MECÁNICA INDUSTRIAL ITI: marzo 2013

http://www.slideshare.net/josemecanico/guia-2-divisor-universal

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http://es.calameo.com/read/00077290572c27c886bd3

TEMA 1:EL CABEZAL DIVISOR UNIVERSAL

Es un accesorio de la fresadora universal muy importante en el taller de mecánica industrial, diseñado para ser montado en la mesa de la fresadora. Tiene como objetivo primordial dividir y sujetar el material en partes iguales según la trayectoria circular; para ello se monta en el eje portafresas que posee el cabezal de la fresadora universal la herramienta de corte llamada fresa circular de tipo modular o diametral pitch formando cualquier ángulo con la superficie de la mesa.

El cabezal universal Se emplea en el taller de mecánica industrial para ejecutar y mecanizar todas las formas posibles de divisiones. Es un accesorio muy preciso y versátil. Funciona Sujetando la pieza en uno de sus extremos, bien sea en la copa universal, entre copa y punto o entre puntos y es posible producirle un movimiento giratorio a la pieza en combinación con el movimiento longitudinal de la mesa para el fresado de hélices.

En El cabezal divisor se mecanizan o fabrican piezas en las que hay que realizar trabajos de fresado según determinadas divisiones (ruedas dentadas, cuadrados y hexágonos, árboles o ejes, chavetas múltiples, fresas, escariadores). También es posible fresar ranuras en espiral.

Partes del Divisor Universal:

Los divisores universales pueden variar en su diseño y forma, pero su principio de funcionamiento mecánico es el de un mecanismo reductor (corona y tornillo sinfín).

La estructura fundamental consta de dos partes:

a. La base: es una caja de hierro fundido que se fija en la mesa de la fresadora, se fija en el bastidor. Presenta una cornisa circular que permite al cabezal girar en el plano vertical. Tiene escala graduada para fijar los grados.

por medio de una escala de referencia que permite controlar la inclinación del cuerpo orientable.

b. base

c. cuerpo orientable

Es una carcaza con dos extremos salientes cilíndricos, los cuales se apoyan en la base del divisor y permiten orientar e inclinar el eje del husillo a cualquier ángulo respecto de la mesa.

Dentro de sí contiene el conjunto de órganos, que es la parte más importante del divisor, y que permite dar a la pieza los movimientos para hacer cualquier número de divisiones.

El cuerpo suele dividirse en dos partes, una parte que se adapta a la base apoyada en el bastidor, el cual tiene otra colisa circular; y la otra parte del cuerpo que es la que contiene el portafresas y puede girar en un plano perpendicular al de la colisa de la base.

El cabezal divisor o aparato divisor universal (ver Figura ) consta de la carcasa en que va soportado el husillo del cabezal divisor. Este husillo sirve para alojar el montaje de sujeción. Las piezas a trabajar pueden sujetarse en voladizo o entre puntos. El disco divisor va fijado sobre el husillo del cabezal. En el aparato divisor también existe un mecanismo de tornillo sin fin necesario para la división indirecta, así como un dispositivo para la división diferencial y para el fresado de ranuras helicoidales.

Figura: Cabezal divisor

Funcionamiento:

El movimiento de rotación llega al husillo secundario o portafresas a través del eje intermediario que se monta en el husillo principal.

A este se acopla el sistema de engranajes del mecanismo interior del aparato.

Procesos de montaje de un cabezal universal en la fresadora:

1. Se monta el eje intermedio entre el cabezal universal y el husillo de la máquina.

a. Limpiamos el cono del eje intermedio y el cono del husillo principal.

b. Introducimos el eje intermediario y fíjelo con el tirante.

Atención: Hay que cuidar que las ranuras del eje penetren en las chavetas de arrastre del husillo.

2. Colocamos el Cabezal Universal

a. Hacemos coincidir las referencias que indican la posición correcta.

b. Limpiamos las superficies que estén en contacto, tanto del cabezal universal como de la máquina.

c. Como algunos ejes intermedios tienen en su extremo una chaveta de arrastre, estrías o un engranaje, debemos cuidar que haya una conexión correcta con los órganos internos del cabezal universal.

d. Se coloca una tabla o una lámina de material blando entre la superficie de la mesa y el cabezal universal

Nota: hay que ser precavido, para trasladar el cabezal universal es recomendable hacerlo con ayuda de otras personas, o se puede utilizar, también, un elevador mecánico.

3. Fijamos el Cabezal Universal

a. Introducimos los tornillos y apretamos con suavidad.

b. Al final, debemos apretar con fuerza para que los tornillos queden bien colocados.

Ventajas del Cabezal Universal Divisor:

El cabezal universal divisor sirve como accesorio para el montaje de piezas; se inclina para facilitar el fresado en ángulo; permite hacer cualquier número de divisiones. Sirve también como Divisor Simple. Esto se puede lograr por tener sobre el husillo un plato divisor con ranuras que permite el operarlo directamente, si antes se ha desconectado el tornillo sinfín de la corona.

Mantenimiento

El divisor universal es muy valioso y delicado. No debe golpearse. El transporte debe ser muy cuidadoso. Hay que mantenerlo siempre limpio y lubricado.

Montaje de piezas:

El montaje de piezas sobre el cabezal divisor universal permite hacer en la fresadora ciertas operaciones que de otro modo sería muy difícil o imposible de hacer.

Por ejemplo:

· Lograr que la pieza gire en relación y simultáneamente con el desplazamiento de la mesa (engranajes helicoidales, brocas, sinfín).

· Dividir regularmente la periferia de una pieza (anillos graduados, ruedas dentadas).

· Fresar piezas en ángulo (engranaje cónico).

Clasificación:

Los montajes para mecanizar piezas en el aparato divisor, podemos agruparlos en tres:

1. Montaje al aire

2. Montaje entre puntas

3. Montaje entre copa y punta

Estos son montajes típicos de torno.

La misma disposición de la nariz del husillo, tanto del torno como del cabezal divisor universal, como también los mismos elementos empleados, (copas, puntos de centraje, contrapunta, bridas) permiten efectuar los montajes en forma similar.

Métodos de división:

División directa

División indirecta

División angular

División diferencial

Fresado de ranuras espirales

División directa

En el cabezal divisor universal se puede aplicar el sistema de división directa, como si se tratara de un divisor simple.

En el procedimiento de división directa no están engranados el tornillo sin fin y la rueda helicoidal. El engrane se obtiene en virtud del giro de un cojinete rotativo excéntricamente en que va soportado el tornillo sin fin. La división se produce en un disco divisor que generalmente tiene 24 agujeros o muescas (entalladuras) pero algunas veces también 16, 36, 42 ó 60.

El disco divisor en el que encaja un punzón divisor, está fijado al husillo del cabezal. En cada paso de división, el disco divisor y con él la pieza girada en las correspondientes distancias entre agujeros. No pueden obtenerse más divisiones que las que permiten, sin resto, el número de agujeros o muescas del plato divisor. De este modo pueden realizarse divisiones son dispositivos sencillos, que generalmente poseen discos recambiables. Mediante la división directa se opera más rápidamente que con los otros procedimientos.

El divisor universal funciona en esta forma por tener un planto con ranuras, fijo al husillo principal, y un trinquete que encaja en las ranuras.

Generalmente el plato trae 24 ranuras o agujeros , pero algunos traen 16 – 32 – 42 - 60 ranuras.

La siguiente es la fórmula para la división directa con cabezal divisor universal:

VM = K/Z

VM = número de ranuras que se deben girar o vueltas manivela

K = número de ranuras del plato (constante del divisor según relación de transmisión:40-60-120)

Z = número de divisiones que se requieren o numero de dientes a taller o fresar.

Observaciones:

La división directa es muy limitada.

Es aplicable cuando las divisiones que se requieren obtener corresponden a un submúltiplo del número de ranuras del plato.

Para fresar cada cara es necesario encajar el trinquete en la ranura correspondiente y bloquear el husillo del cabezal.

No hay que contabilizar la ranura donde quedó el trinquete para la nueva división.

Desencajar el trinquete para cada nueva división.

Si el cabezal lo permite, aislar el husillo de la rueda (corona) ya que el movimiento entre ambos no es necesario.

División Indirecta

Es uno de los sistemas de división que permite obtener un determinado número de divisiones, que no se lograrían por la división directa.

En la división indirecta el husillo del cabezal divisor es accionado a través de un tornillo sin fin y una rueda helicoidal.

La relación de transmisión del mecanismo de tornillo sin fin es 40 : 1, es decir que 40 revoluciones de la manivela divisora suponen una revolución del husillo del cabezal divisor.

Si, por ejemplo, se quiere tener una división decimal, para cada paso parcial serán necesarias 40 : 10 = 4 vueltas de la manivela divisora.

Para 32 divisiones, por ejemplo, se necesitarán 40 : 32 = 1 8/32 = 1 ¼ revoluciones.

Para poder realizar el ¼ de revolución, hará falta un disco de agujeros con una circunferencia de agujeros cuyo número sea divisible por 4, por ejemplo la circunferencia de 16 agujeros daría ¼ de 16 = 4. La manivela divisora desplazable radialmente se ajusta en esta circunferencia de agujeros y se hace girar en 4 distancias entre agujeros. En este procedimiento de división se sujeta el disco de agujeros mediante la clavija de fijación.

Los discos de agujeros o platos agujereados son recambiables o intercambiables según los cálculos previos de taller.

Tienen por lo general de seis a ocho circunferencias concéntricas de agujeros con diferentes números de agujeros. Dentro de cada circunferencia las distancias entre agujeros son iguales. La división se facilita mediante la utilización de la tijera de dividir. Se ahorra uno el tiempo perdido en el engorroso recuento de agujeros, expuesto además a equivocaciones. Entre ambos brazos de la tijera siempre tiene que haber un agujero más que el número de espacios entre ellos que se había calculado. Para evitar errores en la división hay que tener cuidado al seguir dividiendo, de que la manivela gire siempre por error, habrá que retroceder suficientemente la manivela para eliminar la acción del recorrido muerto, y entonces volver a girar hacia delante.

También pueden realizarse por el procedimiento indirecto divisiones que vayan dadas en forma de ángulo.

http://www.monografias.com/trabajos35/cabezal-divisor-fresadora/Image3396.jpg

Figura : Discos de agujeros

http://www.monografias.com/trabajos35/cabezal-divisor-fresadora/Image3397.jpg

Figura: Empleo de la tijera en la división

Las operaciones de cálculo se ejecutan tomando como base la relación existente entre el tornillo sinfín y el número de dientes de la corona.

La regla para determinar el número de vueltas de la manivela, el número de agujeros y la circunferencia de agujeros del disco divisor, así:

Consideremos la relación 1/40, o sea que la corona tiene 40 dientes y el tornillo sinfín una entrada. Cuando hayamos dado una vuelta en el tornillo sinfín, la corona habrá desplazado un diente y el husillo 1/40 de vuelta.

Si hacemos girar la manivela 20 vueltas, la corona se habrá desplazado 20 dientes, y por lo tanto, el husillo con la pieza habrá dado ½ vuelta.

Para saber el número de vueltas que se deben dar a la manivela con objeto de lograr un determinado número de divisiones en el husillo, aplique la siguiente fórmula:

F = K

F = número de vueltas de la manivela

K = número de dientes de la corona

N = número de divisiones por efectuar

División Angular

La división angular es otro de los sistemas de división que se pueden realizar con la ayuda del cabezal divisor universal, cuando la medida entre divisiones sobre una circunferencia está dada en grados y minutos.

El ángulo entre divisiones tiene su vértice en el centro de la pieza.

División en grados:

Como el husillo del cabezal gira 360 grados en una vuelta, en una sola vuelta de la manivela gira

360/40 = 9 grados (con una relación de 1/40)

Por tanto, si se quiere desplazar un número determinado de grados, se aplica la siguiente fórmula:

F = G

F = número de vueltas de la manivela

G = valor del ángulo entre divisiones

A = giro de la manivela en una vuelta (9 grados)

División diferencial

La división diferencial constituye una ampliación del procedimiento indirecto de división. Se emplea en lo casos en que no es posible la división indirecta por no existir en ninguno de los discos los agujeros, las circunferencias de agujeros necesarias. Se elige por ello un número auxiliar de división (T´) que pueda ser obtenido por división indirecta y que pueda ser mayor o menor que el número pedido (T). La diferencia resultante (T´ - T) se compensa mediante un movimiento de giro del disco de agujeros se produce partiendo del husillo del cabezal a través de ruedas de cambio. Debe marchar paralelamente al movimiento de la manivela de división cuando T´ es mayor que T, tener sentido opuesto cuando T´ se eligió menor que T. En la división diferencial el disco de agujeros no debe quedar sujeto a la carcasa mediante la clavija de fijación, tal como suceda en la división indirecta (Figura 25). Tiene que poder girar, con la clavija suelta.

Figura: Divisor diferencial.

Fresado de ranuras espirales (HELICOIDALES)

En el fresado de ranuras (ranuras helicoidales), como por ejemplo en la fabricación de fresas con un dentado especial, de escariadores, de brocas espirales, así como de brocas helicoidales, es necesario que el útil realice durante el proceso de fresado un movimiento rectilíneo y uno de rotación.

El movimiento rectilíneo de avance se realiza por medio del husillo de mesa. El movimiento uniforme de giro se produce partiendo del husillo de mesa, a través de ruedas de cambio, ruedas cónicas, ruedas rectas, disco de agujero, clavija divisora, tornillo sin fin y rueda helicoidal, sobre el husillo del cabezal divisor (Figura 26). No pueden proveerse de ranuras espirales nada más que las piezas cuya división pueda realizarse por el métodoindirecto. En el fresado de ranuras helicoidales hay que elegir la relación de dientes de las ruedas de cambio de tal modo que el avance de la mesa para una revolución completa de la pieza sea igual al paso pedido para la hélice.

Figura: Fresado de ranuras helicoidales.

La pieza tiene que colocarse mediante basculación de la mesa de la máquina oblicua al eje de la pieza con oblicuidad igual al ángulo de posición o de ajuste b . Esto no resulta posible de conseguir nada más que en una fresadora universal o en una máquina fresadora dotada de un cabezal basculante.

Si las piezas han de llevar varias ranuras espirales, tendrá que realizarse la división de las distintas ranuras igualmente con el cabezal divisor.

Con objeto de disminuir la proporción, a veces importante, de los tiempos invertidos en la de fresar, así como para satisfacer las más altas exigencias en cuanto a precisión, se emplean aparatos divisores ópticos, hidráulicos, neumáticos y electro-automáticos.

TEMA 2: Que es un engranaje, Que es un piñón?

Un engranaje es un elemento mecánico destinado a transmitir el movimiento de rotación sin deslizar. Dada la dificultad que presenta esa ausencia de deslizamiento en una superficie lisa, los engranajes presentan una superficie dentada, destinada a engranar uno con otro, de modo que ese deslizamiento sea posible, realizando una transmisión del movimiento exacta.

En un engranaje se diferencia:

§ Corona: Que es la parte exterior, donde están tallados los dientes.

§ Cubo: la parte central del engranaje, por el que se fija al eje.

Aquí se tratará únicamente las dimensiones de la corona.

Conceptos fundamentales

La circunferencia que definiría la superficie por la cual el engranaje rueda sin deslizar la llamaremos circunferencia primitiva.

El diámetro primitivo (d) es el que corresponde a la circunferencia primitiva.

El número de dientes (z), es el número total de dientes de la corona del engranaje en toda su circunferencia.

El paso (p) es el arco de circunferencia, sobre la circunferencia primitiva, entre los centros de los dientes consecutivos.

Entonces la longitud de la circunferencia primitiva es:

$Circunferencia \; primitiva = \pi d \,$

$Circunferencia \; primitiva = z p \,$

Luego:

$\pi d = z p \,$

Esto es:

$\frac{d}{z} = \frac{p}{\pi} = m \,$

El módulo (m) de un engranaje es la relación que existe entre el diámetro primitivo y el número de dientes, que es el mismo que la relación entre el paso y $\pi$

El módulo es una magnitud de longitud, expresada en milímetros, para que dos engranajes puedan engranar tienen que tener el mismo módulo, el módulo podría tomar un valor cualquiera, pero en la práctica esta normalizado según el siguiente criterio:

De 1 a 4 en incrementos de 0,25 mm

De 4 a 7 en incrementos de 0,50 mm

De 7 a 14 en incrementos de 1 mm

De 14 a 20 en incrementos de 2 mm

Dimensiones y Partes del engranaje

Características del diente de engranaje recto.

§ Circunferencia exterior: es la circunferencia que pasa por la parte exterior de las cabezas de los dientes.

§ Diámetro exterior (de): es el que corresponde a la circunferencia exterior.

§ Circunferencia interior: es la que pasa por la base de los pies de los dientes.

§ Diámetro interior (di): es el que corresponde a la circunferencia interior.

§ Cabeza de diente (hc): es la parte del diente comprendida entre la circunferencia primitiva y la circunferencia exterior. Toma el valor del módulo: hc= m

§ Pie de diente (hp): es la parte del diente comprendida entre la circunferencia interior y la primitiva. Toma el valor de 1,25 veces el módulo: hp= 1,25m

§ Altura del diente (h): es la distancia entre la circunferencia interior y la exterior. Por tanto tiene el valor de 2,25 veces el módulo: h= 2,25m

§ Longitud del diente (b): es la anchura de la corona, sobre la que se tallan los dientes, en general suele tener un valor de 10 veces el módulo: b= 10m

Diámetro Pitch (Pt)

En el sistema inglés de unidades, con la pulgada como unidad de longitud, el cálculo de engranajes emplea el denominado diámetro Pitch.

Para un engranaje dado, el diámetro Pitch (Pt) es igual al número de dientes por pulgada en el diámetro primitivo. La relación entre el diámetro Pitch y el módulo es:

EJERCICIOS Y PRACTICAS DE APLICACIÓN CON EL DIVISOR UNIVERSAL:

1. Resolver correctamente problemas teóricos técnicos de división directa, indirecta, diferencial y helicoidal.

2. Mecanizar superficies metálicas en la fresadora universal según orden operacional utilizando el divisor universal.

3. Mecanizar piñones de dientes rectos sistema modular y diametral pitch según instrucción del docente titular.

4. Mecanizar piñones helicoidales según instrucción del docente titular del taller

5. Terminar mecánicamente los piñones fresados en el divisor universal en el torno paralelo según plano y especificaciones técnicas de los engranajes normalizados.

CUESTIONARIO

PARA ENTREGAR IMPRESO Y EN CARPETA TAMAÑO CARTA BLANCA EL DIA 13 MARZO 2013 HORA 1.00 PM.

INSTITUTO TECNICO INDUSTRIAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS

TECNOLOGIA DE FRESADO -DIVISOR UNIVERSAL- ENGRANAJES-

LIC. JOSE ARNULFO VILLANUEVA M.

ALUMNO: ____________________________GRADO:________CODIGO:____

CONTESTE: (V) VERDADERO o (F) FALSO y EXPLIQUE JUSTIFICANDO SU RESPUESTA:

1. ( ) ¿LA RUEDA DENTADA Y EL TORNILLO SIN FIN TRANSMITEN MOVIMIENTOS ENTRE EJES

PERPENDICULARES?

2. ( ) ¿LA RUEDA DENTADA SE LLAMA TAMBIEN CORONA?

3. ( ) ¿EL DIVISOR UNIVERSAL ES EL MISMO CABEZAL DIVISOR?

4. ( ) ¿EN EL DIVISOR UNIVERSAL SE MECANIZAN PIEZAS CILINDRICAS?

5. ( ) ¿ EL DIVISOR UNIVERSAL ES UN MECANISMO REDUCTOR?

6. ( ) ¿EL CABEZAL DIVISOR NO ES UN ACCESORIO DE LA FRESADORA UNIVERSAL?

7. ( ) ¿ EL NUMERO DE DIENTES DE LA CORONA ENTRA EN CONTACTO DIRECTO CON EL

TORNILLO SINFÍN EN EL CABEZAL DIVISOR?

8. ( ) ¿LA RELACIÓN ENTRE EL NUMERO DE GIROS DE LA CORONA O REVOLUCIONES DEL

TORNILLO SINFIN SE LLAMAN RELACIÓN DE TRANSMISIÓN?

9. ( ) ¿LAS RUEDAS DENTADAS TALLADAS CON EL DIVISOR UNIVERSAL GARANTIZAN

TRANSMISIÓN DE MOVIMIENTO Y POTENCIA?

10. ( ) ¿AL PICAR UN PIÑÓN DE 34 DIENTES EN UN DIVISOR DE K=40 LE CORRESPONDE 1

VUELTA, 9 AGUJEROS, EN EL PLATO 51?

11. ( ) ¿AL TALLAR UN PIÑÓN DE 28 DIENTES EN UN K=60 LE CORRESPONDE 2 VUELTAS, 7

AGUJEROS, EN EL PLATO?

12. ( ) ¿EN LOS CÁLCULOS DE UN PIÑÓN DIENTES RECTOS EL MODULO ES LA RELACIÓN ENTRE

EL DIÁMETRO PRIMITIVO Y EL NUMERO DE DIENTES?

13. ( ) ¿EL DIÁMETRO EXTERIOR ES IGUAL AL DIÁMETRO PRIMITIVO MAS EL MODULO?

14. ( ) ¿SE CALCULA EL DIÁMETRO EXTERIOR, SUMÁNDOLE 2 AL NUMERO DE DIENTES Y

MULTIPLICADO POR EL MODULO?

15. ( ) ¿LA ALTURA DEL DIENTE ES EL PRODUCTO DE 2.167 MULTIPLICADO POR EL MODULO?

16. ( ) ¿EL DIÁMETRO PRIMITIVO ES EL PRODUCTO DE MULTIPLICAR EL MODULO POR EL

NUMERO DE DIENTES?

17. ( ) ¿LA FORMULA PARA EL DIÁMETRO INTERIOR ES: DI = DP + 2.167 x M?

18. ( ) ¿LA FORMULA PARA EL DIÁMETRO EXTERIOR ES: DE = M. ( Z + 2 )?

19. ( ) ¿LA FORMULA PARA EL MÓDULO ES: M = DE / Z +2 ?

20. ( ) ¿LA FORMULA VUELTAS MANIVELA ES : VM = K / 3.14 ?

21. ( ) ¿PARA CALCULAR EL DIAMETRO PRIMITIVO ES NECESARIO SOLAMENTE EL MODULO?

22. ( ) ¿PARA CALCULAR DISTANCIA ENTRE CENTROS DE PIÑONES ES NECESARIO LOS

DIAMETROS PRIMITIVOS?

23. ( ) ¿ LAS CONSTANTES k DE LOS DIVISORES ES LA RELACION ENTRE LA CORONA Y EL

TORNILLO SINFÍN?

24. ( ) ¿CUÁNTAS VUELTAS MANIVELA SE LE DEBE GIRAR EN EL DIVISOR UNIVERSAL PARA

FRESAR 5 CARAS DEL MATERIAL, SI LA CONSTANTE ES DE 40?

25. ( ) ¿LAS FRESAS MODULARES 1.5 VIENEN EN JUEGO DE OCHO FRESAS? DIBUJE UNA TABLA

26. DIBUJAR ENGRANAJES EN ACAD, RHINOCEROS, MASTERCAM, SOLID EDGE SEGÚN PLANOS Y CALCULOS QUE DETERMINE EL DOCENTE TITULAR.

BIBLIOGRAFÍA Y CIBERGRAFIA:

· Operador de Máquinas – Herramientas. Fresado Básico. Servicio Nacional de Aprendizaje, SENA.

· www.google.com.co/maquinadefresar

http://www.youtube.com/watch?v=D5lxeR0vs54&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=h_4aLoQrwFs&feature=fvwrel
http://www.eltallerderolando.com/?p=1668
http://www.slideshare.net/YHOYO/dibujo-de-engranajes
http://www.slideshare.net/ESCALANTE79/engranes-6735052
http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/mecanismos/mec_cremallera-pinon.htm

miércoles, 20 de marzo de 2013

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