Se define como velocidad de corte la velocidad lineal de la periferia de la pieza que está en contacto con la herramienta. La velocidad de corte, que se expresa en metros por minuto (m/min), tiene que ser elegida antes de iniciar el mecanizado y su valor adecuado depende de muchos factores, especialmente de la calidad y tipo de herramienta que se utilice, de la profudidad de pasada, de la dureza y la maquinabilidad que tenga el material que se mecanice y de la velocidad de avance empleada. Las limitaciones principales de la máquina son su gama de velocidades, la potencia de los motores y de la rigidez de la fijación de la pieza y de la herramienta.
La velocidad de corte es el factor principal que determina la duración de la herramienta. Una alta velocidad de corte permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera el desgaste de la herramienta. Los fabricantes de herramientas y prontuarios de mecanizado, ofrecen datos orientativos sobre la velocidad de corte adecuada de las herramientas para una duración determinada de la herramienta, por ejemplo, 15 minutos. En ocasiones, es deseable ajustar la velocidad de corte para una duración diferente de la herramienta, para lo cual, los valores de la velocidad de corte se multiplican por un factor de corrección. La relación entre este factor de corrección y la duración de la herramienta en operación de corte no es lineal.
La velocidad de corte excesiva puede dar lugar a:
Desgaste muy rápido del filo de corte de la herramienta.
Deformación plástica del filo de corte con pérdida de tolerancia del mecanizado.
Calidad del mecanizado deficiente.
La velocidad de corte demasiado baja puede dar lugar a:
Formación de filo de aportación en la herramienta.
Efecto negativo sobre la evacuación de viruta.
Baja productividad.
Coste elevado del mecanizado.
Velocidad de rotación de la pieza
La velocidad de rotación del cabezal del torno se expresa habitualmente en revoluciones por minuto (rpm). En los tornos convencionales hay una gama limitada de velocidades, que dependen de la velocidad de giro del motor principal y del número de velocidades de la caja de cambios de la máquina. En los tornos de control numérico, esta velocidad es controlada con un sistema de realimentación que habitualmente utiliza un variador de frecuencia y puede seleccionarse una velocidad cualquiera dentro de un rango de velocidades, hasta una velocidad máxima.
La velocidad de rotación de la herramienta es directamente proporcional a la velocidad de corte e inversamente proporcional al diámetro de la pieza.
Velocidad de avance
El avance o velocidad de avance en el torneado es la velocidad relativa entre la pieza y la herramienta, es decir, la velocidad con la que progresa el corte. El avance de la herramienta de corte es un factor muy importante en el proceso de torneado.
Cada herramienta puede cortar adecuadamente en un rango de velocidades de avance por cada revolución de la pieza , denominado avance por revolución (fz). Este rango depende fundamentalmente del diámetro de la pieza , de la profundidad de pasada , y de la calidad de la herramienta . Este rango de velocidades se determina experimentalmente y se encuentra en los catálogos de los fabricantes de herramientas. Además esta velocidad está limitada por las rigideces de las sujeciones de la pieza y de la herramienta y por la potencia del motor de avance de la máquina. El grosor máximo de viruta en mm es el indicador de limitación más importante para una herramienta. El filo de corte de las herramientas se prueba para que tenga un valor determinado entre un mínimo y un máximo de grosor de la viruta.
La velocidad de avance es el producto del avance por revolución por la velocidad de rotación de la pieza.
Al igual que con la velocidad de rotación de la herramienta, en los tornos convencionales la velocidad de avance se selecciona de una gama de velocidades disponibles, mientras que los tornos de control numérico pueden trabajar con cualquier velocidad de avance hasta la máxima velocidad de avance de la máquina.
Eje giratorio controlado numéricamente. El precio incluye el módulo de control electrónico que amplía la controladora suministrada con la fresadora de 3 a 4 ejes. Controlado a 1/2 de paso, el eje giratorio ejecuta 42.000 pasos por vuelta completa, a 166,66 pasos por grado. El eje cuenta con interruptor de referencia., y se suministra con plato de amarre, con diámetro de amarre variable desde 2mm hasta 58mm. Dimensiones sin plato de amarre: 80 x 40 x 60mm.
Contrapunto para eje giratorio
Contrapunto regulable para eje giratorio. Este accesorio es ideal para el mecanizado o grabado cilíndrico de piezas largas con la fresadora Proxxon CNC. La tornillería de amarre está adaptada al guiado de la mesa de amarre que se sirve con la fresadora, para acercar el contrapunto al extremo de la pieza a mecanizar. Una vez posicionado en el extremo de la pieza, se ajusta el punto con el cilindro regulable hasta que la pieza queda firmemente sujeta.
Mordaza de precisión
Mordaza de precisión para el agarre de piezas fabricada en acero rectificado. Dimensiones máximas de amarre: 46 x 30mm.
Cuñas de amarre
Juego de dos cuñas para amarre de piezas. Tanto las cuñas como los pisadores cuentan con escalones para regular la altura de acuerdo con la pieza a mecanizar.
Cono para pinzas ER8
Cono de amarre tipo ER8 para cambio de herramienta automático. El cono se suministra con la tuerca de amarre.
En esta etapa se debe construir un esquema de la información que se usa en la empresa, independientemente de cualquier consideración física. A este esquema se le denomina esquema conceptual. Al construir el esquema, los diseñadores descubren la semántica (significado) de los datos de la empresa: encuentran entidades, atributos y relaciones. El objetivo es comprender:
• La perspectiva que cada usuario tiene de los datos.
• La naturaleza de los datos, independientemente de su representación física.
• El uso de los datos a través de las áreas de aplicación.
El esquema conceptual se puede utilizar para que el diseñador transmita a la empresa lo que ha entendido sobre la información que ésta maneja. Para ello, ambas partes deben estar familiarizadas con la notación utilizada en el esquema. La más popular es la notación del modelo entidad-relación, que se describirá en el capítulo dedicado al diseño conceptual.
El esquema conceptual se construye utilizando la información que se encuentra en la especificación de los requisitos de usuario. El diseño conceptual es completamente independiente de los aspectos de implementación, como puede ser el SGBD que se vaya a usar, los programas de aplicación, los lenguajes de programación, el hardware disponible o cualquier otra consideración física. Durante todo el proceso de desarrollo del esquema conceptual éste se prueba y se valida con los requisitos de los usuarios. El esquema conceptual es una fuente de información para el diseño lógico de la base de datos.
Esta técnica pretende trasladar o transformar los deseos del cliente en especificaciones técnicas correctas, que ayuden a proceder al diseño de un producto que satisfaga las necesidades del cliente.
El concepto de QFD fue introducido en Japón por Yoji Akao en 1966, siendo aplicado por primera vez en Mitsubishi Heavy Industries Ltd en 1972. Su primera aplicación en empresas occidentales no se produce hasta mediados de los ochenta, siendo Rank Xerox y Ford en 1986 las primeras empresas occidentales en aplicar dicha técnica a su proceso de desarrollo de nuevos productos (Zairi y Youssef, 1995).
Shigeru Mizuno define el despliegue de funciones de calidad (Quality Function Deployment) como el despliegue, paso a paso, con el mayor detalle, de las funciones u operaciones que conforman sistemáticamente la calidad, con procedimientos objetivos, más que subjetivos. En definitiva, se trata de convertir las demandas de los consumidores en características concretas de calidad, para proceder a desarrollar una calidad de diseño mediante el despliegue sistemático de relaciones entre demandas y características, comenzando por la calidad de cada componente funcional y extendiendo el despliegue a cada parte y proceso.
La principal herramienta para conseguir estos fines es el denominado gráfico de calidad o "casa" de calidad.
Uno de los componentes mas importantes en el proceso de maquinado es la herramienta de corte o cortador, de cuya función dependerá la eficiencia de la operación.
Existen dos clases de cortadores: los de punta simple los de punta múltiple o multipunta.
MATERIALES DE LAS HERRAMIENTAS DE CORTE
Los cortadores o buriles para tomo se fabrican generalmente de cinco materiales: acero de alta velocidad, aleadones coladas o fundidas (como la llamada estelita). Carburos cementados, cerámicos y ceníes.
Los materiales de herramienta de corte menos usuales, corno el nitruro de boro de boro cúbico policristalino (pcbn), conocido comúnmente como borazos. y el diamante policristalino (pcd), están siendo muy utilizados en la industria del trabajo de metales debido a la mayor productividad que ofrecen.
Las propiedades que poseen estos materiales son diferentes, y la aplicación de cada uno depende del material por maquinar y del estado de la maquina
Los cortadores (o buriles) para tomo deben ser como sigue:
Duros
Resistentes al desgaste
Capaces de mantener una dureza al rojo durante la operación del maquinado (la dureza al rojo es la capacidad del material de la herramienta para mantener un borde cortante afilado, aun cuando se enrojezca debido al alto calor producido durante la operación de corte
Deben ser capaces de soportar impactos durante la operación de corte.
Deben tener una forma tal de arista afilada para que puedan penetrar debidamente en la pieza.
Revestimiento
Revestimiento de alta densidad de carburo de tungsteno distribuido uniformemente, alta resistencia al desgaste con tasas de desgaste predecibles y funcionamiento continúo a temperaturas de hasta 1900°F
Sin porosidad interconectada - resistencia superior a la corrosión ya los impactos.
Línea de unión
Una verdadera unión metalúrgica (>70.000 psi) con un fuerte vínculo entre las partículas - provee una resistencia sin paralelo e impide el desprendimiento de material, el deslocamiento y el agrietamiento
Zona de difusión
Dilución mínima - En la zona de difusión el sustrato conserva uniformemente sus propiedades
Sustrato
Templable - se puede someter a tratamientos térmicos después del proceso de revestimiento para restaurar las propiedades mecánicas del sustrato
CORTADORES DE ACERO DE ALTA VELOCIDAD
Los aceros de tal clase pueden contener combinaciones de tungsteno, cromo, vanadio, molibdeno y cobalto. Son capaces de realizar cortes gruesos, soportar impactos y mantener la arista o borde de corte afilado a un a altas temperaturas
Los cortadores de alta velocidad son generalmente de dos tipos: con base de molibdeno (grupo m) y con base de tungsteno grupo.
base tungsteno ti. que a veces se designan como 18-4-1; debido a que contienen 18% de tungsteno. 4% de cromo y 1% de vanadio
Base molibdeno= ml. o bien 8-4-1 debido a que contienen aproximadamente 8% de molibdeno. 4% de cromo y 1% de vanadio
Estos dos tipos de herramientas para uso general: si se desea una mayor dureza al rojo, debe seleccionarse una herramienta que contenga más cobalto.
CORTADORES DE ALEACION FUNDIDOS
Estas herramientas de corte (estelita o stellite) contienen usualmente dc 25% a 35% de cromo. de 4% a 25% de tungsteno, y de 1% a 3% de carbono: el resto es cobalto. Estos cortadores tienen alta fuerza, elevada resistencia al desgaste y excelentes cualidades de dureza al rojo. Debido a que son fundidos, resultan más débiles y frágiles que los de acero de alta velocidad.
Los buriles de estelita sirven para altas velocidades y avances para cortes profundos e interrumpidos.
CORTADORES DE CARBURO CEMENTADO
Las herramientas de carburo cementado son capaces de velocidades de corte tras o cuatro veces mayores que las correspondientes a cortadores de acero de alta velocidad.
Tienen baja tenacidad, pero alta dureza y excelentes cualidades de dureza al rojo
El carburo cementado consiste en carburo de tungsteno sinterizado en una matriz de cobalto.
Los cortadores de carburo de tungsteno sirven para maquilar hierro colado y materiales no ferrosos ya que forman cráteres con facilidad y se desgastan fácilmente, no son adecuados para & acero.
CORTADORES DE CARBURO RECUBIERTO
Estas herramientas de corte se fabrican depositando una capa delgada de nitruro de titanio resistente al desbaste, o de carburo de titanio o bien oxido de aluminio (cerámico) en la arista cortante de la herramienta. Dicha capa aumenta la lubricación, reduce el porcentaje de ruptura y es mayor la resistencia al desgaste
CORTADORES DE CERÁMICO
Un cerámico es un material resistente al calor, producido sin un agente de adhesión metálico. como el cobalto. El oxido de aluminio es el mas utilizado en herramientas de corte cerámicas.
Los buriles de cerámico permiten mayores velocidades de corle, aumentan la duración de la herramienta y dan un mejor acabado superficial que los de carburo.
CORTADORES DE CERMET
Un cermet es un inserto o pastilla para herramienta de corte compuesto de material metálico metal.
La mayoría de los cermet están compuestos de oxido de aluminio, carburo de titanio y oxido de zirconio compactado y comprimido bajo calor intenso.
Ventajas: tienen duraciones de herramientas mayores.
Pueden utilizarse para el maquilado a altas temperaturas
Producen un acabado superficial mejorado que elimina la necesidad del rectificado
Puede usarse para maquinar aceros con grado de dureza hasta de 66 re (rockwell).
CORTADORES DE DIAMANTE
Las herramientas de corte hechas de diamante se utilizan principalmente para maquinar metales no ferrosos y materiales no metálicos abrasivos.
Son hechos con diamantes policristalinos consiste en diminutos diamantes fabricados por fusión entre si y unidos aun substrato de carburo adecuado.
NOMENCLATURADE LA HERRAMIENTA DE CORTE
La base es la superficie interior del cuerpo de la herramienta
El filo (o arista cortante) es el borde frontal del buril. que realiza el corte.
La cara es la superficie superior contra la que empuja la viruta conforme se separa de la pieza de trabajo.
El flanco es la superficie lateral de la herramienta adyacente y situada debajo de la arista afilada
La punta es el extremo filoso de la herramienta de corte, formado en la unión del flanco y la superficie frontal.
El radio de punta (o nariz) es el de curvatura de punta. El tamaño del mismo afectara al acabado. Para desbaste, se utiliza un radio de punta pequeña de aprox. 1/16” a /8.
La cabeza cortante es el extremo de la herramienta (buril) con afilado para hacer el corte.
El cuerpo (o vástago) es el soporte extremo del cortador, y es la parte sujetada por un porta buril o portaherramientas
ANGULOS Y CLAROS EN BURILES PARA TORNO
El funcionamiento adecuado de un cortador depende de los ángulos de alivio y de ataque, que deben de formarse en la herramienta.
El ángulo del filo del corte frontal es e! que forma la arista cortante y una línea perpendicular al costado de la herramienta.
Este ángulo puede variar entre 5 y 30 grados dependiendo el tipo de corte y acabado deseado.
Un ángulo de 5° a 150 es satisfactorio para cortes de desbastes; !os ángulos entre 150 y 300 se utilizan en buriles de uso general.
El ángulo de incidencia lateral es el formado en e! flanco de la herramienta, debajo de la arista cortante.
Este ángulo generalmente va de de 6° a !0°. El claro latera! en un buril cortador permite que !a herramienta avance !longitudinalmente hacia !a pieza de trabajo giratoria.
E! ángulo de incidencia frontal es e! que se tiene debajo de !a nariz y la parte inferior de! buril !o que permite a !a herramienta de corte penetrar la pieza de trabajo.
E! ángulo de ataque lateral es el que se forma en !a cara a partir de la arista cortante.
La inclinación positiva de ataque, donde la punta de la herramienta de corte y el filo entran en contacto primero con el metal, hacen que la viruta se mueva hacia abajo por la cara del cortador.
La inclinación negativa de ataque. Donde la cara de la herramienta hace contacto con & metal origina que la ‘ruta sea forzada hacia arriba por la cara del buril.
Angulo de ataque positivo
Es considerado como el mejor para la eliminación eficiente del metal.
Los buriles con inclinación positiva de ataque se utilizan generalmente para cortes continuos en materiales dúctiles, no demasiado duros abrasivos
Es generalmente de 10° a 150 para herramientas de uso general.
Para determinar el tipo y el valor del ángulo de ataque debe considerarse:
1.-La dureza del material a cortar
2.-El tipo de operación de corte (continuo o interrumpido)
3-El material y forma de la herramienta de corte.
4.-a resistencia al borde del corte.
Angulo de ataque negativo
Se utiliza en cortes interrumpidos y cuando el metal es duro o abrasivo.
Aunque el aumento de calor puede parecer una desventaja, es deseable cuando se maquila metales duros con buriles de carburo.
Las ventajas de la inclinación negativas son:
-La dura capa exterior del metal no hace contacto con la arista cortante.
-Pueden maquinarse fácilmente superficies con cortes interrumpidos.
-Se pueden utilizar mayores velocidades de corte.
Forma de la herramienta de corte
La forma de la herramienta de corte es muy importante para la eliminación del material.
La vida de una herramienta de corte generalmente se expresa como:
El tiempo en minutos durante el cual la herramienta ha estado cortando. 2.- la longitud del corte del material.
La cantidad en pulgadas cúbicas, o en centímetros cúbicos, del material eliminado.
El ángulo de ataque en las herramientas de corte permite a las virutas fluir libremente y reduce la fricción.
Si se forma un gran ángulo de ataque en el buril, se crea un gran ángulo de corte en el metal durante la acción del maquinado.
Los resultados de un ángulo grande de corte son:
-se produce una viruta delgada.
2.-la zona de corte es relativamente reducida.
3.-se crea menor calidad en dicha zona.
4.- se produce un buen acabado superficial.
Un ángulo de ataque pequeño crea un menor ángulo de corte en el metal durante el proceso de maquinado, con los siguientes resultados:
1 -se produce una viruta gruesa.
2.-la zona de corte es amplia
3.-se produce más calor.
4.-se requiere mas potencia mecánica para la operación de maquinado.
El desgaste o abrasión de la herramienta de corte determinara su duración.
Los siguientes factores afectan la vida útil de una herramienta de corte:
El pleno desarrollo del control numérico se da alrededor de 1994. Sin embargo, los inicios de aplicación de un proceso de control, aplicado a máquinas, datan de 1824, y fue el que invento el tejedor Británico Jacquard.
Fue hasta en el año de 1947 cuando se concibe y se aplica el principio control numérico moderno, el Sr. John C. Parsons, de Parsons Corporation de Traverse City, Michigan, fabricante de paletas de rotor para helicóptero, invento la forma de conectar una computadora con una perforadora de plantillas. El señor Parsons utilizó tarjetas perforadas para programar una computador digitaron IBM.
En 1949 La U.S. Air Material Command le otorgo un contrato a la Parsons Corporation que tubo como subcontratista al laboratorio de servomecanismos del Instituto Tecnológico de Massachussets (ITM).
En 1951 el ITM se hace cargo de todo el proyecto y en 1952 se muestra con éxito el prototipo de la actual máquina de CN, una fresadora Cincinnati Hidrotel modificada, y se crea el término de control numérico en dicho instituto.
En 1957 la compañía japonesa Fujitsu (FANUC) desarrollo una perforadora revólver que utilizaba el control con cintas. Dos años más tarde, en 1959 se produce una perforadora de plantillas de CN. Al mismo tiempo Fujitsu y Hitachi se asocian e introducen al mercado la fresadora de CN.
De las 39 unidades existentes en 1965 el número de máquinas de CN en el mercado, aumentó a 860 en 1969, de las cueles el 40 por ciento eran tornos. Todas esta maquinas son identificadas como de primera generación y estas eran programadas en un lenguaje de muy bajo nivel, el cual requería la especialización del programador para su utilización.
Se considera a los tornos la maquina más antigua del mundo. el torno básico tiene las siguientes partes principales: bancada, cabezal, contrapunta, carro corredizo. Los tipos de torno existen para diversas aplicaciones se puede listar como sigue: tornos mecánicos rápidos, horizontales, verticales, automáticos. Cada categoría influye una gran variedad de tornos y aditamentos, lo cual también depende del volumen de producción requerido. Se acostumbra especificar el tamaño del torno mecánico con el diámetro máximo admisible y la distancia entre centros, cuando la contrapunta está al ras con el extremo de la bancada, el diámetro máximo sobre las guías debe ser mayor que el diámetro nominal. Los tornos modernos se construyen con la capacidad de velocidades, rigidez y consistencia mecánica para aprovechar al máximo los nuevos y más fuertes materiales para herramientas. Las velocidades optimas para tornear depende de factores como el material de la pieza de trabajo y su condición, profundidad de corte. y el tipo de herramienta de corte. Las velocidades de corte se deben de aumentar de la siguiente orden: aceros de alta velocidad, aleaciones fundidas, carburo soldado con soldadura fuerte, carburo ajustable. Conforme aumenta la profundidad de corte, hay que reducir la velocidad.
Taladradoras.
Las taladradoras verticales se suelen designar por una dimensión que indica en forma aproximada el diámetro del círculo más grande que se puede taladrar en su centro. Debajo de la maquina. Las taladradoras para trabajo pesado del tipo vertical, con transmisión por completo con engranes para la velocidad del avance, se construyen con una columna del tipo de caja a diferencia de las antiguas que tenían una columna cilíndrica. el tamaño de la taladradora radial se designa por la longitud del brazo, que representa el radio de una pieza que se puede taladrar en el centro. las brocas helicoidales son las herramientas mas comunes para taladrar y se fabrican en muchos tamaños y longitudes.
Centros de maquinados
Nuevos adelantos en las maquinas y herramientas son los centros de maquinado, esto son una maquina que puede tener unas 100 herramientas o más con un cambiador automático de ellas. Está diseñada para efectuar diversas operaciones sobre diferentes superficies de la pieza de trabajo. los centros de maquinado pueden producir piezas complejas con gran exactitud y rapidez.
Fresadoras
En las fresadoras se emplean cortadoras con dientes múltiples conocidos como fresas. El fresado suele ser de corte o periférico. El filo sé enfría en forma intermitente, por que los cortes no son continuos. Las bocas de los huesillos y portaherramientas estándar de las fresadoras permiten intercambiar portaherramientas y fresas para fresado de frente, sin que importen la construcción o el tamaño de la maquina. La clasificación de las fresadoras se basa en su diseño, operación o finalidad. Las fresadoras del tipo columna y cartela tiene la mesa y el caballete soportado sobre la cartela ajustable verticalmente que está acuñada a la cara de la columna. La mesa se avanza en forma longitunidal sobre el caballete y este en forma transversal sobre la cartela para dar tres movimientos de avance. Las maquinas de bancada fija son de construcción sencilla y rígida, su empleo principal es el trabajo de alto volumen de producción. Estas fresadoras suelen venir equipadas con aditamentos para sujetar con facilidad la pieza de trabajo y pueden construirse como de husillo sencillo o múltiple, sencillo o duplex. En general se considera que dos clases de fresado representan todas las formas de estos procesos: periféricos y de frente. Cada uno tiene sus ventajas y la elección depende de numerosos factores, como el tipo y condición del equipo, duración de las herramientas, acabado superficial y parámetros del maquinado.
