Informe Ranurado.docx

DEPARTAMENTO DE ENERGÌA Y MECÀNICA CARRERA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA PROCESOS DE MANUFACTURA INFORME DE LABORATORIO PRACTICA

TEMA: RANURADO DE UN EJE AISI 1018 DE DIÁMETRO 30MM EN SECCIONES DE 10mm DE LONGITUD HASTA OBTENER UN DIÁMETRO FINAL DE 22mm.

DOCENTE: ING.TERÁN, HÉCTOR

LATACUNGA Enero de 2017

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Índice de Contenido 1.

TEMA ................................................................................................................................... 5

2.

OBJETIVOS ......................................................................................................................... 5 OBJETIVO GENERAL ............................................................................................................ 5 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................................................... 5

3.

MATERIALES Y EQUIPOS: ............................................................................................... 5

4.

MARCO TEÓRICO: ............................................................................................................. 6 TORNO PARALELO ............................................................................................................... 6 Cabezal fijo ............................................................................................................................... 8 SUJECIÓN DE PIEZAS ........................................................................................................... 8 HERRAMIENTAS DE CORTE PARA EL TORNO ............................................................... 9 GEOMETRÍA DEL BURIL.................................................................................................... 10 SUJECIÓN DE HERRAMIENTAS DE TORNEADO .......................................................... 12 OPERACIÓN DE LOS CONTROLES DE TORNO.............................................................. 12 Depresiones, Acanalado, Ranurado, Tronzado: ...................................................................... 13 VELOCIDAD DE CORTE (Vc) ............................................................................................. 13 VELOCIDAD DE ROTACIÓN DE LA PIEZA (N) .............................................................. 14 AVANCE (F) .......................................................................................................................... 15 PROFUNDIDAD DE PASADA ............................................................................................. 15

5.

PROCEDIMIENTO ............................................................................................................ 15

6.

CONCLUSIONES .............................................................................................................. 16

7.

RECOMENDACIONES ..................................................................................................... 16

Bibliografía ................................................................................................................................. 17

3 Índice de Ilustraciones Ilustración 1.Torno ........................................................................................................................ 8 Ilustración 2.Caja Cinemática ....................................................................................................... 8 Ilustración 3. Plato autocentrante & independiente....................................................................... 9 Ilustración 4.Lunetas de sujeción ................................................................................................ 10 Ilustración 5.Buriles de corte ...................................................................................................... 10 Ilustración 6.Formas de buril de corte ......................................................................................... 11 Ilustración 7.Forma de buril de corte para diferentes operaciones .............................................. 12 Ilustración 8.Herramienta colocada en porta herramientas ......................................................... 12 Ilustración 9.Ranurado ................................................................................................................ 13 Índice de Ilustraciones Ecuación 1.Velocidad de rotación de la pieza N (rpm) ............................................................... 14

Índice de tablas

4 Tabla 1.Materiales ......................................................................................................................... 6 Tabla 2.Velocidades de corte ...................................................................................................... 14

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1. TEMA Ranurado de un eje AISI 1018 de diámetro 30mm en secciones de 10mm de longitud hasta obtener un diámetro final de 22mm. 2. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL 

Ranurar un eje AISI 1018 de diámetro 30mm en secciones de 10mm de longitud hasta obtener un diámetro final de 22mm.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS 

Investigar y aprender sobre el procedimiento y uso del torno para el ranurado de un eje.



Investigar y aprender sobre los parámetros y las herramientas de corte necesarios para el proceso de ranurado en un eje usando el tormo.



Ranurar el eje usando el procedimiento y las herramientas correctas para los tornos disponibles en el laboratorio de procesos de manufactura.

3. MATERIALES Y EQUIPOS: NOMBRE

USO

Guantes

Son

Grafico usados

para

protección y para aislar de cierta

manera

temperatura

al

la realizar

diferentes actividades

Mandil

Está

diseñado

para

proteger la ropa y la piel de distintos agente Gafas de seguridad

Son

usadas

protección de los ojos

para

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Zapatos de seguridad

Protegen contra el peligro de comprimir o dañar los dedos de los pies con un objeto que ruede o caiga sobre ello

Torno

Usada

para

rectificar

algunos materiales

Calibrador

Usado para medir con precisión

Buril

Usamos la punta afilada como

cuchilla

para

mecanizar el eje Eje

Pieza a mecanizar

Guaipe

Usado

para

mantener

limpia el área de trabajo Alzas

Usadas como base para centrar al buril

Tabla 1.Materiales

4. MARCO TEÓRICO: TORNO PARALELO El torno paralelo o mecánico es el tipo de torno que evolucionó partiendo de los tornos antiguos cuando se le fueron incorporando nuevos equipamientos que lograron convertirlo en una de las máquinas herramientas más importante que han existido. Sin embargo, en la actualidad este tipo de torno está quedando relegado a realizar tareas poco importantes, a utilizarse en los talleres de aprendices y en los talleres de mantenimiento para realizar trabajos puntuales o especiales.

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Para la fabricación en serie y de precisión han sido sustituidos por tornos copiadores, revólver, automáticos y de CNC. (Wikipedia Enciclopedia Libre, 2013) El torno paralelo es una máquina que trabaja en el plano, porque solo tiene dos ejes de trabajo, (Z y X) el carro que desplaza las herramientas a lo largo de la pieza y produce torneados cilíndricos, y el carro transversal que se desplaza de forma perpendicular al eje de simetría de la pieza, con este carro se realiza la operación denominada refrentado. Lleva montado un tercer carro, de accionamiento manual y giratorio, llamado Charriot, montado sobre el carro transversal, con el Charriot, inclinado a los grados necesarios es posible mecanizar cono. Lo característico de este tipo de torno es que se pueden realizar en el mismo todo tipo de tareas propias del torneado, como taladrado, cilindrado, mandrinado, refrentado, roscado, conos, ranurado, escariado, moleteado, etc., mediante diferentes tipos de herramientas y útiles que de formas intercambiables y con formas variadas se le pueden ir acoplando. Para manejar bien estos tornos se requiere la pericia de operarios muy bien calificados, ya que el manejo manual de sus carros puede ocasionar errores a menudo en la geometría de las piezas torneadas. El torno es una máquina-herramienta, en la cual, la pieza a mecanizar, (montada en alguno de los platos de que dispone el torno), es la que tiene el movimiento de rotación, alrededor de un eje, el movimiento de corte, lo realiza la herramienta montada en la torreta del torno, y a su vez, en el carro transversal, y éste sobre el carro principal, que es el que realiza el avance contra la pieza que está en movimiento. Existen diversos tipos de tornos: Paralelos, Verticales, Revolver, Automáticos, Copiadores, etc. y los Tornos de Control Numérico.(ESPE, 2014 )

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Ilustración 1.Torno

Cabezal fijo

Ilustración 2.Caja Cinemática Es una caja de fundición ubicada en el extremo izquierdo del torno, sobre la bancada. Contiene los engranajes o poleas que impulsan la pieza de trabajo y las unidades de avance. Incluye el motor, el husillo, el selector de velocidad, el selector de unidad de avance (también llamado Caja Norton) y el selector de sentido de avance. Además sirve para soporte y rotación de la pieza de trabajo que se apoya en el husillo. El husillo, o eje del torno, es una pieza de acero templado cuya función es sostener en un extremo el dispositivo de amarre de la pieza (plato, pinza) y en su parte media tiene montadas las poleas que reciben el movimiento de rotación del motor. Es hueco, para permitir el torneado de piezas largas, y su extremo derecho es cónico (cono Morse) para recibir puntos. (MORÁN & LARA, 2014)

SUJECIÓN DE PIEZAS Para la sujeción de piezas se usan diferentes dispositivos entre los cuales se encuentran los platos de sujeción universal que tienen tres mordazas autocentrantes que se mueven

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con una sola llave o los platos independientes en los que cada mordaza es ajustada con una entrada de llave autónoma.

Ilustración 3. Plato autocentrante& independiente Cuando la pieza a tornear es muy larga se monta en la bancada una luneta o soporte móvil que permite soportar las piezas de trabajo cerca del punto de corte. (Escuela colombiana de ingenieria , 2016) HERRAMIENTAS DE CORTE PARA EL TORNO En un torno se quita el metal de una pieza de trabajo haciéndola girar contra una herramienta de corte de una sola punta. Esta herramienta debe ser muy dura y no debe perder su dureza por el calor generado por el maquinado. Para muchas herramientas se usa el acero de alta velocidad (HSS), porque cumple con estos requerimientos y porque puede conformársele fácilmente en el esmeril. No obstante, debe observarse que su utilización es limitada, en vista de que la mayor parte del maquinado para producción en serie se hace en la actualidad con herramientas de carburo de tungsteno, material mucho más duro y resistente al calor.

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Ilustración 4.Lunetas de sujeción

Ilustración 5.Buriles de corte Los buriles de acero de alta velocidad se requieren para los tornos antiguos que sólo trabajan en intervalos de velocidad baja. También son útiles para las operaciones de acabado, especialmente en metales blandos. GEOMETRÍA DEL BURIL El aspecto más importante en un buril es su forma geométrica: la inclinación hacia los lados y hacia atrás, las holguras o ángulos de alivio frontal y lateral, y los rompedores de viruta. En la Ilustración 6A se muestra el esquema de un buril derecho, fabricado con una barra maciza, mientras en la Ilustración 6B se muestra un portaherramientas para colocación de inserto tipo cermet. 

El ángulo de inclinación hacia atrás en el plano de salida de viruta, es muy importante para hacer uniforme el flujo de la rebaba y romperla, para obtener buen acabado.

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

El ángulo de alivio en el plano de alivio secundario impide que el filo frontal de la herramienta roce con la pieza de trabajo, para evitar roces innecesarios que afecten el acabado de la pieza.



El ángulo de alivio lateral en el plano de alivio principal favorece la acción de corte permitiendo alimentar la herramienta hacia el material de la pieza de trabajo, minimizando la fricción.



El ángulo de filo de corte está determinado por la inclinación de los planos y puede variar considerablemente de 5 a 32 grados según la operación que se esté realizando y el tipo de material. El radio de la nariz varía de acuerdo al acabado que se requiera. (Escuela colombiana de ingenieria , 2016)

Ilustración 6.Formas de buril de corte

En la Ilustración 7 se muestran las formas típicas de herramientas utilizadas para ciertas operaciones de mecanizado: 

A = Buril de punta circular para corte fuerte



B = Buril de nariz redonda para trabajo en general



C = Buril para corte por abajo o para ranurado



D = Buril derecho para refrentado corriente



E = Buril derecho para desbastado y torneado corriente



F = Buril derecho para acabado



G = Buril de 60° para corte de roscas (Escuela colombiana de ingenieria , 2016)

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Ilustración 7.Forma de buril de corte para diferentes operaciones SUJECIÓN DE HERRAMIENTAS DE TORNEADO En el torno, la herramienta de corte o buril se sujeta a un portaherramientas que se asegura en la torreta del torno con un tornillo de fijación. Existen torretas de hasta seis posiciones las cuales son aprovechadas para cambiar la operación de maquinado en el torno, entre taladrado, escariado, avellanado o roscado, entre otros, que se usa cuando se tiene que efectuar una serie de operaciones repetitivas en varias piezas de trabajo.

Ilustración 8.Herramienta colocada en porta herramientas OPERACIÓN DE LOS CONTROLES DE TORNO La manivela del carro principal se usa para acercar rápidamente la herramienta a la pieza de trabajo y para regresar rápidamente a la iniciación del corte después de desembragar el automático. Una palanca de cambio de avance desvía el avance ya sea al carro para que tenga movimiento longitudinal o al tornillo de avance transversal para mover la corredera principal. Generalmente hay algo de juego en los tornillos de avance transversal y el principal. Mientras se esté avanzando la herramienta en dirección contra la pieza de trabajo, no hay problema alguno, pero si se retrocede ligeramente el tornillo, las lecturas serán

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erróneas. Para corregir este problema, se debe retroceder dos vueltas y regresar a la posición deseada. Los avances transversales están engranados generalmente en forma diferente que las longitudinales. En la mayoría de los tornos el avance transversal es aproximadamente de un tercio a la mitad del avance longitudinal. La relación del avance transversal para cada torno se encuentra generalmente en la placa de información que tiene la caja de engranajes para cambio rápido. La manivela del tornillo de avance transversal y la del tornillo de avance del motor auxiliar tienen diales micrométricos. (HERRAMIENTAS, 2013) Depresiones, Acanalado, Ranurado, Tronzado: La herramienta es movida radialmente (transversalmente) de afuera hacia adentro de la pieza de trabajo. Un corte a profundidad constante dejará la forma ranurada o acanalada, mientras un corte profundo cortará totalmente el cilindro(tronzado).

Ilustración 9.Ranurado VELOCIDAD DE CORTE (Vc) Se define como la velocidad lineal en la zona que se está mecanizando. Una velocidad alta de corte permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera el desgaste de la herramienta. La velocidad de corte se expresa en metros/minuto o pies/minuto. Por medio de investigaciones de laboratorio ya se han determinado velocidades de corte para los materiales más usados (tabla2). Los factores que influyen en la velocidad de corte son: 

Calidad del material de los buriles y sus dimensiones.



Calidad del material que se va a trabajar.



Avance y profundidad de corte de la herramienta.



Uso del fluido de corte (aceite soluble en agua).

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

Tipo de montaje del material.



Tipo de montaje de la herramienta.

Tabla 2.Velocidades de corte

VELOCIDAD DE ROTACIÓN DE LA PIEZA (N) Normalmente expresada en revoluciones/minuto (rpm). Se calcula a partir de la velocidad de corte y del diámetro mayor de la pasada que se está mecanizando. Como las velocidades de corte de los materiales ya están calculadas y establecidas en tablas, solo es necesario que la persona encargada calcule las RPM a que debe girar la copa, para trabajar los distintos materiales. Las revoluciones en el torno se pueden calcular por medio de la fórmula: 𝑁=

𝑘 𝑉𝑐 𝜋φ

Ecuación 1.Velocidad de rotación de la pieza N (rpm) Donde: • N = Velocidad angular [RPM]

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• φ = Diámetro de la pieza en mm o pulgadas • Vc = Velocidad de corte en m/min o pie/min • K = 1000 cuando φ está en mm y Vc está en m/min o, K =12 cuandoφ está en pulgadas y Vc está en pie/min En nuestro caso realizares un cálculo con un eje de φ= 22 mm, sacando de la tabla 2 tenemos Vc=22 𝑁=

22 ∗ 1000 22 ∗ 𝜋

𝑁 = 320 𝑟𝑝𝑚 (𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑎) AVANCE (F) Definido como la velocidad en la que la herramienta avanza sobre la superficie de la pieza de trabajo, de acuerdo al material. Se puede expresar como milímetros de avance/revolución de la pieza, o como - pulgadas/revolución PROFUNDIDAD DE PASADA Es la distancia radial que abarca una herramienta en cada fase de trabajo, es decir que tanto material remueve en cada pasada que se hace. Depende del material de la pieza y de la potencia del torno.

5. PROCEDIMIENTO Antes de proceder con el proceso se debe equipar con la indumentaria de seguridad que se menciona en la lista de materiales.

1. Centramos la cuchillacolando las alzas debajo del buril de manera que se eleve hasta que el filo de la cuchilla quede en el centro del eje, luego que estemos seguros de centrarlo ajustamos el buril a la torre de sujeción 2. Colocamos el eje primero sujetando el agujero guía contra la pínula y luego acercándolo hasta el plato de sujeción para centrarlo y ajustar las mordazas. 3. Colocamos las rpm al valor que ya calculamos anteriormente o al inmediato superior en caso de que no exista el valor calculado en las velocidades de giro del torno en uso y luego probamos con el jog.

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4. Colocamos la cuchilla en la forma más adecuada girando la torre de sujeción para poder mecanizar solo la parte necesaria y no dañas los alrededores de la pieza 5. Con el calibrador medimos la sección del ranurado que necesitamos que en nuestro caso será de 10 mm cada 30 mm de eje y marcamos en el eje con una pequeña incisión de la cuchilla en la medida exacta 6. Una vez que tenemos las marcas de los límites del ranurado introducimos la cuchilla de manera cuidadosa desde el medio del segmento y movemos la cuchilla hacia los extremos marcados de la ranura desbastando por capas el material 7. Paramos el desbaste y medimos el diámetro del eje interno para ir regulando la distancia de la inserción de la cuchilla y repetimos el procedimiento anterior hasta que lleguemos a los 22 mm de diámetro con una tolerancia de +2,-2. 8. Luego de ranurar todos los segmentos necesarios alejamos la cuchilla del eje y apagamos el torno 9. Quitamos el bloqueo de la pínula y aflojamos las mordazas del plato de sujeción para sacar el eje. 10. Una vez terminadas todas las operaciones retiramos todas las virutas y limpiamos con el guaipe todas las partes que ensuciamos en el proceso y votamos los desperdicios a la basura para dar por terminado el procedimiento.

6. CONCLUSIONES 

Luego de investigar aprendimos sobre el procedimiento y el uso de torno para el ranurado de un eje



Investigamos y aprendimos sobre los parámetros y las herramientas de corte necesarias para el proceso de ranurado en un eje.



Mediante lo aprendido en la investigación y lo explicado por el profesor en el laboratorio mecanizamos el eje en ranuras de 10 mm de longitud con un diámetro de 22mm.

7. RECOMENDACIONES 

Siempre acostumbrarse a utilizar adecuadamente la indumentaria de seguridad.

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

Trabajar de manera meticulosa al momento de mover la cuchilla para realizar la inserción en el devanado de la ranura para poder llegar al diámetro y longitud requeridos.



Fijar el eje siguiendo las recomendaciones necesarias para que al momento del mecanizado del eje no exista excesiva vibración.

Bibliografía

Escuela colombiana de ingenieria . (2016). TORNO PROTOCOLO curso de procesos de manufactura . bogota : Laboratorio de producciòn. ESPE. (2014 ). Partes del torno . HERRAMIENTAS, D. M. (2013). DE MAQUINAS Y HERRAMIENTAS . Bogotà. MORÁN, D. A., & LARA, D. F. (2014). IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA DE GESTIÓN DE. Latacunga .