62

Captulo III

3 Anlisis de Diseos para Manufactura de piezas para prtesis 3.1 Los Modelos CAD Los modelos CAD que sern efecto de la manufactura, pertenecen al prototipo

completo de una prtesis de articulacin mecnica la cual se esta fabricando

bajo el proyecto CONACYT Desarrollo de Prototipo de Prtesis

TransfemuralExoesqueltica Tipo Mecnica elaborada por la empresa SOGO

Hermosillo S.A. de C.V. en colaboracin con el Departamento de Ingeniera

Industrial y el Departamento de Ingeniera Qumica y Metalurgia de la

Universidad de Sonora.

Se recibieron los modelos CAD realizados bajo la cooperacin de otro

integrante del proyecto de CONACYT. Los diseos fueron elaborados en

SolidWorks el cual permite el modelado en 3D y con proyecciones en planos

2D.

3.2 Software Utilizados para el Diseo Se utiliz el software denominado Camworks que es un mdulo de trabajo

compatible con SolidWorks para realizar las rutas de maquinado y generar el

cdigo G/M que permitir el maquinado CNC.

Se eligi trabajar con Camworksel el cual tiene una interfaz de trabajo con

SolidWorks, esto permite realizar croquis y modificaciones al dibujo de una

manera ms fcil, adems ya se cuenta con experiencia previa en el manejo de

dicho software.

3.3 Piezas de prtesis a manufacturar La articulacin de rodilla esta conformada por diferentes elementos que en

conjunto crean un mecanismo que le dar a la prtesis su correcto

funcionamiento y la capacidad de brindarle al paciente una mejora en su

marcha. Gracias al mecanismo interior y elementos exteriores, la persona con

63

alguna amputacin puede volver a caminar de manera normal y con la mayor

comodidad posible.

La manufactura llevada a cabo en la presente tesis consiste de 4 piezas:

Parte superior de articulacin

Adaptador de encaje

Parte media de articulacin

Parte inferior tubular

Figura 72. Ensamble completo deprtesis.

64

Figura 73. Articulacin de rodilla con adaptador de encaje.

3.3.1 Parte Superior de Articulacin La primera pieza a manufacturar es la Parte Superior de Articulacin, como se

muestra en la Figura 74. Vemos que esta por debajo del Adaptador de Encaje y

Receptor Piramidal, pero es el inicio y primer contacto de esfuerzo de la

articulacin.

Figura 74. Localizacin de la rodilla en el ensamble.

Esta pieza es de las ms complejas de fabricar ya que es necesario realizar

maquinados en cada una de sus caras que entre s tienen correspondencia de

precisin y ensamble como podemos observar en las siguientes imgenes.

65

Figura 75. Imagen isomtrica de Parte Superior de Articulacin.

Figura 76. Vista posterior de Parte Superior de Articulacin.

Figura 77. Imagen isomtrica con vista posterior de Parte Superior de Articulacin.

La rodilla es de aluminio 6061 y tomando en cuenta sus dimensiones exteriores

reales las cuales son de 1.97 X 2.45 X 2.2, el stock es decir la materia

prima a maquinar es de 2.5 X 2.5 X 4.

66

En primer lugar se inicio con el corte de una barra cuadrada de 2.5 utilizando

una sierra cinta horizontal a una longitud de 4. El corte de la sierra cinta no es

apropiado para manejarse directamente en la CNC, es necesario rectificar las

caras para asegurarse de que se cuenta con el stock a requerir, ste se realiz

utilizando la CNC en un modo manual.

Se contaba con dos equipos una fresadora CNC de 3 ejes y un torno CNC de 2

ejes. El maquinado de esta pieza se realiz en la fresadora CNC ya que cuenta

con superficies imposibles de hacer en torno y se necesitan mnimo 3 ejes con

las caractersticas de corte de la fresadora. Para realizar este maquinado con

una fresadora CNC de 3 ejes, es necesario montar y desmontar varias veces la

pieza, esto quitara mucha precisin y por lo tanto el resultado no sera el

esperado sacrificando as su calidad y poniendo en riesgo el funcionamiento de

la prtesis. Por esta razn se mont un cuarto eje manual o tambin llamado

indexador. El indexador nos permiti montar el stock y girarlo, logrando

maquinar hasta 4 caras convirtiendo as un rea de trabajo con 4 ejes.

Figura 78. Imagen de un indexador.

Como podemos ver el indexador es similar al chuck del torno, por lo tanto la

sujecin es para piezas cilndricas. Esto nos obliga a modificar nuestra barra de

aluminio y hacerle un lado cilndrico. Este trabajo se realiz tambin en la

fresadora CNC. Por esta razn nuestro stock principal fue de 4 de largo,

considerando el largo que ocupara el cilindro para sujecin. Las dimensiones

de este cilindro fueron de 1 de radio y 1.5 de largo como podemos ver en la

siguiente imagen.

67

Figura 79. Dibujo CAD del stock para montarse en el indexador.

Maquinar este stock fue el primer paso para la manufactura de la rodilla. Se

tom como origen la esquina superior izquierda as como se muestra en la

Figura 80.

Figura 80. En esta imagen podemos apreciar el origen representado por sus 3 ejes, X, Y, Z.

Se eligi la estrategia de Rough Mill para realizar el desbaste del material.

Para este maquinado se utiliz un cortador de 1 para remover la mayor

cantidad de material y ahorrarnos tiempo. Las velocidades fueron de 4,500 rpm

de spindley de 20 in/min de feedrate. Estas velocidades fueron las

68

programadas, aunque el equipo CNC cuenta con la funcin de modificar stas

velocidades una vez corriendo el programa, puede modificarlas con un rango

de porcentajes que va del 0 al 150%. Muchas ocasiones se utilizaron estas

modificaciones en los programas tomando en cuenta la manera en que se

llevaba a cabo el maquinado.

Los cortes fueron de .1 de profundidad y se dej .05 de allowance, es decir el

material extra que se dej para realizar posteriormente el acabado. La distancia

avanzada entre ejes X o Y tambin llamado stepover fue del 35% y la entrada

del cortador fue en espiral.

Para el acabado y para darle la forma cilndrica se eligi la estrategia Z Level.

Se utiliz un cortador de 3/8 con velocidades de 5,500 rpm de spindle y 40

in/min de feedrate. Los cortes fueron de .1 de profundidad.

En la Figura 81 podemos apreciar las rutas de maquinado de la estrategia

Rough Mill y en la Figura 82 el maquinado de la estrategia Z Level, con las

lneas azules representando los movimientos de corte y las lneas rojas

representando los movimientos rpidos.

Figura 81. Rutas de maquinado de la estrategia Rough Mill.

69

Figura 82. Rutas de maquinado de la estrategia Z Level.

Al realizar la simulacin de estas rutas de maquinado se obtuvo el resultado

deseado como se muestra en la Figura 83.

Figura 83. Resultado de la simulacin de las rutas de maquinado del stock.

Una vez listo el stock se realiz un maquinado ms antes de montarlo al

indexador. Este maquinado fue el de la parte baja de la pieza pensando en que

una vez montado en el indexador y realizando todos los maquinados

correspondientes en este mismo, iba a ser imposible trabajar en la parte inferior

de la rodilla.

70

Para este trabajo se coloc el origen en la parte superior izquierda y se eligi la

estrategia Legacy Rough Mill para las rutas de maquinado del desbaste. El

cortador que se utiliz fue el de 1 con velocidades de 4,500 rpm de spindle y

50 in/min de feedrate. Los cortes fueron de .08 de profundidad dejando .05 de

allowance. La entrada fue en espiral y con stepover de 15%. Esta combinacin

de datos fue la que mejor resultado obtuvo, el stepover fue bajo para permitir

una mayor velocidad y la entrada en espiral es la ms apropiada para evitar

daos en el cortador y evitar que se atasque el material. Lo que se busc

principalmente en este trabajo fue reducir el tiempo sin producir alguna falla.

En la Figura 84 podemos apreciar este trabajo.

Figura 84. Rutas de maquinado de desbaste de la parte inferior de la rodilla.

El principal objetivo en este maquinado es el de lograr el mejor acabado posible

por lo tanto se decidi llevar a cabo dos acabados.

Para el primer acabado se utiliz la estrategia LegacyFinishMill y el cortador

de de bola. Las velocidades fueron de 6,000 rpm para spindle y 70 in/min de

feedrate. Se le dej un allowance de .001 con stepover de .02.

Para el segundo acabado se utiliz la misma estrategia y el mismo cortador con

la diferencia que ahora se le dio un allowance de 0 y stepover de .003 con

velocidades mucho mayores ya que prcticamente no haba material para

remover, las velocidades fueron de 6,000 rpm de spindle y 150 in/min de

feedrate.

71

En la Figura 85 se muestra la ruta del primer acabado y en la Figura 86 la del

segundo. Podemos ver como en el segundo acabado el stepover es mucho

menor por lo tanto se muestran muchas ms lneas azules, que significa un

acabado ms fino y perceptible slo al tacto.

Figura 85. Ruta de maquinado del primer acabado.

Figura 86. Ruta de maquinado del segundo acabado.

El resultado de la simulacin de este maquinado fue el mostrado en la Figura

87, se obtuvo el resultado esperado.

72

Figura 87. Resultado de la simulacin del maquinado de la parte inferior.

Una vez realizados estos trabajos utilizaremos el indexador para los siguientes

4 maquinados. La pieza obtenida hasta ahora se montar en el indexador

sujetndose de la parte cilndrica como ya se mencion anteriormente. Ahora

nuestro origen ser la esquina inferior izquierda vindolo desde arriba y ser el

mismo origen para todos los programas que se utilizarn con el cuarto eje. Ya

que en ocasiones no era suficiente un da para terminar los maquinados, fue

necesario utilizar el G59 para guardar el origen y no perderlo, permitindonos

seguir trabajando en esta pieza los siguientes das.

La cara lateral derecha de la rodilla fue la primera en maquinarse con el

indexador.

Para el desbaste se utiliz la estrategia AreaClearance con un cortador de 1.

Las velocidades fueron de 4,500 rpm de spindle y 50 in/min de feedrate. La

entrada fue en espiral y los cortes fueron de .08, con allowance de .05. El

stepover programado fue de 20%.

73

Figura 88. Ruta de maquinado del desbaste para la cara lateral.

Se decidi en este momento realizar la forma de las orejas de la pieza ya que

la posicin en la que se encontraba era la adecuada y al realizar el contorno de

esta manera se asegur que los dos extremos de sta fueran totalmente

simtricos lo cual es muy necesario para que no exista ningn inconveniente al

ensamblar los elementos que irn dentro de ella.

Primero se maquino un desbaste para remover el exceso de material y no

desgastar demasiado al cortador que realizar el contorno. De no hacer esto el

cortador tendra que entrar y trabajar con todo su dimetro cuando lo

recomendable es utilizarlo con el 50% o menos.

El trabajo de desbaste se realiz utilizando una estrategia de Rough Mill con

un cortador de 1. Las velocidades fueron de 4,500 rpm de spindle y de 50

in/min de feedrate. La profundidad de corte fue de .08 y con allowance de .1.

La entrada fue en espiral y el stepover fue del 20%.

Una vez terminado este trabajo se realiz el contorno utilizando la estrategia de

ContourMill con un cortador de . Las velocidades fueron de 5,000 rpm de

spindle y de 20 in/min, el spindle fue mayor ya que el cortador es de menor

dimetro y el feedrate fue menor protegindolo en su entrada que es en forma

de Drill.

74

Los cortes tambin fueron menores por la misma razn siendo estos de .05, se

le dej cero de allowance para dejar las medidas exactas al dibujo.

Figura 89. Ruta de maquinado ContourMill.

La pieza cuenta con dos orificios los cuales deben ser con medidas muy

precisas debido a que por estos entrar un elemento a presin, tambin deben

ser simtricos.

Se decidi hacerlos con una caja o pocket ya que el equipo CNC cuenta con

muy buena precisin y con este tipo de trabajo el nico factor que podra

afectar para la precisin de las medidas de estos orificios sera el desgaste del

cortador.

Debido a esto se realiz una medicin del dimetro del cortador previo al

maquinado para asegurarse de que el trabajo fuera el ms preciso.

La estrategia utilizada para hacer estas pocket fue la de Rough Mill con un

cortador de . Las velocidades utilizadas fueron de 5,000 rpm de spindle y de

50 in/min de feedrate.

Los cortes fueron de .03 con cero de allowance y stepover del 15%. La

entrada fue en espiral.

75

Figura 90. Ruta de maquinado Rough Mill para las pocket.

Por ltimo se le dio el acabado a esta cara aplicando tambin un doble

acabado para obtener mejores resultados. En los dos acabados se utiliz la

estrategia LegacyFinishMill con cortador de de bola. Para el primer

acabado se utilizaron velocidades de 6000 rpm de spindle y 70 in/min de

feedrate con stepover de .02 y allownace de .001, mientras que para el

segundo acabado las velocidades fueron de 6000 rpm de spindle y 150 in/min

de feedrate con stepover de .003.

Figura 91. Ruta de maquinado de primer acabado.

76

Figura 92. Ruta de maquinado de segundo acabado.

Al realizar la simulacin se obtuvo el siguiente resultado.

Figura 93. Resultado de la simulacin del maquinado.

Se gir 180 grados el indexador lo que equivale a 20 vueltas segn los clculos

obtenidos, con este giro se situ la cara opuesta de donde se estaba

trabajando y se sigui el mismo procedimiento anterior exceptuando el

maquinado del contorno ya que ste se realiz tomando en cuenta toda la

profundidad de la pieza. El resultado de los maquinados hasta este momento

se muestra en la Figura 94.

77

Figura 94. Resultado de simulacin del maquinado.

El maquinado de la parte posterior es decir donde esta la cavidad de la pieza,

fue uno de los maquinados ms complejos y uno de los ms tardados tambin.

Se empez por girar el indexador 10 vueltas es decir 90 grados y realizar un

desbaste con la estrategia AreaClearance.

El cortador fue de 1 con velocidades de 4,500 rpm de spindle y 50 in/min de

feedrate, los cortes fueron con profundidad de .08 y se dej un allowance de

.05, el stepover fue del 20% y la entrada en espiral.

Al terminar este trabajo se observ que debido al dimetro del cortador y el tipo

de cavidad, se dejaba ms material del deseado por lo cual se decidi realizar

otro desbaste pero con un cortador de menor dimetro para remover mayor

cantidad de material con el propsito de no forzar el cortador a utilizar en el

acabado.

El cortador que se utiliz en el segundo desbaste fue de 3/8 con velocidades

de 5,000 rpm de spindle y 70 in/min de feedrate.

78

Figura 95. Ruta de maquinado de desbaste.

Para el acabado se utiliz la estrategia LegacyFinishMill con cortador de

de bola, velocidades de 6000 rpm de spindle y 70 in/min de feedrate. El

stepover fue de .02 y allowance de .01. Para el segundo acabado se utiliz la

misma estrategia y la misma velocidad de spindle, el feedrate fue de 150 in/min

y el stepover de .003.

Figura 96. Ruta de maquinado del primer acabado.

79

Figura 97. Ruta de maquinado del segundo acabado.

Una vez terminado este trabajo se comenz a trabajar en las pestaas,

cavidades situadas en cada oreja cuyo objetivo es albergar dos bielas. Para

maquinar esto se utiliz la estrategia Pattern Project con un cortador de 1/8,

velocidades de 6,000 rpm de spindle y 15 in/min. Las velocidades para un

cortador tan pequeo debieran ser mayores para el spindle pero el equipo que

se utiliz solo alcanzaba 6,000 rpm y el feedrate bajo para evitar el quiebre del

cortador como los 15 in/min programados.

Figura 98. Ruta de maquinado Pattern Project.

Este fue el ltimo trabajo realizado en esta cara as que se gir el indexador

180 grados para maquinar la cara faltante.

80

Esta cara fue de las menos complejas, debido a que no haba mucho material

por remover y slo fue necesario realizar el acabado. Se utiliz de nuevo la

estrategia LegacyFinishMill con cortador de de bola. Las velocidades para

el primer acabado fueron de 6,000 rpm de spindle y 70 in/min de feedrate, con

stepover de .02 y allowance de .01. Para el segundo acabado las velocidades

fueron de 6,000 rpm de spindle y 150 in/min de feedrate, con stepover de .003.

Figura 99. Ruta de maquinado del primer acabado.

Figura 100. Ruta de maquinado del segundo acabado.

Una vez terminado este trabajo se retir la pieza del indexador para maquinar

la cara superior donde esta la cpula. La sujecin para este trabajo fue con una

prensa para lo cual se prepar la pieza para evitar daos con el apriete. Se

coloc un cubo de aluminio entre las orejas y se cubri con cinta las

superficies de la pieza que tendran contacto con la prensa. El origen se tom

81

en la esquina inferior izquierda con los ejes positivos. Para maquinar la parte

superior se tomaron en consideracin tres factores, la necesidad de obtener

una superficie totalmente plana, una cpula con buen acabado y precisin en

las medidas de la caja superior ya que sta albergar una pirmide que

entrar a presin.

El instrumento utilizado para las mediciones fue el Vernier. Se comenz por

hacer un desbaste para remover el exceso de material utilizando la estrategia

AreaClearance con cortador de 1. De spindle se programaron 4,500 rpm y de

feedrate 50 in/min. Los cortes fueron de .08, el allowance de .05, la entrada

en espiral y el stepover del 20%.

Figura 101. Ruta de maquinado del desbaste de cara superior.

Para conseguir la superficie perfectamente plana se utiliz la estrategia Flat

Area con cortador de , velocidades de 5,000 rpm de spindle y 70 in/min de

feedrate, el stepover se program en 15% y la entrada fue en espiral.

Adems de conseguir que la superficie fuera plana tambin se utiliz un trabajo

de Rough Mill para lograr precisin en la medida de la caja superior utilizando

pocket.

82

Figura 102. Ruta de maquinado Flat Area.

Se utiliz la estrategia Z Level para maquinar la cpula, se realizaron dos

acabados tambin para obtener buenos resultados. El primer trabajo fue con

velocidades de 6,000 rpm de spindle y 70 in/min de feedrate, con allowance de

.05. Para el segundo trabajo las velocidades fueron de 6,000 rpm de spindle y

150 in/min de feedrate.

Figura 103. Ruta de maquinado de cpula.

La pieza cuenta con una caja en la parte posterior, esta caja es para colocar

una goma y evitar el choque de metales cuando la prtesis este en

funcionamiento. Esta caja tiene una inclinacin de 21.5 grados respecto al

plano horizontal as que al sujetarla con la prensa se utiliz una herramienta

para medir ngulos y poder realizar el maquinado en el plano correcto. Para

83

este trabajo se utiliz la estrategia Rough Mill con velocidades de 5,000 rpm y

70 in/min, stepover del 15% y entrada en espiral.

El resultado de la simulacin de todos los programas de la Parte Superior de

Articulacin fue la mostrada en la Figura 104 y 105.

Figura 104. Resultado de simulacin final de Parte Superior de Articulacin.

Figura 105. Resultado de simulacin final de Parte Superior de Articulacin.

3.3.2 Adaptador de Encaje La segunda pieza manufacturada fue el Adaptador de Encaje. Esta pieza deba

tener suficiente dureza como para resistir en parte el peso de la persona sin

sufrir daos o alteraciones fsicas es por esto que fue hecha de acero 4045.

Debido a su geometra se ingeni un proceso de fabricacin para no

desperdiciar mucho material ya que de manufacturar la pieza con un mtodo

convencional, como utilizar un stock y maquinar la geometra final de la pieza

en un solo paso se necesitara un stock de dimensiones mayores al grosor final

de la pieza. Se decidi modificar el diseo original para hacerlo en plano, las

84

curvaturas de la pieza se explotaron en un mismo plano con el fin de utilizar un

stock de poco grosor y de ah moldear los extremos para darle la curvatura

necesaria a travs de moldes. Esta pieza se sita en la parte superior y es la

que tiene contacto directo con el socket que se le instala al paciente.

Figura 106. Localizacin del Adaptador de Encaje.

Figura 107. Vista isomtrica del Adaptador de Encaje.

Figura 108. Adaptador de Encaje modificado para manufactura en placa.

85

Se utiliz una placa de acero 4045 de 3/8 para realizar el primer maquinado, el

origen se situ en la esquina inferior izquierda. Para empezar se utiliz la

estrategia Rough Mill para el desbaste con cortador de 1. Las velocidades

fueron menores debido al material a maquinar, el spindle fue de 4,000 rpm y el

feedrate de 20 in/min. La profundidad de los cortes fue de .05 con allowance

de .05, la entrada fue en espiral y el stepover del 20%.

Una vez realizado el desbaste se maquin la parte central con la estrategia Z

Level con cortador de de bola. Las velocidades fueron de 5,000 rpm de

spindle y 20 in/min de feedrate. Posterior a este maquinado se realiz un

acabado a los tres extremos de la pieza con la estrategia LegacyFinishMill

con el mismo cortador de bola y mismas velocidades.

El stepover de este maquinado fue de .003. Por ltimo se hizo un contorno

para obtener la silueta de la pieza utilizando la estrategia ContourMill con

cortador de . La profundidad de los cortes fueron de .03 y las velocidades

de 5,000 rpm y 15 in/min. En la Figura 109 se muestra el resultado final de la

simulacin.

Figura 109. Resultado de simulacin final.

La curvatura de los extremos se obtuvo utilizando fuerza mecnica con la

ayuda de un molde. Para el diseo del molde se utiliz el programa

SolidWorks. Se utiliz la operacin Combinar en un cubo y la pieza para

obtener un molde con las medidas exactas de esta. Se decidi utilizar dos

cuadrados de acero 4045 para realizar el molde por lo cual fue necesario

ensamblarlos con tornillos uno sobre otro para obtener un cubo de mayores

dimensiones tal como se muestra en la Figura 110. Se maquinaron dos

86

barrenos en cada uno de los cuadrados y machuelos solo en uno para poder

sujetarlos con tornillos, tambin se hicieron dos cajas para ocultar las cabezas

de los tornillos.

Figura 110. Ensamble de los cuadrados de acero con barrenos para tornillos.

Ya que estaban ensamblados los dos cuadrados se diseo la geometra del

molde utilizando la operacin Combinar como se menciono anteriormente.

Figura 111. Molde para el Adaptador de Encaje.

Para el maquinado del molde se coloc el ensamble de los cuadrados ya como

una sola pieza de forma horizontal y se tom el origen en la esquina inferior

izquierda. El trabajo se hizo en forma de contorno aunque antes de realiz un

desbaste para remover material extra y no desgastar demasiado el cortador

que realizar el contorno. Para el desbaste se hizo un Rough Mill con un

cortador de 1 y velocidades de 4,000 rpm y 20 in/min. Los cortes de .05,

87

allowance de .05, stepover del 20 y entrada en espiral. Una vez terminado el

desbaste de realiz un ContourMill con un cortador de 3/8, velocidades de

5,000 rpm y 15 in/min. Los cortes fueron de .03. El resultado de la simulacin

de estos trabajos se muestra en la Figura 112.

Figura 112. Resultado final de simulacin del molde.

Los barrenos del Adaptador de Encaje se hicieron en el equipo CNC

manualmente. Adems se maquin otra pieza para sujetar al Adaptador al

torno para maquinar la rosca interna con la que cuenta. En las siguientes

figuras se muestran estos procesos.

Figura 113. Maquinado con Torno de rosca interna.

88

Figura 114. Resultado final del trabajo en Torno.

Una vez terminado este proceso el siguiente trabajo fue el de dar la correcta

geometra a la pieza obtenida. Esto se logr con el molde hecho anteriormente

y utilizando fuerza mecnica. En la Figura 115 se muestra el proceso de

moldeado de esta pieza que es el trabajo final.

Figura 115. Proceso de moldeado del Adaptador de Encaje.

3.3.3 Parte Media de Articulacin La siguiente pieza manufacturada fue la Parte Media de Articulacin. Esta

pieza tiene contacto con la Parte Superior de Articulacin y con la Parte Inferior

Tubular.

En la Figura 116 se muestra la localizacin de la pieza mientras que en la

Figura 117 se muestra una vista isomtrica de sta.

89

Figura 116. Localizacin en el ensamble de la Parte Media de Articulacin.

Figura 117. Vista isomtrica de Parte Media de Articulacin.

El material utilizado fue aluminio 6061 y el stock se obtuvo de una barra

cuadrada de 2 la cual se corto en la sierra cinta horizontal a un largo de 4.

Esta pieza se maquino utilizando el indexador al igual que la Parte Superior de

Articulacin y por lo tanto se llevo a cabo el mismo proceso de maquinado con

el stock. Se corto el material con un largo de 4 con el objetivo de dejar 1.5

para la parte cilndrica que servir para sujetarse del indexador. Antes de

montarla en el indexador se realiz un maquinado en la cara inferior.

Para este maquinado se utiliz la estrategia Rough Mill para el desbaste, se

utiliz un cortador de con velocidades de 5,000 rpm de spindle y 50 in/min

de feedrate. Los cortes fueron de .05 de profundidad dejando un allowance de

.05. La entrada fue en espiral y el stepover del 25%. Para realizar

correctamente la curvatura de la superficie de esta cara, se utiliz como

90

acabado la estrategia Pattern Project con un cortador de de bola. Las

velocidades fueron de 6,000 rpm de spindle y 70 in/min de feedrate. El stepover

fue de .003. En la Figura 118 se muestra la ruta de esta operacin.

Figura 118. Ruta de maquinado Pattern Project.

Una vez terminado este trabajo se mont la pieza en el indexador. El utilizar el

indexador fue la manera ms viable ya que la pieza cuenta con unos

redondeos en su contorno y es necesario maquinar en dos caras opuestas

entre s para realizar esto. Con el indexador se logr maquinar estas caras sin

tener que desmontar la pieza y logrando una mejor precisin.

El primer trabajo fue un desbaste en la parte superior de la cara a maquinar

con la estrategia Rough Mill utilizando un cortador de con velocidades de

5,000 rpm y 50 in/min. Los cortes fueron de .05 y se dej un allowance de .05.

El stepover fue del 25% y la entrada se program en espiral.

Adems de este maquinado se realiz otro desbaste con las mismas

condiciones que el pasado con la excepcin de que este ultimo se utiliz para

quitar material de los lados de la pieza preparndola para un contorno

posterior. La pieza cuenta con dos orificios, uno de ellos mucho ms grande

que el otro. El ms chico se maquino con la estrategia Drill con broca de 3/8

en forma de peck.

Las velocidades fueron de 1,500 rpm y 5 in/min con profundidad de .1 cada

entrada del peck. El orificio ms grande se realiz utilizando la estrategia

Rough Mill utilizando el featurepocket. Se maquino con un cortador de 3/8,

91

las velocidades fueron de 5,000 rpm y 70 in/min. La profundidad de corte fue de

.05 y el stepover del 20% con entrada en espiral.

Despus se maquinaron los redondeos con los que cuenta la pieza utilizando la

estrategia Z Level con un cortador de 1/4 de bola y con velocidades de 5,500

rpm para el spindle y 50 in/min para el feedrate.

Para la silueta de la pieza se utiliz la estrategia ContourMill con un cortador

de . Las velocidades fueron de 6,000 rpm y 20 in/min. La profundidad de

corte fue de .03 y la profundidad total del maquinado fue la mitad del grosor de

la pieza para evitar que sta cayera y fuera posible seguir maquinando por la

otra cara.

Al terminar este proceso se gir 180 grados el indexador y se realizaron los

mismos pasos antes mencionados para la cara opuesta con la excepcin de

que ahora el contorno fue con mayor profundidad total para que la pieza cayera

ya terminada.

Figura 119. Resultado final de simulacin de Parte Media de Articulacin.

3.3.4 Parte Inferior Tubular Por ltimo se manufactur la Parte Inferior Tubular situada en la parte inferior

de la Parte Media de Articulacin teniendo contacto con el tubo que va hasta el

tobillo.

92

Esta pieza tambin se hizo de aluminio 6061 con la diferencia que el material

se obtuvo de un redondo no de un cuadrado debido a las caractersticas

cilndricas de sta. Al interior de la Parte Inferior se encuentra el mecanismo

que permite la modalidad de flexin y marcha de la articulacin.

Figura 120. Localizacin de la Parte Inferior Tubular.

Figura 121. Vista isomtrica de Parte Inferior Tubular.

Esta pieza necesit de un maquinado en Torno y un maquinado en Fresadora.

Primero se maquinaron los rasgos de Torno con los que contaba la pieza. Se

comenz por hacer un desbaste con la estrategia Rough Mill y despus un

acabado con la estrategia LegacyFinishMill. Se utiliz un inserto de 55 grados

para el maquinado externo y una herramienta de barra de interiores para el

maquinado interno. Las velocidades fueron de 1,000 para el giro y 20 para el

93

feedrate. Los cortes fueron de .05 para el desbaste y de .01 para el acabado.

El resultado final de estos maquinados se muestra en la Figura 122.

Figura 122. Resultado final de simulacin de maquinado en Torno.

Una vez terminado el trabajo en Torno se coloc la pieza en la Fresadora. Se

hizo uso del indexador ya que la pieza cuenta con rasgos en dos caras

opuestas y result mucho ms sencillo realizarlos en el indexador. Estos

maquinados son simtricos, as que slo se realiz un programa y se trabaj

dos veces, una en cada cara. Se prepar la pieza para la sujecin en el

indexador insertando en su parte hueca un cilindro de naylamid, esto para que

al momento de apretar el indexador no se afectaran las caractersticas fsicas

de la pieza.

El maquinado en Fresadora consisti primeramente de un desbaste para

remover el material extra y la ranura con estrategia Rough Mill con cortador

de , las velocidades fueron de 5,000 rpm y 50 in/min con cortes de .05. Para

la silueta exterior y los rasgos internos se utiliz la estrategia ContourMill con

un cortador de .

Las velocidades fueron de 5,500 rpm y 30 in/min. La profundidad de los cortes

para esta operacin fueron de .03. Las rutas de maquinado se muestran en las

siguientes figuras.

94

Figura 123. Ruta de maquinado ContourMill interno.

Figura 124. Ruta de maquinado ContourMill externo.

Para el orificio se utiliz la estrategia Drill con una broca de 3/8, las

velocidades fueron de 1,500 rpm y 8 in/min con peck. Al terminar este

maquinado se gir el indexador 180 grados y se maquinaron nuevamente los

programas anteriores con la excepcin del ContourMill exterior.

El resultado de la simulacin del maquinado en Fresadora se muestra en la

Figura 125.

Figura 125. Resultado de simulacin de maquinado en Fresadora.