PROCESOS DE MECANIZADO E INTRODUCCIÓN AL CNC Fausto A. Maldonado G. M.Sc. Procesos de Fabricación [email protected] Procesos de Mecanizado 2 FRESADORA 3 TORNO 4 TALADRO 5 Características de los procesos de mecanizado Operación de mecanizado en la que se usa una herramienta de múltiples filos (fresado y taladrado) o un solo filo de corte (torneado). En torneado la herramienta se desplaza linealmente (avance) de forma diametral y longitudinal al eje de rotación de la pieza de trabajo. En fresado el eje de rotación de la herramienta puede ser paralelo o perpendicular a la dirección de desplazamiento lineal (avance). En taladrado la herramienta se desplaza (avance) sólo paralelo al eje de rotación de la misma mientras la pieza de trabajo se mantiene estática. La forma geométrica creada por el fresado es una superficie plana, sin embargo, se pueden crear otras formas por la trayectoria o geometría de la herramienta de corte. En torneado se crearán geometrías en revolución y en taladrado se generarán principalmente agujeros. El fresado es una operación de corte interrumpido, los filos de corte entran y salen del trabajo en cada revolución. El torneado es una operación de corte constante (depende de geometría de la pieza de trabajo). El taladrado el corte es constante (alta fricción). 6 Movimientos para el corte Movimiento principal: Rotacional (Velocidad de corte). Movimientos secundarios: Desplazamientos lineales (Profundidad de corte y Avance). 7 Parámetros de corte La velocidad de corte se determina en el diámetro exterior. Esto puede ser convertido en RPM (N) con la fórmula: 𝑉𝑐 𝑁= 𝜋𝐷 Vc: Velocidad de corte (mm/min) D: Diámetro del elemento en rotación (mm) N: Revoluciones por minuto (RPM) 8 Parámetros de corte El avance es usualmente dado en mm por diente (f) para la fresadora y en mm por revolución en torno y taladrado. Esto puede ser convertido a avance lineal mm/min (fr): f r = Nn t f N: Revoluciones por minuto (RPM) nt: Número de dientes (1 para torno y taladrado) f: Avance en mm/diente o mm/rev 9 Parámetros de corte La profundidad de corte o profundidad de pasada (p) es la profundidad de la capa arrancada de la superficie de la pieza en una pasada de la herramienta y se define de acuerdo a la longitud de corte que posea dicha herramienta. 10 Parámetros de corte 11 Desbaste y Acabado DESBASTE: Remoción de gran cantidad de material tan rápido como sea posible (forma cercana a la requerida). Las operaciones para desbaste se las realizan a altas velocidades y profundidades. ACABADO: Completar la geometría y alcanzar dimensiones finales, tolerancias y acabado superficial. Las operaciones de acabado se realizan a bajas velocidades de avance y bajas profundidades. Supone mayor tiempo de mecanizado. 12 Cálculo de Parámetros de Corte 1. Seleccionar la velocidad de corte adecuada, para ello, se debe tomar en cuenta el tipo de proceso, características de la materia prima y herramienta de corte (utilizar tablas con velocidades de corte recomendadas). 2. Calcular la velocidad de rotación a colocar en la máquina (RPM). 3. Seleccionar la velocidad de avance adecuada, para ello, se debe tomar en cuenta el tipo de proceso, características de la materia prima y herramienta de corte (utilizar tablas con velocidades de avance recomendadas). 4. Calcular velocidad de avance lineal (mm/min). 5. Definir la profundidad de corte de acuerdo a las características de la herramienta. 13 Cálculo de Parámetros de Corte 14 Cálculo de Parámetros de Corte 15 Cálculo de Parámetros de Corte 16 Cálculo de Parámetros de Corte 17 Cálculo de Parámetros de Corte 18 Cálculo de Parámetros de Corte 1. En una máquina fresadora se va a maquinar acero, para ello, se utiliza una fresa de metal duro con 20 mm y 3 dientes. Determine las RPM y la velocidad de avance que se deben emplear. 2. Se pretende fresar una aleación de aluminio empleando una fresa HSS de 5 mm y 2 dientes. Determine las RPM y velocidad de avance que se deben emplear para condiciones de desbaste y acabado. 19 Maquinaria CNC y sus características La máquina CNC mediante un sistema automatizado (Control Numérico Computarizado) ingresa valores numéricos (medio de entrada), que son almacenados y automáticamente leídos para generar el movimiento en la máquina que se está controlando. El control computarizado está diseñado para controlar los siguientes parámetros en la máquina: – Velocidad de rotación y avance. – Movimiento de la herramienta/mesa de trabajo. El operador carga un patrón (movimiento) programado al computador (que está conectado a la máquina) y luego ejecuta el código. 20 Fresadora CNC Industrial 21 Torno CNC Industrial 22 Partes de una fresadora CNC 23 Tornillo sin fin convencional 24 Husillo de bolas 25 Esquema de conexiones de un sistema CNC 26 Pasos a seguir en un proceso CNC 1. Desarrollar el modelo 3D de la pieza: AutoCAD, Inventor, SolidWorks, etc. Posteriormente, generar el plano de construcción. 2. Decidir las operaciones de mecanizado para la parte que queremos producir y escoger las herramientas de corte adecuadas. 3. Proyectar la trayectoria de corte a seguir por la herramienta para escribir el programa o utilizar CAM para seleccionar operaciones y generar el código. 4. Verificar/Editar el programa (por medio de simulación). 5. Cargar el programa en la máquina y verificar/editar de ser el caso (en la máquina real). 6. Correr el programa y maquinar la pieza. 27 28
