C O N T E N I D O Herramientas para fresar Fresa Propiedades de las herramientas de corte Materiales de las herramientas de corte Clasificación de las fresas Consideraciones por el número de dientes de las fresas Aparato o Cabezal divisor Aparato divisor simple Aparato divisor universal Fabricación de engranajes Mecanizado de engranajes en la fresadora Fluidos de corte MFZG/13
HERRAMIENTAS PARA FRESAR FRESA Se denomina fresa a una herramienta de corte circular y múltiple, usada en máquinas fresadoras para el mecanizado de piezas. Los dientes cortantes de las fresas pueden ser rectilíneos o helicoidales, y de perfil recto o formando un ángulo determinado. El número de dientes de una fresa depende de su diámetro, de la cantidad de viruta que debe arrancar, de la dureza del material y del tipo de fresa.
HERRAMIENTAS PARA FRESAR FRESA La fresa es una herramienta rotatoria de corte, provista de aristas cortantes o dientes (herramienta multifilo) dispuestas simétricamente alrededor de un eje que gira con movimiento uniforme y arranca el material al elemento que es empujado contra ella. La fresa tiene innumerables formas. Se pueden clasificar según: su forma, tipo de dientes, tipo de engrane, sentido de giro, modo de fijación, material o aplicación.
HERRAMIENTAS PARA FRESAR Propiedades de las herramientas de corte: Dureza Tenacidad Resistencia al desgaste Resistencia en caliente Estabilidad química
HERRAMIENTAS PARA FRESAR Materiales de las herramientas de corte: Acero no aleado o de bajo C Acero rápido HSS Carburos cementados y recubiertos Materiales Cerámicos Diamantes sintéticos y Nitruro de boro cúbico
HERRAMIENTAS PARA FRESAR Clasificación de las fresas: Por el sistema de sujeción Para ejes porta fresas Mango cónico o cilíndrico y accesorios Por aplicaciones Corte plano Corte lateral o de disco Ranuras De formas o periféricas Por la disposición de los dientes Fresados Destalonados Postizos
HERRAMIENTAS PARA FRESAR Clasificación de las fresas: Por el sistema de sujeción Para ejes porta fresas Mango cónico o cilíndrico y accesorios
HERRAMIENTAS PARA FRESAR Clasificación de las fresas: Por aplicaciones Corte plano Corte lateral o de disco Ranuras De formas o periféricas
HERRAMIENTAS PARA FRESAR Clasificación de las fresas: Por aplicaciones Corte plano Corte lateral o de disco Ranuras De formas o periféricas
HERRAMIENTAS PARA FRESAR Clasificación de las fresas: Por la disposición de los dientes Fresados Destalonados Postizos El perfil de los dientes de las primeras es casi triangular mientras que el de las segundas se acerca más a un rectángulo; están construidos de tal manera que todas las secciones rectas del diente que pasan por el eje de la fresa tienen el mismo perfil. Los dientes de las primeras se afilan por su cara superior, borde o lateral y los de las segundas únicamente por su cara frontal. Esto hace que las dimensiones de las ranuras hechas con fresas de dientes fresados vayan disminuyendo con el afilado de los mismos y las de las hechas con las fresas destalonadas sean siempre las mismas hasta el completo desgaste de los dientes. Las fresas de dientes postizos pueden tener dichos dientes soldados a la masa o bien formando pequeñas herramientas independientes (lamas) que se sujetan a un planto porta cuchillas mediante cuñas a propósito u otros dispositivos semejantes.
CONSIDERACIONES POR EL NÚMERO DE DIENTES DE LAS FRESAS FRESADO
APARATO DIVISOR El aparato divisor o cabezal divisor es un accesorio de las fresadoras utilizado para producir giros controlados en la pieza que se quiere maquinar, con los cuales se pueden obtener divisiones exactas distribuidas regularmente o equidistantes para fresar piezas como engranajes y cortar estrías, cuadrados, hexágonos, entre otras. Simple Tipos de aparato divisor: Universal Divisor Simple Divisor Universal
Placa divisora APARATO DIVISOR SIMPLE Eje Se divide la cantidad de dientes de la placa divisora entre el números de lados que tendrá la pieza, el resultado será la cantidad de dientes que se debe mover la placa divisora para maquinar cada lado. Obturador o Trinquete Este cabezal tiene la desventaja que la placa divisora tiene que ser múltiplo de el número de lados a mecanizar. Es decir si la placa es de 24, las divisiones que se puede obtener son: 2,3,4,6,8,12 y 24. Las placas generalmente son de 24, 30 y 36 divisiones.
EJEMPLO: APARATO DIVISOR SIMPLE Se quiere realizar cabeza de un tornillo hexagonal usando un cabezal simple y la placa seleccionada tiene 24 dientes. N = No. Divisiones de la placa No. de caras del elemento = 24 6 = 4 divisiones La placa divisora se moverá 4 dientes cada vez que se haya mecanizado una cara de la cabeza del tornillo.
APARATO DIVISOR UNIVERSAL Es usado para ejecutar todas las formas posibles de divisiones y además, junto con otros mecanismos, permite fijar y ubicar el material y ejecutar ranuras helicoidales a lo largo de una superficie cilíndrica
APARATO DIVISOR UNIVERSAL
APARATO DIVISOR UNIVERSAL PARTES
APARATO DIVISOR UNIVERSAL
APARATO DIVISOR UNIVERSAL Ventajas: Sirve de accesorio para el montaje de la pieza Se puede inclinar para el fresado en ángulo Puede comportarse como divisor simple (desacoplando un tornillo sin fin) Permite hacer cualquier número de divisiones Tipos de divisiones: División directa (simple) División indirecta División angular División diferencial
APARATO DIVISOR UNIVERSAL DIVISIÓN DIRECTA O SIMPLE Se realiza desembragando la rueda helicoidal y el tornillo sinfín, quedando como un Divisor Simple Después de esto el plato de división rápida se puede mover fijándose con un obturador. Este plato es intercambiable y puede ser de 24, 30 y 36 agujeros N de divisiones de plato/n de divisiones de perfil
APARATO DIVISOR UNIVERSAL DIVISIÓN DIRECTA O SIMPLE / EJEMPLOS 1. Como sería la medición directa o simple para realizar un perfil de un pentágono Se selecciona el plato intercambiable de 30 divisiones 30 / 5 = 6 agujeros por cada cara plana Se desplaza el plato 6 agujeros por cada cara plana a maquinar 2. Como sería la medición directa o simple para realizar un perfil cuadrado 24 / 4 = 6 agujeros por cada cara plana (plato de 24 agujeros) O bien, 36 / 4 = 9 agujeros por cada cara plana (plato de 36 agujeros)
APARATO DIVISOR UNIVERSAL DIVISIÓN DIRECTA O SIMPLE / OBSERVACIONES La división directa es muy limitada. Es aplicable cuando las divisiones que se requieren obtener corresponden a un submúltiplo del número de ranuras del plato. Para fresar cada cara es necesario encajar el trinquete en la ranura correspondiente y bloquear el husillo del cabezal. No hay que contabilizar la ranura donde quedó el trinquete para la nueva división. Desencajar el trinquete para cada nueva división. Si el cabezal lo permite, aislar el husillo de la rueda (corona) ya que el movimiento entre ambos no es necesario.
APARATO DIVISOR UNIVERSAL DIVISIÓN INDIRECTA Permite obtener con el aparato divisor universal, un determinado número de divisiones que no pueden obtenerse en la División Directa o Simple Se consigue haciendo girar la manivela y con ella el tornillo sinfín que engrana con la rueda helicoidal de 40 o 60 dientes concéntrica con el eje de la pieza
APARATO DIVISOR UNIVERSAL DIVISIÓN INDIRECTA Por cada vuelta de la manivela la rueda helicoidal gira solo un diente o 1/40 de vuelta. Para que el husillo de una vuelta la manivela debe dar 40 vueltas (relación 40:1 o 60:1) N K Z N es número de vueltas de la manivela K es número de dientes de la corona Z es número de divisiones requeridas
APARATO DIVISOR UNIVERSAL DIVISIÓN INDIRECTA / EJEMPLO Se quiere dar 6 divisiones equidistantes en una pieza montada en un divisor universal N Z K 40 6 6,667 2 6 3 Se la dará a la manivela 6 vueltas Se necesita un plato con un número de agujeros múltiplo de 3, por ejemplo la circunferencia de 15 agujeros (Plato I) 2 15 10 agujeros 3 6 vueltas y 10 agujeros para cada división
APARATO DIVISOR UNIVERSAL DIVISIÓN INDIRECTA N K Z N es número de vueltas de la manivela K es número de dientes de la corona Z es número de divisiones requeridas
APARATO DIVISOR UNIVERSAL DIVISIÓN ANGULAR Se utiliza cuando se da la magnitud del ángulo entre las divisiones Se debe calcular primero el ángulo por cada agujero del plato divisor, dependiendo de la constante de la corona que puede ser 40 o 60 360 360 A 9 K 40 por agujero 360 360 A 6 K 60 agujero A es ángulo por agujero y K es número de dientes de la corona por Luego, N A' A N es número de vueltas de la manivela A es ángulo por cada agujero A es el ángulo entre divisiones dado
APARATO DIVISOR UNIVERSAL DIVISIÓN ANGULAR / EJEMPLO En una pieza se necesitan hacer 3 ranuras equidistantes a 23 entre cada una Asumiendo que la corona que se tiene es de constante 40, ya se sabe entonces que por cada agujero son 9 R 23 9 2,556 5 2 9 Se dará 2 vueltas a la manivela Se necesita un plato con un número de agujeros múltiplo de 9, por ejemplo la circunferencia de 27 agujeros (Plato II) Respuesta: 5 27 15 agujeros 2 vueltas a la manivela y 15 agujeros 9
APARATO DIVISOR UNIVERSAL DIVISIÓN DIFERENCIAL En los aparatos divisores cuando no se encuentra el plato de agujeros que permita hacer el trabajo, se emplea el método diferencial. Este consiste en poner un engranaje en el sin fin del aparato divisor, y otro en el plato de agujeros al mismo tiempo que hacemos división. El método es el siguiente: N K Z N es número de vueltas de la manivela K es número de dientes de la corona (40, 60) Z es número de divisiones requeridas
APARATO DIVISOR UNIVERSAL DIVISIÓN DIFERENCIAL Si el plato disponible no coincide con N, se escogerá un número por exceso o por defecto, y se aplica la siguiente formula: N K Z' T K Z' Z Z' Z es el número por exceso o por defecto de dientes Z es el número de dientes requeridos T es el tren de ruedas a utilizar N es el número de giros que da la manivela K es la constante del aparato divisor disponible (40,60)
APARATO DIVISOR UNIVERSAL DIVISIÓN DIFERENCIAL T Z Z 1 2 Z Z 3 4 conductoras conducidas Z 1 husillo del aparato (a) Z 2 intermedia (c) Z 3 intermedia (b) Z 4 plato divisor, plato de agujeros (d)
FABRICACIÓN DE ENGRANAJES
MECANIZADO DE ENGRANAJES EN LA FRESADORA Módulo = M Numero de dientes: Z = Dp / M Diámetro primitivo: Dp = Z x M Diámetro exterior: De = (Z + 2)M De = Dp + 2M Altura del diente: h = 2,25 x M Paso circular: P = x M Longitud del diente: Ld = 10 x M Características de los engranajes cilíndricos de dientes rectos
MECANIZADO DE ENGRANAJES Módulo: El módulo de un engrane es una característica de magnitud que se define como la relación entre la medida del diámetro primitivo expresado en milímetros y el número de dientes. En los países anglosajones se emplea otra característica llamada Diametral Pitch, que es inversamente proporcional al módulo. El valor del módulo se fija mediante cálculo de resistencia de materiales en función de la potencia a transmitir y de la relación de transmisión que se establezca. El tamaño de los dientes está normalizado. El módulo está indicado por números. Dos ruedas dentadas que engranen tienen que tener el mismo módulo.
MECANIZADO DE ENGRANAJES
MECANIZADO DE ENGRANAJES FRESA MODULAR
MECANIZADO DE ENGRANAJES FRESA DIAMETRAL PITCH
MECANIZADO DE ENGRANAJES Causas de los posibles defectos en la fabricación de engranajes: Cantidad incorrecta de dientes Cálculo incorrecto del número de vueltas del divisor, del número de agujeros o del tren en la división diferencial Falla en la localización del punto central al iniciar el fresado Falla al desplazar el compas en el plato divisor Dientes irregulares Vibración de la máquina Defecto en la herramienta de corte Herramienta de corte errada en módulo y/o número Asimetría del perfil del diente Defecto en el sistema divisor Juego en los ejes del plato divisor Repartición desigual de las divisiones
FLUIDOS DE CORTE También se llaman lubricantes y refrigerantes, los fluidos de corte se usan mucho en el maquinado así como en procesos de abrasión para alcanzar los siguientes resultados: Reducir la fricción y el desgaste, mejorando la duración de la herramienta y el acabado superficial Reducir las fuerzas y el consumo de energía Enfriar la zona de corte, reduciendo así la temperatura y la distorsión térmica de la pieza Lavar y retirar la viruta Proteger las superficies maquinadas contra la corrosión por el ambiente Para elevadas velocidades de corte mayor refrigeración, para bajas velocidades de corte mayor lubricación
Propiedades FLUIDOS DE CORTE Las propiedades esenciales que los líquidos de corte deben poseer son los siguientes: Poder refrigerante: para ser bueno el líquido debe poseer una baja viscosidad, la capacidad de bañar bien el metal (para obtener el máximo contacto térmico); un alto calor específico y una elevada conductibilidad térmica Poder lubrificante: tiene la función de reducir el coeficiente de rozamiento en una medida tal que permita el fácil deslizamiento de la viruta sobre la cara anterior de la herramienta
Tipos FLUIDOS DE CORTE Aceites Emulsiones Semisintéticos Sintéticos Métodos de aplicación Enfriamiento por inundación Enfriamiento por niebla Sistemas de alta presión
FLUIDOS DE CORTE Selección Proceso específico de manufactura Material de la pieza Material de la herramienta Parámetros de procesamiento Compatibilidad del fluido con los materiales de la pieza y herramienta Preparación requerida de la superficie Método de aplicación del fluido Remoción del fluido y limpieza de la pieza después del procesamiento Contaminación del fluido por otros lubricantes Almacenamiento y mantenimiento de los fluidos Tratamiento del lubricante desechado Consideraciones biológicas y ambientales Costos incurridos en todos los aspectos de la lista