MAQUINAR PIEZAS MECÁNICAS CON TORNO CNC

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1 CENTRO DE BACHILLERATO TECNOLOGICO INDUSTRIAL Y DE SERVICIOS No. 50 MECANICA TURNO MATUTINO NOTAS DE TRABAJO PARA LA ASIGNATURA MAQUINAR PIEZAS MECÁNICAS CON TORNO CNC CUARTO SEMESTRE DE LA ESPECIALIDAD EN MECÁNICA REALIZÓ: ING. JULIO MELENDEZ PULIDO ENERO 2011

2 CAPÍTULO I GENERALIDADES DEL TORNO MIRAC

3 Capítulo I: Generalidades del Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 2 Introducción. En la industria tanto nacional como transnacional se ha tenido un aumento exponencial en cuanto al uso de máquinas herramienta de Control Numérico (CN) debido a su alto índice de reproducibilidad, además de los elevados estándares de calidad en las piezas terminadas. Es por esto que una las asignaturas más importantes de la Carrera de Técnico Mecánico que se imparte en el CBTis o. 50 es la de Maquinar Piezas Mecánicas en Torno de Control Numérico, que pretende sentar las nociones básicas en los alumnos de cuarto semestre de la especialidad, en la programación y operación de máquinas herramienta de Control Numérico (CN). Se debe hacer mención que en el mercado existe una gran variedad de máquinas herramienta de Control Numérico (CN) con características propias en cuanto a programación, mantenimiento y operación por lo que los egresados deberán adaptarse a las condiciones específicas de cada una de ellas, sin embargo al tener las bases firmes en cuanto a la programación y operación de un tipo de máquina es mucho más fácil y rápido dicha adaptación. Torno Mirac. El torno Mirac es una de las máquinas herramienta que utilizan Control Numérico (CN) más prácticas y didácticas empleadas para la capacitación de personal, este tipo de máquina funciona con un post procesador de tipo FANUC, que a su vez utiliza códigos ISO G y M para su programación. El torno Mirac tiene una torreta de trabajo de hasta 8 estaciones (dependiendo del modelo) generalmente con cuatro estaciones para maquinados exteriores y cuatro para maquinados interiores, aunque esto puede variar de acuerdo a las necesidades y requerimientos de la empresa. Tiene un rango de velocidades que van de los rpm como máximo, además de un avance que va de mm/min, que puede ser programado en mm/min o mm/rev según se requiera al momento de estar manufacturando, la capacidad máxima en cuanto a la abertura del chuck es de 50 mm (2 pulg) de diámetro, si se requiere emplear el telescopio de la máquina se recomienda utilizar barra de hasta Maquinar Piezas con Máquinas de Control Numérico

4 Ø pza Capítulo I: Generalidades del Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 3 22 mm (7/8 pulg) de diámetro. La longitud máxima recomendada de la barra a trabajar es de 120 mm (5 pulg). Los materiales más empleados, debido a la capacidad de la máquina, son: Aluminio. Latón, Bronce, Acrilico, Nylamid y en general materiales suaves o blandos, también se puede maquinar acero pero bajo condiciones muy controladas. Ejes de trabajo para el torno Mirac. Cada máquina herramienta de Control Numérico tiene características propias, aunque en general todas cumplen con elementos similares como son los siguientes. Eje "x" (Mov. transversal) Herramienta de corte Origen (x0, z0) Eje "z" (Mov. Longitudinal) Sujeción Eje generatriz de la pza longitud de trabajo de la pza Cara frontal de la pza Componentes principales de trabajo en el torno Mirac Los movimientos de la herramienta de corte se realizan sobre los ejes x y z de manera conjunta o individual en cada eje. Cuando la herramienta penetra a la pieza se indica un movimiento negativo en los ejes correspondientes, cuando la herramienta se aleja o retira de la pieza se da un movimiento positivo en los ejes. Esto se muestra en la siguiente figura. Maquinar Piezas con Máquinas de Control Numérico

5 Ø 25 Ø pza Capítulo I: Generalidades del Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 4 Eje "x" (Mov. transversal) x ( + ) z ( - ) (x0, z0) Eje "z" (Mov. longitudinal) z ( + ) Sujeción x ( - ) Eje generatriz de la pza Movimientos de la herramienta de corte a lo largo de los ejes x y z en el torno Mirac Por otro lado los movimientos que se deben programar en el torno Mirac sobre el eje x son de tipo diametral, es decir, se indica el valor del diámetro al que se requiere que la nariz de la herramienta de corte llegue, comenzando por el diámetro exterior y llegando hasta el eje generatriz de la pieza o eje de simetría, que en este caso será el valor de CERO (x0), también para cuestiones de careado o refrentado en la pieza se puede programar un valor para el diámetro negativo, por ejemplo x-2, con lo cual se indica que la nariz de la herramienta de corte pasará el eje generatriz de la pieza hasta una posición por debajo de este. Eje "x" (Mov. transversal) x ( + ) (x0, z0) (x18) (x-18) Sujeción x ( - ) Eje generatriz de la pza Ejemplos de programación de movimientos de la herramienta de corte en el eje x Maquinar Piezas con Máquinas de Control Numérico

6 Ø Capítulo I: Generalidades del Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 5 (z-50) (z5) z ( - ) (x0, z0) Eje "z" (Mov. longitudinal) z ( + ) Sujeción Eje generatriz de la pza Ejemplos de programación de movimientos de la herramienta de corte en el eje z Estructura de los programas de Control Numérico (CN) para el torno Mirac. Para realizar la programación de una pieza en el torno Mirac de Control Numérico (CN) es necesario que se siga una estructura básica como la que se indica: Comentarios introductorios Preparación de la máquina Cuerpo principal del programa (maquinado) Finalización del programa Maquinar Piezas con Máquinas de Control Numérico

7 Capítulo I: Generalidades del Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 6 Comentarios introductorios. Son todos aquellos comentarios que indican las características generales del programa, así como los datos del programador, se programan por medio de un paréntesis abierto antes del comentario (texto) y en el software de simulación aparecerá de color rojo, el paréntesis se puede o no cerrar para concluir el comentario, para abrir un nuevo comentario es necesario abrir otro paréntesis. Los comentarios solamente actúan como notas u observaciones en la programación pero no intervienen en ningún aspecto de esta. Los comentarios que deberá llevar un programa de Control Numérico (CN) dependerán de las características que el programador quiera indicar al momento de presentar el trabajo, así como de las necesidades de la empresa. Para cuestiones prácticas en la asignatura Manufactura Asistida por Computadora se indican los comentarios mínimos que deberá contener un programa de Control Numérico (CN). (Nombre del alumno, comenzando por los apellidos Paterno, Materno y Nombre (Asignatura (Grupo (Sección (Nº de lista (Nº de PC (Nombre del Profesor (Nombre de la Práctica o Ejercicio (Fecha de realización (Material de trabajo (Velocidad de corte V c = (Billet X= Z= Maquinar Piezas con Máquinas de Control Numérico

8 Capítulo I: Generalidades del Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 7 Preparación de la máquina de Control Numérico (CN). Como ya se ha mencionado anteriormente el torno Mirac se programa mediante códigos ISO G y M, estos códigos están estandarizados para la mayoría de las operaciones y solamente basta con adecuarlos a las necesidades propias de cada máquina herramienta de Control Numérico (CN). Todos los programas de Control Numérico (CN) deben tener una identificación o etiqueta en cada uno de los bloques que se estén programando para que al momento de realizar una revisión o adecuación sea más fácil de localizar el bloque correspondiente. Se recomienda utilizar la nomenclatura N010, N020, N030,..., etc., para cada uno de los bloques programados. Para preparar el torno Mirac, antes de comenzar a maquinar se emplea la estructura básica siguiente: N010 G20 (Sistema de unidades inglés [pulg]) G21 (Sistema de unidades métrico [mm]) [Billet x z N020 G28 U0 W0 (Mandar torreta de herramientas al punto de referencia HOME) N030 G98 (Establecer avance de la herramienta en mm/min, ft/min) G99 (Establecer avance de la herramienta en mm/rev, ft/rev) G40 (Quitar compensación de herramienta) N040 G50 S N050 M06 T (Fijar rpm máximas para el chuck) (Cambio de herramienta de trabajo) Se tiene para el caso del torno Mirac 01, 03, 05, 07 Herramientas exteriores. 02, 04, 06, 08 Herramientas interiores. N060 S M03 (Avance del husillo en Sentido Horario SH) S M04 (Avance del husillo en Sentido Anti Horario SAH) Se deben establecer las rpm calculadas para comenzar el maquinado. N070 G00 X Z (Punto seguro para iniciar el maquinado) Maquinar Piezas con Máquinas de Control Numérico

9 Ø Capítulo I: Generalidades del Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 8 Los bloques anteriores se emplean como base para iniciar el maquinado de la pieza, esta parte del programa se da por terminada cuando la herramienta de corte llega al punto seguro en donde se comenzará el maquinado, se recomienda que este punto seguro se establezca 2 o 3 mm alejado de la cara frontal y a la altura del diámetro de la pieza, como se muestra en la figura siguiente. (xø, z3) (x0, z0) Sujeción Punto seguro de la herramienta de corte para comenzar el maquinado de la pieza. Cuerpo principal del programa de Control Numérico (CN). En esta parte del programa se estructuran todos los movimientos necesarios para definir completamente el contorno de la pieza por obtener, se pueden utilizar códigos generales (G00, G01, G02, G03, etc.,) o códigos con ciclos (G90, G94, G71, G72, etc.,), los códigos más empleados para el maquinado en el torno Mirac se definirán más adelante en este manual. Finalización del programa de Control Numérico (CN). Una vez obtenido el perfil de la pieza a trabajar se deben establecer las condiciones necesarias para finalizar el programa y sentar las bases para, en caso necesario, repetir el programa. Maquinar Piezas con Máquinas de Control Numérico

10 Capítulo I: Generalidades del Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 9 La estructura que se debe seguir al momento de finalizar un programa es la siguiente: N500 G00 X Z (Punto seguro para iniciar el maquinado) N510 G28 U0 W0 (Mandar torreta de herramientas al punto de referencia HOME) N520 M05 (Parar o detener el giro del husillo) N530 M30 (Finalizar programa y mandar el cursor al primer bloque) M02 (Finalizar programa, el cursor se queda en el último bloque) Maquinar Piezas con Máquinas de Control Numérico

11 CAPÍTULO II CÓDIGOS BÁSICOS PARA EL TORNO MIRAC

12 Capítulo II: Códigos básicos para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 11 Introducción. Un a vez que se han establecido las bases fundamentales de la máquina de Control Numérico (CN) Mirac, es necesario definir los códigos o comandos básicos empleados para generar u obtener la geometría de la pieza. Se establecen las características generales de cada comando y un ejemplo de aplicación. Sistema Absoluto Es el sistema de referencia que toma como valor de movimiento la posición (x0, z0) en el plano cartesiano, para cualquier desplazamiento siempre es necesario observar esta referencia como base. Los movimientos de la herramienta se pueden realizar en cualquiera de los cuatro cuadrantes que conforman el plano cartesiano, tomando valores tanto positivos como negativos aunque siempre respetando la posición (x0, z0). En el torno de Control Numérico (CN) Mirac el Sistema Absoluto se reconoce cuando los valores de las posiciones se indican con las letras x y z, no es necesario colocar un código extra para hacer el cambio de sistema como sucede en otras máquinas de Control Numérico (CN). Cuando se hace la preparación de la máquina para comenzar el maquinado hasta llegar al punto seguro se debe programar en Sistema Absoluto ya que se conoce la referencia HOME de la máquina, hecha de fábrica, una vez en este punto es posible comenzar a programar en Sistema Absoluto, Sistema Incremental o una combinación de ambos. x (x25, z5) (x25, z-12.5) (x10, z10) (x0, z0) z (x-20, z-15) (x-25, z2.5) Ejemplo de movimientos de la herramienta en Sistema Absoluto en el torno Mirac

13 Capítulo II: Códigos básicos para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 12 Sistema Incremental En este sistema se toma como referencia de inicio para cada nueva posición la posición inmediata anterior, por lo tanto se tendrán un número infinito de posiciones y nuevos sistemas de referencia, tal y como se muestra en la figura siguiente. x 3.- (x0, z0) (x15, z-5) 4.- (x0, z0) (x-12.5, z-30) (x0, z0) 1.- (x0, z0) 2.- (x0, z0) (x10, z10) z 5.- (x0, z0) (x-32.5, z10) 6.- (x0, z0) (x-5, z17.5) Ejemplo de movimientos de la herramienta en Sistema Incremental en el torno Mirac En el torno de Control Numérico (CN) Mirac el Sistema Incremental se reconoce cuando los valores de las posiciones se indican con las letras u y w, de igual manera que para el Sistema Absoluto de referencia no es necesario colocar un código extra para hacer el cambio de sistema. El Sistema Incremental se puede emplear para la programación normal en un programa de Control Numérico (CN), sin embargo es más empleado en los códigos que emplean ciclos (como se verá más adelante). G00 (Movimiento rápido) Realiza un movimiento lineal con un avance de 1200 mm/min (llamado movimiento rápido) a lo largo del eje x y/o eje z de manera individual o combinada, se debe emplear únicamente para movimientos de posicionamiento de la herramienta de corte por fuera de la pieza, es decir sin realizar movimientos de corte ya que por la alta velocidad con la que avanza la herramienta esta se puede enterrar en la pieza.

14 Ø25 Ø25 Capítulo II: Códigos básicos para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 13 (x25, z3) (x22, z3) (x0, z0) (x0, z0) Ejemplo de maquinado con el código G00 en el torno Mirac Ejemplo de programación del código G00: N010 G21, [Billet x25.4 z100, N020 G28 U0 W0, N030 G98 G40, N040 G50 S2500, N050 M06 T01, N060 S1200 M03, N070 G00 X25 Z3, N080 G00 X22 Z3, N090 G00 X25 Z3, N100 G28 U0 W0, N110 M05, N120 M30, En el caso anterior, la herramienta se desplaza desde el punto de referencia de la máquina (HOME) hasta la posición del punto seguro que tiene coordenadas (x25, z3), una vez que se ha establecido en este punto, la herramienta nuevamente se desplaza pero ahora solamente sobre el eje x para llegar a las coordenadas (x22, z3), para finalmente regresar al punto seguro con otro movimiento rápido, todos estos movimientos los realiza la herramienta de corte con el código G00 y se indican en negritas cursivas en el ejemplo del programa

15 Ø25 Ø25 Capítulo II: Códigos básicos para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 14 G01 (Interpolación lineal) Realiza un movimiento lineal con un avance controlado de corte que va desde 0 hasta 500 mm/min a lo largo del eje x y/o eje z de manera individual o combinada, se emplea para realizar cortes tanto de desbaste como de acabado en la pieza. Para las condiciones de maquinado, dependiendo del material a trabajar, se establecen los siguientes criterios para el avance (F) de la herramienta: Desbaste Acabado Conos Radios Gargantas y tronzado mm/min mm/min mm/min mm/min mm/min. Al momento de realizar la programación se debe indicar cual es el avance para los códigos que así lo requieran, sin embargo si el programador no especifica el avance de la herramienta de corte, la máquina toma el último avance programado, si no se ha establecido ningún avance de corte, la máquina toma como valor por default 100 mm/min. (x25, z3) (x23, z3) (x0, z0) (x0, z0) 35 Ejemplo de maquinado con el código G01 en el torno Mirac

16 Capítulo II: Códigos básicos para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 15 Ejemplo de programación del código G01: N010 G21, [Billet x25.4 z100, N020 G28 U0 W0, N030 G98 G40, N040 G50 S2500, N050 M06 T01, N060 S1200 M03, N070 G00 X25 Z3, N080 G01 X23 Z3 F120, N090 G01 X23 Z-35 F120, N100 G01 X25 Z-35 F120, N110 G00 X25 Z3, N120 G28 U0 W0, N130 M05, N140 M30, En este caso la herramienta se desplaza desde el punto de referencia de la máquina (HOME) hasta la posición del punto seguro que tiene coordenadas (x25, z3), una vez que se ha establecido en este punto, la herramienta se desplaza con un avance controlado de 120 mm/min sobre el eje x para llegar a las coordenadas (x23, z3) empleando el código G01, una vez colocada en esta coordenada realiza otro movimiento con avance controlado (120 mm/min) pero ahora cortando material (cilindrando) hasta llegar a la posición (x23, z-35), se levanta hasta la nueva posición (x25, z-35) para finalmente regresar al punto seguro con un movimiento rápido (G00). G02 (Interpolación circular SH) Realiza una interpolación de tipo circular en sentido horario (SH) con un avance controlado de corte que va desde 0 hasta 500 mm/min a lo largo de los ejes x y z de manera combinada, se emplea para realizar cortes de radios, tanto de desbaste como de acabado, en la pieza. Para las condiciones de maquinado, dependiendo del material a trabajar, se siguen los criterios de avance establecidos anteriormente.

17 Ø25 Capítulo II: Códigos básicos para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido (x23, z3) (x0, z0) R2 Ejemplo de maquinado con el código G02 en el torno Mirac Ejemplo de programación del código G02: N010 G21, [Billet x25.4 z100, N020 G28 U0 W0, N030 G98 G40, N040 G50 S2500, N050 M06 T01, N060 S1200 M03, N070 G00 X25 Z3, N080 G00 X23 Z3, N090 G01 X23 Z-33 F120, N100 G02 X25 Z-35 R2 F50, N110 G00 X25 Z3, N120 G28 U0 W0, N130 M05, N140 M30, En este caso la herramienta se desplaza desde el punto de referencia de la máquina (HOME) hasta la posición del punto seguro que tiene coordenadas (x25, z3), una vez que se ha establecido en este punto, la herramienta se desplaza con un avance rápido sobre el eje x para llegar a las coordenadas (x23, z3) empleando el código G00, una vez colocada en esta coordenada realiza un movimiento con avance controlado (120 mm/min) con el código G01 cortando material (cilindrando) hasta llegar a la posición (x23, z-33), una vez que llega a esta coordenada se programa el código

18 Ø25 Capítulo II: Códigos básicos para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 17 G02 para realizar el radio en sentido horario (SH), mostrado en el dibujo, es necesario definir las coordenadas de destino (x25, z-35) así como el radio del arco a realizar (R2) y el avance de corte (F 50 mm/min), finalmente la herramienta regresa al punto seguro con un movimiento rápido (G00). G03 (Interpolación circular SAH) Realiza una interpolación de tipo circular en sentido anti horario (SAH) con un avance controlado de corte que va desde 0 hasta 500 mm/min a lo largo de los ejes x y z de manera combinada, se emplea para realizar cortes de radios, tanto de desbaste como de acabado, en la pieza. Para las condiciones de maquinado, dependiendo del material a trabajar, se siguen los criterios de avance establecidos anteriormente (x23, z3) (x0, z0) R2 Ejemplo de maquinado con el código G03 en el torno Mirac Ejemplo de programación del código G03: N010 G21, [Billet x25.4 z100, N020 G28 U0 W0, N030 G98 G40, N040 G50 S2500, N050 M06 T01, N060 S1200 M03,

19 Capítulo II: Códigos básicos para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 18 N070 G00 X25 Z3, N080 G00 X23 Z3, N090 G01 X23 Z-33 F120, N100 G03 X25 N110 G00 X25 N120 G28 U0 W0, N130 M05, N140 M30, Z-35 R2 F50, Z3, En este caso la herramienta se desplaza desde el punto de referencia de la máquina (HOME) hasta la posición del punto seguro que tiene coordenadas (x25, z3), una vez que se ha establecido en este punto, la herramienta se desplaza con un avance rápido sobre el eje x para llegar a las coordenadas (x23, z3) empleando el código G00, una vez colocada en esta coordenada realiza un movimiento con avance controlado (120 mm/min) con el código G01 cortando material (cilindrando) hasta llegar a la posición (x23, z-33), una vez que llega a esta coordenada se programa el código G03 para realizar el radio en sentido anti horario (SAH), mostrado en el dibujo, es necesario definir las coordenadas de destino (x25, z-35) así como el radio del arco a realizar (R2) y el avance de corte (F 50 mm/min), finalmente la herramienta regresa al punto seguro con un movimiento rápido (G00). Careado (refrentado). Este proceso se realiza cuando la pieza se encuentra irregular o con un acabado pobre debido a la herramienta empleada para cortar el tejo de trabajo. También se emplea para obtener una superficie más regular y tener una mejor y más fácil relación entre la herramienta y la pieza al momento de obtener los puntos de referencia (offset) a emplear en el maquinado. Se debe utilizar, de preferencia, una herramienta de corte derecha que se posiciona 2 o 3 mm por arriba del diámetro nominal y a la altura de la cara frontal de la pieza, como se muestra en la figura siguiente.

20 Ø Capítulo II: Códigos básicos para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 19 (x = Ø+3) Posición de la herramienta para el careado en el torno Mirac Una vez posicionada la herramienta se procede a desplazarla, con un movimiento rápido, a lo largo del eje z 0.5 a 1.0 mm, dependiendo de que tan irregular sea la cara frontal, para posteriormente dar un movimiento de corte con avance controlado hasta pasar 1 o 2 mm el eje generatriz de la pieza, esto para asegurar que se va a cortar completamente la cara frontal, se retira la herramienta de la pieza y se regresa al punto seguro de inicio del maquinado, dependiendo de que tan irregular se encuentre la pieza se realiza este procedimiento 2 o 3 veces más hasta dejar una superficie completamente regular. El procedimiento anterior se indica en la secuencia siguiente con códigos G y M. Ejemplo de programación para el careado de una pieza: N010 G21, [Billet x25.4 z100, N020 G28 U0 W0, N030 G98 G40, N040 G50 S2500, N050 M06 T01, N060 S1200 M03, N070 G00 X28 Z0, N080 G00 X28 Z-0.5, N090 G01 X-1 Z-0.5 F50, N100 G00 X28 Z1,

21 Capítulo II: Códigos básicos para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 20 N110 G00 X28 Z-1, N120 G01 X-1 Z-1 F50, N130 G00 X28 Z1, N140 G28 U0 W0, N150 M05, N160 M30, Tronzado. Otra de las operaciones básicas en las máquinas no sólo de Control Numérico (CN) sino también en las de tipo convencional es la referente al tronzado, para lo cual se emplea una herramienta de corte conocida como cuchilla esta se puede obtener de un buril convencional afilado de tal manera que se tenga la forma que se muestra en la figura o una cuchilla especifica empleada para el tronzado h h h Cuchillas empleadas para el tronzado en el torno Mirac La operación de tronzado se lleva acabo una vez que se han terminado todas las operaciones a realizar en la pieza para obtener el perfil especificado en el plano de trabajo. Se trabaja con un avance controlado de 10 a 30 mm/min, dependiendo del material de la pieza a utilizar. De acuerdo al diámetro de la pieza y al espesor de la cuchilla, normalmente estas son de 2 a 3 mm, se utiliza el método de abrir camino para evitar que la herramienta se pueda atorar por un ángulo incorrecto en la ranura que se va formando en la pieza. Para iniciar con el tronzado se posiciona la cuchilla 2 o 3 mm por arriba del diámetro nominal de la pieza, además de asegurarse de colocarla en el eje z a la altura de la longitud total de la pieza

22 Ø Ø Capítulo II: Códigos básicos para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 21 terminada, dependiendo del modelo de máquina a emplear, se utiliza como referencia la cara derecha o izquierda de la cuchilla para la posición. Una vez posicionada se realiza un movimiento de corte controlado con un avance de 10 a 30 mm/min, dependiendo del material empleado en la pieza, únicamente sobre el eje x hasta la tercera parte del diámetro (Ø/3), posteriormente se retira la herramienta hasta la posición segura, para desplazarla nuevamente sobre el eje z una distancia máxima de h que es el espesor de la cuchilla, una vez posicionada se procede a realizar otro movimiento de corte sobre el eje x pero ahora hasta 2/3 partes del diámetro (2Ø/3), nuevamente se retira la herramienta de la pieza y se regresa a la posición inicial, ahora se realiza un movimiento de corte pasando 1 o 2 mm el eje generatriz de la pieza para tronzar. Este procedimiento se muestra en las figuras siguientes y el ejemplo del programa. (x = Ø+2, z = L+h) (x = Ø/3, z = L+h) Longitud de la pza (L) Ø Ø (x0, z0) (x0, z0) Longitud de la pza (L) (x = 2Ø/3, z = L+2h) (x = -1, z = L+h) (x0, z0) (x0, z0) Longitud de la pza (L) Longitud de la pza (L) Procedimiento para el tronzado en el torno Mirac

23 Ø 25 Capítulo II: Códigos básicos para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 22 3 (x28, z58) (x0, z0) 55 Ejemplo de tronzado en el torno Mirac Ejemplo de programación para el tronzado de una pieza: N010 G21, [Billet x25.4 z80, N020 G28 U0 W0, N030 G98 G40, N040 G50 S2500, N050 M06 T03, (cuchilla con h = 3 mm de espesor N060 S1200 M03, N070 G00 X28 Z0, N080 G00 X28 Z-58, N090 G01 X17 Z-58 F20, N100 G00 X28 Z-58, N110 G00 X28 Z-60, N120 G01 X9 Z-60 F20, N130 G00 X28 Z-60, N140 G00 X28 Z-58, N150 G01 X-1 Z-58 F20, N160 G00 X28 Z-58, N170 G28 U0 W0, N180 M05, N190 M30,

24 Ø/3 Ø Capítulo II: Códigos básicos para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 23 Careado inicial. Esta operación se realiza cuando se van a maquinar una serie de piezas de manera continua por lo que es necesario emplear una barra larga para garantizar la continuidad del maquinado. Es necesario emplear los conceptos de careado y tronzado vistos anteriormente, además de la posición inicial para la herramienta de corte, se parte del principio de que la pieza esta tronzada y queda en la posición mostrada en la figura. Esta pieza tiene un sobrematerial (d) en la parte frontal que es necesario eliminar, en este caso refrentar o carear, este sobrematerial dependerá del espesor que tenga la cuchilla de corte empleada para tronzar la pieza, generalmente el espesor es de 2 a 3 mm. También es necesario determinar cual es la longitud total de trabajo de la pieza, incluyendo la parte correspondiente al tronzado, esto con el fin de programar un punto de referencia para la primera posición de la herramienta de corte. d = h (x0, z0) longitud de trabajo Posición de la pieza para el careado inicial en el torno Mirac Una vez establecidos todos los elementos anteriores, se hace la suposición de que el punto cero (z0) de la cara frontal de la pieza será aquella que no tenga el sobrematerial, por lo tanto la parte frontal del sobrematerial se indica como la posición z = d = h (espesor de la cuchilla de tronzado), como se indica en la siguiente figura.

25 Ø Ø/3 Capítulo II: Códigos básicos para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 24 d = h z = d = h (x0, z0) longitud de trabajo Valores de referencia para la pieza en el careado inicial en el torno Mirac Es necesario fijar la posición de la herramienta en la coordenada (x = Ø/4, z = d = h) con el fin de que la pieza pueda ser recorrida hasta que la parte frontal del sobrematerial toque la nariz de la herramienta de corte, como se muestra en la figura. d = h (x = Ø/4, z = d = h) (x0, z0) longitud de trabajo Posición de la herramienta para el careado inicial en el torno Mirac Una vez realizada esta operación se retira la herramienta en el eje z de la pieza y se posiciona de tal manera que se pueda comenzar a refrentar el sobrematerial para eliminarlo y dejar la cara completamente uniforme.

26 Capítulo II: Códigos básicos para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 25 En esta operación de careado inicial se utiliza otro concepto que es el de paro programado con el código M00, este código detiene la secuencia de maquinado de manera indefinida hasta que el operario oprima un botón para indicar la continuación del ciclo. Se emplea para hacer revisiones, limpieza de la viruta, ajustes, etc., ya que la operación se detiene completamente y se puede abrir la guarda de seguridad del torno Mirac sin ningún riesgo. Ejemplo de programación para el careado inicial de una pieza: N010 G21, [Billet x25.4 z100, N020 G28 U0 W0, N030 G98 G40, N040 G50 S2500, N050 M06 T01, N060 G00 X5 Z3, N070 M00, N080 G00 X5 Z5, N090 S1200 M03, N100 G00 X28 Z5, N110 G00 X28 Z2, N120 G01 X-1 Z2 F20, N130 G00 X28 Z5, N140 G00 X28 Z1, N150 G01 X-1 Z1 F20, N160 G00 X28 Z5, N170 G00 X28 Z0, N180 G01 X-1 Z0 F20, N190 G00 X28 Z5, N170 G28 U0 W0, N180 M05, N190 M30,

27 CAPÍTULO III CICLOS EMPLEADOS PARA EL TORNO MIRAC

28 Capítulo III: Ciclos empleados para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 27 Introducción. Los ciclos son códigos que repiten una o varias secuencias de maquinado, son empleados para reducir el número de bloques a programar y para facilitar el generar un programa de una pieza muy compleja en una secuencia relativamente sencilla, se pueden emplear combinados con los códigos básicos explicados en el Capítulo II. Ciclos de cilindrado y careado Existe una gran variedad de ciclos empleados para cilindrado y careado, que son dos de las operaciones más comunes en el proceso de manufactura de piezas metálicas, estos ciclos tienen características propias que se detallaran en cada una de las explicaciones respectivas, también tienen muchas similitudes que deben ser aprovechadas al momento de seleccionar uno u otro ciclo para programar una operación en cualquier máquina de control Numérico (CN). G90 (Ciclo de cilindrado por caja) El ciclo G90 se emplea para cilindrar o tornear la superficie de las piezas de manera lineal, realiza en una sola programación cuatro movimientos, dos de avance rápido y dos con avance controlado (movimiento de corte), como se muestra en la figura. 4 G00 1 G01 G00 3 G01 2 Movimientos de la herramienta de corte con el ciclo G90 en el torno Mirac Es importante indicar que para todos los ciclos, de acuerdo a sus características particulares, se debe posicionar primero la herramienta en el lugar en donde se va a iniciar el maquinado, en este caso para el ciclo G90 se posiciona a la altura del diámetro nominal y 2 o 3 mm por delante de la cara

29 Ø25 Ø23 Capítulo III: Ciclos empleados para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 28 frontal de la pieza, esto con el fin de evitar que la herramienta golpee a la pieza al momento de iniciar su movimiento. Una vez posicionado se procede a programar el ciclo con la secuencia que se indica a continuación: N070 G00 X Z, X = posición de la herramienta antes de comenzar el maquinado (diámetro) Z = posición de la herramienta antes de comenzar el maquinado (2 o 3 mm por delante de la cara frontal de la pieza) N080 G90 X Z F, X = posición final de la herramienta después del maquinado (diámetro) Z = posición final de la herramienta después del maquinado (longitud) F = avance de corte del ciclo 35 (x25, z3) (x0, z0) Ejemplo de maquinado con el ciclo G90 en el torno Mirac Otra de las ventajas que tienen los ciclos es que una vez finalizada la operación la herramienta regresa al punto original de donde partió, por lo que no es necesario volver a posicionar para continuar maquinando ya que se puede tomar el mismo punto de partida. El ciclo G90 puede ser programado tanto en Sistema Absoluto como en Sistema Incremental, con la única diferencia que para las posiciones en el eje x en el primer sistema se toman valores diametrales y para el segundo se toman valores radiales.

30 Capítulo III: Ciclos empleados para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 29 Programación del ciclo G90 en Sistema Absoluto N070 G00 X25 Z3, N080 G90 X23 Z-35 F120, Programación del ciclo G90 en Sistema Incremental N070 G00 X25 Z3, N080 G90 U-1 W-38 F120, Cuando se tienen planos inclinados en las piezas se puede utilizar el ciclo G90 para maquinar este tipo de piezas, también se realizan en una sola programación cuatro movimientos dos de avance rápido y dos con avance controlado (movimiento de corte), pero ahora con una inclinación que puede ser positiva o negativa como se muestra en la figura. 4 G G00 1 G01 R(-) 3 G01 G00 G01 G01 G00 2 R(+) 2 3 Movimientos de la herramienta de corte con el ciclo G90 en un plano inclinado en el torno Mirac Este código de igual manera puede ser programado tanto en Sistema Absoluto como en Sistema Incremental, pero ahora se coloca un valor extra que es R el cual indicará el valor en formato incremental de la inclinación (desnivel) en el eje x del corte, este valor será positivo o negativo dependiendo del sentido de la inclinación. Para este caso se debe cuidar el avance de corte de la herramienta ya que esta va cortando en los dos ejes de manera simultánea por lo que el avance debe ser menor.

31 Ø25 Ø20 Capítulo III: Ciclos empleados para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido (x25, z3) (x0, z0) Ejemplo de maquinado con el ciclo G90 para un plano inclinado en el torno Mirac Programación del ciclo G90 para un plano inclinado en Sistema Absoluto N070 G00 X25 Z3, N080 G90 X23 Z-35 R-2.5 F70, Programación del ciclo G90 para un plano inclinado en Sistema Incremental N070 G00 X25 Z3, N080 G90 U-1 W-38 R-2.5 F70, G94 (Ciclo de refrentado por caja) El ciclo G94 se emplea para carear o refrentar las piezas que tienen irregularidades en su cara frontal debidas a la herramienta o proceso empleado para cortar o tronzar la pieza, el ciclo realiza en una sola programación cuatro movimientos, dos de avance rápido y dos con avance controlado (movimiento de corte), como se muestra en la figura.

32 Capítulo III: Ciclos empleados para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 31 2 G00 1 G01 G00 3 G01 4 Movimientos de la herramienta de corte con el ciclo G94 en el torno Mirac Para el ciclo G94 la posición inicial de la herramienta debe ser a la altura de la cara frontal y 2 o 3 mm por encima del diámetro nominal de la pieza, esto con el fin de evitar que la herramienta golpee a la pieza al momento de iniciar su movimiento. Una vez posicionado se procede a programar el ciclo con la secuencia que se indica a continuación: N070 G00 X Z, X = posición de la herramienta antes de comenzar el maquinado (2 o 3 mm por encima del diámetro nominal) Z = posición de la herramienta antes de comenzar el maquinado (cara frontal) N080 G94 X Z F, X = posición final de la herramienta después del maquinado (diámetro) Z = posición final de la herramienta después del maquinado (longitud) F = avance de corte del ciclo

33 Ø25 Capítulo III: Ciclos empleados para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 32 (x28, z1) (x0, z0) Ejemplo de maquinado con el ciclo G94 en el torno Mirac El ciclo G94 también puede ser programado tanto en Sistema Absoluto como en Sistema Incremental y de igual manera para las posiciones en el eje x en el primer sistema se toman valores diametrales y para el segundo se toman valores radiales. Programación del ciclo G94 en Sistema Absoluto N070 G00 X28 Z1, N080 G94 X-1 Z0 F120, Programación del ciclo G94 en Sistema Incremental N070 G00 X28 Z1, N080 G94 U-15 W-1 F120, G70 (Ciclo de acabado) El ciclo G70 se emplea cuando se ha programado cualquiera de los ciclos de cilindrado por contorno (G71, G72, G73), el código se programa una vez que cualquiera de los ciclos ha finalizado y se ha dejado un sobreespesor para maquinar el perfil definido en una sola pasada. La herramienta realiza el maquinado siguiendo cada uno de los puntos que definen el perfil de la pieza en una sola pasada, es por esto que no se debe dejar un tamaño excesivamente grande de material para el acabado ya que la herramienta puede enterrarse o perder el filo rápidamente.

34 Ø Capítulo III: Ciclos empleados para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 33 El código debe ser programado con los siguientes parámetros. N270 G70 P Q F, P = bloque en donde inicia la definición del perfil a maquinar Q = bloque en donde termina la definición del perfil a maquinar F = valor del avance para la herramienta de corte G71 (Ciclo de cilindrado por contorno) El ciclo G71 se emplea cuando se tienen piezas a cilindrar con un perfil definido en su mayor parte a lo largo del eje z, este tipo de código pertenece al grupo de los G70 que requieren de dos bloques para programar toda la secuencia del ciclo. El código G71 realiza un cilindrado definido por el perfil del contorno a obtener de la pieza, es necesario determinar los puntos finales que definan el contorno para programar las posiciones a las que llegara la herramienta, el ciclo realiza los cortes (cilindrado) con desbastes sucesivos y de manera escalonada a lo largo del eje z, una vez desbastado todo el contorno la herramienta realiza un recorrido definiendo completamente el perfil que estaba previamente marcado, esto se muestra en la siguiente figura. (x = Ø, z = 2 o 3 mm) (x0, z0) Ejemplo de maquinado con el ciclo G71 en el torno Mirac

35 Capítulo III: Ciclos empleados para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 34 El ciclo debe ser programado con una combinación de los sistemas absoluto e incremental para lo cual se distinguirán, como ya se menciono anteriormente, con las letras x y z para el absoluto y u y w para el incremental además de otros parámetros que se indican en la secuencia de maquinado. Para definir el perfil del ciclo es necesario primero posicionar la herramienta de corte en un punto seguro antes de comenzar el maquinado, se debe programar además un código extra que hace referencia al cálculo de las rpm para cada operación de cilindrado sobre el perfil de la pieza, ya que conforme el diámetro a maquinar va cambiando las revoluciones a emplear también van cambiando, por lo tanto el código G96 se emplea para que el ciclo automáticamente calcule y cambie las revoluciones de acuerdo al diámetro a maquinar. La secuencia de bloques a emplear para definir completamente el ciclo se detalla a continuación, siendo los últimos dos los que definen realmente el perfil y las operaciones de maquinado de la pieza. N070 G00 X Z, X = posición de la herramienta antes de comenzar el maquinado (diámetro) Z = posición de la herramienta antes de comenzar el maquinado (cara frontal) N080 G96 S1200, Valor constante de las rpm sobre el perfil de la pieza, calculadas a partir del diámetro más desfavorable del perfil a maquinar N090 G71 U R, U = valor de la profundidad de corte (radial) en cada pasada de la herramienta R = valor de retracción de la herramienta sobre el eje x N100 G71 P Q U W F, P = bloque en donde inicia la definición del perfil a maquinar Q = bloque en donde termina la definición del perfil a maquinar U = valor de sobrematerial en el eje x para acabado W = valor de sobrematerial en el eje z para acabado F = avance global de la herramienta de corte para el ciclo

36 Capítulo III: Ciclos empleados para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 35 G72 (Ciclo de refrentado por contorno) El ciclo G72 se emplea cuando se tienen piezas a cilindrar con un perfil definido en su mayor parte a lo largo del eje x, es decir que la pieza es muy grande en diámetro y la parte a cilindrar es relativamente pequeña, se requieren de dos bloques para programar toda la secuencia del ciclo. El código G72 realiza un cilindrado definido por el perfil del contorno a obtener de la pieza, es similar al código G71 aunque la principal diferencia es que ahora los cortes se hacen sobre el eje x por lo cual la herramienta esta refrentando, también es necesario determinar los puntos finales que definan el contorno para programar las posiciones a las que llegara la herramienta, el ciclo realiza los cortes (refrentado) con desbastes sucesivos y de manera escalonada, una vez desbastado todo el contorno la herramienta realiza un recorrido definiendo completamente el perfil que estaba previamente marcado, esto se muestra en la siguiente figura. (x = Ø + 2 o 3 mm, z0) (x0, z0) Ejemplo de maquinado con el ciclo G72 en el torno Mirac De igual manera que para el ciclo G71, el ciclo G72 debe ser programado con una combinación de los sistemas absoluto e incremental. La secuencia de bloques a emplear para definir completamente el ciclo se detalla a continuación, siendo los últimos dos los que definen realmente el perfil y las operaciones de maquinado de la pieza.

37 Capítulo III: Ciclos empleados para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 36 N070 G00 X Z, X = posición de la herramienta antes de comenzar el maquinado (diámetro) Z = posición de la herramienta antes de comenzar el maquinado (cara frontal) N080 G96 S1200, Valor constante de las rpm sobre el perfil de la pieza, calculadas a partir del diámetro más desfavorable del perfil a maquinar N090 G72 W R, W = valor de la profundidad de corte (longitudinal) en cada pasada de la herramienta R = valor de retracción de la herramienta sobre el eje z N100 G72 P Q U W F, P = bloque en donde inicia la definición del perfil a maquinar Q = bloque en donde termina la definición del perfil a maquinar U = valor de sobrematerial en el eje x para acabado W = valor de sobrematerial en el eje z para acabado F = avance global de la herramienta de corte para el ciclo G73 (Ciclo de cilindrado por perfiles paralelos) El ciclo G73 se emplea para cilindrar piezas cuando estas tienen un perfil irregular tanto en el eje x como en el eje z por lo que no se puede definir cual es el eje con mayor grado de desgaste, también se programa con dos bloques. El código G73 realiza un cilindrado paralelo constante al perfil definido de la pieza, de tal manera que los cortes siempre son en ambos ejes por lo que el avance debe ser menor al empleado en los otros dos ciclos.

38 Ø Capítulo III: Ciclos empleados para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 37 (x = Ø, z = 2 o 3 mm) (x0, z0) Ejemplo de maquinado con el ciclo G73 en el torno Mirac El ciclo G73 debe ser programado sistema incremental, la secuencia de bloques que definen completamente el ciclo se detalla a continuación. N070 G00 X Z, X = posición de la herramienta antes de comenzar el maquinado (diámetro) Z = posición de la herramienta antes de comenzar el maquinado (cara frontal) N080 G96 S1200, Valor constante de las rpm sobre el perfil de la pieza, calculadas a partir del diámetro más desfavorable del perfil a maquinar N090 G73 U W R, U = valor de la profundidad de corte (radial) en cada pasada de la herramienta W = valor de la profundidad de corte (longitudinal) en cada pasada de la herramienta R = valor de retracción de la herramienta sobre los ejes x y z N100 G73 P Q U W F, P = bloque en donde inicia la definición del perfil a maquinar Q = bloque en donde termina la definición del perfil a maquinar

39 Capítulo III: Ciclos empleados para el Torno Mirac Ing. Julio Meléndez Pulido 38 U = valor de sobrematerial en el eje x para acabado W = valor de sobrematerial en el eje z para acabado F = avance global de la herramienta de corte para el ciclo