UNIVERSIDAD DE TARAPACA

FACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE MECANICA

SECCION SÓLIDOS Y METALURGIA

TALLER DE PROCESOS DE FABRCACION II.

FRESADO.

Fecha : 15 de octubre del 2004

Introducción.

El mecanizado de piezas mecánicas es de suma importancia para la industria mundial, por lo que se hace imprescindible que conozcamos un poco acerca del funcionamiento y modo de operar de las distintas máquinas encargadas de llevar a cabo dicho mecanizado, con el objeto de poder darnos cuenta cuando un operario trabaja de manera deficiente con las máquinas, ya sea que le exiga mucho al motor, provoque un prematuro desgaste de los filos, entre otras.

En este informe, nos enfocaremos a determinar algunos de los parámetros que se deben obtener antes de empezar un trabajo con estas máquinas, así como también, el caso particular de la pieza mecanizada por nosotros en el taller.

Procedimiento.

En la primera cesión del taller de Fresado, el profesor nos mencionó algunos conceptos básicos considerar en este trabajo, además de mostrarnos algunos tipos de fresas y las máquinas fresadoras que utilizaríamos más adelante.

Para la segunda cesión, el profesor entregó a cada alumno una pieza cilíndrica de acero, la cual presentaba las siguientes medidas:

L " 105 mm

D " 38 mm

Luego se nos entregó un plano con la figura que debíamos obtener, incluyendo sus medidas, tolerancias y calidad superficial, dicho plano se presenta a continuación:

Para conseguir dicha pieza, será necesario obtener primero un paralelepípedo cuyas dimensiones serán:

L = 100 mm

B = 30 mm

A = 20 mm

Este paralelepípedo se conseguirá mediante dos tipos de fresado, los cuales son el fresado frontal y el fresado cilíndrico. A continuación se describirá el procedimiento utilizado para cada uno de estos procesos:

Fresado cilíndrico:

Los parámetros necesarios para realizar este tipo de mecanizado son:

Para desvastado:

Vc = 22 m/min

f = 50 mm/min

n = 100 rpm

Para afinado:

Vc = 30 m/min

f = 50 mm/min

n = 125 rpm

Nota: Para ambos casos el diámetro de la fresa es 63 mm

Este es el proceso que se utilizó primero, ya que es necesario dejar las superficies lisas en forma recta antes de refrentar.

Para poder realizar el fresado, se debió decidir cuales serian las caras a mecanizar primero, y luego la cantidad de material a eliminar por cada cara. En este caso se mecanizaron las caras mediante la cual se podrían obtener la superficie de 30 mm, siendo necesario eliminar unos 4 mm aproximadamente por cada cara.

Para extraer estos 4 mm, se procedió de la siguiente manera:

• Hacer dos pasadas de desvastado con 1,5 mm de profundidad de corte, con las velocidades de corte, avance y revoluciones mencionados anteriormente para el desvastado.

• Hacer una pasada de afinado con 1 mm de profundidad de corte, con las velocidades de corte, avance y revoluciones mencionadas anteriormente para el afinado.

Este procedimiento fue realizado a la primera cara, pero en la segunda se realizo el siguiente procedimiento:

• Hacer dos pasada de desvastado con 1,5 mm de profundidad de corte, con las velocidades de corte, avance y revoluciones mencionados anteriormente para el desvastado.

• Hacer una pasada de afinado con 0.1 mm de profundidad de corte, con las velocidades de corte, avance y revoluciones mencionados anteriormente para el afinado.

El hecho por el que se realizaron distintos procedimientos para mecanizar las distintas caras, se debe a que el diámetro del cilindro en bruto, no era 38 mm exactos, sino que un poco menor.

Luego de haber mecanizado estas dos caras, se debía trabajar sobre las otras dos superficies que no se habían mecanizado todavía, para lo que se verifico que era necesario extraer 9 mm de profundidad por cada cara.

Para eliminar estos 9 mm en cada cara, se procedió como se muestra a continuación:

• Hacer cuatro pasadas de desvastado con 2 mm de profundidad de corte, con las velocidades de corte, avance y revoluciones mencionados anteriormente para el desvastado.

• Hacer una pasada de afinado con 1 mm de profundidad de corte, con las velocidades de corte, avance y revoluciones mencionados anteriormente para el afinado.

Antes de mecanizar la última cara fue necesario limar las dos aristas longitudinales que estarían en contacto con la placa paralela, ya que al instalar la pieza sobre dicha paralela sin eliminar la rebaba podría dañar la placa o dejar la pieza a mecanizar con algún desnivel, lo que provocaría que el resultado del mecanizado no fuera el correcto.

Como la pieza no tenia 38 mm exactos, en la otra cara se procedió como sigue:

• Hacer cuatro pasadas de desvastado con 2 mm de profundidad de corte, con las velocidades de corte, avance y revoluciones mencionados anteriormente para el desvastado.

• Hacer una pasada de desvastado con 1 mm de profundidad de corte, con las velocidades de corte, avance y revoluciones mencionados anteriormente para el desvastado.

• Hacer una pasada de afinado con 0.4 mm de profundidad de corte, con las velocidades de corte, avance y revoluciones mencionados anteriormente para el afinado.

Una vez terminadas las cuatro caras mayores, se debió eliminar el exceso de material en la parte longitudinal de la pieza, para esto se tuvo que cambiar el fresado cilíndrico por el fresado frontal.

Fresado frontal:

Los parámetros necesarios para realizar este tipo de mecanizado son:

Vc = 150 m/min

f = 80 mm/min

n = 630 rpm

En este caso el diámetro de la fresa es de 80 mm.

En esta parte del trabajo se realizó el siguiente procedimiento:

• Se instaló la prensa en forma que se pudiera trabajar de esta forma.

• Se dejaron las superficies que sujetan al material en forma totalmente paralelas, esto se realizó mediante el reloj comparador.

• Se refrentó una de las superficies con una profundidad de corte de 2.5 mm ( ya que se debían eliminar 2.5 mm aproximadamente por cada cara)

• Una vez cortado uno de los lados, se limaron las cuatro aristas para dejar las superficies sin rebabas.

• Luego se refrentó la otra superficie con una profundidad de corte de 2.3 mm (ya que la longitud no era exactamente 105 mm).

• Por ultimo se limaron todas las superficies que tenían rebabas y así la pieza quedó con forma de paralelepípedo con las medidas requeridas.

Debido a que el tiempo se nos acabó, no se pudo continuar con el resto del mecanizado dando como resultado una pieza de metal en forma de paralelepípedo.

Cálculos.

Para fresado cilíndrico:

Desvastado:

n = 1000 * Vc /  * D = 1000 * 22 /  * 63

n = 111,16 rpm

Se eligió el valor encontrado en la máquina que más se ajustaba al valor calculado. Dicho valor es n = 100 rpm

Afinado:

n = 1000 * Vc /  * D = 1000 * 30 /  * 63

n = 151,57 rpm.

Se eligió el valor encontrado en la máquina que más se ajustaba al valor calculado. Dicho valor es n = 125 rpm.

Para fresado frontal:

n = 1000 * Vc /  * D = 1000 * 150 /  * 80

n = 596,83 rpm.

Se eligió el valor encontrado en la máquina que más se ajustaba al valor calculado. Dicho valor es n = 630 rpm.

Calculo del tiempo principal:

El tiempo principal de mecanizado es:

Tp = Trayecto de trabajo de la mesa de fresar (en mm)

Velocidad de avance (en mm/min)

- Para el fresado cilíndrico:

Tp = Lt

f

Lt = L + Ls + La + Lu

L = 105 mm

La = Lu " 1,5 mm

Ls = " (p * D - p²)

Para el proceso de desvastado con 2 mm de profundidad de corte, Ls será:

Ls = " (2 * 63 - 2²) = 11.045 mm

Este proceso se realizó ocho veces, por lo que el tiempo principal deberá ser multiplicado por ocho.

Tp1 = 8 * (105 + 11,045 + 1,5 + 1,5)

50

Tp1 = 19,0472 min

Para el proceso de desvastado con 1,5 mm de profundidad de corte.

Ls = " (1,5 * 63 - 1,5²) = 9,605 mm

Este proceso se realizó cuatro veces, por lo que el tiempo principal será:

Tp2 = 4 * (105 + 9,605 + 1,5 + 1,5)

50

Tp2 = 9,4084 min

Para el proceso de desvastado con 1 mm de profundidad de corte.

Ls = " (1 * 63 - 1²) = 7,87 mm

Este proceso se realizó tan solo una vez, por lo que el tiempo principal será:

Tp3 = 105 + 7,87 + 1,5 + 1,5

50

Tp3 = 2,3174 min

Para el proceso de afinado con una profundidad de corte de 1 mm, Ls será:

Ls = " (1 * 63 - 1²) = 7,87 mm

Este proceso se realizó dos veces, por eso el tiempo principal será:

Tp4 = 2 (105 + 7,87 + 1,5 + 1,5)

50

Tp4 = 4,6348 min

Para el proceso de afinado con una profundidad de corte de 0,4 mm, Ls será:

Ls = " (0,4 * 63 - 0,4²) = 5 mm

Este proceso se realizó tan solo una vez, por lo que el tiempo principal será:

Tp5 = 105 + 5 + 1,5 + 1,5

50

Tp5 = 2,26 min

Para el proceso de afinado con una profundidad de corte de 0,1 mm, Ls será:

Ls = " (0,1 * 63 - 0,1²) = 2,51 mm

Este proceso se realizó tan solo una vez, por lo que el tiempo principal será:

Tp6 = 105 + 2,51 + 1,5 + 1,5

50

Tp6 = 2,2102 min

Para el fresado frontal:

Tp = Lt

f

Lt = L + D - Ls + La + Lu

2

L = 20 mm

La = Lu " 1,5 mm

Ls = 0,5 " (D² - a²)

a = ancho de fresado.

Ls = 0,5 " (80² - 30²) = 37,08 mm

Este proceso se realizó dos veces, por lo que el tiempo principal será:

Tp7 = 2 * (20 + 80 - 37,08 + 1,5 + 1,5)

80 2

Tp7 = 0,648 min

Tp = Tp1 + Tp2 + Tp3 + Tp4 + Tp5 + Tp6 + Tp7

Tp = 19,0472 + 9,4084 + 2,3174 + 4,6348 + 2,26 + 2,2102 + 0,648

Tp = 40,526 min

El tiempo que acabamos de calcular representa el tiempo en el cual la maquina fresadora se encontró realizando trabajo en la pieza, no incluye los tiempos ocupados en preparar la máquina, ni el tiempo de medición de la pieza, ni ningún otro tiempo que se utilizó en la conformación de la pieza.

Conclusión.

Una vez que se ha trabajado en la máquina fresadora, se puede decir que el mecanizado con esta máquina no es tan simple, ya que el operario debe estar muy concentrado para no incurrir en algún tipo de error o peor aún, en algún accidente.

Por otro lado se puede observar que las fresas deben encontrarse en óptimas condiciones para poder dejar una buena calidad superficial en el mecanizado de un material, ya que las de nuestro taller se encuentran un poco malogradas y la calidad superficial obtenida es muy deficiente.

Además se observa que el tiempo principal, es una parte menor dentro del tiempo total de mecanizado, el cual incluye el tiempo en el que se prepara la máquina, el tiempo en que se mide, entre otros.

Por ultimo se debe agregar que la máquina fresadora sirve para mecanizar varios tipos de piezas, ya sea por su forma o por su material, lo que la hace una máquina mucho más completa y atractiva para la industria.