Selección del material.

Para comenzar, hemos seleccionado el Ac 45 como el material de la pieza a fabricar, ya que, es un acero de poco costo económico y sus propiedades mecánicas son satisfactorias para una pieza de este tipo y con estos requerimientos, por tanto el semiproducto será laminado de perfil cilíndrico macizo (este material se comercializa generalmente en nuestro país de esta forma). Su tratamiento térmico será primeramente un temple superficial en la maquinaria de alta frecuencia (esta maquinaria logra el temple superficial basándose en la teoría de corrientes parásitas a altas frecuencia) y después un revenido con enfriamiento en aceite para liberar tensiones provocadas en el temple. El tipo de producción a emplear en este caso es unitaria puesto que se fabricara una sola pieza (por el momento).

Minucioso análisis de las superficies.

Figura # 1: Características y distribución de superficies en el árbol.

    • Superficie A: esta es la primera superficie cilíndrica ubicada de derecha a izquierda en la pieza, como se muestra en la figura # 1, sus características principales son rugosidad Ra 3.2 y un IT 8 su dimensión a lo largo del árbol es de 40 mm y posee un diámetro de 42 mm. Clase de rugosidad 6.

    • Superficie B: es la que le continua por ese mismo orden tiene una longitud de 25 mm, rugosidad superficial de Ra 1.6 y un IT 6 ; su diámetro es de

45 k6 . Clase de rugosidad 7.

    • Superficie C: de las superficies cilíndricas exteriores de la pieza esta es la de mayor dimensión con un diámetro de 50 mm. Tiene como característica una rugosidad de Ra 3,2 , con un IT 8 y como longitud de 150mm. Clase de rugosidad 6.

    • Superficie D: es una superficie con características iguales a la superficie B, ambas tienen como responsabilidad ajustar a un rodamiento; un IT 6 y rugosidad Ra 1,6. Clase de rugosidad 7.

    • Las superficies E y F: son las superficies planas ubicadas a los laterales ellas poseen un IT 9 y una rugosidad de Rz 20. Clase de rugosidad 4.

    • Las superficies G y H: son las restantes (superficies interiores de los chaveteros) con IT 11 y rugosidades Rz80. Clase de rugosidad 3.

Los errores de forma y posición que se deben controlar son:

    • Error de cilindricidad en las superficies A, B, C y D en una medida de

0.008, 0.005, 0.008 y 0.005 respectivamente.

    • Error pulsación radial en las superficies A, B, C y D con valores de 0.030, 0.020, 0.030 y 0.020 respectivamente.

    • Error de paralelismo con un valor de 0.08 entre las caras E y F.

Esquema de los márgenes de maquinado.

Figura #2 : Márgenes de maquinado de la superficie A.

Figura #3 : Márgenes de maquinado para la superficie B.

Figura #4 : Márgenes de maquinado para la superficie C.

Figura #5 : Márgenes de maquinado para la superficie D.

Figura #6: Márgenes de maquinado para las superficies E y F.

Figura #7: Márgenes de maquinado para las superficies G y H

Itinerario Tecnológico Previo.

Semiproducto

Acero 45 (Laminado)

Longitud 242mm

Diámetro 54 mm

005- Segueteado

010-Torneado

015-Fresado

020- Temple superficial

025- Revenido

030- Rectificado

035- Conservación

040-Almacenamiento

Itinerario Desarrollado

Segueteado.

  1. Instalar en mordaza de la segueta alternativa el semiproducto. Desinstalar.

    2.

    1. Cortar el material de 54 mm a una longitud de 242 mm.

Fig. 8 Segueteado.

Torneado

  1. Instalar en plato autocentrante de tres mordazas el semiproducto dejando una longitud en voladizo de 75mm. Desinstalar.

    2.

  1. Refrentar cara E a una profundidad de 1 mm de diámetro 54mm a diámetro

0 mm.

Fig. 9 Refrentado.
    1. Centrar tecnológicamente de diámetro 4mm y ángulo 600

Fig. 10 Centrar tecnológicamente .

  1. Instalar pieza entre plato y punto. Desinstalar.

    2.

    03- Cilindrar desbastado superficies A y B de longitudes 40 mm y 25 mm respectivamente.

    Superficie A de diámetro 54 mm hasta diámetro 44 mm.

    Superficie B de diámetro 54 mm hasta diámetro 47.4 mm.

    Fig. 11 Cilindrado de desbaste.

    04.- Cilindrado de semiacabado:

    Superficie A de diámetro 44 mm hasta diámetro 42.5 mm.

    Superficie B de diámetro 47.4 mm hasta diámetro 45.9 mm.

    Fig. 12 Cilindrado de semiacabado.

  2. Invertir pieza . Instalar en plato autocentrante de tres mordazas el semiproducto dejando una longitud en voladizo de 75mm. Desinstalar.

    3.

    05- Refrentar cara F a una profundidad de 1 mm de diámetro 54mm a diámetro

    0 mm.

    Fig. 13 Refrentado.

    06- Centrar tecnológicamente de diámetro 4mm y ángulo 600

    Fig. 14 Centrar tecnológicamente.

  3. Instalar pieza entre puntos con perro de arrastre. Desinstalar.

    4. 07-Cilindrar de desbaste:

    Superficie D (de longitud 25mm) de diámetro 54mm a diámetro 47.4mm.

    Superficie C (de longitud 150mm) de diámetro 54mm a diámetro 52mm.

    Fig. 15 Cilindrado de desbaste.

    08- Cilindrar de semiacabado:

    Superficie D desde diámetro 47.4 mm hasta diámetro 45.9 mm.

    Superficie C desde diámetro 52 mm hasta diámetro 50.4 mm.

    Fig. 16 cilindrado de semiacabado.

    09- Dar pasada de acabado:

    Superficie D desde diámetro 45.9 mm hasta diámetro 45.4 mm.

    Superficie C desde diámetro 50.4 mm hasta diámetro 50 mm.

    Fig. 17 cilindrado de acabado.

  4. Invertir la pieza. Instalar pieza entre puntos con perro de arrastre. Desinstalar.

    5.

10- Pasada de acabado:

Superficie A de diámetro 42.5 mm hasta diámetro 42 mm.

Superficie B de diámetro 45.9 mm hasta diámetro 45.4 mm.

Fig. 18 cilindrado de acabado.

Fresado.

  1. Instalar la pieza en la mesa de fresado. Desinstalar.

    2.

  1. Fresar chavetero en la superficie A, partiendo desde longitud de 5mm hasta 35 mm con una profundidad total de 5.5mm y ancho 12mm. Se recomienda hacer esta operación en tres pasadas.

    2. Fig. 19 Operación de fresado.

  2. Fresar chavetero en la superficie C partiendo desde longitud de 30mm hasta 120mm de dicha superficie. Este chavetero tendrá un ancho de 14mm y una profundidad de 5.5mm y al igual que el anterior se lograra esto en tres pasadas de corte con la fresa.

Fig. 20 Operación de fresado.

Temple superficial .

  1. Instalar entre puntos en el equipo de alta frecuencia. Desinstalar.

    2.

01 templar en toda la superficie durante 2.5 min. para lograr obtener lograr obtener una profundidad de temple de 2mm como mínimo.

Fig 20 Temple superficial.

Revenido.

A-Instalar en el dispositivo la pieza. Colocar esta en el horno de revenido durante 3 horas. Enfriar en aceite durante 10 min. Desinstalar.

Rectificado.

  1. Instalar la pieza entre puntos con perro de arrastre, sujeta por la cara A. Desinstalar.

    2.

  1. Dar rectificado a las superficies B y D desde diámetros 45.4 mm hasta diámetros 45mm.

Fig. 22 Rectificado de la pieza.

Conservación.

A- Colocar pieza terminada en cuba de engrase. Extraer.

  1. Empapelar.

Almacenamiento.

A -Colocar en estante la pieza.

  1. Inventario de la pieza.

Regímenes de corte para todos estos procesos tecnológicos.

Torneado:

nÞ Número de revoluciones de la pieza.

tÞ Profundidad de corte.

VÞ Velocidad de corte.

SÞ Avance de la cuchilla.

TÞ Tiempo de duración de la pasada de corte en minutos.

PÞ potencia en KW.

Desbastes

Semiacabado

acabado

S(mm/rev.)

0.4

0.1

0.1

V(m/min)

28

40

40

.t (mm)

1.25

0.75

0.25

.n(rpm)

165.05

289.37

299.58

T(min)

0.61

1.38

1.33

P(KW)

0.63

0.135

0.15

Tabla # 1 Régimen de corte para la superficie A.

Desbastes

Semiacabado

acabado

S(mm/rev.)

0.4

0.1

0.1

V(m/min)

28

40

40

.t (mm)

1.25

0.75

0.25

.n(rpm)

165.05

268.6

277

T(min)

0.38

0.93

0.98

P(KW)

0.63

0.135

0.15

Tabla # 2 Régimen de corte para las superficies B y D.

Desbastes

Semiacabado

acabado

S(mm/rev.)

0.4

0.1

0.1

V(m/min)

28

40

40

.t (mm)

1

0.8

0.2

.n(rpm)

165.05

244.85

252.6

T(min)

2.27

6.126

5.93

P(KW)

0.63

0.135

0.15

Tabla # 3 Régimen de corte para la superficie C.

Refrentado

S(mm/rev.)

0.05

V(m/min)

28

.t (mm)

1

.n(rpm)

178.25

T(min)

3.02

P(KW)

0.05


Tabla # 3 Régimen de corte para el refrentado.

Fresado:

V Þ Velocidad periférica de corte.

nÞ Número de revoluciones de la fresa.

T Þ Tiempo de pasada en minutos.

AÞ Avance por revolución.

PÞ Potencia en KW.

tÞ Profundidad de corte

fresado

A(mm/rev.)

1.2

V(m/min)

20

.t (mm)

1.8333

.n(rpm)

127

T(min)

0.32

P(KW)

0.013

Rectificado:

VÞ Velocidad de corte de a muela en metros por segundos.

NÞ Número de revoluciones de la muela.

nÞ Número de revoluciones de la pieza.

PÞ velocidad de la pieza.

Rectificado

V(m/s)

20

P(m/min)

16

N(rpm)

1273

.n(rpm)

113.17

Conclusiones:

Concluimos que dicha pieza puede ser ejecutada en la fábrica de Piezas de Repuesto de Pinar del Río "Alberto Méndez", ya que se estableció la tecnología de Maquinado aplicando las Normas recomendadas, después de realizadas todas las operaciones de cálculo de la pieza en estudio, vemos que es fácil y rápida su producción, además puede usarse el presente material como referencia para los estudiantes de la carrera de Ingeniería de mecánica, se han omitido las tablas y otros datos.

Bibliografía

  1. Manual de Calculo de Talleres (Casillas).

  2. Norma Cubana.

  3. Tecnología de Construcción de Maquinarias. (Egorov).

ANEXO 1: Árbol

 

AUTORES:

Ing. Mecánico Roberto Ruz Trujillo

ruz[arroba]meca.upr.edu.cu

Ing. Elthon Toledo

Universidad de Pinar del Río "Hermanos Saíz Montes de Oca"

Departamento de Mecánica

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