Guia de Practicas Para Fresadora

EL FRESADO Y LAS MQUINAS FRESADORAS El fresado es el procedimiento de mecanizado por arranque de viruta, mediante el cual una herramienta pluricortante provista de mltiples aristas, que dispuestas simtricamente alrededor de un eje, giran y arrancan el material a la pieza, que avanza en sentido contrario. A la mquina se le denomina fresadora y la herramienta se le llama cortador o fresa.

DIAGRAMA DE UNA FRESADORA HORIZONTAL. 1: base. 2: columna. 3: consola. 4: carro transversal. 5: mesa. 6: puente. 7: eje portaherramientasFuente: es.wikipedia.org

DIAGRAMA DE UNA FRESADORA HORIZONTAL.

1: base. 2: columna. 3: cabezal. 4: carro longitudinal. 5: carro transversal. 6: carro vertical o mnsula. 7: manivela.Fuente: http://educacion.ucv.cl

Preparado por Ing Olger Prez M Sc,

Movimientos de la fresadora La fresadora para su trabajo puede desplazarse en los ejes X, Y, Z, los mismos que generan tres movimientos, longitudinal, transversal y vertical respectivamente.

Clasificacin:

Las mquinas fresadoras se clasifican en:

Fresadoras Horizontales

Fresadoras Verticales

Fresadoras Universales

Fresadoras Copiadoras


Fresadoras de CNC

Fuente: www.maneklalexports.com

Herramientas para la Fresadora El fresado comprende una gran variedad de herramientas. Adems, la denominacin de la herramienta depende de cada casa comercial, a excepcin de las plaquitas cuya denominacin est normalizada segn ISO.

Fresa de Dientes Postizos

Fuente: http://html.rincondelvago.com


ngulos de una fresa

Una fresa tiene tres ngulos fundamentales y algunos secundarios.

Los principales y que deben tener gran observacin, porque de ellos y su correcto afilado depende la ejecucin del trabajo de manera eficaz son:o

ngulo de filo (realiza el corte) o ngulo de incidencia (evita que todo la superficie de la herramienta roce con la pieza) o ngulo de desprendimiento o ataque (facilita la evacuacin del material cortado)

Debe resaltarse que la sumatoria de los tres ngulos debe ser de 90.

Direccin de trabajo de la fresa

Se debe tener muy en cuenta la direccin de avance de la pieza respecto a la fresa, pues de ello depende su durabilidad y trabajo eficiente.

En las fresadoras convencionales el avance tiene que ser contrario al giro de la herramienta (figuras a, b, c y e), para as evitar que, por el juego existente entre tuerca y tornillo de las mesas, pueda romperse fresa. En cambio en las fresadoras Preparado por Ing Olger Prez M Sc,

CNC, que tienen una regulacin precisa de los juegos, la direccin del avance de la pieza tiene el mismo sentido que el giro de la herramienta (figuras d y f).

Factores de corte Las herramientas de corte, son ejes con filos cortantes en un extremo o en su periferia, dependiendo de su tipo, pero cualquiera que sea ste, el trabajo es el mismo y consiste en eliminar el material (viruta) en forma de espiras, hojas, agujas, etc.

Son varios los factores de los cuales depende el comportamiento de las herramientas de corte, como el filo de corte, el ngulo de corte, la velocidad de movimiento de la pieza o de la herramienta, el enfriamiento, etc. Pero fundamentalmente depende del material de la herramienta de corte y el material que se va a mecanizar.


Fuerzas de corte en el mecanizado de metales

Herramientas de corte frontal.- Aplicadas en el trabajo de

las mquinas

limadoras, cepilladoras, mortajadoras, etc., donde el desplazamiento de la herramienta se realiza en forma rectilnea y paralela al plano de la pieza a trabajar, arrancando material de espesor e durante el desplazamiento en la carrera activa. En la Fig.1, la herramienta tiene un efecto cua en la pieza. Las caras Oa y Ob, limitan al ngulo de filo; el ngulo formado entre Ob y xx, se refiera a la incidencia y entre Oa con yy se crea el ngulo de

desprendimiento.

Como consecuencia del trabajo de la herramienta sobre el material se tiene:

1- Esfuerzo de corte T, el cual utiliza la mayor parte de la potencia de la mquina herramienta. Se lo realiza en la direccin de la trayectoria del movimiento, y es directamente proporcional a: la resistencia de rotura del material de la pieza, la longitud de la arista de corte y al espesor de la viruta arrancada.

2- Esfuerzo de deformacin Q, que acta perpendicularmente a la cara Oa, depende de la elasticidad del material a cortar y es directamente proporcional a la longitud del filo cortante y al espesor de la viruta e inversamente proporcional al ngulo de desprendimiento.

3- Esfuerzo de rozamiento S, producido por el rozamiento de la viruta sobre Oa, aumentando al aumentar Q y disminuyendo con la disminucin del ngulo de incidencia. Q y S son componentes de fuerza R, la cual a su vez puede descomponerse en la fuerza vertical Ry y en la fuerza horizontal Rx, perpendicular y paralela respectivamente a la trayectoria de corte.


La fuerza principal de corte estar dada por la suma de las fuerzas: P = T + Rx

Velocidad de corte

Se la determina como el recorrido en metros, realizado por un punto de la periferia de la herramienta, medido en una unidad de tiempo, en ste caso, un minuto. Si el movimiento es rectilneo, sta coincide con la velocidad de traslacin de la herramienta. Si el movimiento es giratorio, coincide con la velocidad perifrica de la pieza.

Clculo de la velocidad de corte

Para el movimiento rectilneo, la velocidad de corte (Vc) se calcula teniendo en cuenta la longitud (L) recorrida y el tiempo (t) empleado, siendo: Vc =L/t (metros/minuto)

Para calcular la velocidad de corte en un elemento en rotacin, se determina la velocidad tangencial, entrando en relacin el dimetro (d) y el nmero de revoluciones (n) a que gira y es: Vc = d n (mm/min) o Vc = d n/1000 (m/min).

La velocidad de corte vara en funcin del material y sus factores, que segn Taylor son: 1- Dureza del material (factor predominante). Por ejemplo, para metal duro es Vc = 1 m/min y para metal blando Vc = 100 m/min. 2- Material de la herramienta, dependiendo de la duracin de su filo por el desgaste que experimenta el mismo. A menor desgaste mayor velocidad de corte. 3- Seccin de la viruta, cuando aumenta sta, disminuye la velocidad de corte debido a la mayor resistencia que opone. Para trabajos de desbaste, se trabaja con mnima velocidad de corte y la mayor seccin de la viruta; en cambio para el acabado es lo contrario, o sea, mxima velocidad de corte y mnima seccin de viruta. Preparado por Ing Olger Prez M Sc,

4- Refrigeracin, disminuye el desgaste, pudiendo aumentar la velocidad de corte. 5- Duracin de la herramienta, ya que al aumentar la velocidad de corte disminuye la duracin del filo.

Taylor, obtuvo experimentalmente para la velocidad de corte y la duracin del filo de la herramienta, la relacin: v.tk = constante

Donde k es un coeficiente de vida experimental, siendo para los aceros corrientes al carbono k = 1/8 y para fundicin gris corriente k = 1/12.

Determinacin del avance

Se conoce como avance al desplazamiento longitudinal de la herramienta respecto a la pieza, y en fresadora se pueden distinguir tres tipos.

1. Avance por revolucin (an), que se refiere al desplazamiento longitudinal de la herramienta por cada giro que da, y se expresa en mm/rev. 2. Avance por diente (az), se define como el avance que tiene cada filo cortante (z), en un giro centrado de la herramienta y se expresa en mm, aplicando az = an/z, y 3. Avance por minuto (amin), que representa el espacio rectilneo, recorrido por la fresa en un minuto y es igual a amin= an . n (mm) Fuerza de corte (Fc) en la fresadora Se refiere a la fuerza que se requiere para cortar una seccin de viruta q, donde la fuerza especfica de corte fc, entra en accin dependiendo del material a trabajar. Fc = fc . q (Kgf) Siendo q= e . p (mm2) donde e= espesor de la viruta extrada y p= profundidad radial de corte


azFuerzas especficas de corte para varios materiales

Potencia necesaria para el corte

Si la resistencia o presin especfica de corte del material es fc, la fuerza necesaria para realizar el corte de la viruta de seccin q es: Fc = q. fc = e.p. fc Estando F en N si estn fc en N/m2 y q en m2, o F en kg si estn fc en kg/mm2 y q en mm2. La presin especfica fc, se toma por lo general de 3 a 5 veces mayor que la resistencia unitaria a la rotura por traccin del material o en la tabla adjunta.

La potencia de trabajo N necesaria para el corte, para la fuerza F y la velocidad Vc, est dada por la expresin: N = Fc.Vc = q. fc.Vc = e.p. fc .Vc Estando N en W (Nm/seg) si Vc est en m/s, o en kgfm/min si Vc est en m/min. Para obtenerla en CV se aplica:

N=


Resistencia al corte y momento torsor

El trabajo de corte en el fresado, es realizado por una fuerza perifrica F

tangencial a la herramienta, la cual debe vencer la resistencia del material sobre el diente. Adems aparece una fuerza S radial, soportada por el rbol porta fresa. Como resultante de P y de S acta la fuerza R sobre el rbol porta fresa, provocando un esfuerzo de flexin compuesta.F p

amine

Si la fresa de la figura realiza el corte del material, siendo d el dimetro de la fresa, a el avance por diente de la fresa, e el ancho del corte, p profundidad de corte, tomadas en milmetros, y adems es amin el avance en mm/min de la mesa, Vc velocidad de corte de la fresa en m/min, n la velocidad de giro por minuto de la fresa (rpm) y z el nmero de dientes de la misma, se obtiene que el volumen (V) en mm3/min de metal cortado por un diente estar dado por la expresin:

V = e.p. amin

(

)

Si la resistencia especfica de corte del material trabajado es fc, la fuerza F necesaria para efectuar el corte del material es:

F = fc.q = fc. e.p. Por lo tanto, teniendo en cuenta el avance amin, el trabajo de corte por unidad de tiempo Tr, o potencia de corte, requerido resulta:

Tr = F. amin = fc. e.p. amin Como el trabajo de corte lo realiza la fuerza F, que acta con la velocidad tangencial Vc, desarrollando una potencia N dada por la expresin: Preparado por Ing Olger Prez M Sc,

N = F.Vc

Como F = Tr Entonces F.Vc = fc. e.p. amin

Ahora, el momento torsor al cual se somete la fresa de radio r = d/2 es: o tambin

Potencia absorbida

La potencia necesaria para efectuar el trabajo de corte est dada por la expresin N = F.Vc o por F.Vc =

Teniendo en cuenta la velocidad de rotacin n (r.p.m) y el avance con

( mm/rev),

(

)

, se tiene

N = F.Vc =

=( ) ( )

z.a.n( ) ( )

N=(en W)

( )

Si se realiza la operacin matemtica correspondiente, se tiene: N= 1.63 * 10-4 . fc. e. p. z. a. n (en W)

Y para obtener en CV.


(

)

(

) ( )

N=

(en CV)

Siendo

el rendimiento real de la mquina

Clculo del tiempo de mquina

Para calcular el tiempo de mecanizado en el fresado, es necesario conocer el nmero z de dientes de la fresa, su velocidad de rotacin n, su avance por minuto, as como la longitud a fresar, tomando en cuenta las entradas y salidas de la herramienta. t= L/amin (minutos).

t=


PROBLEMAS HABITUALES EN LAS MAQUINAS FRESADORASCausas posibles Velocid Velocid Profundid ad de ad de ad de corte avance corte

Tipo de fresa

Problemas habituales

Radio ngulo de Poc Poc de desprendimie Alt Baj Alt Baj o o Alta Baja punta nto a a a a dur tena grand pequeo o a z e negativo Desgaste de la superficie de incidencia Entallas en el filo

X

X

X

X

Craterizaci n o Alteraci deformaci X n n plstica de los filos de Filo de corte aportacin (viruta soldada en el filo) Pequeos astillamient os Rotura de dientes Virutas largas Vibraciones XFuente: es.wikipedia.org

X

X

X

X

X

X

X

X

X X X

X X X

X X X X



Accesorios Las mquinas Fresadora disponen de una gran variedad de accesorios para la elaboracin de los diferentes tipos de trabajos entre ellos se puede mencionar: Conos Porta Fresas Ejes Porta Pinzas y Pinzas

Morsas Fijas

Morsas Giratorias

Mesas Compuestas

Mesas Giratorias

Mandriles y dems etc.


UNIVERSIDAD POLITCNICA SALESIANAFACULTAD DE INGENIERIAS CARRERA DE INGENIERIA MECANICA Laboratorio de Mquinas Herramientas Seccin Fresadora

Prctica. N. - 1 Ttulo: Afilado de fresas

Objetivo: Una vez concluida sta prctica el estudiante ser capaz de: 1. Reconocer los ngulos que tiene una fresa, 2. Diferenciar los tipos de fresas y de acuerdo a ellos identificar las caras a rectificarse. 3. Afilar con eficiencia una fresa de botn, con ayuda de un esmeril o de una mquina afiladora.

Marco Terico La herramienta pluricortante llamada fresa, es el conjunto de varias cuchillas de igual forma, dispuestas simtricamente y equidistantes en un eje de rotacin.

Cada uno de los dientes de la fresa acta en el trabajo como una herramienta de torno por lo cual posee los mismos ngulos caractersticos de ella o sea, filo, corte e incidencia.

Los dientes de la fresa quedan limitados por la cara axial, O- P y las dos caras inclinadas O - N y M-N, como se muestra en la figura 1.

En las fresas de perfil constante el frente del diente es perfectamente radial al centro. En las de dientes agudos el ngulo de desprendimiento equivale a 12 grados aproximadamente, mientras el ngulo de incidencia vara entre 3 y 10 grados dependiendo del material a trabajarse y sumados al ngulo de filo dan como resultado 90.


Materiales a fresar

Tipo de

fresas

Disco Mango gama alfa gama alfa 6 10 12 12 5 25 5 6 7 7 6 8-10 5 8 10 10 4 20 5 6 6 6 5 10

Acero R=100 Acero R= 75 Acero R= 50 Fundicin Bronce Aluminio

Fig.1

ngulos d e u n a f r e s a

Fig. 2 Medidas de ngulos en f uncin del material

El rendimiento de una fresa depende sobre todo de su afilado, pues una fresa con filo incorrecto, adems de exigir mayor potencia y efectuar un trabajo defectuoso, se desgasta en proporcin cada vez mayor. Por el contrario un afilado correcto asegura:

1. Mayor duracin del filo cortante 2. Mejor calidad superficial 3. Posibilidad de trabajo a mayores velocidades y avances.

El mtodo de afilar depende del tipo de fresa, sin embargo hay muchos tipos de ellas en uso, las cuales pueden dividirse en tres clases generales:

a) Fresas

que

son

afiladas

al

rectificar

la

superficie

entre

estras

del diente, lo que permite eliminar la friccin de toda la superficie y a la vez producir el filo necesario. Aqu encontramos las fresas de disco, ya sean de dientes rectos o helicoidales y fresas de taza o frente.

b) Fresas que son afiladas al rectificar la superficie delantera del diente (ngulo de desprendimiento), lo que nos permite variar dicho ngulo de acuerdo a la dureza del material a trabajar. En ste grupo encontramos a las fresas modulares, perfiladas, de macho de rosca. c) Fresas que se afilan nicamente en su superficie frontal, pues sus ngulos de incidencia y desprendimiento vienen dados por fabricacin.


Dentado recto

c) Fresa de mangoFig.3 Tipos de fresas

Perfilado

Las fresas tienen un nmero de dientes, los cuales deben ser afilados individualmente, generalmente se utiliza un apoyo, que tiene por objetivo servir como tope para que el desplazamiento sea equidistante, o a veces se utiliza un aparato divisor para el desplazamiento simtrico de los dientes de la herramienta con respecto a la piedra de afilar.

El afilado se realiza sobre una afiladora universal, con la ayuda de muelas abrasivas de grano fino y blando, aunque tambin se usan de grado medio. Los elementos esenciales de una afiladora son los siguientes:

1. - Cabezal de muela incunable, giratorio y desplazable verticalmente. 2.- Un cabezal fijo giratorio (para apoyo de las herramientas) 3.- Un cabezal mvil (divisor) 4.- Una meza de sujecin giratoria

Fig. 4.- Maquina afiladora para fresas


Procedimiento Como primer paso para trabajar en cualquier mquina rectificadora se deben observar las normas de seguridad industrial, como utilizar gafas protectoras, protectores de odos, narices, observar que la ropa no est muy floja, etc. Escoger la piedra apropiada para el tipo de trabajo. Si son fresas perforadas las que se van a trabajar, se deben fijar en un mandril roscado en un extremo para obtener una buena sujecin de la misma. La presin de la muela sobre la herramienta ha de ser inversamente proporcional al grano de finura de la misma, o sea menor presin a mayor finura de la piedra. No se debe permitir que se caliente la fresa pues eso conllevara al destemple de los filos cortantes; eso se evita con no dar pasadas muy profundas de la muela sobre la herramienta. La muela debe rectificarse frecuentemente pues al ser sta de grano fino se embota fcilmente. Tener mucho cuidado en conservar la concentricidad de los dientes respecto al eje de la fresa. Procure utilizar una muela abrasiva en forma de taza, pues sta mantiene a la superficie trabajada de forma plana.

Para afilar las fresas de mango (botn) se deben tomar las siguientes consideraciones: Fijar la fresa en el cabezal fijo Rotar el cabezal fijo hasta que sus ejes estn en ngulos rectos al husillo de la muela. Rectificar el filo del primer diente usando el transportador manual de la mesa. Dar cortes pequeos Rotar la fresa a 180 y rectificar el filo del diente opuesto al que ya fue rectificado y as sucesivamente con los dems dientes.


Inclinar el cabezal de la muela o el cabezal fijo para obtener el ngulo de incidencia (despejo) apropiado al material a trabajarse, bloquear la fresa y proceder a rectificar. Se deber dar cortes suaves para evitar el recalentamiento de la herramienta. Verificar s el ngulo es el correcto, de ser as continuar con el resto de dientes, de lo contrario corregirlo,

En el caso de las fresas de mango y de no tener una mquina especial tomamos las siguientes precauciones en el afilado.

a) Observar que los filos de la fresa no estn redondos ni despostillados. b) Con la ayuda de una escuadra, verificar que el mango o vstago de la fresa est a 90 con los filos de la herramienta. c) Con el apoyo de la misma escuadra verificar la planitud de la cara frontal de la fresa

Angulo de Incidencia secundarioFig. 5 Afilado de una fresa de mango


Lnea de ajuste del trabajo a la muela rectificadora

FALSOfig. 6 Afilado de fresa de disco

CORRECTO

Igual

Distancia del Diente

Despejo o incidencia

PERFIL FINAL DE FRESA DE FORMA Inclinacin Cero RadialInclinacin Positiva


AFILADO DE UNA FRESA DE MANGO

CORRECTO

INCORRECTO


TIPOS DE MUELA

fig. 7 Tipos de muela


BIBLIOGRAFA BERRA, F. J. Fresadoras, engranajes, rectificadoras. Editorial Don Bosco. Buenos Aires Argentina CEAC. Tcnicas del taller mecnico. Biblioteca de Ingeniera Mecnica. Editorial, Grafos S.A. Barcelona- Espaa 1977 GERLING, Heinrich. Alrededor De Las Mquinas Herramientas. Editorial Revert. Barcelona - Espaa; 1978 KIBJBE, Richard. Manual de rectificadoras y fresadoras Tomo III. Editorial Lmusa. Mxico - Mxico; 1990. LAWRENCE, Doyle. Materiales y procesos de manufactura para ingeniero. Editorial Hispanoamericana. Mxico - Mxico; 1985 TCNICO DON BOSCO. Mquinas Herramientas. Editorial Don Bosco. Quito Ecuador VIDONDO, Thomas. Tecnologa Mecnica 2. Editorial EDEBE. Barcelona Espaa; 1980


UNIVERSIDAD POLITCNICA SALESIANAFACULTAD DE INGENIERIAS CARRERA DE INGENIERIA MECANICA

Laboratorio de Mquinas Herramientas Seccin Fresadora Cuestionario

Nombre: -----------------------------Prctica No

Fecha---------------------

1

Tema: Afilado de Fresas

1. Qu es una Fresa? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

2. Enumere y de el concepto de cada ngulo que tiene una fresa?

_____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

3. Grafique una fresa y sus ngulos caractersticas

4. Qu ngulos necesita una fresa de mango para maquinar un acero R50?

_____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Preparado por Ing Olger Prez M Sc,

5. De qu depende el buen rendimiento de una fresa?

_____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ ____________________________________________________________

6. Cules son las ventajas que tiene una herramienta correctamente afilada? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ ____________________________________________________________

7. Qu aspectos se debe tomar en cuenta para afilar una fresa?

_____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ ____________________________________________________________

8. Cul es el procedimiento para afilar una fresa en general?

_____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ ____________________________________________________________

9. En caso de no tener una mquina especial, qu toma en cuenta para afilar una fresa?

_____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Preparado por Ing Olger Prez M Sc,

10. Responda Verdadero Falso

a) Los dientes de una fresa se afilan por parejas?

( )

b) Las fresas con agujero se colocan directamente en la mquina para afilarlas? ( )

c) El mtodo para afilar bsicamente depende del nmero de dientes de la fresa? d) Para afilar las fresas se utilizan piedras e esmeril normales? ( ) ( )

e) El esfuerzo que tiene que aplicar a la herramienta con respecto al grado de finura de la piedra de afilar es directamente proporcional? ( )

11. Complete f) Las fresas pueden dividirse en tres grupos generales: _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ ____________________________________________________________

g) Las fresas que se afilan en su superficie frontal se denominan

h) La afiladora universal consta de 4 partes fundamentales y estas son:

_____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ ____________________________________________________________

i) No se debe permitir que la fresa se _______________, pues esto provocara el _________________________de los filos cortantes

j) La muela debe ser __________________________________, pues al ser de grano fino se ________________________________ fcilmente


12. Enumere 4 pasos que deber seguir para afilar una fresa de mango en una afiladora

_____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ ____________________________________________________________

13. Cul es el paso fundamental que debe observar antes de trabajar en una mquina rectificadora?

_____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ ____________________________________________________________

14. Por qu es recomendable utilizar una muela abrasiva de taza?

_____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ ____________________________________________________________

15. Un afilado correcto de las fresas nos asegura: a) _________________________________________________________ b) _________________________________________________________ c) _________________________________________________________ d) ________________________________________________________



Laboratorio de Mquinas Herramientas Seccin Fresadora Informe de prctica

Nombre: -------------------------------Prctica No

Fecha: --------------

Tema: ---------------------------------

1. Objetivo del estudiante:

_____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________

2. Se cumplieron los objetivos? Porque?

___________________________________________ ___________________________________________ ________________________________________ ___ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________

3. Procedimiento experimental:

___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ Preparado por Ing Olger Prez M Sc,

___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________

4. Instrumentos ________________ ________________ ________________ ________________ ________________

Herramientas _______________ _______________ _______________ _______________ _______________

Accesorios ______ _______ _____________ _____________ _____________ _____________

5. Conclusiones: ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________

6. Recomendaciones:

___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________

Nota: adjunte las respectivas fases de trabajo de la prctica realizada







Prctica. N. - 2Ttulo: Fresado Plano Objetivo:

Sensibilizar los rganos motores y despertar

concentracin en el trabajo del

estudiante a travs de un ejercicio sencillo de fresado plano.

Marco Terico:

Fresado Plano: Es el maquinado de dos o ms puntos que unen una recta siempre y cuando stos se encuentren en el misino plano; entendindose por plano a tres o ms puntos que se encuentran en la misma lnea de accin. Para realizar correctamente un fresado plano es imprescindible que la herramienta est correctamente afilada.

Tipos de Herramientas: Para realizar un fresado plano no se podra prcticamente delimitar el tipo de fresas a utilizarse, pues todas ellas varan de acuerdo a la necesidad, as tenemos fresas de disco, frontales, de botn etc.

Utilizacin de tiles Cortantes (Fresas)

Se las emplea bsicamente para hacer ranuras o para maquinar escalones, entendindose por escaln al espacio comprendido entre dos superficies planas mutuamente perpendiculares, cabe sealar que generalmente a las fresas de botn se las conoce como fresas de mango, el cual puede ser cilndrico o cnico de acuerdo al esfuerzo en el trabajo o dimetro, siendo de mango cnico aquellas que sobrepasan los 25 milmetros de dimetro (figura 2). Se puede maquinar Preparado por Ing Olger Prez M Sc,

tambin inclinaciones pues con la ventaja que tienen estas herramientas de tener dos flancos de corte (frontal y lateral) se puede inclinar el cabezal de la fresadora y construir superficies inclinadas ya sean cncavas o convexas (figura 1).

Para la correcta conservacin de una fresa de botn es importante observar el sentido en el que debe girar la herramienta (figura 3), verificando que el ngulo de desprendimiento vaya hacia el operario, cuando ste se encuentre ubicado en la parte frontal de la mquina (no podramos definir si el giro seria en sentido horario o anti horario, pues existen fresas de hlice derecha e izquierda) y que el movimiento de avance de la mesa sea contrario al de giro de la herramienta.

Fig.1 Obtencin de superficies inclinadas


Fig. 3 Sentido de trabajo de las fresas de mango

Fig. 4 Fijacin de una fresa de mango

Aplicacin de las fresas de disco

Estas fresas como su nombre lo indica son discos ranurados que pueden ser de acero rpido o con dientes postizos que se las utiliza para realizar ranuras o cortes en las piezas.

Como subdivisin de las fresas de disco podemos encontrar a las de ranurar que tienen dientes solamente en la parte cilndrica y se emplean para fresar escalones poco profundos, las destalonadas de tres cortes, tienen dientes en la parte cilndrica y en ambas caras laterales, se las utiliza para trabajar ranuras y escalones muchos ms profundos con la garanta que hay un estupendo desfogue de virutas y un buen acabado superficial de la pieza. Preparado por Ing Olger Prez M Sc,

fresa de tres cortes

fresa de ranurar

Fig. 5 Aplicacin de las fresas de disco

Sujecin de las piezas a trabajar

Existen diferentes formas de sujetar una pieza que se desee maquinar, as por ejemplo si son regulares y de pequeas dimensiones se utilizan las entenallas, que pueden ser normales o de presin, dependiendo del ajuste que se deba dar, en cambio, si son piezas grandes, de formas irregulares o no, se puede utilizar bridas, cadenas, pernos, etc.


Sujecin de las piezas por medio de bridas: Comnmente denominadas sujetadores, se las emplea para fijar directamente la pieza a la mesa de la

mquina, pues debido a sus diversas formas y tamaos son muy tiles en el ensamblaje de las piezas.

Las bridas son placas metlicas que en su interior tienen un orificio ovalado en el se ubica y desplaza el perno que une a sta con la mesa, bajo un extremo de la brida ir colocada la pieza a sujetarse, en cambio bajo el otro se encontrar un espesor que puede ser fijo, escalonado o regulable.

Es muy importante tomar en cuenta el siguiente consejo:

El perno que une la brida con la mesa debe estar lo ms cerca que sea posible de la pieza a sujetar, mientras los espesores deben estar en el extremo opuesto y deben tener una altura igual o ligeramente mayor a la de la pieza en sujecin, para de sta manera conseguir que toda la fuerza ejercida por el perno sea aplicada directamente a la pieza y no al soporte.

Fig. 6 Sujecin de piezas con bridas

Sujecin con Mordazas: Son las que generalmente se conocen como entenallas, ya sean de precisin o normales.

Las entenallas o morsas de precisin son aquellas construidas con tolerancias de centsimas de milmetro pues servirn de base para la elaboracin de otros mecanismos de igual o mejor importancia, mientras las entenallas normales no observan tanto control en su elaboracin.


Entre las entenallas podemos observar tres tipos principales:

Normales, giratorias o universales

Ya sean stas con su muela mvil giratoria o esttica.

La sujecin de la pieza

no est dada por la entenalla en s, sino por unas

mordazas (postizas) que estn ubicadas en las muelas, las cuales pueden tener la forma que se necesite en funcin de las caractersticas de la pieza.

Fig. 7

Fijacin de muelas postizas en la entenalla

Fig. 8 Sujecin de piezas con morsas

Fig. 9 Verificacin del Paralelismo


Fig.10 Control de las piezas

elaboradas

Velocidad de corte

Definicin: La. Velocidad de corte es la distancia recorrida longitudinalmente por un punto de la periferia de la herramienta en una unidad de tiempo que es el minuto, para ste caso.

Es indispensable la seleccin correcta de una velocidad de corte apropiada para el desarrollo eficiente de un trabajo, pues en funcin de sta se realiza la regulacin tanto de los avances como de las revoluciones a las que debe girar la fresa. Se la expresa en m/min.

Si la Velocidad de corte (Vc) es demasiado elevada los dientes se embotan muy rpido y corren el peligro de romperse, si en cambio es muy baja el rendimiento del maquinado ser deficiente.

La Velocidad de corte .se relaciona con las revoluciones por minuto de acuerdo a la siguiente frmula y cabe sealar que se la ha obtenido en tablas, en funcin de experimentaciones que se las ha llevado a cabo en laboratorios especializados: Vc = * d * n 1000 Siendo: Vc = Velocidad de Corte = Constante equivalente a 3,1416 n = nmero de revoluciones por minuto



Refrigeracin:

La correcta refrigeracin es un aspecto muy importante dentro del trabajo en mquinas herramientas pues de esto depende la prolongacin de la vida til de la herramienta y la no deformacin de las piezas elaboradas. Cabe notar que durante el trabajo se utilizan refrigerantes y aceites de corte, siendo la diferencia entre uno y otro, que los primeros bajan la temperatura de recalentamiento de la pieza, mientras los segundos disminuyen el esfuerzo de corte.


Criterios para la eleccin de la fresa

Depende bsicamente de la forma y dimensiones de la pieza, su acabado superficial y el exceso de material existente y que deba maquinarse.

Si es muy grande la sobre medida es aconsejable utilizar fresas frontales, si hay que maquinar una ranura grande o cortar una pieza, se utilizar la de disco, etc.


Procedimiento para elaborar un fresado plano en general. Bsicamente se consideran dos operaciones, la una es de desbaste, mientras la otra es de acabado. Entendindose por desbastar a la operacin que tiene por objeto eliminar el sobre material lo ms pronto posible sin tomar muy en cuenta las medidas, ni el acabado superficial. Mientras que la operacin de acabado es aquella en la que debemos tomar muy en cuenta la rugosidad superficial como las dimensiones pues aqu damos los ajustes que nos requieren en los planos.

Desbaste: Seleccionar la fresa adecuada y fijarla en la mquina Determinar las velocidades (avance, corte, r.p.m.) en funcin de la dureza del material a trabajarse, el tamao de la fresa, el nmero de filos cortantes de la misma, etc. Seleccionar los datos anteriores en la mquina Poner en funcionamiento la mquina para acercar la fresa y luego que friccionen entre s poner en cero los tambores correspondientes. (Para evitar que la pieza quede marcada al contacto con la fresa es aconsejable poner un pedazo de papel entre la pieza y la herramienta). Dar la profundidad requerida, ya sea desplazando el carro vertical o cualquiera de las mesas segn la necesidad y bloquear los que no son utilizados. Si se requiere verificar medidas no es aconsejable apagar la mquina cuando la herramienta est en el interior de la pieza, siempre se debe retirarla y apagar para esa operacin. Dar las pasadas necesarias hasta aproximar a la medida requerida. Como proceso didctico es muy conveniente que el operario d varias pasadas iniciales a mano (sin utilizar automticos) para as tomar confianza con el manejo de la fresadora.


Acabado: Seleccionar las velocidades para sta operacin Repetir las operaciones anteriores con la diferencia que ahora se dar una sola pasada y en automtico para obtener las condiciones que solicitan los planos.



UNIVERSIDAD POLITCNICA SALESIANA FACULTAD DE INGENIERIAS CARRERA DE INGENIERIA MECANICA



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2

Tema: Fresado Plano

1. Que entiende por fresado plano? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ ____________________________________________________________

2. Cules son las caractersticas de un fresado plano? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ ____________________________________________________________

3. Con que herramientas se realiza un fresado plano? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ ____________________________________________________________

4. Cul es el objetivo de las fresas de mango? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ ____________________________________________________________


5. Que son las fresas de disco y para que se las utiliza? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ ____________________________________________________________

6. Enumere y defina los tipos de fresas de disco? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

7. Cuantas maneras conoce para sujetar las piezas en la mesa de la fresadora? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

8. Que es una morsa? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

9. En qu consiste la sujecin con morsas y para que se usa? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _________________________________________________________


10. Que es un escaln? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ ____________________________________________________________

11. Defina que es una brida? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ ____________________________________________________________

12. Para sujetar que tipos de piezas se utilizan las bridas? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _________________________________________________________

13. Que precauciones de tomar para sujetar una pieza a la mesa de la fresadora por medio de bridas? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

14. Indicar como evita que la fresa de mango (botn) se rompa _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _________________________________________________________


15. Que tipos de trabajo se puede realizar dentro del fresado plano? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ ____________________________________________________________

16. En las morsas la sujecin est dada por: _____________________________________________________________

17. Qu instrumentos se utiliza para el control de medidas en el fresado plano? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

18. Con qu criterios Ud. selecciona una fresa? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

19. Enumere y defina las operaciones con las que se realiza un fresado plano? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

20. D 5 consejos para realizar un fresado plano? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ Preparado por Ing Olger Prez M Sc,




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Tema:---------------------------------


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4. Instrumentos ________________ ________________ ________________ ________________ ________________

Herramientas _______________ _______________ _______________ _______________ _______________

Accesorios _____________ _____________ _____________ _____________ _____________

5. Conclusiones: ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________

6. Recomendaciones:

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Prctica. N.-3

Ttulo: Elaboracin de ruedas dentadas de dientes rectos

Objetivo:

Al finalizar sta unidad el estudiante estar en capacidad de elaborar ranuras iguales y equidistantes sobre un cilindro de dimetro determinado con una fresa de forma adecuada.

El estudiante podr desarrollar una rueda dentada de manera satisfactoria y sin control del profesor.

Marco Terico:

Una rueda dentada es un elemento mecnico que tiene por objetivo, el trasmitir un movimiento circular generado por un sistema de transmisin de energa (motor) a otro sistema, ya sea aumentando o disminuyendo tanto la velocidad como la fuerza iniciales, para transformar la energa inicial en trabajo.

Cabe sealar que generalmente se da el nombre de engranaje a una rueda dentada, lo que no es correcto pues engranaje tcnicamente se denomina al sistema formado mnimo por una par de ruedas dentadas que actan en conjunto. Existen varios tipos de ruedas dentadas, pero en ste captulo se tratar sobre las de dientes rectos.

Ruedas dentadas de dientes rectos: Son aquellas cuyos dientes son paralelos a las generatrices y al eje de la rueda. Preparado por Ing Olger Prez M Sc,

Definiciones Principales:

Dimetro exterior:Es el obtenido durante el proceso de torneado y es la medida externa de la rueda.

Dimetro primitivo:Es el dimetro de la circunferencia donde se realiza la tangencia terica de los dientes.

Mdulo:Es la medida lineal en milmetros, que sumada tantas veces cuantos son los dientes, dan el dimetro primitivo.

Paso:Es la longitud que se mide sobre el dimetro primitivo y de centro a centro en dos dientes consecutivos.

Cabeza del diente:Es la distancia existente entre el radio primitivo y el radio exterior de la rueda y equivale a un mdulo.

Pie de diente:Es la parte inferior del mismo, tiene por medida un mdulo ms un espacio considerado como juego entre dientes.

Altura total:Es la sumatoria entre el pie y la cabeza del diente es la medida equivalente al desplazamiento que se da al carro vertical para tallar la rueda.

Numero de dientes:Es la cantidad de ranuras que se van a tallar.

Nmero de vueltas:Son las divisiones que se deben dar en el plato del divisor para poder obtener una divisin exacta (igual cantidad de ranuras) sobre el cilindro a maquinarse.

Intereje:Es la medida existente entre los centros de los ejes de dos ruedas dentadas cuando actan entre s.


Espesor del diente:Es la medida del espesor de la rueda dentada, el cual est normalizado pero en la mayora de ocasiones no se lo toma en cuenta pues lo nico que se hace es un trabajo de reposicin de las mismas y por ende una copia de la muestra que el cliente proporciona.

Fig3.1 Elementos de una rueda dentada recta

Fig.3.2 Ruedas dentadas rectas


CONVECCIN DE SMBOLOS DIAGNOSTICO:

Los smbolos utilizados para la elaboracin de ruedas dentadas son diferentes dependiendo del autor y el origen del mismo (pero desarrollndolos tericamente van hacia la misma definicin), lo que conlleva a una gran dificultad pues en la aplicacin de frmulas para calcular dichas ruedas se utilizar solo los smbolos y no los nombres para ahorrar tiempo y espacio, por ende mencionadas frmulas no llevan el mismo mensaje para todos los destinatarios.

OJETIVO:

Unificar todos los signos para uso interno y de los usuarios de ste manual y as hablar el mismo lenguaje matemtico para los clculos correspondientes.

DESAROLLO:

Nombre

Smbolo

Dimetro exterior Dimetro primitivo Dimetro interior Mdulo Paso Altura total Pie del diente (dedendum) Cabeza del diente (adendum) Juego ngulo de presin Nmero de vueltas en el plato Intereje Espesor del diente Nmero de dientes

De Dp Di M Pn h b a j Nv I s z


Frmulas Principales:

Antes de enlistar las frmulas que harn sencilla la elaboracin de una rueda dentada, se debe tomar en cuenta el ngulo de presin que tiene la fresa a utilizar, as las frmulas que tienen asterisco se las utilizar para fresas con ngulo de presin de 14 grados y las otras correspondern a un ngulo de 20 grados.

De = Dp + 2M De = M (z + 2) Di = De - 2 h Dp = M x z h =* 2,16 M 2,25 M (Dependiendo del ngulo de presin) j = * 0, 16 M 0, 25 M P=Mx S = 4 a 6M a=M b=M+j I = (Dp1 + Dp2)/2 Nv = 40 / z

El valor de Nv, siempre se dar como quebrado mixto. (N vueltas + agujeros/disco)


EJEMPLO DE CLCULO DE UNA RUEDA DENTADA

En el trabajo diario de la fbrica AA, se ha deteriorado totalmente una rueda dentada de dientes rectos, haciendo un trabajo de reconstruccin se ha

determinado que su dimetro exterior es 72 mm. y su nmero de dientes es de 30. Se requiere calcular los datos necesarios para volver a elaborarla asumiendo que el ngulo de presin del diente es de 20.

Datos De = 72 mm z = 30

Frmulas

Solucin

De= Dp + 2M = M (z + 2)

M = De / (z + 2) M = 72 / (30+ 2) M = 2,25

Dp= M x z

Dp = 2,25 x 30 Dp = 67,5 mm

h = * 2,15 M 2,25 M

h = 2,25 x 2,25 h =* 5,06 mm

Di- De - 2 h

Di = 72 - 2(5,06) Di = 61,88 mm

j = * 0,16 M 0,25 M

j = 0,25 x 2,25 j = 0,5625 mm

P = M x

P =2,25 x 3,1416 P = 7, 06 mm


Nv = 40 / z

Nv = 40/30 Nv = 1vuelta +

a=M

a = 2,25mm

b=

M+j

b = 2,25 + 0,5625 b = 2, 8125 mm

Procedimiento para la elaboracin de la rueda: Como primer aspecto fundamental antes de realizar cualquier operacin de maquinado es indispensable verificar si el material cumple con las medidas establecidas en el plano respectivo. Preparar la fresadora (fijar el divisor, contrapunto, eje porta fresas, etc. Seleccionar la fresa apropiada (mdulo, nmero de dientes, ngulo de presin). Fijar la fresa en el eje porta fresas, observando que el giro de la misma sea contrario al sentido de apriete de la rosca del eje. Apretar la fresa posteriormente al montaje de la luneta Colocar la pieza en el divisor, verificando su paralelismo respecto a la mesa longitudinal y al cuerpo de la mquina, as como de la concentricidad con la ayuda de un reloj comparador. Centrar la fresa respecto a la pieza Poner en funcionamiento la mquina Con la herramienta en movimiento, rozar la pieza y poner en cero el tambor del carro vertical. Bloquear los carros que no participan con movimiento en el proceso Realizar un pre fresado ( sealar el contorno de la pieza ) Si el mdulo es de valor pequeo profundizar la altura calculada de lo contrario realizar el tallado de dos pasadas o ms cuando el valor sobrepase del mdulo 4. Tallar los dientes.


Una vez terminada la elaboracin de la rueda dentada, es aconsejable tomar en cuenta las siguientes indicaciones. Eliminar rebabas y filos cortantes de la rueda Limpiar la rueda para entregar al cliente Hacer una minuciosa limpieza de la mquina y sus contornos

Fig3.3 Proceso de elaboracin de una rueda dentada recta

Para fresar correctamente una rueda dentada en la fresadora, es menester elegir bien la herramienta; centrarla radial y axialmente con respecto a la rueda,

precisin en cada divisin y exacta profundidad de pasada.

Control y Verificacin

Existen tres formas de verificar si los dientes estn bien realizados:

a) Calibre de doble cursor: Este instrumento mide el espesor del diente y la cabeza del diente a la vez, mientras un cursor se apoya sobre el dimetro primitivo el otro va en el dimetro exterior.


b) Micrmetro de platillos : Mide el vaco interpuesto del ngulo de presin y el nmero de dientes de la rueda, su valor se determina en tablas anexas a dicho instrumento.

c) Rodi l l os

c a l i bra dos : La medicin se hace con rodillos calibrados intercalados entre dientes opuestos, en el caso de dientes pares se har con dos rodillos y para dientes impares con tres rodillos.

Fig3.4 Proceso de verificacin

de una rueda dentada recta







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3

Tema: Elaboracin de ruedas dentadas de dientes rectos

1. Qu es una rueda dentada de dientes rectos? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

2. Cules son los elementos de una rueda dentada? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ ____________________________________________________________

3. Qu es el mdulo? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

4. Qu es el dimetro primitivo? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

5. Qu es el paso en una rueda dentada? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ Preparado por Ing Olger Prez M Sc,

6. Dnde es el punto de tangencia de dos ruedas dentadas que engranan entre s? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

7. Escriba las frmulas que necesita aplicar para encontrar los datos necesarios para fabricar una rueda dentada de dientes rectos. _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

8. Explique por qu se calcula h= 2,16 x M y h= 2,25 x M. _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

9. Escriba un breve procedimiento ( 5 pasos) para tallar una rueda dentada de dientes rectos _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

10. Describa los instrumentos para verificar las ruedas dentadas _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ Preparado por Ing Olger Prez M Sc,

11. En qu consiste cada mtodo de verificacin de ruedas dentadas? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

12. Cmo se denomina a las herramientas utilizadas para tallar ruedas dentadas? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

13. Es lo mismo rueda dentada que engranaje; por qu? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

14. El nmero de dientes puede ser una expresin decimal, por qu? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

15. Determine el mdulo necesario para fabricar un engranaje de 17 dientes y dimetro exterior de 29 milmetros.





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Tema: ---------------------------------


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4. Instrumentos ________________ ________________ ________________ ________________ ________________

Herramientas _______________ _______________ _______________ _______________ _______________

Accesorios _____________ _____________ _____________ _____________ _____________

5. Conclusiones: ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________

6. Recomendaciones:

___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________




Prctica. N. - 4

Ttulo: Elaboracin de ruedas dentadas de dientes helicoidales

Objetivo:

Al concluir ste tema el dicente estar en capacidad de:

Elaborar ranuras helicoidales, equidistantes, con un ngulo y paso definidos en un cilindro de dimetro determinado con una fresa de forma adecuada.

El estudiante podr ejecutar una rueda dentada helicoidal de manera satisfactoria y sin control del profesor.

Marco Terico:

A pesar de los avances tecnolgicos introducidos en la fabricacin de engranajes rectos, es muy difcil obtener con ellos un engranamiento de dos o ms dientes a la vez, en consecuencia el movimiento se da a travs de pequeos golpes, lo que provoca ruido y a veces deterioro de los flancos, es por ello que se han ideado las ruedas dentadas de dientes helicoidales.

Ruedas dentadas de dientes helicoidales.

Son aquellas cuyos dientes ya no son paralelos a las generatrices, ni al eje de la rueda sino tienen un ngulo determinado con relacin al mismo, y adems el diente se transforma en una hlice de paso definido que se envuelve en un cilindro de dimensiones previamente establecidas.


Ventajas: Contacto de varios dientes que transmiten el esfuerzo de una manera simultnea y progresiva. Funcionamiento suave y silencioso. No existen vibraciones Posibilidad de modificar la relacin de transmisin, sin variar los interejes. Mayor resistencia al esfuerzo.

Definiciones Principales:

Dimetro exterior: Es el obtenido durante el proceso de torneado y es la medida externa de la rueda.

Dimetro primitivo: Es el dimetro donde se realiza la tangencia terica de los dientes.

Mdulo: Es la medida lineal en milmetros, que sumada tantas veces cuantos son los dientes, dan el dimetro primitivo.

Mdulo axial: Es el mismo mdulo anterior, simplemente que en ste debemos tomar en cuenta el ngulo que tiene la hlice.

Paso normal: Es la longitud que se mide sobre el dimetro primitivo y de centro a centro en dos dientes consecutivos.

Paso circular: Es aquel paso que se mide paralelo a los dientes.

Paso de la hlice: Es aquel que se obtendra al envolver el cilindro una vuelta completa con el diente elaborado. Preparado por Ing Olger Prez M Sc,

Cabeza del diente: Es la distancia existente entre el radio primitivo y el radio exterior de la rueda y equivale a un mdulo.

Pie de diente : Es la parte inferior del mismo, tiene por medida un mdulo ms un espacio considerado como juego entre dientes.

Altura total: Es la sumatoria entre el pie y la cabeza del diente y es la medida equivalente al desplazamiento que se da al carro vertical para tallar la rueda.

Nmero de dientes: Es la cantidad de ranuras que vamos a tallar.

Nmero de vueltas: Son las divisiones que se deben dar en el plato del divisor para poder obtener una divisin exacta (igual cantidad de ranuras) sobre el cilindro a maquinarse.

Relacin de transmisin: Es el sistema de ruedas dentadas rectas que engranan entre si y que ubicadas en un aditamento denominado lira generan movimiento a la mesa de la fresadora y al divisor al mismo tiempo, para poder conseguir el paso de los dientes de la rueda dentada helicoidal.

Paso de la mquina: Es el paso medido en el eje roscado de la mesa de la fresadora.


CONVECCIN DE SMBOLOS

DIAGNOSTICO:

Los smbolos utilizados para la elaboracin de ruedas dentadas son diferentes dependiendo del autor y al origen del mismo (pero desarrollndolos tericamente van haca la misma definicin), lo que conlleva a una gran dificultad pues en la aplicacin de frmulas para calcular dichas ruedas se utiliza solo los smbolos y no los nombres, para ahorrar tiempo y espacio, por ende mencionadas frmulas no llevan el mismo mensaje para todos los destinatarios.

OBJETIVO: Unificar todos los signos para uso interno y de los usuarios de ste manual y as hablar el mismo lenguaje matemtico para los clculos correspondientes.

DESAROLLO:

Nombre Dimetro exterior Dimetro primitivo Dimetro interior Mdulo normal Mdulo axial Paso normal Paso circular Paso de la hlice Paso de la mquina Altura total Pie del diente (dedendum) Cabeza del diente (adendum) Juego ngulo de presin Nmero de vueltas en el plato Intereje Preparado por Ing Olger Prez M Sc,

Smbolo De Dp Di Mn Ma Pa Pc Ph Pm h b a j Nv I

Espesor del diente Nmero de dientes Relacin de transmisin ngulo des la hlice

s z Rt

Fig4.1 Ruedas dentadas helicoidales

Frmulas Principales:

Antes de enlistar las frmulas que harn sencilla la elaboracin de una rueda dentada, se debe tomar en cuenta el ngulo de presin que tiene la fresa a utilizar, as las frmulas que tiene asterisco se las utilizar para fresas con ngulo de presin de 14 grados y las otras correspondern a un ngulo de 20 grados.

De = Dp + 2Ma De = Mn (z + 2) Cos Di = De - 2 h Dp = Ma x z h = * 2,16 Mn 2,25 Mn (Dependiendo del ngulo de presin) j = * 0,16 Mn 0,25 Mn P = Mn x Nv = 40 / z El valor de Nv, siempre se dar como quebrado mixto. (N vueltas + agujeros/disco) Ma = Mn/ x Pc = P x Preparado por Ing Olger Prez M Sc,

Ph = (Dp x )/ tang Rt = Ph/ (40 x Pm)

EJEMPLO DE CLCULO DE UNA RUEDA DENTADA HELICOIDAL

En el trabajo diario de la fbrica AA, se ha deteriorado totalmente una rueda dentada helicoidal, haciendo un trabajo de reconstruccin se ha determinado que su dimetro exterior es 72 mm., su dimetro interior 63 mm. y su nmero de dientes es de 30, se requiere calcular los datos necesarios para volver a elaborarla asumiendo que el ngulo de presin del diente es de 20.

Datos De = 72 mm. Di = 63 mm. z = 30 Frmulas De= Di + 2h Solucin h = (De - Di ) / 2 h = (72 63) / 2 h = 4,5 mm h = * 2,15 Mn 2,25 Mn Mn = h / 2,25 Mn = 4,5 / 2,25 Mn = 2

De = Dp + 2Mn D e = ( M n / C o s ) ( z + 2 )cos z De 2 Mn

cos

30 72 2 2

C o s = 0.88235 = 28 Preparado por Ing Olger Prez M Sc,

Dp = Ma x z =( M n / C o s ) ( z )

Dp

2 x30 cos 28 0

Dp = 68 mm

j = * 0,16 M 0,25 M

j = 0,25 x 2 j = 0,5 mm

Pn = Mn x

P = 2 x 3,1416 P = 3.28 mm

Nv = 40 / z

Nv = 40/30 Nv =1vuelta + 10Agujeros / 30disco

a = Mn

a = 2 mm

b=

Mn + j

b = 2 + 0,5 b = 2, 5 mm

Ph

Dp * tan

Ph

68 * tan 28 0

Ph = 401.776 mm

Rt

Ph 40 * Pm

Rt

401.776 40 * 6

Rt = 1.67 Nota: El juego de ruedas dentadas se determinar en tablas

Procedimiento para la elaboracin de la rueda: Como primer aspecto fundamental antes de realizar cualquier operacin de maquinado es indispensable verificar si el material cumple con las medidas establecidas en el plano respectivo. Preparar la fresadora ( fijar el divisor, contrapunto, eje porta fresas,) Seleccionar la fresa apropiada (mdulo, nmero de dientes, ngulo de presin).


Fijar la fresa en el eje porta fresas, observando que el giro de la misma sea contrario al sentido de apriete de la rosca del eje. Apretar la fresa posteriormente al montaje de la luneta Colocar la pieza en el divisor, verificando su paralelismo respecto a la mesa longitudinal y al cuerpo de la mquina, as como de la concentricidad con la ayuda de un reloj comparador. Centrar la fresa respecto a la pieza Poner en funcionamiento la mquina Con la herramienta en movimiento, rozar la pieza y poner en cero el tambor del carro vertical. Bloquear los carros que no participan con movimiento en el proceso Desbloquear el seguro del disco del divisor Armar el sistema de transmisin de movimiento entre el divisor y la mesa Inclinar la mesa al ngulo calculado Verificar si el paso real es igual al calculado Realizar un pre fresado ( sealar el contorno de la pieza ) Si el mdulo es de valor pequeo profundizar la altura calculada de lo contrario realizaremos el tallado de dos pasadas o ms cuando el valor sobrepase del mdulo 4. Tallar los dientes. Al terminar la pasada de avance bajar la mesa una vuelta, para evitar que al retorno la herramienta corte los dientes ya elaborados. Una vez que se regresa al inicio debemos eliminar el juego del divisor desplazando la mesa hacia atrs y luego hacia adelante un par de vueltas para proceder a dar la siguiente divisin. Subir la mesa para proceder a tallar el siguiente diente. Repetir los dos pasos anteriores hasta culminar la elaboracin de la rueda.

Una vez terminada la elaboracin de nuestra rueda dentada es aconsejable tomar en cuenta las siguientes indicaciones. Eliminar rebabas y filos cortantes de la rueda Limpiar la rueda para entregar al cliente Hacer una minuciosa limpieza de la mquina y sus contornos


Fig4.2 Proceso de elaboracin de una rueda dentada helicoidal

Control y Verificacin

Tenemos tres formas de verificar si los dientes estn bien realizados: a) Calibre de doble cursor: Este instrumento mide el espesor del diente y la cabeza del diente a la vez, mientras el un cursor se apoya sobre el dimetro primitivo el otro va en el dimetro exterior.

b) Micrmetro de platillos : Mide el vaco interpuesto del ngulo de presin y el nmero de dientes de la rueda su valor se determina en tablas anexas a dicho instrumento.

c) Rodi l l os

c a l i bra dos : La medicin se hace con rodillos calibrados intercalados entre dientes opuestos, en el caso de dientes pares se har con dos rodillos y para dientes impares con tres rodillos.


Fig4.3 Centrado de la fresa

Para fresar bien una rueda en la fresadora, es menester elegir bien la herramienta; centrarla radial y axialmente. y con respecto a la rueda; juste a cada divisin, y exacta profundidad de pasada.

Fig4.4 Proceso de verificacin

de una rueda dentada







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Tema: Elaboracin de ruedas dentadas de dientes Helicoidales

1. Qu es una rueda dentada de dientes helicoidales? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

2. En qu se diferencian una rueda dentada de dientes rectos y una de dientes helicoidales? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

3. Cules son las ventajas de una rueda dentada de dientes helicoidales? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

4. Qu desventaja cree Ud. que existe en las ruedas helicoidales?, razone su respuesta. _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

5. Qu es el mdulo axial? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ Preparado por Ing Olger Prez M Sc,

6. Qu es el dimetro primitivo? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

7. Qu es el paso circular en una rueda dentada? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

8. Dnde es el punto de tangencia de dos ruedas dentadas que engranan entre s? _____________________________________________________________

9. Escriba las frmulas que necesita aplicar para encontrar los datos necesarios para fabricar una rueda dentada de dientes helicoidales. _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

10. Explique la diferencia entre mdulo axial y mdulo normal. _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

11. Escriba un breve procedimiento (5 pasos) para tallar una rueda dentada de dientes helicoidales. _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ ____________________________________________________________


12. Describa la diferencia en la elaboracin de las ruedas dentadas de dientes rectos y las de dientes helicoidales. _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

13. Qu dificultad o imperfeccin le encuentra Ud a cada mtodo de verificacin de los engranajes. _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

14. Cmo se denomina a las herramientas utilizadas para tallar ruedas dentadas? _____________________________________________________________

15. Es lo mismo ngulo de presin que ngulo de la hlice, por qu? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

16. El nmero de dientes en una rueda dentada de dientes helicoidales puede variarse sin que se modifique el dimetro exterior de la pieza, por qu? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________

17. Determine el mdulo necesario para fabricar un engranaje de 17 dientes dimetro exterior de 38 milmetros y un ngulo de la hlice de 20 grados.





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Tema: ---------------------------------


a. _____________________________________________ _____________________________________________ b. _____________________________________________ _____________________________________________ c. _____________________________________________ _____________________________________________


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___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________


___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________

4. Instrumentos ________________ ________________ ________________ ________________ ________________

Herramientas _______________ _______________ _______________ _______________ _______________

Accesorios _____________ _____________ _____________ _____________ _____________

5. Conclusiones: ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________

6. Recomendaciones:

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Prctica. N. - 5

Ttulo: Elaboracin de ruedas dentadas de dientes cnicos

Objetivo:

Al trmino de sta unidad el alumno podr elaborar ranuras iguales y equidistantes, en un cilindro tronco-cnico con una fresa de forma adecuada, y desplazamientos determinados para obtener ruedas dentadas cnicas de manera satisfactoria y sin control del profesor.

Marco Terico:

Ruedas dentadas cnicas

Las ruedas dentadas cnicas son una aplicacin particular de las ruedas de dientes rectos, con la diferencia que los dientes sta vez se los labra sobre un eje tronco-cnico en lugar de un eje cilndrico.

El objetivo de los engranajes cnicos es el de cambiar el sentido del movimiento por ejemplo la rueda dentada uno (1) tiene su eje horizontal y al engranar con la segunda (2), ste movimiento horizontal se convierte en vertical aunque tambin podra ser una direccin inclinada.

En las ruedas dentadas cnicas es importante tomar en cuenta que los dientes no tienen la misma perfeccin que en los casos anteriores , pues al trabajar en dimetros decrecientes o crecientes la cabeza del diente va tomando una forma trapecial, la cual es necesario corregir con movimientos adicionales del divisor, lo que no sucede en ruedas de dientes rectos, ni helicoidales, pues all el diente se Preparado por Ing Olger Prez M Sc,

obtiene de una sola pasada, por ello muchas veces hay que concluir los dientes de la rueda cnica incluso a lima.

Fig4.1 Ruedas dentadas cnicas

Cabe resaltar que en las ruedas dentadas cnicas existen dos mdulos el uno (M) es el que corresponde al dimetro exterior del cono, mientras (Mi) corresponde al mdulo tomado en el dimetro menor del mismo

Definiciones Principales: Pin: Rueda dentada de mayor nmero de dientes.

Rueda: Rueda dentada de menor nmero de dientes.

CONVECCIN DE SMBOLOS

DIAGNOSTICO: Los smbolos utilizados para la elaboracin de ruedas dentadas son diferentes dependiendo del autor y al origen del mismo, (pero desarrollndolos tericamente van haca la misma definicin) lo que conlleva a una gran dificultad, pues en la aplicacin de frmulas para calcular dichas ruedas se utiliza solo los smbolos y no los nombres para ahorrar tiempo y espacio, por ende mencionadas frmulas no llevan el mismo mensaje para todos los destinatarios. Preparado por Ing Olger Prez M Sc,

Es por eso que se necesita unificar todos los signos para uso interno y de los usuarios de ste manual y as hablar el mismo lenguaje matemtico para los clculos correspondientes.

OBJETIVO:

Unificar todos los signos para uso interno y de los usuarios de ste manual y as hablar el mismo lenguaje matemtico para los clculos correspondientes.

DESAROLLO:

Nombre

Smbolo

Dimetro exterior Dimetro primitivo de la rueda Dimetro primitivo del pin Dimetro interior Dimetro primitivo de la parte interna del cono Mdulo Mdulo de la parte interna del cono Altura total Pie del diente (dedemdun) Cabeza del diente (adendum) Juego ngulo de presin Nmero de vueltas en el plato Nmero de dientes de la rueda Nmero de dientes del pin Longitud del diente Longitud de la generatriz primitiva ngulo primitivo

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