Herramientas modernas de corte Bogot, Colombia, 22 de Febrero de 2004

Herramientas modernas de corte

Juan Camilo Gonzlez Bautista

232604 RESUMEN

En este documento se intenta mostrar los parmetros bsicos de una herramienta moderna de corte y de ilustrar, a modo de repaso, un ejemplo de programacin de una secuencia de manufactura por medio de una maquina-herramienta controlada por control numrico.

INTRODUCCIN En la actualidad cuando se habla de manufactura es importante manejar ciertas variables como son el material, las herramientas, las mquinas-herramientas, etc; pero existen dos variables muy importantes que son la calidad del producto terminado y la velocidad de corte. Aqu es donde, a mi forma de ver, entra la manufactura por control numrico debido a que no solo controla muy bien estas dos ltimas variables, sino que permite fabricar piezas ms complejas, ms precisas, con una mayor gama de materiales y de herramientas, entre otros atributos, siendo esto muy superior a los medios convencionales de manufactura. HERRAMIENTAS MODERNAS DE CORTE

Estas herramientas de corte modernas son herramientas

que toman los principios bsicos de una herramienta de corte convencional, y son modificadas, es decir, estn hechas de materiales ms resistentes a la abrasin y al desgaste, tienen una geometra ligeramente diferente (como es el caso de la adicin de rompe viruta), son ms pequeas, dejan un mejor acabado superficial, trabajan a altos regimenes, entre otros beneficios.

A la hora de pensar en la manufactura de una pieza, es

importante saber como se va hacer, que maquinas-herramientas y que herramientas se necesitan para hacerla. Con respecto a estas ltimas se deben tomar en

cuenta 6 parmetros que definen una herramienta de corte y su posterior implementacin. En mi punto de vista, estos 6 parmetros son:

Tamao Material Geometra Capacidad mxima de trabajo Costos Flexibilidad Cada uno de estos parmetros tiene aspectos muy interesantes: Tamao: A partir del tamao de la pieza y de la precisin necesaria, se determina el tamao de la herramienta. Material: Este aspecto esta relacionado con la capacidad mxima de corte en el sentido que si el material tiene mejores propiedades tales como resistencia a la abrasin y al desgaste, la herramienta puede soportar altas cargas de trabajo. Geometra: A partir de la complejidad, la precisin y material de la pieza a fabricar, se establecen las propiedades geomtricas de la herramienta. Tales son dimetro, longitud, diferentes tipos de ngulos, forma, etc. Capacidad mxima de trabajo: Estas son las propias de un proceso de manufactura tales como el avance, la profundidad y la velocidad de corte. Estn restringidas por las propiedades mecnicas del material de la herramienta y adems determinan en gran medida la vida til de la misma. Costos: Esto incluye todo lo concerniente al reafilado de la herramienta y costos de reemplazo de la misma.

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Flexibilidad: Esto se refiere a la facilidad de utilizar esta misma herramienta en diferentes tipos de mquinas-herramientas sin aumentar los costos, ni variar las propiedades de la herramienta, como por ejemplo usar un inserto en fresadora y un torno. PROGRAMA DE MANUFACTURA PARA CORTE POR MEDIO DE FRESADORA A continuacin se muestra el programa para fabricar la siguiente pieza utilizando una fresadora que funciona por control numrico:

G X Y Z F M

M06 D 500 S 300 90.0 T01 17 90 54 28 0 0 0 43 0 0 5.0 H01 M03 72 95.0 75.0 0 200 41 10.0 0 0 200 D 01 01 10.0 0 -20.0 200 M08 01 10.0 65.0 -20.0 200 02 15.0 70.0 -20.0 200 R 5 01 85.0 70.0 -20.0 200 02 90.0 65.0 -20.0 200 R5

01 90.0 15.0 -20.0 200 02 85.0 10.0 -20.0 200 R5 01 15.0 10.0 -20.0 200 02 10.0 15.0 -20.0 200 R5 40 M09 49 28 M06 D 250 S300 90.0 T02 90 54 43 0 0 5.0 H02 M03 99 M08 83 30.0 25.0 -25.0 200 R 5.0 Q 5.0 83 30.0 55.0 200 83 70.0 55.0 200 98 83 70.0 25.0 200 80 0 0 M09 91 M05 28 0 0 0 49 M30 Resumiendo el procedimiento bsico que se utiliz fue primero instalar un escariador de 10 mm., despus se bajo el escariador y se le hizo un planeado. Luego se le hizo un desbaste a todo el borde de la pieza, incluyendo las partes redondeadas. Para este desbaste se requiri hacer una compensacin de la herramienta hacia la izquierda. Hecho esto, se cancelaron las compensaciones y se llev el husillo a home y se hizo un cambio de herramienta a un escariador de 5 mm. para hacer los agujeros utilizando ciclos con retrocesos para desalojar la viruta. Finalmente se vuelve a llevar a home y se cancelan las compensaciones de altura. FUNDAMENTOS BSICOS DE MANUAFCTURA CON CONTROL NUMERICO En el tema de la manufactura actualmente se trabaja en el desarrollo de la ingeniera concurrente. Pero de que se trata? Es bsicamente trabajar con el conjunto de personas, la informacin que se maneja y los procedimientos que se requieren para la generacin de un producto desde el punto de la conversacin con el cliente hasta obtener este producto final. Todo esto tiene como objetivo disminuir tiempos de espera y costos, y adems aumentar la calidad del producto. Para todo esto se trabaja con ayuda de los computadores abriendo paso que se generara lo que se conoce como manufactura integrada por computador (CIM). Por medio de esta ayuda se pueden mejorar en gran medida muchos de los aspectos que se manejan en manufactura tales como calidad, productividad y diseo. Tambin se pueden disminuir los costos y los sobrantes de

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maquinado. Existen dos herramientas computacionales que se han integrado a la manufactura integrada por computador y son el CAD (Diseo asistido por computador) y el CAM (manufactura asistida por computador). Existe otra herramienta computacin, que surge de estas dos anteriores, y es la planeacin de procesos de manufactura asistida por computador (CAPP). Esta herramienta tiene como objetivos determinar y preparar los procesos y parmetros necesarios para transformar una pieza en bruto en una funcional con excelente calidad. Sin embargo, este tema abarca muchos aspectos tales como: Interpretacin del modelo del producto Seleccin de la maquina-herramienta Seleccin del juego de herramientas Determinacin de los alistamientos Determinacin del mtodo de maquinado Seleccin de la herramienta de corte Determinacin de las secuencias y trayectoria de

maquinado Generacin del programa para el control numrico. Sin embargo, este mtodo no se ha podido automatizar debido a la dificultad de acoplar completamente el CAD y el CAM. Sin embargo, existen programas (software) CAPP que hacen las planeaciones necesarias para un proceso disminuyendo tiempo considerablemente el tiempo de produccin. Para esta planeacin de procesos existen varios tcnicas como la tecnologa de grupos, aproximacin por arriba (bottom-up), aproximacin por debajo (Top-down) y aproximacin con inteligencia artificial. Hay otro aspecto importante del cual hablar: material removal shape element volumen (MRSEV). Esta teora consiste que a partir de un material en bruto y la pieza que se va a obtener a travs de este material, se categorizar las formas de los volmenes del material que se va a remover por medio de los procesos de manufactura. Esto es muy importante porque es una herramienta que sirve para planear estrategias de manufactura, y las rutas ms cortas y rpidas para maquinar. Tambin existe otro aspecto relacionado con el diseo y la manufactura, y son los rasgos. Es bsicamente es la distribucin geomtrica especifica sobre una superficie, esquina o borde que existe a travs de una pieza. Esto es una base de donde se parte el diseo para luego encaminarlo hacia la manufactura. Es importante en la fase de diseo tener muy claro el concepto de rasgos, ya que no solo determinan las caractersticas fsicas de la pieza, sino que deben encaminarse hacia la ensamblabilidad y funcionabilidad. La nueva tendencia es utilizar estos rasgos hacia la manufactura, es decir, a partir de los rasgos que se plantearon, proponer distintas alternativas de manufactura para una misma pieza. Esto

se refiere a rutas, herramientas, maquinas-herramientas, etc. Adems, se debe tener en cuenta que el trabajo de diseo y tiempo de planeacin de un proceso se disminuye considerablemente al tener muy claro que para ciertas formas o rasgos geomtricos, se tienen ciertos procedimientos de manufactura. Esto hace parte del diseo orientado hacia la manufactura. Es decir, esta es una herramienta que permite trabajar al diseador no solo con los requerimientos funcionales y de ensamblabilidad de una pieza, sino tambin con las restricciones que tienen los procesos de manufactura. Todo esto tiene como principal ventaja disminuir los problemas de manufactura. CONCLUSIONES Por medio del crecimiento de la tecnologa se ha

podido avanzar bastante en el tema de la manufactura hasta el punto de poder hacer todo el proceso desde la adquisicin bsica del diseo de la pieza hasta la fabricacin de la pieza funcional. Sin embrago, se debe tomar en cuenta que este crecimiento se debe tambin a los adelanto en la informtica y el control. Es interesante saber que tambin se esta automatizando la planeacin del proceso. Esto a mi forma de ver, esto es vital para disminuir los tiempos de manufactura ya que este es uno de los pasos ms crticos y sujeto a criterios personales, que si no es realizado por un experto, puede que no se tengan los resultados ms ptimos.

Herramientas modernas de corteJuan Camilo Gonzlez BautistaRESUMENINTRODUCCIN