MÓDULO IV: MECANIZADO POR ARRANQUE DE VIRUTA. TEMA 14: Taladrado TECNOLOGÍAS DE FABRICACIÓN. Grado en Ingeniería en Organización Industrial
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- María José Gallego Castillo
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1 Tema14: Taladrado 1/17 MÓDULO IV: MECANIZADO POR ARRANQUE DE VIRUTA TEMA 14: Taladrado TECNOLOGÍAS DE FABRICACIÓN Grado en Ingeniería en Organización Industrial DPTO. DE INGENIERÍA MECÁNICA Universidad del País Vasco Euskal Herriko Unibertsitatea
2 Tema14: Taladrado 2/17 Contenidos 1. Introducción - Características del proceso de taladrado y tipos de piezas - Descripción del proceso de taladrado 2. Herramientas de taladrado - Partes de una broca - Ángulos de los filos de una broca 3. Operación de taladrado - Parámetros básicos de una operación de taladrado - Sección de viruta, fuerza de corte y potencia de corte 4. Otras operaciones de taladrado 5. Cuestionario tutorizado 6. Oportunidades laborales: empresas y productos
3 1. Introducción CARACTERÍSTICAS DEL PROCESO DE TALADRADO Y TIPOS DE PIEZAS: Operación de mecanizado limitada a hacer agujeros cilíndricos. Mecanizado de agujeros en piezas del sector aeronáutico VENTAJAS DEL PROCESO Operación rápida. Precisión y acabado superficial mejorados en comparación con fundición/forja. Posibilidad de realizar agujeros de diferentes diámetros. Diferentes materiales (limitación en materiales muy duros). Pieza de aleación de níquel LIMITACIONES DEL PROCESO Agujeros con elevada relación longitud/profundidad. Acabado de agujeros puede ser no suficiente en algunas aplicaciones. Taladros Tema14: Taladrado 3/17
4 1. Introducción CARACTERÍSTICAS DEL PROCESO DE TALADRADO Y TIPOS DE PIEZAS: Operación de mecanizado limitada a hacer agujeros. Mecanizado de agujeros en piezas del sector aeronáutico VENTAJAS DEL PROCESO Operación rápida. Precisión y acabado superficial mejorados en comparación con fundición/forja. Posibilidad de realizar agujeros de diferentes diámetros. Diferentes materiales (limitación en materiales muy duros). Pieza de aleación de titanio LIMITACIONES DEL PROCESO Agujeros con elevada relación longitud/profundidad. Acabado de agujeros puede ser no suficiente en algunas aplicaciones. Taladros Tema14: Taladrado 4/17
5 1. Introducción CARACTERÍSTICAS DEL PROCESO DE TALADRADO Y TIPOS DE PIEZAS: Operación de mecanizado limitada a hacer agujeros. Mecanizado de agujeros en piezas del sector de automoción Pieza de fundición VENTAJAS DEL PROCESO Operación rápida. Precisión y acabado superficial mejorados en comparación con fundición/forja. Posibilidad de realizar agujeros de diferentes diámetros. Diferentes materiales (limitación en materiales muy duros). Biela de acero Taladros LIMITACIONES DEL PROCESO Agujeros con elevada relación longitud/profundidad. Acabado de agujeros puede ser no suficiente en algunas aplicaciones. Tema14: Taladrado 5/17
6 1. Introducción CARACTERÍSTICAS DEL PROCESO DE TALADRADO Y TIPOS DE PIEZAS: Operación de mecanizado limitada a hacer agujeros. Mecanizado de agujeros en piezas del sector de automoción Culatas y bloques de motor Aleaciones ligeras VENTAJAS DEL PROCESO Operación rápida. Precisión y acabado superficial mejorados en comparación con fundición/forja. Posibilidad de realizar agujeros de diferentes diámetros. Diferentes materiales (limitación en materiales muy duros). LIMITACIONES DEL PROCESO Agujeros con elevada relación longitud/profundidad. Acabado de agujeros puede ser no suficiente en algunas aplicaciones. Tema14: Taladrado 6/17
7 1. Introducción DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE TALADRADO APLICACIONES Mecanizado de agujeros de diferente profundidad y diámetro. COMBINACIÓN DE DOS MOVIMIENTOS DIFERENTES: El movimiento principal o de corte El movimiento de avance MOVIMIENTO PRINCIPAL Giro de la herramienta, llamada BROCA. Consumo de Potencia y Velocidad mayor que el movimiento de avance. MOVIMIENTO DE AVANCE Siempre en dirección paralela al eje de la broca. Mov. Principal Mov. Principal Mov. Avance Mov. Avance Tema14: Taladrado 7/17
8 1. Introducción DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE TALADRADO APLICACIONES Mecanizado de agujeros de diferente profundidad y diámetro. COMBINACIÓN DE DOS MOVIMIENTOS DIFERENTES: El movimiento principal o de corte El movimiento de avance MOVIMIENTO PRINCIPAL Giro de la herramienta, llamada BROCA. Consumo de Potencia y Velocidad mayor que el movimiento de avance. MOVIMIENTO DE AVANCE Siempre en dirección paralela al eje de la broca. Mov. Principal Mov. Avance Tema14: Taladrado 8/17
9 2. Herramientas de Taladrado Las herramientas de taladrado se denominan brocas Mango PARTES DE UNA BROCA: Parte cortante SE DIVIDE EN: Mango Parte Cortante EN LA PARTE CORTANTE: Suele disponer de varios dientes (Es muy común que haya 2). En cada uno de ellos: Filo Principal Filo Secundario Superficie de incidencia Superficie de desprendimiento Filo transversal Agujeros para lubricación interna Filo transversal Filo principal Superficie de incidencia Filo secundario Filo principal Superficie de desprendimiento Viruta Tema14: Taladrado 9/17
10 2. Herramientas de Taladrado ÁNGULOS DE LOS FILOS DE UNA BROCA SE PUEDEN DEFINIR: Ángulo de posición de filo principal ( r ) Ángulo de desprendimiento ( ) Ángulo de incidencia ( ) Sección XX v f x r P x Filo Secundario Filo Principal : Áng. de desprendimiento P N P Filo Principal : Áng. de Incidencia Tema14: Taladrado 10/17
11 Tema14: Taladrado 11/17 3. Operación de Taladrado PARÁMETROS BÁSICOS DE UNA OPERACIÓN DE TALADRADO Vc: Velocidad de Corte (m/min): DN Vc 1000 V c : Velocidad de corte (m/min) D: Diámetro de la broca en mm N: Veloc. de rotación (rpm) Vf: Velocidad de Avance (mm/min): Vf (mm/min) V f (mm/min) f z (mm/filo) f z fz: Avance por filo (mm/diente) V f z N f z : Avance (mm/diente) V f : Velocidad de Avance (mm/min) z: Nº de filos N: Veloc. de rotación (rpm) Vc (m/min) N
12 3. Operación de Taladrado SECCIÓN DE VIRUTA, FUERZA DE CORTE Y POTENCIA DE CORTE Espesor de Corte, a c (mm): a c =f z sen( r ) a c : Espesor de corte (mm) f z : Avance por filo (mm) r : Ángulo de posición Anchura de Viruta, a w (mm): D a w : Anchura de viruta (mm) a D: Diámetro de la broca (mm) w 2 sin r r : Ángulo de posición V f (mm/min) f z (mm/filo) a c (mm) Sección de viruta, S c (mm 2 ): S c =a c a w o también: S c =f z D/2 S c : Sección de viruta (mm 2 ) a c : Espesor de corte (mm) a w : Anchura de viruta (mm) S c : Sección de viruta (mm 2 ) f z : Avance por filo (mm) D: Diámetro de la broca (mm) S c (mm 2 ) a w (mm) D/2 Tema14: Taladrado 12/17 r
13 3. Operación de Taladrado SECCIÓN DE VIRUTA, FUERZA DE CORTE Y POTENCIA DE CORTE P c Fuerza de corte, F c (N): F c =p s S c F c : Fuerza de corte (N) p s : Energía específica de corte (N/mm 2 ) S c : Sección de viruta (mm 2 ) Potencia de corte, P c (W): V z: Nº de filos z F c c 2 P c : Potencia de corte (W) 60 F c : Fuerza de corte (N) V c : Velocidad de corte (m/min) S c (mm 2 ) V f (mm/min) f z (mm/filo) a c (mm) r a w (mm) D/2 Tema14: Taladrado 13/17
14 Tema14: Taladrado 14/17 4. Otras operaciones de taladrado Taladrado convencional: Limitaciones si L/D Brocas helicoidales enterizas (L/D 5 10) Brocas de plaquitas (L/D<2,5) Taladrado profundo: Broca Cañón L/D= 15~40
15 Tema14: Taladrado 15/17 4. Otras operaciones de taladrado Mandrinado Para aumentar el tamaño de un agujero a un diámetro con alta precisión. Escariado Se parte de un agujero y se aumenta el diámetro Para conseguir un excelente acabado y precisión en un taladro. Se parte de un agujero y únicamente se mecanizan décimas de milímetro para asegurar la precisión del agujero
16 Tema14: Taladrado 16/17 5. Cuestionario tutorizado 1. En la punta de las brocas, la unión de los filos se realiza mediante un pequeño filo adicional denominado filo transversal. Podrías explicar qué función tiene? 2. Para la operación de taladrado, Podría servir alguna de las máquinas que se han estudiado? 3. Por qué muchas brocas disponen de unos orificios por donde se inyecta un fluido coaxial a la herramienta? Podrías exponer al menos tres razones? 4. Se podría realizar un taladrado con una fresa? Cómo se podría realizar y qué ventajas y desventajas se obtendrían? 5. Además de la broca cañón, existen otra serie de soluciones para realizar operaciones de taladrado profundo Podrías investigar que sistemas/máquinas de taladrado profundo se pueden encontrar en el mercado para la realización de agujeros de gran profundidad y con diámetros superiores a 15 mm de diámetro?
17 Tema14: Taladrado 17/17 6. Algunas empresas y productos IBARMIA Fabricante de TALADROS DE COLUMNA Localización: Azkoitia (Gipuzkoa) LATZ S. Coop. Fabricante de BROCAS HELICOIDALES, BROCAS CENTRADORAS Localización: Andoain (Gipuzkoa) IZAR Cutting Tools Fabricante de BROCAS HELICOIDALES, MACHOS DE ROSCAR, ESCARIADORES Localización: Amorebieta (Bizkaia) ERLO S.A. Fabricante de TALADROS DE VARIOS TIPOS Localización: Azkoitia (Gipuzkoa) JUARISTI Fabricante de MANDRINADORAS Localización: Azkoitia (Gipuzkoa) Taladro de columna fabricado por ERLO S.A. Empresas mecanizadoras como ITP, Aernova, Maier, Matrici, Batz, etc. realizan operaciones de taladrado sistemáticamente. Otras empresas como Etxe-Tar, Danobat Sistemas o Lan-Bi fabrican soluciones de taladrado a medida. IBARMIA es uno de los principales fabricantes de taladros a nivel internacional.
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