es el cono ISO (DIN 2080): su cuello superior tiene una rosca interior para amarrarlo con la varilla roscada (tirante) que hay en el interior de la caña del cabezal de la fresadora. Las dos ranuras laterales se ajustan a las chavetas del cabezal. El exterior tiene forma cónica, con un ángulo de cono normalizado, pero de diferentes medidas según el tamaño de la fresadora o la potencia de su cabezal. También existen portaherramientas que siguen otras normas, con otras denominaciones distintas, como los siguientes: ISO (DIN 69871). BT (o MAS BT) derivada de la norma japonesa JIS B 6339. HSK, según ISO 12164 algo diferente de las anteriores. Tienen posibilidad de transmitir mayor par, además de ser generalmente comparablemente más pequeñas para disminuir el momento de inercia y poder trabajar a mayores velocidades. Además existe otro tipo de amarre de la herramienta que permite un cambio rápido y un buen posicionamiento, que ahorra la veri cación y ajuste de la herramienta, denominado Modular, implementado por distintos fabricantes de portaherramientas, destacando los sistemas: "Capto", de Sandvik. KM, de Kennametal. ABS. ... A continuación tienes la explicación de algunos de los sistemas de salida más comunes en fresado. Las imágenes que se muestran han sido extraídas del catálogo comercial de LAIP S.A.:

Weldon (link: #exe-tab-0-0 )

Pinza (link: #exe-tab-0-1 )

Porta-brocas (link: #exe-tab-0-3 )

Cono Morse (link: #exe-tab-0-2 )

Portamachos (link: #exe-tab-0-4 )

Arrastre (link: #exe-tab-0-5 )

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Weldon Uno de los sistemas de amarre de herramientas de fresado es el amarre Weldom. Este amarre se utiliza con fresas de mango cilíndrico. El mango es insertado en el cono y se ajusta mediante el tornillo de apriete, evitando así que la fresa se revire.

LAIP S.A (link: https://www.laip.es ) © Catálogo LAIP (link: https://www.laip.es/?product=46804191-4a04-466f-95f3-92136bb1bbdc#!prettyPhoto/1/ )

Pinza El amarre pinza se utiliza con fresas frontales de mango cilíndrico (desde ø2 hasta ø25). La pinza es insertada en el casquillo de apriete y después, el mango de la fresa es insertado en la pinza, con lo cual, al apretar el casquillo la pinza se cierra bloqueando la fresa.

LAIP S.A (link: https://www.laip.es ) © Catálogo LAIP (link: https://www.laip.es/?product=57dd62cf-1ee8-4ee3-a889-a3b200740ba7#!prettyPhoto/1/ )

Cono Morse El cono Morse se utiliza, principalmente, a partir de las brocas de ø13 y con fresas que tengan un mango con cono morse. La herramienta se aboca con un simple golpe, poniendo en la misma dirección la parte superior de la broca y la chaveta interior del cono.

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LAIP S.A (link: https://www.laip.es/ ) © Catálogo LAIP (link: https://www.laip.es/?product=6c3c4723-d69e-4579-bccc-806961bee9f3#!prettyPhoto/1/ )

Porta-brocas El porta-brocas se utiliza en brocas con diámetro inferior a 13mm. Algunos porta-brocas se aprietan con la mano, con un tornillo lateral de apriete o con una llave en forma de U. 

LAIP S.A (link: https://www.laip.es/ ) © Catálogo LAIP (link: https://www.laip.es/?product=989e1f9f-5d91-4517-b60f-e9d72fcb2453#!prettyPhoto/1/ )

Portamachos El portamachos se utiliza en machos de roscar. El macho se introduce en el acoplamiento de los machos. Cada diámetro de macho conlleva el correspondiente acoplamiento, por lo tanto para cada diámetro de macho necesitaremos un acoplamiento.

LAIP S.A (link: https://www.laip.es/ ) © Catálogo LAIP (link: https://www.laip.es/?product=bb6f9d20-9cd4-4cf2-a4d6-b24685da2c91#!prettyPhoto/1/ )

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Arrastre El sistema de arrastre se utiliza con fresas de plato, en la mayoría de los casos de plaquitas. El plato se introduce en el acoplamiento y es apretado con el tornillo y la arandela que hay en el extremo inferior del cono. 

LAIP S.A (link: https://www.laip.es/ ) © Catálogo LAIP (link: https://www.laip.es/?product=4d2ea1db-5b7f-49e9-b027-43f98adc3181#!prettyPhoto/1/ )

A excepción de las fresas grandes, puedes montar las fresas con mango cónico al portaherramientas utilizando un mandril o un manguito adaptador intermedio, cuyo alojamiento interior tiene la misma conicidad que el mango de la fresa, y el exterior corresponde a la conicidad de una salida conos ISO o Morse. Las fresas con mango cilíndrico las tienes que jar al portaherramientas que en un extremo tienen unas pinzas y por el otro lado disponen de un cono para montarse al husillo de la máquina. Pueden tener un tornillo prisionero lateral para bloquear la herramienta. Es típico en fresas de pequeño tamaño, brocas y escariadores. Las fresas para montaje sobre árbol tienen un agujero central para alojar el eje portaherramientas, cuyo diámetro está normalizado. Estas fresas disponen de un chavetero para asegurar la rotación de la herramienta y evitar que patinen. Para posicionar axialmente estas fresas en el eje, se emplean unos casquillos separadores de anchuras normalizadas. En caso de necesidad, puedes montar varias fresas simultáneamente (tren de fresas).

Para saber más En esta página puedes ver varios portaherramientas normalizados según ISO, de la empresa LAIP SA: Portaherramientas LAIP (link: https://www.laip.es/ )

Ejercicio resuelto Selecciona la herramienta necesaria y la plaquita adecuada para el siguiente mecanizado. Tienes que realizar un planeado en una super cie de 80 mm, y la fresadora a usar es relativamente pequeña. La recomendación para realizar un planeado es una fresa con ángulo de posición de 45º. ¿Qué diámetro, paso de fresa y número de dientes usarías? ¿Cómo obtendrás el paso y el diámetro de una fresa con plaquitas? Puedes deducirlo de esta tabla, extraída de un catálogo de Sandvik: Selección fresa portaplaquitas (link: DPMCM01_CONT_R101_CatalogoSandvik_CoroMill245.png )     https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/PPFM/DPMCM/DPMCM01/es_PPFM_DPMCM01_Contenidos/singlepage_index.html

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Re exiona Del tiempo total de mecanizado en una máquina, las herramientas raramente trabajan más del 35% del tiempo.

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3.4.8.- Denominaciones ISO. Las forma y geometría las herramientas están codi cadas para facilitarte su selección según la aplicación u operación que quieras realizar. A continuación podrás estudiar la codi cación según la norma ISO, ya que es la más usada por los proveedores que puedes encontrar en España, aunque algunos hagan modi caciones personales a esa norma. La designación más básica de la geometría de las plaquitas según ISO es la siguiente: Designación de plaquitas ISO y de colores Sandvik TIPO DE MECANIZADO

MATERIAL A MECANIZAR

F: acabado.

P (azul): acero.

M: mecanizado medio o semidesbaste.

M (amarillo): Acero inoxidable.

R: desbaste.

K (rojo): Fundición.

Teniendo en cuenta que los materiales a mecanizar y los tipos de mecanizado siguen la denominación anterior, la correcta relación geometría básica - tipo de mecanizado del ejercicio planteado será: Mecanizado de acero en acabado: PF. Semidesbaste de un acero inoxidable: MM. Desbaste de un material de fundición: KR. A continuación se te muestran varios ejemplos de los diferentes parámetros que intervienen en la denominación de una plaquita, un portaplaquitas exterior y un portaplaquitas interior en operaciones de torneado. Es importante que identi ques el signi cado de las diferentes letras normalizadas para de nir las placas y los portaplaquitas. Las imágenes empleadas en estos ejemplos son propiedad de Sandvik. Códigos ISO - Plaquitas

(link: ) (link: ) (link: ) (link: ) (link: ) (link: ) (link: ) (link: ) (link: )

Resumen textual alternativo

(link:

DPMCM01_CONT_R34_20_EjemploSeleccionPlaquitas_Desc.html )

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Códigos ISO - Portaplaquitas para operaciones exteriores

(link: ) (link: ) (link: ) (link: ) (link: ) (link: ) (link: ) (link: ) (link: )

Resumen textual alternativo

(link:

DPMCM01_CONT_R34_31_CodigoISOPortaplaquitasExt_Desc.html )

Códigos ISO - Portaplaquitas para operaciones interiores (link: ) (link: ) (link: )

(link: ) (link: ) (link: ) (link: ) (link: )

Resumen textual alternativo

(link: )

(link:

DPMCM01_CONT_R34_32_CodigoISOPortaplaquitasInt_Desc.html )

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Autoevaluación Selecciona formas de sujeción de la plaquita al portaplaquitas. (link: ) Amarre con brida C. (link: ) Amarre con brida B. (link: ) Amarre con palanca P. (link: ) Amarre con tornillo T.

   

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3.5.- Operaciones de mecanizado. Para elaborar los procesos de fabricación, más importantes que las máquinas son las operaciones de mecanizado. Piensa que hoy en día un CNC puede controlar tornos con herramientas motorizadas que hagan operaciones de fresado, fresadoras con platos de garras o mesas giratorias controlables que permiten realizar torneados,... Hasta ahora sólo has visto las máquinas más habituales, pero también existen máquinas especiales para aplicaciones concretas.

Debes conocer Durante el proceso de fabricación de una pieza puede requerir su paso por varias máquinas, donde les realizarás operaciones especí cas. A continuación tienes un documento en el que describe las operaciones más signi cativas en diferentes máquinas - herramienta: Operaciones en máquina - herramienta (link: DPMCM01_CONT_R36_02_Operaciones.pdf )

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(PDF - 562,4 Kb)

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3.5.1.- Operaciones semi manuales. El taladrado: consiste en mecanizar agujeros, tanto pasantes como ciegos, cilíndricos o cónicos. Puede ser manual o mecánico, transmitiendo el movimiento de giro a través de un portabrocas sobre la herramienta (brocas, escariadores, machos de roscar,...). La pieza se amarra a la máquina mediante una mordaza o cualquier otro utillaje. Taladrado / escariado Mc: (movimiento de corte): movimiento de giro de la herramienta, Ma: (movimiento de avance): desplazamiento recto de la herramienta al entrar en el material. Vc: velocidad de corte o velocidad tangencial en el exterior de la herramienta (en m/min). N: velocidad de giro (en rpm). D: diámetro de la herramienta (en mm). Amin: avance de la herramienta (en mm/min). Es la velocidad de penetración de la herramienta en el material. Av: avance de la herramienta (en mm/rev). Ap: Profundidad de pasada (en mm).

Manejando tablas de fabricantes de herramientas y en función del material a taladrar, escariar o roscar, obtendrás los parámetros Vc y Amin. Con esos datos, deberás calcular el valor de N y asignar al taladro un movimiento de corte lo más aproximado posible. En caso de taladrados profundos, deberás realizar un desahogo cada vez que taladres una profundidad igual a 3 veces el diámetro de la broca. La entrada del agujero suele ser muy viva (cortante), por lo que a veces realizarás un avellanado que suavice los bordes. En diámetros pequeños lo puedes hacer con la misma broca de puntear, pero para diámetros mayores necesitarás avellanadores especí cos, en forma de broca cónica. El taladrado permite profundizar en un material, pero las dimensiones laterales del agujero obtenido no son muy buenas. Si necesitas una buena precisión, deberás realizar una operación posterior llamada escariado. Los escariadores funcionan de forma similar a las brocas, pero el elemento cortante es el lateral de la herramienta, no la punta. Todas las herramientas mencionadas suelen tener mangos redondos, por donde las amarrarás al portaherramientas de la máquina, que normalmente estará equipado con un portabrocas o un portapinzas para pinzas de diferentes diámetros.

Debes conocer A continuación tienes varios catálogos de diferentes fabricantes de herramientas, similares a los que usarás para cualquier cálculo de condiciones de corte: Punteado. (link: https://www.ho mann-group.com/ES/es/hoe/search?type=product&search=BROCA+DE+CENTRAR ) Taladrado 1 (link: https://s3-ap-southeast2.amazonaws.com/suttontools/Brochure+and+Catalogue/Brochures%2FSutton+Tools%2FIndustrial%2FEnglish%2F499980275_ )  ,  2 (link: https://s3-ap-southeast2.amazonaws.com/suttontools/Brochure+and+Catalogue/Brochures%2FSutton+Tools%2FIndustrial%2FEnglish%2F499980248_ )   y   3 (link: https://s3-ap-southeast2.amazonaws.com/suttontools/Brochure+and+Catalogue/Brochures%2FSutton+Tools%2FIndustrial%2FEnglish%2F499980067_ )   .                         Escariado. (link: http://www.bluemaster.es/ContentNoHTML/Descargas/Catalogo_Bluemaster/ES/04_ESCARIADORES_BM_2015.pdf )   https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/PPFM/DPMCM/DPMCM01/es_PPFM_DPMCM01_Contenidos/singlepage_index.html

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Avellanado. (link: https://s3-ap-southeast2.amazonaws.com/suttontools/Brochure+and+Catalogue/Brochures%2FSutton+Tools%2FIndustrial%2FEnglish%2F499980433_ ) Roscado. (link: https://s3-ap-southeast2.amazonaws.com/suttontools/Brochure+and+Catalogue/Brochures%2FSutton+Tools%2FIndustrial%2FEnglish%2F499980434_ )  

Autoevaluación ¿A qué velocidad de corte avellanarías un acero al carbono con una herramienta de la marca Sutton? (link: ) V c = 10 m/min. (link: ) V c = 20 m/min. (link: ) V c = 30 m/min. (link: ) V c = 40 m/min.

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3.5.2.- Operaciones en el torno. En las siguientes animaciones puedes ver con detalle las operaciones de cilindrado y de taladrado en torno: Operación de cilindrado (link: DPMCM01_CONT_SubfaseCilindrado.gif )  (Resumen textual alternativo) (link: DPMCM01_CONT_R200_CilindradoDesbaste_Desc.html ) Operación de taladrado (link: DPMCM01_CONT_TaladradoTorno.gif )  (Resumen textual alternativo) (link: DPMCM01_CONT_R200_Taladrado_Desc.html ) En la siguiente animación tienes la descripción de las operaciones de mecanizado en torno denominadas de forma: ranurado, acha anado / matado de aristas, avellanado y roscado. Seleccionando las diferentes operaciones en el menú, obtendrás información sobre cada una de esas operaciones:

Ranurado (link: #exe-tab-1-0 )

Acha anado (link: #exe-tab-1-1 )

Avellanado (link: #exe-tab-1-2 )

Roscado (link: #exe-tab-1-3 )

Ranurado El ranurado se obtiene por penetración de la herramienta de ranurar en dirección perpendicular al eje de la pieza. Las super cies que se logran con esta operación son paralelas o perpendiculares al eje de rotación. Cuando la herramienta en su avance alcanza el centro de pieza, esta queda dividida en 2, esta operación se denomina tronzado.

Ranurado (link: DPMCM01_CONT_RanuradoTorno.gif ) (Resumen textual alternativo) (link: DPMCM01_CONT_R200_Ranurado_Desc.html ) Tronzado (link: DPMCM01_CONT_TronzadoTorno.gif ) (Resumen textual alternativo) (link: DPMCM01_CONT_R200_Tronzado_Desc.html )  

Parámetros especí cos de la operación El tronzado obliga a trabajar con la pieza en voladizo, con cual es la longitud en voladizo es un factor importante. Los ranurados profundos obligan a usar herramientas con salida de herramienta larga (distancia desde la punta de la herramienta y el soporte de la herramienta), que originan vibraciones. La forma de la viruta, estrecha y en forma de "caracolillos" para evitar su roce con las supe cies acabadas. Aplicaciones Las ranuras se usan ampliamente en mecánica: en desahogos de roscas, en alojamientos de juntas tóricas, retenes, engrasadores.

Acha anado El acha anado consiste en en mecanizar un pequeño cono en la arista de la pieza. En el redondeo de aristas se mecaniza una arista dejando la forma redondeada de la herramienta, bien sea cóncava o convexa. Acha anado (link: DPMCM01_CONT_Acha anadoTorno.gif ) (Resumen textual https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/PPFM/DPMCM/DPMCM01/es_PPFM_DPMCM01_Contenidos/singlepage_index.html

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(link: DPMCM01_CONT_R200_Acha anado_Desc.html )

 

Parámetros especí cos de la operación No existen parámetros o factores especí cos de esta operación a tener en cuenta. Se trata de una operación auxiliar bastante simple. Aplicaciones Los cha anes más comunes son los de 45º, su uso esta generalizado para matar aristas, facilitar el montaje de piezas de manera que un eje entre fácilmente en su alojamiento, igualmente en las roscas para que estas tomen con facilidad el hilo de la tuerca. Los redondeos de arista se usan en desahogo cuando un eje tiene fuertes cambios de sección. Las partes redondeas mejoran el comportamiento a fatiga de los árboles y ejes.

Avellanado El avellanado consiste en mecanizar la forma de la cabeza de un tornillo en una pieza, de tal manera que la cabeza queda alojada dentro del hueco obtenido por el avellanador. Hay tantas clases de avellanados como cabezas de tornillos.

Avellanado (link: DPMCM01_CONT_AvellanadoTorno.gif ) (Resumen textual alternativo)

(link: DPMCM01_CONT_R200_Avellanado_Desc.html )

 

Parámetros especí cos de la operación No existen parámetros o factores especí cos de esta operación a tener en cuenta. Se trata de una operación auxiliar bastante simple

Roscado El roscado se basa en que la relación de giro del cabezal en vueltas por minuto y el avance de la herramienta de roscar es el paso de la rosca. La garganta de la rosca tras el mecanizado es una copia de la punta de la herramienta de rosca. Roscado (link: DPMCM01_CONT_RoscadoTorno.gif ) (Resumen textual alternativo) (link: DPMCM01_CONT_R200_Roscado_Desc.html )   https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/PPFM/DPMCM/DPMCM01/es_PPFM_DPMCM01_Contenidos/singlepage_index.html

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Parámetros especí cos de la operación El paso de la rosca (es la distancia en dos hilos de la rosca). A mayor paso mayor es la herramienta a utilizar. Número de hilos o entradas de la rosca. El tipo de rosca, según el ángulo de garganta (normalmente roscas métricas es de 60º). Profundidad de pasada en cada pasada de la herramienta. Si la pasada inicial es grande el número de pasadas disminuye, pero si es demasiado grande se puede dañar la herramienta en la primera pasada. Número de pasadas total a realizar. Refrigerante o aceite a utilizar. Aplicaciones El roscado tiene tantas aplicaciones como tipos de roscas existen, que varían de unas a otras por el ángulo de la garganta o del hilo de la rosca.

En las operaciones de acabado, la calidad de la super cie generada estará in uenciado por: El radio de punta. El avance de la herramienta. La velocidad de corte. El desgaste de la herramienta. La geometría de corte. Las vibraciones de la máquina. Con el empleo de bajos avances consigues: Un menor surco sobre la super cie de la pieza. Menor esfuerzo de arranque de material. Mínimas rebabas. Ausencia de recrecimientos sobre el lo de la herramienta. Un deslizamiento continuo y regular de la viruta sobre la cuchilla.

Ejercicio resuelto A modo de explicación de las diferentes operaciones, vas a realizar el mecanizado de una pieza de forma esquemática, analizando cada una de las operaciones necesarias. Las operaciones de torneado que vas a realizar son las siguientes: 1. Refrentado. 2. Torneado de desbaste. https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/PPFM/DPMCM/DPMCM01/es_PPFM_DPMCM01_Contenidos/singlepage_index.html

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3. Torneado de acabado. 4. Acha anado / matado de aristas. 5. Ranurado. 6. Roscado. 7. Punteado / centrado. 8. Taladrado. 9. Avellanado.

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3.5.3.- Jerarquía de operaciones en el torneado. En un torno puedes realizar diferentes operaciones de mecanizado para obtener las super cies deseadas. En el siguiente esquema puedes ver un resumen de las operaciones más comunes, así como las relaciones existentes entre ellas. Debes recordar esas relaciones, ya que para poder realizar una cierta operación, antes tienes que haber realizado todas sus predecesoras.

Operaciones de mecanizado más comunes en el torno

(link: DPMCM01_CONT_R36_23_OperacionesTorno.png )

A continuación encontrarás la descripción de algunas de las operaciones básicas de mecanizado en torno:

Refrentado (link: #exe-tab-2-0 ) Taladrado (link: #exe-tab-2-3 )

Cilindrado (link: #exe-tab-2-1 ) Desbaste (link: #exe-tab-2-4 )

Punteado (link: #exe-tab-2-2 ) Acabado (link: #exe-tab-2-5 )

Mandrinado (link: #exe-tab-2-6 )

Refrentado El refrentado consiste en mecanizar la cara frontal de una pieza, obteniéndose una super cie perpendicular al eje de revolución de la pieza. Es en muchos casos una operación previa a otras posteriores. Cuando se refrentan ambas caras del redondo sucesivamente, se busca dejar el redondo con las medidas nales de la pieza.

Refrentado (link: DPMCM01_CONT_RefrentadoTorno.gif ) (Resumen textual alternativo) (link: DPMCM01_CONT_R200_Refrentado_Desc.html )  

Parámetros especí cos de la operación Longitud de la pieza que sobresale desde el amarre (en voladizo). Cuanto más sobresale en voladizo la pieza, la rigidez del amarre disminuye, y las condiciones de corte son peores. Aplicaciones El refrentado se usa como operación previa a otras, para dejar la pieza a una determinada longitud nal, o para preparar una super cie para otros mecanizados, como desbastes o taladrados.

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Cilindrado El cilindrado consiste en mecanizar a lo largo de una pieza cilíndrica en dirección de su eje de revolución, obteniéndose una pieza de menor diámetro. Es en muchos casos una operación previa a otras posteriores. Por ejemplo la operación de desbaste se compone de sucesivas pasadas, cada una es una operación de cilindrado.

Cilindrado (link: DPMCM01_CONT_CilindradoTorno.gif ) (Resumen textual alternativo) (link: DPMCM01_CONT_R200_CilindradoDesbaste_Desc.html )  

Parámetros especí cos de la operación Longitud de la pieza o esbeltez de la pieza, puede dar problemas de pandeo. Esto es, la pieza se deforma elásticamente tomando forma arqueada. Aplicaciones El cilindrado es una operación básica, se utiliza en muchas otras operaciones, como desbastes y acabados.

Punteado El punteado de una pieza de torno es una operación auxiliar que consiste en mecanizar la forma de la punta del contrapunto, para después ajustar la punta del contrapunto del torno en la pieza. Esta es por lo tanto una operación a realizar para amarrar una pieza entre puntos, o entre plato de garras y contrapunto.

Punteado (link: DPMCM01_CONT_PunteadoTorno.gif ) (Resumen textual alternativo) (link: DPMCM01_CONT_R200_Punteado_Desc.html )  

Parámetros especí cos de la operación Longitud de la pieza que sobresale desde el amarre (en voladizo). A mayor longitud de la pieza inicial, el punteado resulta más complicado. Aplicaciones La aplicación punteado es preparar en una super cie de la pieza un pequeño agujero en donde apoyar el contrapunto del torno.

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Taladrado El taladrado consiste en realizar un agujero en una pieza mediante una broca. En tornos convencionales se coloca la broca en el alojamiento del contrapunto del torno. Por ello solo se pueden agujerear las piezas a lo largo de su eje. En tornos CNC de 3 ejes y dotados de herramientas motorizadas además se pueden agujerear axialmente las piezas en cualquier punto de la cara frontal de la pieza y radialmente. Según el tipo de broca puede necesario mecanizar un agujero previo mediante una broca de centrado, que sirva de guía a la broca.

Taladrado (link: DPMCM01_CONT_TaladradoTorno.gif ) (Resumen textual alternativo)

(link: DPMCM01_CONT_R200_Taladrado_Desc.html )

 

Parámetros especí cos de la operación Profundidad de agujero a mecanizar en relación con el diámetro de la broca. A mayor profundidad se genera más calor y fricción entre pieza y herramienta. Tipo de refrigeración, si es interna o no. Cantidad de refrigerante que se suministra. Diámetro del agujero, a partir de diámetros menores de 12 mm no hay broca de plaquita intercambiable. Las brocas de menor diámetro son más débiles. La entrada de la broca es otro factor, las brocas helicoidales necesitan un taladrado previo con una broca centradora. Las brocas de plaquita intercambiables en cambio no, incluso existen aplicaciones para agujerear en super cies inclinadas. Aplicaciones Agujereado de piezas, según la profundidad de agujero depende de tipo de broca a usar. Trepanado de agujero mediante brocas huecas (o de trepanar). Brocas de taladrado y acabado con avellanado incluido. Brocas de taladrado y acabado con escariado incluido. Brocas para mecanizar agujeros en super cies inclinadas Brocas para agujerear y pequeños mandrinados.

Desbaste El desbaste consiste en cortar la máxima cantidad de material de una pieza para dejar de nida con mayor o menor aproximación la forma de una pieza. El desbaste se realiza a menudo en sucesivos cilindrados, que se repiten hasta un diámetro calculado de tal manera que exista una diferencia con el diámetro nal de la pieza. Esta diferencia es el llamado sobrematerial para el acabado. Esta operación di ere si se realiza en tornos convencionales o dotados de CNC. En los convencionales se desbasta partes cilíndricas, conos y formas redondeadas de forma separada. En cambio en tornos CNC los per les son desbastados mediante ciclos jos de cilindrados o refrentados, en los cuales se incluyen partes cilíndricas, cónicas, formas redondeadas y cha anes. Desbaste (link: DPMCM01_CONT_DesbasteTorno.gif ) (Resumen textual alternativo)

(link: DPMCM01_CONT_R200_Desbaste_Desc.html )

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Parámetros especí cos de la operación El factor a tener en cuenta es la economía, por lo que se busca maximizar el caudal de viruta. Los factores críticos son: El control de la viruta, mediante un rompe-virutas. Las virutas en forma de hélice facilitan su evacuación, estas virutas dependen de Vc, avance y del tipo de rompe-virutas. Resistencia de los los. A mayor resistencia mayor es la profundidad de pasada, Vc y avance. Vida de la herramienta. Cuanto mayor es la duración de una herramienta más económico resulta su empleo. Refrigeración. La refrigeración alarga la vida de la herramienta y mejora la evacuación de viruta. Aplicaciones Los desbaste se aplican a todos los mecanizados en los cuales se parte de barra en bruto.

Acabado Las operaciones de acabado pueden ser tanto refrentados, cilindrados, u operaciones de seguimiento de un per l en un torno de copiado o de CNC. El objetivo de esta operación es dejar la pieza dentro de las tolerancias dimensionales y de rugosidad de la pieza.

Acabado (link: DPMCM01_CONT_AcabadoTorno.gif ) (Resumen textual alternativo)

(link: DPMCM01_CONT_R200_Acabado_Desc.html )

 

Parámetros especí cos de la operación Radio de la punta de la placa. Desgaste del lo. Tendencia a la vibración, en piezas delgadas y cuando hay altas fuerzas de corte. Aplicaciones El acabado es fundamental en todas las piezas que requieren unos ajustes nos, porque forman parte de componentes mecánicos.

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Mandrinado El mandrinado es una operación de cilindrado que se realiza en interior de una pieza. La pieza debe ser taladrada previamente mediante una broca. Mediante esta operación se agranda un agujero concéntrico.

Mandrinado (link: DPMCM01_CONT_MandrinadoTorno.gif ) (Resumen textual alternativo)

(link: DPMCM01_CONT_R200_Mandrinado_Desc.html )

 

Parámetros especí cos de la operación Estabilidad de la pieza, los mandrinados se realizan con la pieza en voladizo. A mayor voladizo menos estabilidad. Longitud que la herramienta sobresale desde el amarre y el diámetro del mango de la herramienta. A menor longitud y mayor diámetro menos vibraciones durante el mecanizado. La longitud de la herramienta viene dada por la profundidad de agujero que se debe mandrinar y el diámetro por el diámetro del agujero. La evacuación de viruta, sobretodo si el agujero a mandrinar es ciego, pues la viruta tiende a amontonarse en el fondo del agujero. A mayor longitud de viruta peor evacuación, cuanto más ujo de refrigerante mejor evacuación. Aplicaciones El mandrinado o cilindrado tiene las mismas aplicaciones que el cilindrado exterior. Es una operación usada operaciones de desbaste en el interior de una pieza o para pasada de acabado. En acabados se busca buen acabado super cial (rugosidad) y conseguir tolerancias dimensionales estrechas. La aplicación de desbaste es menos usada que en desbastes exteriores. Es preferible los mecanizados de desbaste interior con sucesivos taladrados, y en muchos casos las piezas parten de un agujero interior logrado mediante procedimientos de fundición, forja o inyección.

Autoevaluación ¿Qué operaciones deberás realizar antes de un escariado? (link: ) Planeado o refrentado. (link: ) Punteado. (link: ) Taladrado. (link: ) Avellanado. (link: ) Roscado

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3.5.4.- Operaciones básicas en el fresado.

En el fresado frontal, eje de giro de la fresa está dispuesto perpendicularmente a la super cie a mecanizar de la pieza. La fresa arranca la mayor parte del material con sus los periféricos, pero también a na la super cie fresada con sus los frontales. En el fresado cilíndrico, periférico o tangencial, eje de giro de la fresa está dispuesto paralelo a la super cie a mecanizar de la pieza. La fresa arranca todo el material con los dientes situados en su periferia (por eso se denomina "tangencial"). El error de alineamiento del eje de la herramienta respecto de la super cie a fresar provoca una super cie ondulada entre diferentes pasadas.

 En el fresado frontal, cada diente periférico arranca una viruta de espesor regular y la carga de trabajo es uniforme, con lo que aprovecharás mejor la potencia y rendimiento de la máquina.

Fresado tangencial

Además, cada diente frontal contribuye a mejorar la calidad de la super cie fresada. En el fresado tangencial, la carga de trabajo puede ser irregular porque las virutas son de espesor variable y tienen forma de coma. Para evitar este problema, puedes usar fresas con tallado helicoidal.

(link: DPMCM01_CONT_R400_FresadoTangencial.jpg ) Sandvik AB (link: http://www.sandvik.coromant.com/en-gb/pages/default.aspx ) © Catálogo Sandvik (link: http://sandvik.ecbook.se/se/es/rotating_tools_2015/ )

Fresado frontal

El fresado tangencial se puede llevar a cabo de dos formas diferentes: En concordancia: la herramienta gira en el mismo sentido en el que avanza la pieza. La componente vertical de la fuerza de corte está dirigida hacia abajo. Produce una mejor calidad de super cie mecanizada. Es el método más recomendable, si la máquina lo permite.

(link: DPMCM01_CONT_R400_FresadoFrontal.jpg ) Sandvik AB (link: http://www.sandvik.coromant.com/en-gb/pages/default.aspx ) © Catálogo Sandvik (link: http://sandvik.ecbook.se/se/es/rotating_tools_2015/ )

En oposición: la herramienta gira en sentido contrario al avance de la pieza. La componente vertical de la fuerza de corte se dirige hacia arriba. A igual profundidad de pasada, aumentan el espesor de la viruta y las fuerzas a las que se someten la pieza o el utillaje. También produce vibraciones en la máquina que pueden mecanizar con peor calidad super cial.

En oposición

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(link: DPMCM01_CONT_R36_27b_FresadoOposicion.JPG ) HUB1 (link: https://commons.wikimedia.org/wiki/User:HUB ) (CC BY-SA 4.0) (link: http://creativecommons sa/4.0/deed.es ) Wikipedia (link: https://es.wikipedia.org/wiki/Fresadora )

En concordancia

(link: DPMCM01_CONT_R36_27a_FresadoConcordancia.JPG HUB1 (link: https://commons.wikimedia.org/wiki/User:HUB ) (CC BY-SA 4.0) (link: http://creativecommons sa/4.0/deed.es ) Wikipedia (link: https://es.wikipedia.org/wiki/Fresadora )

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3.6.- Metrología: medición y verificación. Durante el proceso de mecanizado y al nalizarlo, es conveniente que veri ques el cumplimiento de los requisitos del producto para detectar errores y corregirlos antes de producir chatarra. Posteriormente, el área de calidad realizará medidas aleatorias más precisas en sus laboratorios, pero entonces puede ser tarde para corregir errores.

Reloj comparador

Mediante la lectura de los instrumentos de metrología básica, podrás encontrar defectos de medidas y tolerancias, super ciales (marcas, rayas, grietas), de orden de fabricación, de interpretación de planos,... A veces es su ciente con una inspección visual, mientras que otras necesitarás maquinaria de metrología avanzada. En general, los aspectos que se controlan en las piezas obtenidas mediante mecanizado por arranque de viruta, y partiendo del supuesto de que realizarás varios mecanizados en cada pieza, pueden resumirse de la siguiente manera: Las dimensiones (espesores, alturas, diámetros, profundidades,...): para su medición puedes recurrir a calibres, micrómetros, máquinas tridimensionales para medición por coordenadas, etc. Las formas o tolerancias geométricas (cilindricidad, concentricidad, perpendicularidad entre la base y las paredes, planitud del fondo,...): para este tipo de mediciones puedes emplear relojes comparadores, así como máquinas tridimensionales para medición por coordenadas. El acabado super cial (marcas en la super cie, brillo, golpes,...): para estos controles puedes recurrir a los rugosímetros. Las marcas de la super cie, golpe,... puedes controlarlas mediante inspecciones visuales. Los defectos (pequeñas grietas, suras, aristas cortantes,...): para su detección puedes hacer inspecciones visuales, o pruebas con partículas magnéticas, líquidos penetrantes,... A continuación vas a ver los instrumentos de medida más usados en fabricación mecánica: el calibre y el micrómetro para medir longitudes, y el goniómetro para medir ángulos.

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3.6.1.- El calibre, pie de rey o Vernier. Un calibre es un instrumento para medir longitudes. Con él puedes realizar diferentes tipos de mediciones: Medición de profundidades y de alturas. Medición de interiores (diámetro de ori cios, anchura de ranuras, etc.). Medición de exteriores (diámetros exteriores, anchura y longitud de piezas, etc.). Se compone de las siguientes partes: 1. Pata ja. 2. Pata móvil. 3. Nonius. 4. Graduación en mm. 5. Varilla de profundidades. 6. Tornillo de freno. 7. Super cies biseladas para interiores.

Mediciones con el calibre

(link: DPMCM01_CONT_R37_02_MedicionCalibre.jpg )

Partes del calibre

(link: DPMCM01_CONT_R37_03_PartesCalibre.jpg )

Al medir con un pie de rey, se nos pueden presentar dos casos: CASO 1: que el cero de nonio coincida con una división de la regla. En este caso, la división de la regla nos indicará el valor exacto. Por ejemplo, en esta gura se representa una medida de 20 mm. CASO 2: que el cero del nonio no coincida exactamente con una división de la regla ja. Si el cero del nonio está situado entre dos trazos de la regla, el trazo de la regla situado a la izquierda del cero del nonio representará la parte entera, y e l trazo del nonio que coincida con una división cualquiera de la regla indicará la parte decimal. Por ejemplo, en esta gura el 0 del nonio se encuentra entre las divisiones 14 y 15 de la regla ja. Por otro lado, el trazo del nonio coincidente con alguna división de la regla ja, es el 5.

Caso 1

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(link: DPMCM01_CONT_R37_04_LecturaMedida1.jpg )

Caso 2

(link: DPMCM01_CONT_R37_05_LecturaMedida2.jpg )

Para saber más Seguro que los siguientes vídeos te ayudan a realizar mediciones con el calibre correctamente: Toma de medidas

(link: https://www.youtube.com/watch?v=01Lm0TJDilo ) Resumen textual alternativo

(link: DPMCM01_CONT_TomaMedidasCalibre_Desc.html )

Manejo de la escala

(link: https://www.youtube.com/watch?v=7A-hyRLZVlI ) Resumen textual alternativo

(link: DPMCM01_CONT_ManejoEscalaCalibre_Desc.html )

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Autoevaluación Indica cuál es la parte entera de la medida en la imagen del caso 2. (link: ) 14 (link: ) 14.5 (link: ) 15 ¿Y la medida total? (link: ) 14.50 (link: ) 14,05 (link: ) 14

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3.6.2.- El micrómetro o Palmer. El micrómetro es un instrumento de medida de longitudes, más preciso que el calibre, pero menos polivalente: necesitas distintos tipos de micrómetros para tomar medidas exteriores, de interiores, de agujeros,...

Partes del micrómetro

Las partes del micrómetro son: Tambor giratorio graduado. Tornillo de fricción o trinquete.

(link: DPMCM01_CONT_R37_06_PartesMicrometro.jpg )

Cilindro graduado. Cuerpo o arco. Palpador móvil. Bloqueo o freno. Palpador jo.

Autoevaluación ¿Qué medida representa esta imagen? Represéntala con 2 cifras enteras y 2 decimales.

Medición con el micrómetro

(link: DPMCM01_CONT_R37_08_LecturaMedicion.jpg )

  Mide

.

mm.

Para saber más Observa estos vídeos, que explican cómo debes usar y leer el micrómetro. 

Micrómetro 1

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(link: https://www.youtube.com/watch?v=FjGV6ve-Nxg ) Resumen textual alternativo

(link: DPMCM01_CONT_Micrometro_Desc.html )

Micrómetro 2

(link: https://www.youtube.com/watch?v=6vb7EJSAjpU ) Resumen textual alternativo

(link: DPMCM01_CONT_R37_07_Micrometro_Desc.html )

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3.6.3.- El goniómetro. El goniómetro es un instrumento comúnmente empleado en fabricación mecánica para la medición directa de ángulos. Son instrumentos versátiles que permiten la medición de ángulos entre super cies exteriores, interiores, etc. con apreciaciones habituales de 5' (5 minutos de ángulo). El goniómetro consta básicamente de un transportador de ángulos graduado en grados y un nonio (o nonius) que determina la apreciación, junto con otros accesorios para la adaptación a las diferentes circunstancias de la medición. En la gura de la izquierda puedes ver las partes más importantes, y en la gura central puedes observar diferentes formas de utilización del goniómetro.

Partes del goniómetro

(link: DPMCM01_CONT_R37_09_Goniometro1.jpg )

Uso del goniómetro

(link: DPMCM01_CONT_R37_10_Goniometro2.jpg )

Escala del goniómetro

(link: DPMCM01_CONT_R37_11_Goniometro3.jpg )

Como puedes ver en la imagen de la derecha, el fundamento de la medición es el mismo que el de un calibre pie de rey, pero al tener escala graduada en los dos sentidos de giro (entre limbo y nonio) debes tener la precaución de no confundir el ángulo medido con su complementario. De la imagen anterior se desprende que la medida es 15º20' (o su complementario).

Para saber más Los diferentes fabricantes de instrumentos de medición, disponen de una amplia oferta de goniómetros. La clasi cación se puede realizar atendiendo a criterios tales como: accesorios y formas, apreciaciones, etc.

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Catalogo on-line de la casa Ultra (link: http://www.ultra-germany.com/katalog/data/katalog_sp/sp10/index.html#/1/ ) El siguiente vídeo muestra la forma correcta de realizar mediciones de ángulos con el goniómetro: Lectura de medidas con el goniómetro

(link: https://www.youtube.com/watch?v=M7-Iwb0ToQM ) Resumen textual alternativo

(link: DPMCM01_CONT_MedicionGoniometro_Desc.html )

Autoevaluación Realiza la lectura de los siguientes goniómetros:

Medidas en goniómetros

(link: DPMCM01_CONT_R37_12_Goniometro4Ejercicio.jpg )

  Medida 1 = 0 grados Medida 2 =

grados 30 minutos.

Medida 3 = 0 grados Medida 4 =

minutos.

grados 15 minutos.

Medida 5 = 9 grados Medida 6 =

minutos.

minutos.

grados 10 minutos.

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4.- El proceso de fabricación.

Caso práctico Pedro: Pensaba que ya tenía experiencia en mecanizado, pero ahora veo que no sabía lo su ciente sobre tipos de máquinas, herramientas, portaherramientas, condiciones de corte y operaciones a realizar. ¿Qué me falta? Responsable: Pues te falta bastante. Sólo has visto procesos de mecanizado por arranque de viruta, y te recuerdo que hay muchos otros procesos. Pedro: De acuerdo; supongo que los estudiaré en las siguientes unidades de trabajo. ¿Qué me queda por aprender en esta? Responsable: La parte más corta, pero más importante de este módulo, ya que vas a aplicar todos los conocimientos estudiados anteriormente. ¿Sabes por qué se llama "Desarrollo de procesos de mecanizado, conformado y montaje"? Pedro: Entiendo lo de mecanizado, conformado y montaje. Seguro que está relacionado con el desarrollo de procesos. Responsable: ¡Exactamente! En este módulo debes aprender a desarrollar procesos de fabricación. Pedro: ¿Esas son las hojas de instrucciones que me dan cuando estoy trabajando en la máquina? Responsable: Si. En ellas te describen cómo tienes que hacer las piezas y cómo tienes que con gurar las máquinas. Pedro: Esas son las hojas que te decía que ya me conozco de memoria. Responsable: Y yo te recordaba que pueden cambiar, por lo que debes revisarlas siempre. Pedro: Pero con experiencia te acabas aprendiendo todas las condiciones de corte de cada herramienta que usas en cada operación. Responsable: De eso nada. El cliente puede pedir cambios en las medidas de la pieza o su material. El área de ingeniería puede haber experimentado y obtenido unos parámetros más optimizados que los usados anteriormente. Puede que hayamos cambiado de proveedor de herramientas, y sus condiciones de corte recomendadas pueden ser diferentes,... ¿Quieres más razones? Pedro: No, me parecen su cientes. A partir de ahora me jaré más en las hojas de proceso. Al n y al cabo, me ahorran tiempo de hacer cálculos y consultar tablas, y me permiten concentrarme en la producción. Responsable: Estoy seguro de ello, porque ahora vas a aprender a elaborarlas. Alguien con un título de técnico superior debe ser capaz de tomar decisiones productivas y asumir responsabilidades en base a cálculos y datos existentes.

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4.1.- El formato de la hoja de proceso. Según de ne la ISO 9000, un proceso es un conjunto de actividades que utilizan recursos para transformar unos elementos de entrada en resultados. Una hoja de proceso es un formulario en forma de tabla en el que se detallan las máquinas, amarres, operaciones de mecanizado, condiciones, mecanismos de veri cación, y cualquier otra información útil para fabricar una pieza o conjunto mecánico. En esta unidad de trabajo, las hojas de proceso se limitarán a operaciones realizadas de forma manual o por arranque de viruta. Al fabricar una pieza, conjunto o producto, las hojas de proceso permiten diferenciar las actividades de: Plani cación: antes de producir, deberás estudiar si es posible fabricarlo, tanto técnica como económicamente. Producción: una vez decidida su fabricación, facilitar el trabajo del operario u operaria a pie de máquina. La hoja de procesos se suele adaptar a cada empresa y a sus necesidades, por lo que puedes encontrar diferentes formatos, pero todos ellos tienen unas áreas y un vocabulario común, que vas a ver a continuación.

Elaborar correcta y completamente una hoja de procesos puede darte más trabajo que fabricar la pieza directamente. Es verdaderamente útil en los siguientes casos: En la elaboración de ofertas, como herramienta para calcular los tiempos y costes de fabricación. En la fabricación de series largas, donde la mejora de un parámetro implique aumentos de productividad, disminuciones de coste,... En la fabricación de piezas con materias primas muy caras o con mecanizados con alto valor añadido.

Partes de una hoja de proceso

(link: DPMCM01_CONT_R41_01_ProcesoTornoFresa.png )

En toda hoja de proceso deberá gurar: 1. El plano del producto (pieza o conjunto con su despiece). Deberá contener: El cajetín, con su identi cación del cliente, autoría, revisión, número de versión, fecha, denominaciones y codi caciones, materiales, tratamientos térmicos o super ciales, ajustes, orden de montaje, pares de apriete,.... El esquema, con todas las vistas necesarias, escalas, dimensiones y tolerancias de fabricación y control del producto. 2. El área de datos de la hoja de proceso, que contendrá: La información más útil incluida en el cajetín del plano. La información necesaria para la gestión interna de la hoja de procesos en la empresa: versión de la hoja, autoría y revisión, número de páginas, codi cación interna, tamaño del lote de producción,... Normalmente, adjuntarás un croquis del producto, identi cando las super cies sobre las que realizarás las operaciones. https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/PPFM/DPMCM/DPMCM01/es_PPFM_DPMCM01_Contenidos/singlepage_index.html

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También es habitual que el encabezado incluya el logotipo de la empresa. 3. El área de descripción, donde categorizarás y codi cas con números o letras y listarás las diferentes actividades que propongas realizar. En un proceso de mecanizado las categorizarás y de nirás como: Fases son el conjunto de operaciones que realizarás en una misma máquina o estación de trabajo: El paso de una etapa a otra implica desplazamiento de la pieza o producto. Junto a cada etapa, debes identi car la máquina que la realizará, por su nombre, referencia interna de la empresa o por sus características. Como la fabricación de un producto puede necesitar varias etapas, no hay diferencias entre hojas de proceso de torno, fresadora u otras máquinas: sólo cambiarán su listado de condiciones de corte (4). Subfases son el conjunto de operaciones que realizarás en la pieza o producto de una misma atada o amarre en el utillaje: El paso de una fase a otra implica soltar la pieza o producto de su utillaje, volverlo a amarrar en otra posición y tomar las referencias necesarias para seguir con su fabricación. En cada fase debes identi car el utillaje de amarre necesario. Junto a cada fase, conviene que aportes un croquis de la pieza o producto con las indicaciones para su amarre y referenciado, así como la numeración de las super cies a mecanizar para comprender mejor las operaciones. Operaciones son el conjunto de actividades destinadas a obtener cada super cie mecanizada de la pieza con una misma calidad de acabado (desbaste o acabado): El paso de una operación a otra implica un cambio de herramienta o una calidad de acabado diferente. Las máquinas convencionales mantienen las condiciones de corte, pero las máquinas CNC pueden variarlas en una misma operación. Por cada operación, debes identi car la herramienta de mecanizado y portaherramientas a usar por su nombre, codi cación ISO o referencia interna de la empresa. Junto a cada operación deberás calcular a partir de tablas y fórmulas y especi car sus condiciones de corte, herramienta de control y cálculo de tiempos y costes. 4. El área de condiciones de corte: aquí identi carás las condiciones de corte con las que con gurarás la máquina para realizar cada operación. Incluirá tanto los datos de tablas y catálogos como los cálculos realizados, para identi car por ejemplo: El número de pasadas y la profundidad de cada una. El avance y la velocidad de corte. Las revoluciones a las que girará la pieza o la herramienta. Las distancias recorridas en cada eje o medidas nales a veri car, y si es necesario, sus tolerancias. ... 5. El área de control: aquí especi carás el instrumento de medida a usar para veri car cada medida que decidas controlar durante la fabricación. Los datos accesorios que obtengas del plano de control (medidas, tolerancias, referencias,...), pueden gurar en la misma hoja de proceso o en una pauta de control aparte. Algunas operaciones pueden no necesitar control, y otras basta con una inspección visual, que deberás especi car en la hoja de proceso. 6. El área de tiempos y costes: es una parte clave de las hojas de proceso cuando las tengas que analizar la fabricabilidad de un pedido, pero lo estudiarás en la quinta unidad de trabajo de este módulo.

Autoevaluación Determina si es o no cierta la siguiente a rmación:

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No merece la pena hacer hojas de proceso para fabricar series unitarias, con materiales convencionales y de poco valor añadido. Sugerencia (link: #hint-12 ) Verdadero

Falso

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4.2.- Operaciones de torneado. En las hojas de proceso, las operaciones aparecen ordenadas cronológicamente, para que el operario u operaria se concentren en el manejo de la máquina y la veri cación del producto, en vez de dedicar tiempo a realizar cálculos, consultar tablas o identi car cotas y tolerancias en un plano. Las máquinas - herramienta son caras, y la mano de obra también, por lo que deberás optimizar su productividad, y las hojas de proceso te ayudan a ello.

Ejercicio Resuelto Antes de acceder a la solución, intenta cumplimentar la hoja de proceso (únicamente los apartados Fase, Subfase, Nº operación, Descripción y Esquema), para el mecanizado de la pieza indicada.  Hoja de Proceso (link: DPMCM01_CONT_R410_HojaProcesoTorno_SinCumplimentar.odt )    

Autoevaluación Observa la siguiente pieza maciza, e indica las operaciones necesarias para fabricarla:

Pieza torneada

(link: ) Taladrado. (link: ) Refrentado. (link: ) Cilindrado de desbaste. (link: ) Cilindrado de acabado. (link: ) Roscado. (link: ) Ranurado. (link: ) Acha anado.

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4.3.- Operaciones de fresado. Normalmente calcularás los parámetros de corte de la hoja de proceso en base al plano de fabricación, al utillaje y al conjunto de herramientas disponibles para cada máquina. Una hoja de proceso contiene mucha información, y cualquier cambio será difícil de identi car para el operario u operaria. Recuerda actualizar el área de datos cuando haya alguna modi cación, actualizando la fecha o de revisión o la versión de la hoja.

Ejercicio Resuelto Intenta cumplimentar la hoja de proceso del calzo que se te facilita a continuación: Hoja de proceso (link: DPMCM01_CONT_R410_HojaProcesoFresadora_SinCumplimentar.odt )  

Autoevaluación Determina si es o no cierta la siguiente a rmación: La jefa de producción le acaba de asignar la hoja de proceso anterior a un operario para que mecanice una serie de calzos en la fresadora. El operario observa que el área de datos indica "Proceso 1", pero la hoja no se ha revisado desde el año 2003. Piensa que deberá veri car si es la versión más actualizada antes de iniciar la fabricación. Sugerencia (link: #hint-13 ) Verdadero

Falso

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Anexo.- Licencias de recursos. Licencias de recursos utilizados en la Unid Recurso

Datos del recurso

Recurso

Autoría: Latinstock Licencia: Uso educativo no comercial para plataforma de FPaD. Procedencia: Latinstock\04\A51E4X_ok.jpg

Autoría: Latin Licencia: Uso Procedencia:

Autoría: Instituto de Máquina Herramienta (IMH) Licencia: Uso Educativo no comercial para plataformas FPaD Procedencia: IMH

Autoría: Lea-A Licencia: Cop Procedencia:

Autoría: Ciudad atómica Licencia: CC by SA Procedencia: http://laciudadatomica.blogspot.com.es/2011/03/87acero.html

Autoría: Supe Licencia: CC b Procedencia:

Autoría: She eld Industrial Museums Trust Licencia: CC by NC SA Procedencia: http://www.mylearning.org/a-day-in-the-life-of-ayoung-she eld-steel-worker/images/3-2783/

Autoría: José Licencia: CC b Procedencia:

Autoría: Ricardo Stuckert Licencia: CC by Procedencia: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:149405.jpeg

Autoría: urda Licencia: CC b Procedencia: /%C2%BFPOR PARA+LA+CO

Autoría: Pedro Gómez-Esteban Licencia: CC by NC ND Procedencia: http://eltamiz.com/2007/11/29/conoce-tuselementos-el-magnesio/

Autoría: J-at-X Licencia: CC b Procedencia:

Autoría: Juan de la Cuerva Licencia: CC by NC Procedencia: http://juandelacuerva.blogspot.com.es/2007/05/lareentrada.html

Autoría: drwe Licencia: CC b Procedencia: 188413/The-s

Autoría: SANDVIK AB Licencia: Copyright (cita) Procedencia: http://www.sandvik.coromant.com/engb/pages/default.aspx

Autoría: SAND Licencia: Cop Procedencia: 

Autoría: SANDVIK AB Licencia: Copyright (cita) Procedencia: http://www.sandvik.coromant.com/engb/pages/default.aspx

Autoría: SAND Licencia: Cop Procedencia: 

Autoría: SANDVIK AB Licencia: Copyright (cita) Procedencia: http://www.sandvik.coromant.com/engb/pages/default.aspx

Autoría: SAND Licencia: Cop Procedencia: 

Autoría: SANDVIK AB Licencia: Copyright (cita) Procedencia: http://www.sandvik.coromant.com/engb/pages/default.aspx

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Autoría: SAND Licencia: Cop Procedencia: 

Autoría: SANDVIK AB Licencia: Copyright (cita) Procedencia: http://www.sandvik.coromant.com/engb/pages/default.aspx

Autoría: SAND Licencia: Cop Procedencia:

Autoría: Carlos Gonzalez y Ramon Zeleny Licencia: Copyright con derecho de cita Procedencia: Imagen digitalizada de la página 641 del libro Metrología de la editorial Mc Graw Hill, con ISBN 970-10-03705 y fecha de publicación 10-1995.

Autoría: Carlo Licencia: Cop Procedencia: con ISBN 970

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