PROPUESTA DE GRADOING. MECÁNICA

DISEÑO Y FABRICACIÓN DE UNA HERRAMIENTA PARA BRUÑIDO CON RODILLO PARA SUPERFICIES CILÍNDRICAS METÁLICAS EN

UN TORNO.

DIRECTOR MILTON COBA SALCEDOCuevas Sánchez Augusto COD. 702102584

Puentes Garrido Sebastián COD. 702102583X SEMESTRE

Fuente://www.tecnolaser.cl/torneado.html

Fuente: www.co.all.biz/rectificadora-de-ejes-g2225#.VWMuAk9_Oko

ANTECEDENTES

1

ANTECEDENTES

Proceso de bruñido

Figura 1 de Influence of roller burnishing contact width and

burnishing orientation on surface quality and tribological

behaviour of Aluminium 6061

Figura 1 de Precision surface finish of the mold steel PDS5 using an innovative

ball burnishing tool embedded with a load cell

2

ANTECEDENTESEn la industria se cuentan con diferentes tipos de máquinas

especializadas en el bruñido tales como: bruñidora horizontal,

vertical, de bloques, que se especializan en este proceso.

Bruñidora verticalFuente: http://www.interempresas.net/MetalMecanica/FeriaVirtual/Producto-

Brunidora-vertical-Honingtec-BVD450I-104790.html

Bruñidora Horizontal vertical de bloques de cilindros.

Fuente. http://www.shwallong.es/2d-cylinder-honing-machine.html

Bruñidora horizontalFuente: www.portalbec.com/directorio/image/010002014-

PRG1-1845.jpeg

3

JUSTIFICACIÓN

Figura 3 de EFECTOS SUPERFICIALES DEL BRUÑIDO POR

RODILLO EN EL ACERO AISI 1045Fuente: WWW.DIRECTINDUSTRY.ES/PROD/KENT-INDUSTRIAL/TORNOS-

CNC-2-EJES-UNIVERSALES-18544-904697.HTML

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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERALImplementar una herramienta para el proceso de

acabado superficial de bruñido con rodillo para

torno con control de fuerza.

5

OBJETIVOSOBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Desarrollar el diseño conceptual y detallado de la

herramienta para verificar y validar su funcionalidad.

• Fabricar los componentes siguiendo las especificaciones

del diseño de la herramienta para tener el recurso físico.

• Ensamblar los componentes de la herramienta para

garantizar su funcionalidad durante la operación de

bruñido.

• Verificar el proceso de bruñido en diferentes materiales

para observar el comportamiento de la herramienta y

calibrar la medición de la fuerza aplicada.6

Etapa |

•Revisión del estado del arte

•Creación del marco teórico

•Descripción de la herramienta

•Diseño de los componentes de la herramienta

•Simulación en programas CAD

Etapa 2

•Cotización de materiales

•Fabricación de la herramienta

•Armado y prueba de la herramienta

Etapa 3

•Ensayo y recolección de datos en diferentes materiales

•Análisis y reporte de resultados

METODOLOGIA

7

REVISIÓN DEL ESTADO DEL ARTE

Parte de la investigación en la cual se

recopila toda la información acerca del

proceso de bruñido, sus aplicaciones,

pros y contras, avances científicos, todo

esto a través de las diferentes fuentes

primarias que se tengan al alcance y

que sean reconocidas oficialmente.

Etapa 1

8

CREACIÓN DEL MARCO TEÓRICO

Esta es una parte muy importante, ya quese busca sustentar teóricamente elproyecto y para lograrlo se integrará todala información importante y pertinenteobtenida en la revisión de la literatura, conel de redactar su contenido.

Etapa 1

9

DESCRIPCIÓN DE LA HERRAMIENTA

Fig. 6. Holder for slide burnishing with cylindrical elements: 1 – burnisher (tool), 2

– plate clamp, 3 – screw, 4 – replaceable end, 5 – fixing sleeve, 6 – screw, 7 – base

pin, 8 – spring, 9 – body, 10 – bumper, 11 – adjusting screw, 12 – force sensor, 13 –

amplifier, 14 – display.

Figura 6 de Surface layer characteristics due to slide diamond burnishing with a

cylindrical-ended tool

Figura 2 de Influence of roller burnishing contact width and burnishing

orientation on surface quality and tribological behaviour of Aluminium 6061

Etapa 1

10

DISEÑO DE LOS COMPONENTES DE LA HERRAMIENTA Y SIMULACIÓN EN PROGRAMAS

CAD

Etapa 1

11

Etapa |

•Revisión del estado del arte

•Creación del marco teórico

•Descripción de la herramienta

•Diseño de los componentes de la herramienta

•Simulación en programas CAD

Etapa 2

•Cotización de materiales

•Fabricación de la herramienta

•Armado y prueba de la herramienta

Etapa 3

•Ensayo y recolección de datos en diferentes materiales

•Análisis y reporte de resultados

METODOLOGIA

12

COTIZACIÓN DE MATERIALES Y FABRICACIÓNEtapa 2

13

FABRICACIÓN, ARMADO Y PUESTA APUNTO DE LA HERRAMIENTA

Etapa 2

14

Etapa |

•Revisión del estado del arte

•Creación del marco teórico

•Descripción de la herramienta

•Diseño de los componentes de la herramienta

•Simulación en programas CAD

Etapa 2

•Cotización de materiales

•Fabricación de la herramienta

•Armado y prueba de la herramienta

Etapa 3

•Ensayo y recolección de datos en diferentes materiales

•Análisis y reporte de resultados

METODOLOGIA

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ENSAYO, RECOLECCIÓN, ANÁLISIS DE DATOS Y REPORTE DE RESULTADOS

Figura 9 de Precision surface finish of the mold steel PDS5 using an innovative

ball burnishing tool embedded with a load cell

Etapa 3

16

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

13

ACTIVIDADES MES 1 MES 2 MES 3 MES 4 MES 5 MES 6

Selección y organización del estado del arte

Revisión del estado del arte

Diseño de componentes del herramienta

Cotizaciones del proceso de fabricación y de los materiales de la herramienta

Compra de los materiales de la herramienta

Construcción de la herramienta

Prueba y puesta a punto de la herramienta

Ensayos y recopilación de datos de la herramienta en diferentes materiales

Análisis y reporte final de los datos

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COSTOS Y PRESUPUESTOEquipos, materiales y

servicios Unidad Cantidad Costo unitario Costo total

Fuente de financiamiento

Computador personal UND 1 $ 2.000.000,00 $ 2.000.000,00 Propia

Software Solidworks 2013 UND 1 $ 2.000.000,00 $ 2.000.000,00 Uni. Del Atlan.

Asesoría del director del proyecto

HORA 30 $ 30.000,00 $ 900.000,00 Uni. Del Atlan.

Papelería GLOBAL 1 $ 50.000,00 $ 50.000,00 Propia

Transporte GLOBAL 1 $ 100.000,00 $ 100.000,00 Propia

Fabricación de la herramienta

GLOBAL 1 $ 2.000.000,00 $ 2.000.000,00 Propia

Materiales para ensayos GLOBAL 1 $ 250.000,00 $ 250.000,00 Propia

Costo del proyecto

$ 7.300.000,00

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BIBLIOGRAFIA BÁSICA[1]S. Kalpakjian y S. R. Schmid, Manufactura, ingeniería y tecnología, 4th.ed. México:

Pearson Educación, 2002.

[2] D. A. Stephenson and J. S. Agapiou, Metal Cutting Theory and Practice, 2nd. ed. CRC

Press, 2005.

[3] J. Zhao, W. Xia, N. Li and F. Li, “A gradient nano/micro-structured surface layer on

copper induced by severe plasticity roller burnishing,” ELSEVIER Science Direct, vol. 211,

pp. 441-448, September 2013.

[4] H. Hamadache, L. Laouar, N.E. Zeghib and K. Chaoui, “characteristics of Rb40 steel

superficial layer under ball and roller burnishing,” ELSEVIER Journals of Materials

Processing Technology, vol. 180, pp. 130-136, May 2006.

[5] J. A. Travieso, “Estudio para la mejora del acabado superficial de superficies complejas,

aplicando un proceso de deformación plástica (Bruñido con Bola),” Tesis de doctorado,

Universidad Politécnica de Catalunya, Barcelona, España, julio de 2010.

[6] J. Llamazares N. y A. Travieso, “Diseño de una herramienta de bruñido con control de

fuerza y presión hidráulica,” Tesis de Ingeniería Mecánica, Universidad Politécnica de

Cataluña, Barcelona, España, 12 de Enero de 2011. 19

BIBLIOGRAFIA BÁSICA[7] P. Balland, L. Tabourot, F. Degre, V. Moreau, “Mechanics of the burnishing process,”

ELSEVIER Precision Engineering, vol.37, pp. 129-134, July 2012.

[8] M. J. Acero C. y F. H. Díaz P., “Diseño y construcción de una máquina bruñidora

vertical hidráulica semiautomática para industrias LAVCO LTDA.,” Tesis de Ingeniería

Mecánica, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Colombia, 2012.

[9] D. Mahajan, and R.Tajane, “A Review on Ball Burnishing Process,” International

Journal of Scientific and Research Publications, Vol. 3, Issue 4, April 2013.

[10] A. Rodríguez, L.N. López de Lacalle, A. Celaya, A. Fernández y U.J. Ugalde,

“Aplicación de bruñido con bola para el acabado de superficies complejas en máquinas

multieje”, en XVIII congreso nacional de ingeniería mecánica, 2010, pp.1-8.

[11] F-J. Shiou and C-H Chuang , “precision surface finish of the mold steel PDS5 using and

innovative ball burnishing tool embedded with a load cell,” ELSEVIER Precision

Engineering, vol. 34, pp. 76-84, March 2009.

20

BIBLIOGRAFIABÁSICA[12] M. Korzynskia, J. Lubasa, S. Swiradb and K. Dudekb, “Surface layer characteristics

due to slide diamond burnishing with a cylindrical-ended tool,” ELSEVIER Journals of

Materials Processing Technology, vol. 211, pp. 84-94, August 2010.

[13] N. S. M. El-Tayeb, K. O. Low and P. V. Brevern, “Influence of roller burnishing

contact width and burnishing orientation on surface quality and tribological behavior of

aluminum 6061,” ELSEVIER Journals of Materials Processing Technology, vol. 186, pp.

272-278, December 2006.

[14] S. Díaz y T. Robert, “Bruñido por rodillo simple en el acero AISI 1045,” Ingeniería

Mecánica Tecnología y Desarrollo, vol.2, pp. 32-40, Septiembre 2005.

GRACIAS POR SU ATENCIÓN