Dept. de Ingeniería Mecánica y Fabricación Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla

Transcripción

1 Proyecto Fin de Carrera Ingeniería Aeronáutica Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Autor: Pablo García Ortega Dept. de Ingeniería Mecánica y Fabricación Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2015 i

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3 Proyecto Fin de Carrera Ingeniería Aeronáutica Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Autor: Pablo García Ortega Tutor: Domingo Morales Palma Profesor contratado Doctor

4 Dept. de Ingeniería Mecánica y Fabricación Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2015 iv

5 Proyecto Fin de Carrera: Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Autor: Pablo García Ortega Tutor: Domingo Morales Palma El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros: Presidente: Vocales: Secretario: Acuerdan otorgarle la calificación de: Sevilla, 2015 El Secretario del Tribunal

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7 Resumen El presente proyecto surge en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Fabricación siguiendo la línea de las investigaciones que se han estado llevando a cabo sobre fabricación de piezas con las máquinas-herramientas del taller haciendo uso del programa CATIA V5. El objetivo de este proyecto es, en primer lugar, realizar un modelado del torno de control numérico EMCOTURN 220 y posteriormente se ha decidido complementar dicho trabajo con el desarrollo de un material de carácter docente que pudiera ser útil para el alumnado. Dicho material pretende cubrir las principales herramientas disponibles en CATIA V5 destinadas al mecanizado y simulación de mecanizado para tornos.

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9 Índice Resumen vii Índice ix 1 Introducción Contexto Objetivos Estructura del documento 14 2 Tornos CNC y EMCOTURN Descripción Funcionamiento y Operaciones Ventajas y desventajas de los tornos CNC respecto a tornos convencionales EMCOTURN Descripción Elementos que la componen Herramientas y torreta revólver 23 3 Modelado del torno en CATIA v Modelo de EMCOTURN Componentes estructurales Ensamblaje de componentes y construcción de la máquina herramienta Dificultades encontradas y propuesta de un modelo sencillo 35 4 Torneado de piezas en CATIA V Introducción a Lathe Machining 38 ix

10 Introducción x 4.2 Operaciones de torneado Rough Turning Recess Turning Groove Turning Profile finish turning Thread turning Operaciones axiales Taladrado Herramientas Herramientas de torneado Herramientas de taladrado Velocidades Macros 53 5 Ejemplos de piezas mecanizadas Ejemplo Herramientas Fase Fase Ejemplo Herramientas Fase Fase Ejemplo Herramientas Fase Fase Otros ejemplos Ejemplo Ejemplo Ejemplo Ejemplo Conclusiones y trabajos futuros Conclusiones Trabajos futuros 94

11 xi Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Referencias 97 Anexo 99

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13 1 INTRODUCCIÓN 1.1 Contexto Este proyecto surge a raíz de una serie de trabajos realizados por el Departamento de Fabricación, en los que se pretende modelar diversas máquinas-herramientas situadas en los talleres de la universidad. En este proyecto se modelará un torno de control numérico para programas CAD/CAM. Actualmente los programas de diseño y fabricación asistida por ordenador tienen una gran importancia en la industria y ofrecen un interesante y extenso abanico de posibilidades. Además de la posibilidad de realizar el programa que posteriormente se implemente en la máquina-herramienta, tendremos la opción de analizar resultados y comprobar que no existan colisiones. En concreto se hará uso del programa CATIA V5, que nos permitirá realizar lo indicado en el apartado anterior. Además este programa cuenta con una gran presencia en el mundo laboral. Este trabajo pretende ser uno más de los realizados en el departamento utilizando CATIA V5. Otros trabajos que se han llevado a cabo recientemente en este departamento utlizando este programa son los siguientes: Mecanizado de componentes aeronáuticos en centro de mecanizado de 2'5 ejes EMCO VMC-200. Fabricación de piezas más complejas (componentes aeronáuticos, prótesis dentales, etc.) mediante mecanizado de alta velocidad en centro de mecanizado de 5 ejes MIKRON HSM 400. Generación de las trayectorias de un punzón para conformado incremental de chapa en la EMCO VMC-200. Modelo de las otras máquinas-herramienta de control numérico que existen en el 13

14 14 Introducción taller del departamento así como del torno paralelo Pinacho Mod. T Objetivos Con este proyecto se pretende tener a disposición del departamento un modelo de un torno de control numérico real y que se encuentra disponible en los laboratorios del departamento. Además se quiere que sirva como recurso de carácter pedagógico que sirva de utilidad para el personal del departamento. Se han establecido los siguientes objetivos concretos: Modelar en CATIA V5 un torno de control numérico EMCOTURN 220, con sus principales componentes. Realizar una documentación que aporte una información estructurada y de valor para ser utilizada como material didáctico en la docencia del departamento. Además se pretende que dicha documentación pueda ser utilizada directamente por el alumno si así lo precisara. Simular los mecanizados de varias piezas de ejemplo tal y como se mecanizarían en una máquina como la modelada en este proyecto. 1.3 Estructura del documento En el primer capítulo de este documento se realiza una breve descripción de la máquina sobre la que trata el proyecto. Previamente se dará también un poco de información sobre los tornos y los tornos de control numérico desde un punto de vista más genérico. Tras este capítulo, se explicará cómo se ha realizado el modelado de la máquinaherramienta de control numérico. Para ello se hablará en primer lugar del modelado de las

15 15 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC partes que componen el producto final y posteriormente sobre su ensamblaje y sobre cómo proporcionarle las propiedades de mecanismo. También se detallarán las dificultades obtenidas. En el siguiente capítulo se detallará la información necesaria para realizar simulaciones de mecanizado en un torno mediante el programa CATIA V5. Para ello se dará información sobre las funciones más importantes del módulo Lathe machining y de las distintas operaciones posibles. Posteriormente, se dan algunos ejemplos de piezas mecanizadas utilizando las herramientas que se explican en el capítulo anterior. Se elegirán como ejemplos distintas piezas que puedan realizarse haciendo uso del modelo de torno aquí realizado. Por último se incluyen las conclusiones que se obtienen del proyecto y las líneas de trabajo que podrían seguirse en un futuro para realizar otros trabajos.

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17 2 TORNOS CNC Y EMCOTURN 220 Como ya se ha indicado, se pretende modelar un torno de control numérico. Por ello, recordaremos algunas propiedades que tienen estas máquinas-herramientas. 2.1 Descripción Un torno, ya sea CNC o clásico, es un conjunto de máquinas y herramientas con los cuales se puede mecanizar una pieza de revolución. Para ello se hará girar la pieza a una determinada velocidad y se le acercará una herramienta de corte en un movimiento regulado de avance contra la superficie de la pieza. El movimiento de las herramientas se hará con la ayuda de unos carros que se desplazarán guiados a través de unos rieles. Habrá un carro que se desplazará en una guía paralela a la de giro de la pieza, a ésta se le conoce como eje Z. También habrá un carro que se moverá a lo largo de una dirección transversal, o eje X. En los tornos manuales también podremos tener un tercer carro o charriot que se podrá inclinar y servirá para la mecanización de conos. Esto no será necesario en los tornos de control numérico ya que la máquina se encargará del desplazamiento simultáneo de los otros dos carros consiguiendo el ángulo deseado. Los tornos CNC cuentan con estas características y les diferencia del resto de tornos el hecho de que puedan ser programados numéricamente por ordenador. Esto ofrece una gran precisión y una mayor capacidad de producción. En las figuras 2.1 y 2.2 podemos ver un ejemplo de un torno convencional y otro de control numérico, respectivamente. 17

18 18 Tornos CNC y EMCOTURN 220 Figura 2.1 Torno convencional Figura 2. 2 Torno CNC 2.2 Funcionamiento y Operaciones Los elementos encargados de realizar el mecanizado de la pieza son el husillo y la herramienta de corte. Mediante programación se podrá controlar tanto la velocidad de rotación del husillo, es decir, la velocidad de corte, como el movimiento de la herramienta de corte. Esto último se realizará mediante el desplazamiento de los carros, en los que irá

19 19 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC instalada la torreta portaherramientas. Las principales operaciones que se realizan en un torno CNC son las siguientes: Cilindrado: consiste en el mecanizado exterior o interior de las piezas de forma que se reduzca el diámetro exterior en el primer caso o se aumente el diámetro sin material interior, en el segundo. Para ello se procederá de forma que la herramienta y el carro transversal formen un ángulo de 90º. El carro se mueve de forma paralela al eje de la pieza en su movimiento de avance. En la de la derecha podemos ver un Figura 2.3 esquema de la operación. Refrentado: es la operación mediante la cual se mecaniza el extremo de la pieza en el plano perpendicular al eje de la pieza. La herramienta va penetrando desde el extremo de la pieza, obteniendo así la forma deseada. Se detalla un esquema de esta operación en la figura 2.4. Figura 2. 4 Ranurado: consiste en el mecanizado de unas ranuras cilíndricas de anchura y profundidad variables en la pieza. Torneado de conos: es una operación similar a la de cilindrado pero en la que el movimiento de la herramienta no es paralelo al eje, sino que también tiene una componente perpendicular a este. Aunque tenga una complejidad mayor en un torno tradicional, estos son simples de realizar mediante control numérico. Taladrado: muchas de las piezas que son torneadas también requieren de un

20 20 Tornos CNC y EMCOTURN 220 taladrado en el eje de rotación. Se suele realizar una operación de taladrado antes de proceder a un mecanizado interior, como forma de desbaste rápido de material. Roscado: mientras que en los tornos paralelos se realizan mediante la Caja Norton, en los tornos CNC se programan los datos de las roscas, sin necesidad de ésta. Pueden ser roscas tanto interiores (tuercas), como exteriores (tornillos). 2.3 Ventajas y desventajas de los tornos CNC respecto a tornos convencionales Con los tornos de control numérico se pueden conseguir varias ventajas frente a los tornos convencionales: Posibilidad de mecanizar piezas más complejas. Mayor precisión en el mecanizado al reducir los errores humanos. Cambios de herramientas rápidos y automáticos. Reducción en tiempos de mecanizado Gran capacidad de producción. Sin embargo, también puede presentar algunas desventajas, como por ejemplo: Necesita una elevada inversión. No produce rentabilidad a bajas ocupaciones. Necesidad de realizar un programa de mecanizado. 2.4 EMCOTURN 220 El torno que se ha modelado es el EMCOTURN 220, el cual podemos encontrar en los talleres del departamento. Esta máquina fue desarrollada por el grupo EMCO, que surge como unión de varios proveedores de máquinas-herramientas. Dicho grupo tiene su sede actualmente en Salzburgo, Austria. Además dispone de plantas de producción en Alemania, Italia y Chequia así como varias sedes de distribución y ventas en Alemania, Italia, Francia, España

21 21 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC y los EE.UU. Con más de 140 sucursales de ventas y asistencia técnica, EMCO está representada a nivel internacional en todos los mercados significantes. El Grupo EMCO cuenta actualmente a nivel mundial con un staff de 630 empleados y especialistas Descripción La máquina-herramienta EMCOTURN 220 es un torno de control numérico desarrollada a finales de los Elementos que la componen Cómo vemos en la figura está compuesta por dos grandes elementos, la mesa de trabajo y la mesa de control. Figura 2.5 EMCOTURN 220

22 22 Tornos CNC y EMCOTURN 220 De forma más detallada, en la mesa de trabajo, se pueden distinguir los siguientes elementos: Bastidor: dispone de una bandeja recogevirutas, un dispositivo recogedor de piezas mecanizadas que puede activarse de forma automática y un sistema refrigerante. Está construido en acero. Bancada: sobre ella van montados el cabezal del husillo, la unidad del carro y el contrapunto. Se encuentra atornillada al bastidor de la máquina de forma que no sea posible deformación alguna por tensado para evitar problemas de precisión al operar. Unidad del carro: los carros tiene como objetivo desplazar las herramientas a lo largo de su dirección. En la máquina que nos ocupa tenemos carro longitudinal y transversal, estos se deslizan a través de guías de cola de milano rectificadas de alta precisión. Estas deben ser diseñadas de forma óptima. Además la holgura se puede ajustar por medio de regletas de cuña cónicas. Los carros están cubiertos completamente para así impedir que haya influencia por las virutas o el refrigerante, además de por motivos puramente estéticos. Husillo principal: se encarga de soportar la pieza en su extremo y transmitirle la rotación a lo largo de su eje. Queda soportado en 4 cojinetes radiales de bolas con contacto angular. El cabezal está dispuesto de una forma termosimétrica para evitar desviaciones de alineación al operar. Torreta portaherramientas: va fijada a la unidad del carro. Contrapunto: servirá de apoyo para las piezas excesivamente largas, de forma que se

23 23 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC rebajen las desviaciones producidas por las vibraciones de la pieza. Figura 2.6 Zona de trabajo Herramientas y torreta revólver La máquina-herramienta ofrece la posibilidad de trabajar con hasta 16 herramientas distintas, de acuerdo al manual, aunque sólo ocho podrán montarse de forma simultánea. Para ello se instalarán en la torreta porta-herramientas de forma que el propio torno pueda cambiar entre ellas automáticamente.

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25 3 MODELADO DEL TORNO EN CATIA V5 Para llevar a cabo el modelado de la máquina-herramienta se ha utilizado el software de diseño asistido por ordenador CATIA V5, de la compañía Dassault Systèmes. En concreto, se ha utilizado la versión V5 R20. Se deberá hacer uso de varios de los módulos de CATIA. También cabe indicar que aunque para realizar el mecanizado de las piezas solamente entraran en juego unas partes del modelo; que, obviamente, se ha realizado con la mayor fidelidad posible a la realidad; se ha pretendido ser fiel también con aquellas menos importantes. Con esto se pretende crear un buen impacto visual que logre llamar la atención al posible usuario. 3.1 Modelo de EMCOTURN 220 Como se ha dicho anteriormente, se ha partido de una máquina real ubicada en los laboratorios. Es por ello que, en primer lugar, se han debido de tomar las medidas necesarias con ayuda de una cinta métrica y un pie de rey. Este proceso debe realizarse con la mayor precisión posible ya que, aunque de primeras no suponga un problema para el modelado gráfico, pueden surgir muchas adversidades a la hora de proporcionarle las propiedades de máquina-herramienta. Una vez tomadas las medidas se modelan las distintas partes involucradas Componentes estructurales En el capítulo anterior se vieron los distintos componentes que componen la máquinaherramienta EMCOTURN 220. Veamos ahora como se han modelado estos y los resultados obtenidos. Para realizar los distintos componentes se ha hecho uso del módulo Part Design.Dicho 25

26 26 Modelado del torno en CATIA v5 módulo nos ofrece la posibilidad de crear perfiles o bosquejos, un sketch, y a partir de estos realizar modelos 3D utilizando algunas opciones como; extrucciones, pad; o revoluciones, shaft, entre otros. A continuación veremos los distintos parts que se han modelado. Para tener una mejor visión se van a organizar según el grupo al que pertenezcan: parte fija, torreta o husillo Componentes de la parte fija A pesar de que no va a ser necesario realizar ningún movimiento entre sus partes se han modelado distintas partes que convergerán en un mismo product. Esto se ha decidido así por simplificar y porque se ha visto como un proceso más intuitivo. En primer lugar se ha realizado la mesa de trabajo. Como se puede apreciar en la figura 4.1 se han intentado añadir algunos detalles vistosos que causen buena impresión y así obtener un buen impacto visual como se comentaba anteriormente. Figura 3.1 Mesa de trabajo En la figura 4.2 podemos verlo desde otra perspectiva y de mejor manera se aprecia lo que supondrá el área de trabajo. En ambas figuras se puede distinguir el lugar que ocupará el husillo.

27 27 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Figura 3.2 Mesa de trabajo Por otro lado se ha realizado la mesa donde se sitúa el panel de control. También se ha pretendido ser fiel a la realidad, para ello se le ha añadido el mayor número de detalles posibles. Podemos ver como ha quedado el modelo en la figura 4.3. En último lugar sólo quedan los parts correspondientes al punzón, para sujetar aquellas piezas de demasiada longitud, evitando así las excesivas vibraciones, y la pieza en la que va montado el punzón. En las figuras 4.4 y 4.5 se ve el punzón y donde va montado éste, respectivamente.

28 28 Modelado del torno en CATIA v5 Figura 3.3 Mesa de control Figura Punzón Figura 3.5 Caja punzón

29 29 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Componentes de la torreta Para el desarrollo de la torreta se necesitarán varios componentes auxiliares y ficticios para poder simular los movimientos. En este apartado vamos a centrarnos en los componentes principales, dejando la explicación y necesidad de los otros para más adelante. El primer componente realizado es la propia torreta. Como se indicó anteriormente tiene una capacidad máxima de ocho herramientas al mismo tiempo. Si nos fijamos en la figura 4.6 se ve que se ha añadido un cilindro en la parte posterior que iría ubicado en el interior del carro. Esto se realiza para poder añadir las restricciones y movimientos en un futuro. El otro componente principal de la torreta es el carro, encargado de los movimientos en los ejes Z y X. El carro está compuesto por dos piezas, una la que vemos en la figura 4.7 y que soportará a la torreta mientras que la otra es una placa situada en la pared de la bancada y que moverá tanto a la pieza anterior como a la torreta. Podemos apreciar dicha placa en la figura 4.1. El movimiento a lo largo del eje X se deberá a la pieza que sujeta la torreta mientras que el del eje Z lo proporcionará la placa. Figura Portaherramientas Figura Torreta

30 30 Modelado del torno en CATIA v Componentes del husillo El modelado del husillo se ha realizado en dos piezas, una fija y otra móvil. Aunque la parte fija pertenezca a la mesa de trabajo, se ha añadido en el modelo del husillo para facilitar la tarea a la hora de darle las propiedades de husillo en CATIA. En la figura 4.8 se han añadido conjuntamente los dos parts. En tono beige vemos la parte fija mientras que la parte móvil está coloreada en gris. Figura 3.8 Husillo Ensamblaje de componentes y construcción de la máquina herramienta En este paso se ha hecho uso de los módulos Assembly Design y Machine Tool Builder de CATIA. El módulo Assembly Design nos permitirá ubicar los distintos parts realizados y combinarlos entre ellos. Para ello podremos tanto arrastrar la pieza a ubicar como crear restricciones geométricas entre los componentes, ya sean coincidencia de líneas, planos, distancias a un plano, Por último, con el módulo Machine Tool Builder podremos darle las propiedades a la máquina. Con este módulo ubicaremos los puntos y ejes de montaje de piezas y

31 31 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC herramientas, velocidades, límites, etc Una vez realizado todo esto obtenemos el siguiente resultado. Figura EMCOTURN 220 en CATIA V5 Como en el subcapítulo anterior, organizaremos según parte fija, torreta o husillo Parte fija Para ensamblar la parte fija únicamente se ha hecho uso del módulo Assembly Design. Se ha utilizado la mesa de trabajo como parte fija y se le ha añadido los dos componentes del punzón y la mesa de control. No debemos olvidar una restricción importante. Se ha de crear un offset (distancia entre planos) entre el punzón y la caja que le contiene. Este offset podrá ser cambiado según la pieza que se vaya a mecanizar. Adaptándolo así para que sujete a la pieza mientras se realiza el mecanizado.

32 32 Modelado del torno en CATIA v Torreta Para crear la torreta además del Assembly Design se tendrá que hacer uso del módulo Machine Tool Builder. En primer lugar, una vez dentro del módulo Machine Tool Builder, se creará una nueva máquina, a esta máquina se le otorgarán propiedades de Turret. Siguiendo el proceso que se indica en los manuales de CATIA, vemos que podremos tener dos tipos de torretas. Nuestro caso se corresponde con el de torreta rotatoria con múltiples puntos de montaje de herramienta. En este caso todas las herramientas estarán ya colocadas durante el mecanizado. El manual también nos dice que este tipo de torreta deberá tener tres ejes, los X y Z ya comentados y, además un eje C de rotación de la torreta. Para cumplir con lo anterior, y como se adelantó en el apartado anterior, se ha optado por introducir la placa embellecedora en el modelo de la torreta. Por esta placa se moverá una guía, teniendo así el movimiento axial simulado mediante un prismatic joint. Para modelar el movimiento radial se hace que la caja que soporta la torreta se mueva a lo largo de la guía con otro prismatic joint. Finalmente se añade la torreta y se le introduce el giro mediante un revolute joint. Una vez ensambladas todas las partes, se procederá con las propiedades de la torreta: Home Position: para ello posicionamos la torreta de igual manera que se encuentra en el laboratorio. Tool Change Position: se utilizará la misma posición que para la Home Position. Travel limits: se ha establecido partiendo de la Home Position y de acuerdo a lo indicado en el manual de la máquina-herramienta. En la figura podemos ver un extracto de dicho manual.

33 33 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Figura 3.10 Tool Mount Points: esta es la parte más compleja, ya que es tarea fácil alinear los ejes de la forma deseada y se tienen geometrías complejas para realizar esta labor en los ocho huecos correspondientes. Para realizarlo se ha hecho uso del compass de CATIA. Speed and acceleration limits: tan solo hay que añadir las velocidades y aceleraciones que puede alcanzar el mecanismo en cada grado de libertad.

34 34 Modelado del torno en CATIA v Husillo El modelado del husillo es bastante más simple que el de la torreta. Para el ensamblaje tan sólo disponemos de dos componentes y ha bastado con utilizar un Revolute joint. Las propiedades necesarias para la definición del husillo son las siguientes: Home position: tan solo hay un grado de libertad que se corresponde con el giro. Se quedará en 0. Workpiece Mount Point: se tendrá que ubicar el punto de montaje de la pieza. Hay que prestar especial atención a los ejes y su correcta colocación. Como vemos en la figura el eje Z es normal a la superficie mientras que el X se situa hacia arriba. Speed and acceleration limits: tan solo habrá que definir la velocidad y aceleración angular máxima del husillo. De acuerdo al manual vemos que tiene un rango de trabajo de rpm. De la aceleración no tenemos datos, por ello se ha dejado la que viene por defecto Montaje completo Una vez se han realizado todos los componentes que componen la máquina, se procederá a su montaje. Para ello crearemos un nuevo product y accederemos al Machine Tool Builder. Dentro de este módulo vemos que se encuentra la opción New Mill Turn Machine Seleccionamos dicha opción y ya tendremos definido el product como torno. Una vez se ha hecho esto ya podremos insertar las distintas partes. En primer lugar, se insertará la parte fija y le añadiremos la restricción Ficed Part. Posteriormente añadiremos el husillo y la torreta mediante las opciones Insert Spindle e Insert Turret,, respectivamente.

35 35 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Ya tendremos todas las partes y solo nos quedará ensamblarlas correctamente en el módulo Assembly Design. 3.2 Dificultades encontradas y propuesta de un modelo sencillo En el desarrollo de la máquina se han tenido varias dificultades. La mayor adversidad se ha encontrado al conseguir que la máquina realizara los procesos de mecanizado correctamente. Se han dado diversos errores que han hecho tanto que la máquina no se moviera como que se moviera de manera aleatoria que nada tenía que ver con lo deseado. Esto ha sido así aun a pesar de que el proceso de mecanizado se ejecutaba correctamente antes de añadirle la máquina a la operación. Para detectar el origen del error se ha optado por crear un modelo sencillo como el que podemos ver más abajo. Con este modelo se pretende descartar fallos debidos a la geometría compleja de la máquina-herramienta EMCOTURN 220 en la que el plano de trabajo es un plano inclinado. Como apreciamos en la imagen el nuevo modelo consta de las mismas partes que el complejo. Sin embargo, se ha tratado que sea lo más fácil posible alinear la torreta y el husillo e indicarle correctamente los ejes de Figura 3.11 Modelo sencillo

36 36 Modelado del torno en CATIA v5 trabajo. Aun así no se ha conseguido el correcto funcionamiento de esta máquina. Esto hace pensar que los fallos no se deben a la geometría que se le ha dado a los distintos ejes, ya que aquí no ha habido opción a error. Se ha seguido investigando posibles causas del error pero no se ha llegado a ninguna conclusión. Tampoco habría que descartar errores debidos a fallos en el software.

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38 4 TORNEADO DE PIEZAS EN CATIA V5 En este capítulo se pretende explicar las herramientas de simulación de mecanizado para tornos en CATIA V Introducción a Lathe Machining Para ello se hará uso del módulo Lathe Machining. Este lo podremos encontrar en Start > Machining > LatheMachining. Una vez que hayamos entrado en él, deberemos acceder a las opciones de Part Operation, en el árbol, situado a la izquierda por defecto. Nos encontraremos con un menú como el siguiente: Figura 4.1 Part Operation 38

39 39 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC La primera opción que nos ofrece este menú es la de añadirle nombre y comentarios a la Part Operation. Después de esto en el siguiente icono, podremos acceder a otro menú en el que podremos elegir el tipo de máquina que se utilizará para el mecanizado. Para el caso que nos ocupa disponemos de tres tipos de máquinas, torno horizontal, vertical, o multieje, además de la opción de abrir un torno creado por nosotros. Al utilizar la última opción, aparecerán otras nuevas más abajo en las que se podrá configurar el husillo, la torreta así como podremos elegir el conjunto de herramientas a utilizar y la compensación. También se nos permite modificar algunas opciones del control numérico. En el segundo icono, se define el eje que se tomará como referencia para realizar el mecanizado. En el último, se elige el Product o Part a mecanizar. Una vez hayamos definido los tres punto anteriores se podrán establecer otras opciones en las distintas pestañas. Las más interesantes son las dos primeras, especialmente la primera, en la que debemos definir aquellas partes del Product que pertenezcan a pieza final, stock, o mordaza. En la segunda pestaña se debe definir el Home Point y el Tool Change Point. Cuando se hayan definido todos los parámetros anteriores deberemos crear un Manufacturing Program,, ligado al Part Operation. Con esto estaremos preparados para empezar a dar instrucciones de mecanizado. 4.2 Operaciones de torneado En primer lugar, antes de explicar las distintas operaciones de torneado disponibles, se debe tener en cuenta que para poder realizar muchas de las operaciones hay que tener previamente dibujadas las líneas de perfil de la pieza e incluso de la preforma para alguna

40 40 Torneado de piezas en CATIA V5 de las piezas. Más adelante podremos ver como esto nos será útil Rough Turning Para acceder a ella pinchamos en el icono siguiente menú con varias pestañas.. Con esto tendremos acceso al Figura Opciones Para crear la operación deben definirse una serie de parámetros. En primer lugar debemos elegir qué tipo de torneado queremos realizar, Longitudinal, Face, o Parallel Contour. Con esto, respectivamente, podremos realizar cilindrados, refrentados, o diractemente elegir que la herramienta siga el perfil de la pieza. En la imagen se puede elegir la profundidad de corte. En el caso del contorneado, como vemos a la izquierda, hay que introducir tanto el máximo axial como radial.

41 41 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Además podremos decidir si se quiere realizar un mecanizado exterior o interior en la pestaña Orientation Así como elegir por qué extremo de la pieza queremos que se realice mecanizado en Location. Figura 4.3 Por último, y que sea aplicable en este trabajo, podremos definir si realizar el contorneado de la pieza en todas las pasadas, la última o ninguna con la opción Part Contouring. También deberemos indicar si este contorneado tendrá en cuenta las muescas o huecos en el perfil de la pieza objetivo, para ello marcaremos, o no, el recuadro Recess machining. Accediendo a la segunda pestaña, Option, se puede elegir parte de la estrategia a seguir por la herramienta, como ángulos de seguridad o salida y distancias de ataque, entrada o salida. Puede verse en la figura 4.3. Figura Elección de elementos Para que la máquina sepa cómo ha de mecanizar la pieza, deberemos decirle el perfil que queremos que siga así como el perfil del stock. En la figura 4.5 el stock se corresponde con la zona azul y la pieza con la gris. Si accedemos a cada una de ellas podremos elegir el perfil. Aunque CATIA nos ofrece la Figura 4.5 opción de elegir el perfil con sus propias herramientas,

42 42 Torneado de piezas en CATIA V5 este también se puede realizar mediante un sketch desde el que podremos seleccionarlo directamente. Se ha optado por el último método en todas las piezas realizadas. Por último definiremos el plano hasta el cual se realizará el mecanizado, en caso de que queramos, es opcional. A modo de ejemplo, en las siguientes imágenes, se ven las elecciones de estos perfiles para un contorneado y el camino a seguir por la herramienta en el mecanizado. El caso de un refrentado o cilindrado es igual pero teniendo en cuenta las limitaciones de estas operaciones. Figura 4.6 Figura 4.7 Además, en este menú podremos elegir los distintos offsets. Estos serían; el radial, axial, del producto final, del stock y del límite final Recess Turning La operación Recess Turning será de utilidad para el mecanizado de huecos. Accedemos a esta operación a través del icono.

43 43 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Opciones Las opciones son similares a las anteriores, de nuevo hay que elegir si se trata de un mecanizado exterior o interior y por qué extremo se desea realizar el mecanizado. La principal diferencia que encontramos se encuentra en el Recessing Mode, con el que podemos decidir la trayectoria que cogerá la herramienta; un solo sentido y de forma paralela al eje de giro (one way), en ambos (zigzag), o un solo sentido pero siguiendo el contorno del hueco (parallel contour). Se ha podido comprobar durante la elaboración de las piezas que el tipo de trayectoria que siga la herramienta puede afectar al resltado final. En Figura 4.8 algunos casos no se mecaniza todo tal y como queremos. Por lo que hay que tener especial cuidado y comprobar la operación. De nuevo es aquí donde se le dará al programa la máxima profundidad de cada pasada, de forma equivalente a la del rough tourning Elección de elementos Se procede de la misma manera que con el rough tourning, aunque la imagen que nos muestre CATIA para realizar la elección sea diferente. En las imágenes siguientes vemos un ejemplo para este tipo de operación.

44 44 Torneado de piezas en CATIA V5 Figura Groove Turning La operación Groove Turning sirve para mecanizar muescas. Se representa en CATIA por el icono Opciones Accedemos a las opciones tal y como en las opciones anteriores. La estructura que sigue es igual. En este caso, podremos elegir, en primer lugar, la orientación. Las opciones son, interna, externa, frontal u otra, en la que podremos elegir el ángulo de la cara a mecanizar. En la imagen de la derecha podemos ver el menú en el que se ha elegido la última opción. También habrá que elegir por donde debe empezar el mecanizado, a la izquierda del hueco, Figura 4.10 derecho o centro del mismo. Y además indicaremos hacia qué lado debe de seguir la

45 45 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC herramienta, izquierda, derecha o si tan solo se hará una pasada. Como en casos anteriores se podrá hacer un contorneado de la pieza. Así como también se puede elegir que la herramienta penetre por niveles, de utilidad para huecos profundos. Si accedemos a la segunda pestaña, Option, se pueden decidir los angulos y distancias de salida y entrada de la herramienta. También podemos añadirle un ángulo de seguridad Elección de elementos En este caso tendremos un menú exactamente igual al Recess Turning. Elegimos el stock y la parte de la pieza a mecanizar Profile finish turning Figura 4.11 La acción Profile finish turning la utilizaremos para realizar acabados de la pieza. La podemos ver representada por el icono Opciones Esta acción tiene un menú ligeramente distinto a los anteriores. En primer lugar, observamos que ahora no será necesario definir el stock. Esto resulta lógico

46 46 Torneado de piezas en CATIA V5 ya que se presupone que al realizar una operación de acabado no hay mucho material sobrante que eliminar. Como siempre vemos que podemos elegir la orientación y el lado de la pieza a mecanizar. También podremos elegir si queremos que la herramienta penetre en los huecos siguiendo el perfil de la pieza. Otra nueva opción que aparece, que no hemos visto en las anteriores es la de poder decidir si queremos que mecanice las esquinas con formas circulares o angulosas. Si vemos el resto de pestañas, comprobamos que ahora existen tres más en lugar de una. En la primera de ellas, o segunda si contamos la pestaña General, se pueden cambiar los ángulos y distancias de entrada y salida como en los casos anteriores y como se realizarán estos, ya sea de forma circular o lineal. Además se podrán decidir los ángulos de seguridad. En la pestaña Corner Processing, se pueden elegir como queremos que se mecanicen las esquinas. Para cada esquina se podrá elegir entre normal, redondeada, o chaflanadas. Figura Elección de elementos Como se ha explicado anteriormente, esta tarea se simplifica para este tipo de operación, al no tener que elegir el stock.

47 47 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Figura Thread turning Esta operación se utiliza para la realización de roscados tanto interiores como exteriores. Se accede a través del icono Opciones En este caso tendremos tres pestañas, Thread, Strategy y Option. En la primera lo primero que hay que indicar, es el tipo de perfil que se quiere tener. Se puede elegir entre un perfil tipo ISO, trapezoidal, UNC, Gas u otro que realizaremos de acuerdo a nuestras necesidades. Si nos fijamos en el perfil ISO, que es el que se utilizará en los roscados de este documento, se ve que tan solo hay que añadirle el paso y el número de crestas a mecanizar. Después indicaremos, como en los demás casos, si es un roscado exterior o interior y también la orientación. Figura 4.14

48 48 Torneado de piezas en CATIA V5 En la segunda pestaña se indicará la estrategia a seguir por la herramienta. Para ello elegiremos profundidad o sección de corte constante y elegiremos, respectivamente, la máxima profundidad de corte o el número de pasadas, según hayamos elegido un tipo u otro. En la pestaña Option se pueden decidir las distancias desde las que realizara la entrada y hasta la que llega la salida de la herramienta También se puede decidir el ángulo al que sale la herramienta y la distancia a la que pasará ésta en su camino de vuelta para realizar otra pasada Elección de elementos Para elegir la parte a mecanizar tan solo tendremos que seleccionar la parte a la que se le desea hacer el roscado, de forma que CATIA sepa su diámetro y a continuación elegir los límites iniciales y finales. Figura Operaciones axiales En el módulo Lathe Machining se pueden realizar diversos mecanizados axiales compatibles con este tipo de máquina-herramienta. Grosso modo tenemos operaciones como taladrados, roscados y perforaciones.

49 49 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Taladrado La única que será de utilidad para nuestro trabajo será el taladrado. Esta operación nos será necesaria para hacer un orificio en la pieza de forma rápida desde el que posteriormente poder realizar el mecanizado interior. En concreto se hará uso del taladrado normal, o Drilling en CATIA. Podemos encontrarlo representado por el icono. Para llevar a cabo esta operación indicaremos la profundidad del taladrado y los puntos donde queremos que se realice. 4.4 Herramientas En cada operación se debe definir la herramienta que se utilizará para llevarla a cabo. Podremos elegir y crear nuestras propias herramientas en la tercera pestaña que aparece en el menú de la operación. Cabe indicar que tenemos distintas herramientas según el tipo de mecanizado que se vaya a efectuar. Groso modo, podremos distinguir entre operaciones de torneado y operaciones axiales Herramientas de torneado Al abrir la pestaña se aprecia que está dividido en tres partes. En la primera, se le puede dar un nombre a la herramienta y adjudicarle un número de herramienta. En la segunda, elegiremos el porta-herramientas que se utilizará. A priori tenemos cuatro tipos de porta-herramientas cada uno con una utilidad. Estos podemos verlos en la siguiente figura.

50 50 Torneado de piezas en CATIA V5 Figura Portaherramientas De izquierda a derecha, tenemos porta-herramientas para los siguientes tipos de operaciones. Mecanizado exterior. Mecanizado interior. Mecanizado de ranuras o huecos exterior. Mecanizado de ranuras o huecos interior. Mecanizado de ranuras o huecos frontal. Roscado exterior. Roscado interior. Como es lógico tendremos porta-herramientas verticales para el mecanizado exterior y horizontales para el interior, para así poder acceder más fácilmente en los huecos. Una vez hayamos seleccionado el soporte deseado, podremos personalizarlo. Para ello podremos partir de una base de datos de herramientas de CATIA a la que podremos acceder a través de la herramienta Search tool y seleccionando alguna de las bases de datos que encontramos en Look in. Por ejemplo, si vamos a la base de datos LatheInsertsAndHoldersSample tendremos una buena colección con 72 herramientas útiles para los torneados. Tras elegir la base desde la cual queremos partir, con una forma similar a la que deseamos, podremos darle las proporciones necesarias. También se pueden dar medidas desde cero con el porta-herramienta que viene por defecto, aunque con este paso podríamos simplificarnos un poco el proceso.

51 51 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Figura 4.17 Con esto ya solo queda definir la herramienta. Para ello vamos a la tercera pestaña. Ahora tendremos distintas herramientas con varias formas para elegir. En la imagen siguiente vemos un esquema con todas las posibilidades. Figura 4.18 Herramientas de corte Hay que tener en cuenta que no todas las operaciones son compatibles con las mismas herramientas. CATIA nos limitará las herramientas disponibles según el porta-herramienta que hayamos elegido. De forma esquemática tendremos las siguientes herramientas para cada operación: Torneados longitudinales:

52 52 Torneado de piezas en CATIA V5 Mecanizado de huecos o ranuras: Roscados: Al igual que con los porta-herramientas, se dispone de una base de datos de herramientas que podremos utilizar. Aunque en este caso resulta más simple darle las características deseadas directamente Herramientas de taladrado Al entrar en la pestaña de Drilling y seleccionar la pestaña de las herramientas vemos que existen diversas herramientas para utilizar en operaciones axiales. Figura 4.19 Herramientas de operaciones axiales La primera de todas ellas es la que se utilizará en todos los mecanizados que se incluyen en este proyecto. Las otras serán de utilidad para realizar operaciones como chaflanados, pequeños agujeros, taladros multidiámetro, etc 4.5 Velocidades Aunque no se hayan mencionado anteriormente, en las opciones de cada operación podemos elegir la velocidad de movimiento de los carros así como la velocidad de giro del husillo para mecanizar. Para ello, accederemos a la cuarta pestaña,. Al abrir dicha pestaña accederemos a un menú como el de la derecha.

53 53 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Lo primero que se puede comprobar es que CATIA es capaz de calcular automáticamente las velocidades tanto del husillo como del carro para llevar a cabo la operación correctamente. En caso de que queramos introducir nuestras propias velocidades, deberemos deseleccionar esta opción previamente. También se aprecia que podemos añadirle velocidades tanto angulares como lineales. El menú se divide en tres partes: Feedrate: con ella definimos las velocidades de avance. Vemos que se pueden elegir muchas velocidades distintas. Estas son para los distintos tipos de movimientos; entrada, clavado, mecanizado, salida y acabado. Spindle Speed: aquí definiremos la velocidad de giro del husillo. Dwell: en caso de realizar un taladrado podemos decidir si queremos que la referencia de este sea el tiempo o el número de revoluciones. Figura Macros Las macros aunque no siempre sean necesarias, nos serán de gran utilidad para evitar colisiones. Con ellas podemos elegir los caminos que realizará la herramienta al entrar o salir. Existen algunas macros predefinidas aunque también podremos crear nuestras propias macros.

54 54 Torneado de piezas en CATIA V5 Para definir las macros accedemos a través de la última pestaña del menú de cada operación,. Las macros predefinidas son; directa, axial-radial y radial-axial. Si elegimos alguna de ellas tan solo tendremos que elegir un punto desde el que comenzar la trayectoria. En caso de que queramos hacer nuestro propio camino, elegiremos Build by user y accederemos a un esquema como el siguiente. En el esquema se aprecia que podemos añadir varios tipos de movimientos. Estos los encontramos en la esquina inferior izquierda. Siguiendo el mismo orden que en la imagen tendremos: Movimiento tangencial. Movimiento perpendicular. Movimiento circular. PP Movimiento perpendicular a un plano. Distancia en una dirección dada. Movimiento hacia un punto. En cuanto a los tres iconos inferiores, sirven para: Figura 4.20 Eliminar todos los caminos. Eliminar la trayectoria actual. Copiar las trayectorias de esta macro en otras. Por último debemos tener en cuenta que hay que activar la macro para que ésta tenga efecto.

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56 5 EJEMPLOS DE PIEZAS MECANIZADAS A modo de ejemplo se ha realizado el mecanizado de varias piezas. Para ello se han utilizado unas directrices siguiendo un programa de mecanizado. Dichos programas de mecanizado los podemos encontrar en los anexos. Sin embargo, las medidas de las piezas que se realizarán no se corresponden con las originales para que puedan ser mecanizadas en un torno EMCOTURN 220. Los procesos de mecanizado se han separado en fases. Cada fase se corresponde con una distinta colocación de la pieza en la mordaza. 5.1 Ejemplo 1 En el primer ejemplo se realizará una pieza que precisará de mecanizado interior y exterior. También se realizarán chaflanados en la mayoría de sus bordes. En la figura 5.1 y 5.2 podemos ver, respectivamente, la pieza representada en CATIA y su plano correspondiente. Figura 5.1 Pieza 1 Figura 5.2 Plano pieza 1 56

57 57 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Los chaflanados tienen una profundidad de 0.8 mm. Excepto la interior de la parte superior que será de 1.6 mm de profundidad. Todas tienen un ángulo de 45º. Para realizar esta pieza se parte de una preforma cilíndrica de 25 mm de diámetro y 30 mm de alto. Esta pieza será mecanizada en dos fases con varias operaciones en cada una de ellas. A continuación se explicará cada una de las fases tras una breve descripción de las herramientas que se van a utilizar Herramientas Antes de comenzar con el mecanizado se cree conveniente dar algunos detalles sobre las distintas herramientas que se usarán en el proceso. Se utilizarán tres herramientas. El taladro tendrá un diámetro de 17 mm y una longitud de 66 mm. Figura Taladro Para el mecanizado exterior se utilizará un porta-herramienta vertical y la herramienta de corte será en forma de diamante. Para el mecanizado interior el porta-herramienta tendrá posición horizontal y se utilizará la

58 58 Ejemplos de piezas mecanizadas misma placa de corte que en el mecanizado exterior. En las siguientes imágenes vemos unos esquemas de los dos porta-herramientas. Figura Exterior Figura Interior Fase 1 Colocaremos la pieza en el plato de garras con éstas posicionadas a 25 mm del centro. En esta fase se va a mecanizar la parte superior de la pieza (tomando como referencia la figura 5.1). En la siguiente imagen se puede ver cómo quedaría. La primera operación que se realiza es un taladrado. Con esta maniobra se pretende facilitar futuros mecanizados interiores. El taladrado tendrá un diámetro de 17 mm y una profundidad de 30 mm, de forma que Figura 5.6 Montaje en la fase 1

59 59 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC llegue hasta el final de la pieza. Se iniciará el movimiento desde 10 mm de la superficie. Se definirá una velocidad de giro constante con una rotación del husillo de 850 rpm y la velocidad de avance será de 5 mm/rev. Figura 5.7 Final de taladrado Posteriormente se ha procedido con el mecanizado exterior. Se comienza con un refrentado que ha sido llevado a cabo en dos fases, una de desbaste y otra de acabado. Para realizar estas operaciones se hará uso de la herramienta T01, encargada de los mecanizados exteriores. El refrentado de desbaste consistirá en una sola pasada de 1.5 mm de profundidad que se iniciará a 1 mm de separación de la pieza y se terminará a 15 mm del eje de revolución de la pieza, donde ya no quedará material. La velocidad de giro del husillo será de 225 rpm mientras que la velocidad de avance será de 0.2 mm por revolución. El acabado también tendrá una sola pasada, aunque se disminuirá su profundidad a 1 mm. Al igual que antes irá desde 1 mm de separación por el exterior hasta acercarse a 15 mm del eje de revolución de la pieza. Se elegirá la misma velocidad del husillo que para el desbaste, sin embargo, reduciremos la velocidad de avance de la herramienta para obtener

60 60 Ejemplos de piezas mecanizadas un mejor acabado a 0.15 mm/rev. Una vez realizados los refrentados, se hará un cilindrado. Éste se realizará en una única operación que consistirá en una sola pasada. Esta pasada se hará a una profundidad de 1.25 mm en el borde paralelo al eje de revolución, mientras que en el eje Z se moverá desde el exterior de la pieza a 1.5 mm hasta penetrar 15.5 mm en el material. Se mantendrá una velocidad de 225 rpm en el husillo y 0.15 mm/rev para el avance. Tras realizar los refrentados y el cilindrado, tendremos la situación de la figura 5.5. Figur 5.8 Final de cilindrado Tras realizar todos los mecanizados exteriores de la fase 1 se seguirá con los interiores. Para ello se hará un cambio de herramientas. Se usará la T06 desde ahora hasta el final de la fase. En primer lugar se realizará un cilindrado interno. Hay que tener especial cuidado con esta operación ya que posiblemente sea la más delicada. Esto es así por las probabilidades que

61 61 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC hay de que la herramienta tenga colisiones indeseadas y que puedan pasar desapercibidas si no se comprueba debidamente. El cilindrado completo se hará en cinco pasadas. Cada pasada irá desde el exterior de la pieza hasta el final de ésta. Para evitar colisiones se elegirá un ángulo de retirada de la herramienta de 2 grados en cada pasada. Esto puede verse en la figura 5.6, vemos en verde la trayectoria en la que está mecanizando y en azul el retorno para comenzar la siguiente pasada. La velocidad será la misma para todas las pasadas. El husillo se ajustará a 140 rpm mientras que la velocidad de avance será de 1.5 mm/rev. Figura 5.9 Estrategia de cilindrado interior Figura Mecanizado interior La última operación de la fase 1 consistirá en un chaflanado interior. Dicho chaflanado tendrá un ángulo de 45 grados y una profundidad de 1.6 mm. Para realizarlo seleccionaremos el modo Parallel Contour.

62 62 Ejemplos de piezas mecanizadas La velocidad de rotación del husillo se mantendrá igual. Sin embargo se reducirá la velocidad de avance de la herramienta a 0.15 mm/rev. Al final de la fase 1 se tendrá el siguiente resultado: Figura 5.11 Geometría tras la fase Fase 2 Una vez finalizada la fase 1 ya tendremos completado el mecanizado de la mitad superior de la pieza. Por tanto, habremos de sacar ésta del plato de garras y cogerla ahora por el otro extremo para completar la otra parte. En la siguiente página podemos apreciar cómo quedaría el montaje de esta pieza.

63 63 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Figura 5.12 Montaje en fase 2 Primero se realizará un refrentado. Procederemos de igual forma que en la fase 1. Primero se hará un refrentado de desbaste y luego uno de acabado. El refrentado de desbaste tendrá una profundidad de 2.5 mm y se iniciará con una separación de 1 mm del borde de la pieza y se finalizará a 15 mm del centro. Para esta maniobra se definirá la velocidad del husillo como 225 rpm y la velocidad de avance de la herramienta será de 0.25 mm/rev. Para el acabado se disminuirá la profundidad de la pasada a 1.5 mm y también se reducirá la velocidad de avance de la herramienta a 0.2 mm/rev. Para todo lo demás se mantendrán los valores de la pasada de desbaste. Posteriormente se realizará el cilindrado. El cilindrado ahora será de mayor profundidad que en la fase 1, por lo que lo dividiremos en dos etapas, una de desbaste y un acabado.

64 64 Ejemplos de piezas mecanizadas El cilindrado de desbaste se compondrá de dos pasadas con una profundidad máxima de corte de 1 mm. La herramienta se moverá desde una separación de 2 mm por el exterior en el eje Z hasta penetrar 16.5 mm en el material en dicho eje. La velocidad de rotación del husillo se mantendrá igual que para el refrentado. La velocidad de avance para estas dos pasadas será de 0.25 mm/rev. Figura Cilindrado El acabado consistirá en una pasada con una profundidad de 1 mm también. Todos los valores se mantendrán iguales a las pasadas de desbaste excepto la velocidad de avance que se reducirá a 0.2 mm/rev. Para terminar de realizar todas las operaciones exteriores aún quedaría realizar dos biselados. Ambos tendrán una profundidad de 0.8 mm y un ángulo de 45 grados. Se programará la operación dándole una superficie de mecanizado superior a Figura 5.14 Detalle de biselado exterior la que realmente tendrá, consiguiendo así que no quede material remanente. Podemos ver un detalle del mecanizado de uno de los biseles en la figura La velocidad a la que se llevará a cabo se mantendrá igual que en la maniobra anterior. Se realizará primero el bisel más alejado de la mordaza y luego el más cercano.

65 65 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Tras esto se realizará el mecanizado interior. Esté se realizará en una sola pasada utilizando la opción Profile Finish Turning. En esta pasada se mecanizará tanto el bisel interior como también se realizará un cilindrado interior a continuación de este. En las imágenes siguientes vemos el perfil que seguirá la herramienta y un momento de la operación de cilindrado. Figura Perfil de Figura 5.16 Mecanizado interior final mecanizado interior Con esto se habrá finalizado el mecanizado de la pieza. Ahora podemos comprobar que la pieza cumple con las medidas del diseño. Para ello accederemos a las opciones de analasis desde las opciones de simulación. Vemos que para una tolerancia de 0.18 mm la pieza cumple con todos los requisitos. Sin embargo, si vamos bajando la tolerancia aparecen algunas zonas que no cumplen. Curiosamente, dichas zonas se corresponden con aquellas que vienen de la fase 1, y que han sido directamente dibujadas en CATIA. Los fallos que realmente son achacables al mecanizado no se producen hasta reducir la tolerancia a 0.02 mm donde habrá algún material sobrante en el mecanizado exterior. Si reducimos a 0.01 mm aparece material sobrante en todo el cilindrado exterior y además empiezan a aparecer

66 66 Ejemplos de piezas mecanizadas los variaciones respecto al diseño en la cara interior, En las siguientes imágenes podemos ver la representación para cada uno de estos casos. Figura 5.17 Análisis de mecanizado. 5.2 Ejemplo 2 En este ejemplo se pretende simular el mecanizado de una pieza con una geometría más complicada que la del caso anterior. En las figuras 5.14 y 5.15 podemos ver, respectivamente, la pieza representada en CATIA y su plano correspondiente. Ahora, además se realizará un roscado interior de la pieza.

67 67 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Figura 5.18 Pieza 2 Figura 5.19 Plano pieza 2 Todos los biselados son de 1 mm de profundidad y forman un ángulo de 45 grados. En la imagen del plano se ve una zona marcada en azul. Dicha zona se corresponde con el roscado interior de la pieza. Se trata de un roscado de 35 mm de diámetro y con 2 mm de paso de roscado.. Al igual que en el caso anterior se hará el mecanizado en dos fases de acuerdo al montaje

68 68 Ejemplos de piezas mecanizadas de la pieza Herramientas En este caso solo será necesario describir una nueva herramienta ya que se volverá a hacer uso de las tres herramientas de la pieza anterior. Además se añadirá una nueva herramienta que será necesaria para el realizar la rosca, en el gráfico podemos ver algunos detalles de ésta. Figura 5.20 Portaherramientas y placa de corte para roscado Fase 1 Empezaremos el mecanizado por la parte que será más ancha y recta para así facilitar la cogida en la siguiente fase. En la imagen siguiente vemos cómo quedaría una vez montado.

69 69 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Figura Montaje en fase 1 Al igual que en el mecanizado anterior empezaremos con un taladrado en el centro de la pieza. Al utilizar la misma herramienta, se volverá a realizar un agujero de 17 mm de diámetro. La trayectoria de la herramienta irá por el eje de revolución y se moverá desde 2.5 mm de separación por su parte exterior hasta penetrar toda la pieza y sobresalir 2.5 mm por su parte trasera. Es decir, recorrerá una distancia total de 30 mm. La velocidad de giro del husillo se establecerá a 850 rpm y la velocidad de avance del taladro será de 0.15 mm/rev. Tras realizar el taladrado se cambia la herramienta por la de mecanizado exterior y posteriormente se procede a refrentar la pieza, eliminando los 2.5 mm que le sobran por la parte delantera. Como siempre se empezará la operación dándole un margen exterior, en este caso la herramienta comenzará su recorrido a 33 mm del centro. Como la parte central ya ha sido taladrada tan solo se desplazará la herramienta hasta los 15 mm de distancia al centro, dejando así 2 mm de margen. Para el refrentado se bajará la velocidad del husillo hasta las 220 rpm. La velocidad de avance de la herramienta será de 0.25 mm/rev.

70 70 Ejemplos de piezas mecanizadas Para terminar con el mecanizado exterior, hay que realizar una operación de biselado y seguidamente a ésta un cilindrado, todo en una única pasada. Sin embargo, se nos pide que la velocidad sea distinta en cada operación, por tanto tendremos que distinguir entre las dos operaciones en CATIA. Para ello se han realizado dos Profile finish turning en el que coincida el punto de salida de un paso y de entrada del otro. En caso de que hubiera algún problema, que no se ha dado, habría que hacer uso de las macros para conseguirlo. En ambos casos se ha seguido manteniendo la velocidad de corte del refrentado. La velocidad de avance de la herramienta se ha establecido como 0.25 mm/rev para el biselado y 0.1 mm/rev para el cilindrado. En la siguiente imagen vemos un detalle de la operación de cilindrado. Tras el cilindrado se comenzará con el mecanizado interior. En primer lugar se realizarán dos cilindrados interiores. Figura 5.22 Final del mecanizado exterior Como es lógico, se comenzará con el cilindrado del agujero de menor diámetro. Para ello

71 71 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC definiremos una profundidad de pasada máxima de 2 mm. Con esta característica obtendremos una operación que necesitará de 5 pasadas de 1.7 mm. A continuación se procederá con el agujero de mayor diámetro, el situado más al exterior. La profundidad máxima ahora se ampliará a 2.5 mm. El resultado serán 4 pasadas de 2.25 mm cada una. En la imagen siguiente se puede apreciar el trazado que realiza la herramienta para cada caso. Figura 5.23 Estrategia de cilindrado interior. Para ambos casos se fijará la velocidad de giro del husillo a 140 rpm y la de avance de la herramienta a 0.2 mm/rev. Por último quedarán por realizar dos biselados para terminar el mecanizado interior de la primera fase. Se empezará por el biselado exterior y posteriormente se pasará al otro. En ambos casos se dará una distancia extra tanto a la entrada como a la salida siendo ésta notablemente mayor al resto en la entrada al primer biselado.

72 72 Ejemplos de piezas mecanizadas Finalmente obtendremos una pieza como la de la figura 5.20 con la que podremos empezar a realizar la fase 2. Figura 5.24 Resultado al final de fase Fase 2 Tras completar el mecanizado de la fase 1 se coloca la pieza al revés para continuar con el resto del proceso. En la siguiente imagen vemos la pieza colocada. Figura 5.25 Montaje en fase 2

73 73 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Comenzaremos esta fase con un refrentado ya que se tiene 1.75 mm de material sobrante en esta cara. Como siempre, se empezará la operación desde una distancia mayor que la del stock, en este caso a 32 mm del centro y se mecanizará hasta llegar a 15 mm del centro donde ya no debería quedar material tras la primera fase. Las velocidades para este paso serán de 220 rpm para el husillo y 0.25 mm/rev para el avance de herramienta. Tras el refrentado se realizarán dos cilindrados con distinta profundidad. El primer cilindrado que tiene una longitud de 12 mm más un margen de 2 mm por el exterior tendrá 2 mm de profundidad y se realizará mediante dos pasadas de 1 mm cada una. El segundo cilindrado será de una longitud de 2 mm, además del margen para la correcta entrada de la herramienta y se realizará con una profundidad total de 3 mm. Esto se conseguirá con tres pasadas de 1 mm. En ambos casos se tendrá una velocidad de herramienta de 0.15 mm/rev. La velocidad del husillo seguirá siendo la misma que para el refrentado, 220 rpm. A continuación se realizará el biselado. Para ello se mantendrá la velocidad del husillo anterior y la velocidad de avance de la herramienta. Por último solo queda realizar el torneado de la curva que se aprecia en la Figura 5.26 Detalle de mecanizado exterior figura Para ello se elegirá un Profile

74 74 Ejemplos de piezas mecanizadas Finish Turning. Un detalle importante de esta operación es la elección de la tolerancia que deseamos. Para acceder a esta opción iremos a la pestaña Machining dentro de las propiedades. La última opción nos permite elegir la tolerancia. Si cambiamos los valores vemos como se añaden o disminuyen los pasos que tendrá el trazado. En nuestro caso se ha elegido mm de tolerancia lo que da 22 pasos como resultado. Tras completar el mecanizado de la parte redondeada se habrá terminado con todo el torneado exterior. El torneado interior constará de un cilindrado de acabado con un biselado a continuación y por último un roscado. En primer lugar se hará la operación de cilindrado + biselado. Para ello, como se explicó anteriormente, hay que prestar especial atención a que la herramienta realice un movimiento continuo en la transición. En este caso resultará más sencillo ya que el programa de mecanizado nos pide que se lleven a cabo a la misma velocidad. Por este motivo se podrá realizar en una única operación de contorneado. La herramienta seguirá una trayectoria que irá desde la parte más exterior hacia la más interior, o lo que es lo mismo, se comenzará por el biselado para posteriormente pasar al cilindrado. La velocidad de rotación del husillo a lo largo de la operación será de 140 rpm y la velocidad de avance de la herramienta de 0.15 mm/rev. Para terminar con el mecanizado de la pieza se va a realizar el roscado. Para este propósito se utilizará la opción Thread Turning. Se elegirá un perfil tipo ISO y Figura Roscado

75 75 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC un paso de 1.5 mm. La velocidad de giro del husillo se establecerá como 520 rpm. Tras completar el roscado habremos terminado el mecanizado de esta pieza. En las siguientes imágenes vemos los resultados obtenidos. A diferencia del ejemplo anterior, no se ha realizao un análisis ya que surgen problemas en las zonas donde hay esquinas redondeadas. Esto ocurre en todas las piezas que contienen dicha geometría. Figura 5.28 Final pieza Ejemplo 3 Como último ejemplo se propone una pieza de mayor complejidad. Además se le añadirá una operación de ranurado, que no se ha visto en las anteriores. En las siguientes imágenes vemos la pieza modelada en CATIA y un plano de ésta.

76 76 Ejemplos de piezas mecanizadas Figura 5.29 Pieza 3 Figura 5.30 Corte pieza 3 Los biselados serán de 1 mm y 45 grados en todos los casos. El roscado se realizará en la superficie marcada en azul y será de 37.5 mm de diámetro y 1.5 mm de paso. Se partirá de un stock cilíndrico de 75.5 mm de alto y 50 mm de diámetro.

77 77 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Al igual que en los ejemplos anteriores se tendrán dos fases. Antes de comenzar con el desarrollo del mecanizado, se indicarán algunos detalles de las herramientas utilizadas Herramientas Para este ejemplo se va a utilizar un nuevo tipo de herramienta para realizar el ranurado. La característica del porta-herramientas es que tiene una zona alargada y delgada con la que poder acceder a ranuras profundas sin alterar el resto de la pieza. En la imagen siguiente vemos un esquema del porta-herramientas a utilizar. A la derecha de ésta también vemos un esquema de la nueva broca, que será distinta a la anterior. Figura 5.31 Porta-herramientas ranurado Figura 5.32 Broca T2 En cuanto al resto de herramientas, serán iguales en forma a las anteriores aunque presentan algunas variaciones en el tamaño Fase 1 Como en los casos anteriores, se empieza mecanizando la zona que quedará más ancha y que además es cilíndrica.

78 78 Ejemplos de piezas mecanizadas La colocación de la pieza puede verse en la figura de la página siguiente. Figura 5.33 Montaje pieza 3 en fase 1 La primera operación que se va a llevar a cabo, al igual que en los demás casos, es un taladrado. El taladro se introducirá como siempre a la altura del eje de la pieza. En este caso no se llevará hasta el fondo sino que solo se introducirá una distancia de 42.5 mm en el interior del material (sin contar la parte cónica de la herramienta). La velocidad de giro del husillo se establecerá a 400 rpm y la velocidad de avance del taladro se mantendrá constante a 0.2 mm/rev. A continuación se realizará un refrentado, que se realizará hasta la superficie más extrema de la pieza final. Esto se realizará mediante una única pasada que tendrá 1.25 mm de profundidad. La velocidad del husillo será de 225 rpm mientras que la herramienta

79 79 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC avanzará 0.2 mm por revolución. Tras el refrentado se realizarán dos cilindrados. El primer cilindrado tendrá un diámetro de 47.5 mm y avanzará 30 mm en el eje Z, de los cuales sólo en 28 mm se eliminará material, siendo los 2 mm primeros de margen de seguridad. Para llevarlo a cabo se realizarán 2 pasadas con una profundidad de mm cada una (realmente se ha seleccionado 1 mm de profundidad máxima y el programa realiza dos pasadas iguales automáticamente). La velocidad de avance de la herramienta será de 0.1 mm/rev y no se cambiará la velocidad del husillo Figura 5.34 Final de mecanizado exterior respecto a la del refrentado. El segundo cilindrado tendrá un diámetro de 40 mm y su profundidad en el eje Z será de 9 mm. El desplazamiento total será algo superior como siempre. En este caso se van a realizar 4 pasadas, ya que la cantidad de material es mayor. Para ello ajustaremos el máximo de cada pasada a 1 mm, igual que en el caso anterior. Las velocidades se mantendrán iguales. Para terminar con el mecanizado exterior de esta fase quedan por realizar el chaflanado y redondeado de las esquinas. Se realizarán ambas operaciones mediante un Profile finish turning. La velocidad de giro del husillo seguirá siendo la misma que en las operaciones anteriores y la velocidad de avance de la herramienta será de 0.1 mm/rev para el chaflanado y de 0.15 mm/rev para el redondeado.

80 80 Ejemplos de piezas mecanizadas El mecanizado interior se comenzará con un cilindrado. El cilindrado será de un diámetro de 13 mm y llegará hasta una profundidad de 20 mm en el eje Z. Para realizarlo se llevarán a cabo dos pasadas de 1 mm cada una. La velocidad de giro del husillo se mantendrá a 225 rpm mientras que la velocidad de avance será de 0.1 Figura 5.35 Mecanizado esquina mm/rev. A continuación habrá que mecanizar la zona interior que incluye una esquina redondeada, que vemos a la izquierda. Para realizarlo, en primer lugar se hará un cilindrado de 17 mm de diámetro hasta alcanzar la zona en la que comienza la circunferencia (podemos ver la operación en la figura 5.30) de la esquina. A continuación se completará otro cilindrado de 25 mm de diámetro con una profundidad de 8 mm, que es donde comenzaría la esquina. Para esta operación se establecerán pasadas con una profundidad máxima de1.5 mm. Posteriormente se realizará una operación de acabado en la que se mecanizará la esquina. Para los cilindrados se utilizarán las mismas velocidades que en el cilindrado anterior. Mientras que para la esquina se cambiará la velocidad de avance a 0.2 mm/rev. Por último quedaría realizar un chaflanado en la superficie exterior. Para ello se utilizarán las velocidades mismas de los cilindrados. Tras realizar estas operaciones quedaría completada la fase 1 del mecanizado de esta pieza. En las siguientes imágenes vemos cómo ha quedado la pieza tras realizarle las operaciones de esta fase.

81 81 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Fase 2 Figura 5.36 Final fase 1 En esta fase se completará el mecanizado de la pieza. Se montará la pieza sujeta por el otro lado. Podemos ver dicho montaje en la figura Figura 5.37 Montaje pieza 3 en fase 2 La primera operación que se realizará será un taladrado, ya que éste no se realizó a lo largo

82 82 Ejemplos de piezas mecanizadas de toda la pieza en la fase anterior. El taladro se introducirá en la pieza una distancia de mm en el eje de simetría de la pieza. Con esta distancia queda asegurado que se unirá con el hueco ya realizado en la fase 1. La velocidad de rotación del husillo será de 400 rpm y la velocidad de avance del taladro será constante de 0.2 mm/rev. Una vez terminada la operación de taladrado se pasará a realizar el mecanizado exterior. Se comenzará el mecanizado exterior con un refrentado que penetrará a 1.75 mm de profundidad y tan solo tendrá una pasada. En este caso no hará falta realizar la pasada hasta el centro ya que habrá material previamente eliminado. Se ajustará la velocidad de rotación del husillo a 225 rpm y la velocidad de avance a 0.2 mm por revolución. A continuación se hará un cilindrado en el que se eliminará una cantidad de material bastante considerable. El cilindro final que se pretende obtener tendrá un diámetro de 37.5 mm y se partirá de la preforma con 50 mm de diámetro. Para eliminar todo el material se realizarán 5 pasadas de 1.25 mm de profundidad. La distancia total en cada pasada será de 51 mm más lo que se decida dar de margen. La velocidad para la herramienta será de 0.1 mm por revolución en todos los casos. El siguiente cilindrado tendrá un recorrido de 26.5 mm y se realizará con un diámetro final de 32.5 mm. Se llevarán a cabo dos pasadas de 1.25 mm cada una. La velocidad será idéntica a la del primer cilindrado. Después del cilindrado se realizará el cono del extremo. Para realizarlo se Figura 5.38 Mecanizado de cono

83 83 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC precisará de dos pasadas que se realizarán utilizando la opción parallel contour. Se seguirá manteniendo la velocidad de las operaciones anteriores. Podemos ver en la ilustración 5.33 el mecanizado del cono. Tras esto se mecanizarán los dos chaflanados en los bordes más exterior y más interior de la pieza. Para su mecanizado también se utilizarán las mismas velocidades. Con esto se habrán realizado todos los mecanizados con esta herramienta. A continuación habrá que realizar los ranurados y el roscado para completar las operaciones de mecanizado exterior. Estas operaciones las podemos realizar fácilmente con las herramientas enseñadas en el punto y haciendo uso de las operaciones Groove Turning y Thread Turning. La velocidad de giro del husillo se ha establecido a 100 rpm para el ranurado y 600 rpm para el roscado. A continuación podemos ver unas imágenes de cada operación. Figura 5.39 Operaciones de ranurado (izquierda) y roscado (derecha) Con esto quedaría finalizado el mecanizado exterior y ya podemos continuar con el interior. El mecanizado interior constará de una única operación de cilindrado y mecanizado de

84 84 Ejemplos de piezas mecanizadas cono que se realizará de forma conjunta. Para completarla se realizarán un total de 4 pasadas. La velocidad utilizada será 125 rpm para el husillo y 0.1 mm/rev para la herramienta. En las siguientes imágenes podemos ver el resultado final. Figura 5.40 Resultado final pieza Otros ejemplos Además de los ejemplos anteriores, realizados a partir de los códigos ISO que se encuentran en los anexos, se han realizado otras piezas que puedan servir en un futuro con fines didácticos. En total se incluirán cuatro piezas más de complejidad progresiva. Para estos ejemplos se incluirá una menor descripción del proceso, en cambio se aportará una mayor aportación gráfica Ejemplo 4 La primera pieza que se realizará será bastante simple. Se podrá realizar con tan solo un refrentado y tres cilindrados.

85 85 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Figura 5.41 Pieza 4 En las siguientes imágenes podemos ver algunas de estas operaciones. Figura 5.42 Operaciones de mecanizado pieza 4 Como se aprecia en la imagen, con tan solo estas cuatro operaciones se ha podido mecanizar la pieza de forma satisfactoria.

86 86 Ejemplos de piezas mecanizadas Ejemplo 5 En este caso también se podrá realizar el mecanizado en una sola fase. Sin embargo, en estas piezas se aumentará un poco la complejidad de la pieza, ya que se le añadirán perfiles curvos a la pieza. Figura Pieza 5 Para el mecanizado de la pieza se comenzará con un refrentado, a continuación se realizará un cilindrado. Para terminar se contornearán las dos curvas que se aprecien en el perfil, comenzando con la frontal. En las imágenes siguientes se ilustran las operaciones comentadas en el párrafo anterior. Figura 5.44 Primeras peraciones de mecanizado

87 87 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Figura 5.45 Últimas operaciones de mecanizado pieza 5 Se puede apreciar en las imágenes la necesidad de utilizar una herramienta diferente en la última operación. Esto ha tenido que hacerse así para evitar colisiones al mecanizar Ejemplo 6 En este ejemplo se añade algo más de complejidad añadiéndole operaciones de mecanizado interior. Además se tendrá que realizar el mecanizado en dos fases, como ya se hizo en los tres primeros ejemplos, ya que ahora se tendrán que mecanizar los dos extremos de la pieza. Figura 5.46 Pieza 6 En la primera fase se mecanizará el extremo cilíndrico y el ranurado junto a éste. Para ello se hará un refrentado, a continuación una operación de cilindrado y por último el ranurado.

88 88 Ejemplos de piezas mecanizadas Figura 5.47 Mecanizado fase 1 A continuación se seguirá con el mecanizado del otro extremo. En este caso se realizará tanto mecanizado exterior como interior. En primer lugar se comenzará con el mecanizado exterior, se procederá con una operación de refrentado, seguida de una de cilindrado y para terminar se realizará el cono. Figura 5.48 Mecanizado exterior en la fase 2 Para mecanizar el interior de la pieza se comenzará con un taladrado. Posteriormente se llevará a cabo un cilindrado interior y después dos perfilados, concluyendo así el proceso de fabricación.

89 89 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Figura 5.49 Mecanizado interior en la fase Ejemplo 7 Por último se realizará el mecanizado de una pieza similar a una reina de ajedrez. Esta pieza es la más compleja de todas, aunque el mecanizado interior será sencillo. También tendrá que realizarse en dos fases. Podemos ver la pieza en la siguiente imagen. Figura 5.50 Pieza 7

90 90 Ejemplos de piezas mecanizadas Se comenzará mecanizado el extremo inferior de acuerdo a la figura Se comenzará por este lado ya que después se pretende utilizar el saliente cilíndrico como sujeción para la fase 2. La primera operación que se va a ejecutar será un refrentado, posteriormente se seguirá con un cilindrado y para terminar se realizará el contorno de la mitad de la pieza. Figura 5.51 Mecanizado fase 1 En la segunda fase se llevaran a cabo un total de seis operaciones. Para el mecanizado exterior se seguirán los mismos pasos que en la fase 1, es decir; refrentado, cilindrado y por último el contorneado del perfil.

91 91 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Figura 5.52 Mecanizado exterior fase 2 Para terminar se realizará el mecanizado interior. Se comenzará con un taladrado que facilitará la siguiente operación de cilindrado. Por último se hará un acabo con Profile finish turning. Figura 5.53 Operación de taladrado de fase 2

92 92 Ejemplos de piezas mecanizadas Figura 5.54 Últimas operaciones mecanizado interior fase 2

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94 6 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS En este proyecto se ha desarrollado el modelado de un torno de control numérico en el programa CATIA V5, así como la simulación de mecanizado de varias piezas. Se presentan a continuación las principales conclusiones que se obtienen de este y futuros trabajos que pueden surgir a través de éste. 6.1 Conclusiones El principal objetivo de este proyecto era el modelado del torno de control numérico EMCOTURN 220. A pesar de que se ha realizado satisfactoriamente el modelado de acuerdo al aspecto gráfico, a la hora de realizar simulación no se han conseguido los resultados deseados. No se ha conseguido descubrir cuál es el origen de este error. La decisión de suplir el fallo a la hora de realizar la simulación por la realización de una documentación algo más detallada sobre el módulo de Lathe machining puede ser bastante provechosa para cualquiera que trabaje con él en un futuro. Esto es así porque la mayoría de la información que se encuentra en los distintos medios trata sobre el Prismatic machining, sin embargo hay poco sobre el módulo que nos ocupa. En cuanto al simulado de mecanizado de las piezas, se han conseguido los objetivos planteados al principio del proyecto. Se han tratado distintos tipos de operaciones con una intención de dar aportar material útil de carácter docente. 6.2 Trabajos futuros El principal trabajo futuro que surge al realizar este proyecto es lograr una solución que permita realizar el simulado de la máquina en el mecanizado de pieza. De esta forma se podría hacer un uso más provechoso de los trabajos aquí realizados. 94

95 95 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC Otro posible trabajo sería la realización de una documentación como la que aquí se encuentra para otros tipos de mecanizados o funciones del programa que no sean fácilmente accesibles por otros medios.

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97 REFERENCIAS [1] Rubén Moreno Cobos (2014) Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno paralelo. Proyecto fin de carrera. Escuela Técnica Superior de Ingenieros. Universidad de Sevilla. [2] Modo de Empleo EMCOTURN 220. Edición [3] Dassault Systèmes. (n.d.). CATIA Documentation Version 5 Release 19. Obtenida de 97

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99 ANEXO A continuación podemos ver los códigos de los que se ha partido para realizar los 3 ejemplos que se detallan en el apartado 5 de este documento. Cabe indicar que entre los datos del código y las medidas finales utilizadas en las piezas creadas hay algunas diferencias. Estas diferencias han sido necesarias puesto que se pretende crear piezas realizables en el torno real EMCOTURN 220. Sin embargo, los procesos realizados son exactamente los mismos para ambos casos. Pieza 1 Realizar el programa de mecanizado para la pieza representada en el plano. Material F114 Dureza HB Pieza bruta mm Biseles 1 45º Código: Fase 1 % O010 N010 G54 G90 X270 Z25 T0400 N020 G97 S850 M04 M08 N030 G00 X0 Z10 T0404 N040 G95 G01 Z7 F5 N050 Z-35 F1 99

100 100 Anexo N060 G00 Z7 N070 G00 X270 Z25 T0400 M05 N080 X270 Z150 T0100 N090 G96 S225 M03 N100 G00 X102 Z-1.5 T0101 N110 G95 G01 X30 F0.2 N120 G00 Z2 N130 G00 X102 Z-2.5 N140 G01 X30 F0.15 N150 G00 Z2 N160 G00 X97.5 N170 G01 Z-15.5 F0.15 N175 G01 X102 N180 G00 X270 Z150 T0100 N190 X288 Z90 T0600 N200 G96 S140 M03 N210 G00 X40 Z4 T0606 N220 G95 G01 Z-32 F1,5 N230 G00 X38 Z1.5 N240 X46 N250 G01 Z-32 N260 G00 X44 Z1.5 N270 X52 N280 G01 Z-32 N290 G00 X50 Z1.5 N300 X58 N310 G01 Z-32 N320 G00 X56 Z1.5 N330 X64 N340 G01 Z-32 N350 G00 X62 Z1.5 N360 X75 N370 G01 X62 Z-5 F0.15 N380 G00 Z5 M09 N390 G00 X288 Z90 T0600 M05 N400 M00 G53 Fase 2 N410 G55 X270 Z150 T0100 N420 G96 S225 M03 M08 N430 G00 X102 Z-1.5 T0101 N440 G95 G01 X58 F0.25 N450 G00 Z2 N460 G00 X102 Z-2.5 N470 G01 X58 F0.2 N480 G00 X98 Z2 N490 G01 Z-16.5 F0.25 N495 G01 X100 N500 G00 X96 Z2 N510 G01 Z-16.5 F0.25 N515 G01 X100 N520 G00 X90 Z1.5 N530 G01 Z-16.5 F0.2 N540 G01 X100 N550 G00 X80 Z1.5

101 101 Modelado y simulación con CATIA V5 de operaciones de mecanizado en un torno CNC N560 G01 X92 Z-4.5 N570 G00 X96 Z-15.5 N580 G01 X100 Z-18.5 N590 G00 X270 Z150 T0100 N600 X288 Z90 T0600 N610 G96 S140 M03 N620 G00 X Z1.5 T0606 N630 G95 G01 X Z-3.5 F0.15 N640 Z-32 F0.15 N650 G00 X63 Z5 M09 N660 G00 X288 Z90 T0600 M05 G53 N670 M30 %

102 102 Anexo Pieza 2 Realizar el programa de mecanizado para la pieza representada en el plano Material F114 Dureza HB Pieza bruta mm Biseles 1 45º Código: Fase 1 % N010 G54 G90 X270 Z25 T0400 N020 G97 S850 M04 M08 N030 G00 X0 Z10 T0404 N040 G95 G01 Z5 F1 N050 Z-52 F0.15 N060 G00 Z10 N070 G00 X270 Z25 T0400 M05 N080 X270 Z150 T0100 N090 G96 S220 M03 N100 G00 G42 X132 Z-2.5 T0101 N110 G95 G01 X30 F0.25 N120 G00 X113 Z1.5 N130 G01 X123 Z-3.5 F0.1 N140 Z-27.5 F0.25 N145 X127 N150 G00 G40 X270 Z150 T0100 N160 X288 Z90 T0600 N170 G96 S140 M03 N180 G00 G41 X32 Z10 T0606 N190 G95 G01 Z2 F1 N200 G84 X66 Z-52 D34000 F0.2