Proceso Piston

7/27/2019 Proceso Piston

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ProcesoProceso dedefabricacin.fabricacin. EjemploEjemplodede aplicacaplicaciin.n.

EsEsccueuellaa dede IIngeniengenierraa IIndustrindustriaalleses -- UVaUVarearea dede IIngenngeniieerraa

dede llosos ProProccesesooss dede FabricacFabricaciinn

Sistemas de Produccin y Fabricacin

Valladolid, Septiembre de 2011

Proceso de mecanizado de un pistn.

1. Introduccin.

En este ejercicio se analizar el proceso de mecanizado de un pistn, apartir de una preforma de aluminio, que tiene la forma final salvosobreespesores. En cada seccin se irn mostrando las caractersticas dela pieza, las mquinas, las herramientas, los utillajes de sujecin, losprogramas CN, etc., necesarios para la fabricacin de la misma.Asimismo, se plantearn algunas cuestiones para su razonamiento ysolucin.

Para la correcta realizacin delejercicio, se deber estudiardetenidamente el plano de lapieza, para as comprender mejorlas diferentes posibilidades queexisten para su mecanizado.Posteriormente, se deber realizarun anlisis de las superficies yvolmenes a mecanizar, y laeleccin de las sujecciones,herramientas y maquinarianecesarias. Finalmente, se deberobtener el programa de CN, antes de

ver la simulacin.


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Se considera que la fabricacin se realiza en un taller demecanizacin y montaje de una PYME con una gran variedad deproduccin, trabajando con lotes medianos de forma que no sejustifica la inversin en mquinas especiales. Aunque lo ideal serael planteamiento de fabricacin flexible mediante una clula demecanizado, para el desarrollo del ejercicio se ha consideradodisponer nicamente de Mquinas Herramienta y Centros deMecanizado CNC, por lo que la carga de piezas y fijacin de utillajesser manual.


2. Estudio del plano del PISTON


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Para obtener esta pieza, deberemos mecanizar cinco superficies entotal. La superficie nmero 1 sufrir varias operaciones,correspondientes a la realizacin de los segmentos y de losagujeros de ajuste con el buln, por lo que podemos realizar dentrode ella dos subdivisiones, que corresponden a las superficies 3 y 4. Asu vez, dentro de la superficie 4, deberemos mecanizar la superficie5.

Es importante recalcar, que el interior del pistn no ser necesariomecanizarlo, ya que la preforma proveniente de fundicin, ya tiene laforma adecuada y no requiriere mejor acabado superficial.



Superficie

N

1

2

3

4

5

TIPO

Cilndrica

Esfrica

Cilndrica

Cilndrica

Cilndrica

COTA

82

421.25

2X1

21

23

ACABADO

RECTIFICADO

ACABADO

ACABADO

RECTIFICADO

ACABADO

REFERENCIA

concentricidad con el eje de

la pieza


la pieza

perpendicularidad de su ejecon el de la pieza

perpendicularidad de su eje

con el de la pieza


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SuperficieN

1

2

3

4

5

TIPO

Cilndrica

Esfrica

Cilndrica

Cilndrica

Cilndrica

COTA

82

421.25

2X1

21

23

ACABADO

RECTIFICADO

ACABADO

ACABADO

RECTIFICADO

ACABADO

REFERENCIA


la pieza


la pieza



con el de la pieza



Superficie

N

1

2

3

4

5

TIPO

Cilndrica

Esfrica

Cilndrica

Cilndrica

Cilndrica

COTA

82

421.25

2X1

21

23

ACABADO

RECTIFICADO

ACABADO

ACABADO

RECTIFICADO

ACABADO

REFERENCIA


la pieza


la pieza



con el de la pieza


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3. Anlisis de operaciones elementales

Para conformar el pistn hemos de mecanizar cinco superficies, que hansido definidas en el apartado anterior; a continuacin vamos adesarrollar la operaciones que se deben realizar sobre cadasuperficie. Las superficies 1, 2 y 3 se realizarn en un torno decontrol numrico. En las superficies 4 y 5 se plantear una discusinsobre cual sera el mejor mtodo de mecanizacin. Hacemos notarde nuevo que la preforma viene de fundicin con 2 mm. desobreespesor.

Superficie 1Mediante torno CN se realizarn las siguientes operaciones:1. Desbaste sobre un espesor de 1.5 mm., por lo tanto se dejan 0.5 mm. de

2. Acabado en el espesor de 0.5 mm.



Superficie 2De la misma forma que en la superficie 1 por medio de un torno CN se realizarn las

siguientes operaciones:1. Desbaste sobre un espesor de 1.5 m2. Acabado en el espesor de 0.5 mm.


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Superficie 3Esta superficie comprende las 3 ranuras por lo tanto habr que realizar un

ranurado sobre cada una de estas. Esta operacin se llevar sellevar a cabo en un torno CN.



Superficie 4 y 5La superficie 4 hace referencia al cajeteado cilndrico interior y la

superficie 5 hace referencia al agujero en el que debe ubicarse elbuln. A continuacin se plantea la discusin sobre las posiblessoluciones a la hora de mecanizar estas

dos superficies:


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4. Mquinas-herramientas

Tal y como se ha aclarado en el apartado anterior, operacioneselementales, es necesario utilizar dos tipos de mquinaherramientas, estas son:

Torno universal (CNC) Fresadora universal (CNC)

En el torno universal realizaremos las operaciones de mecanizado de laparte exterior del pistn, mientras que en la fresadoramecanizaremos las superficies correspondientes a la ubicacin delbuln.

Operaciones que se deben llevar a cabo en el torno:

Desbaste y acabado de la superficie 1 Desbaste y acabado de la superficie 2 Ranurado de las tres ranuras pertenecientes a la superficie 3Operaciones que se deben llevar a cabo en la fresadora: Ranurado cilndrico para obtener la superficie 4

Desbaste y acabado de la superficie 5



Torno UniversalSe ha elegido este torno paralelo de control numrico porque es capaz de

tornear el dimetro requerido por la pieza. Debe de ser de controlnumrico para que las instrucciones las realice de forma automticasiguiendo una secuencia de rdenes que se pueden introducir desdeel propio monitor del torno o desde un ordenador remoto conectadomediante red.

Caractersticas del Torno Paso de barra de 32 a 110 mm. Dimetro torneable de 250 a 700 mm. Distancia entre puntos hasta 2000 mm. Potencia: 7-35 kW


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Torno Universal con CN



Fresadora UniversalLos principales atractivos de una fresadora de este tipo son:Es una mquina capaz de realizar trabajos fuertes que requieren gran vigor y

energa. Este alto poder de mecanizado es debido a que las herramientas sonmultifilo, por lo que la capacidad de arranque de viruta se multiplica.

Su campo de operacin es amplio y muy variado gracias a los numerosos grados de

libertad y tipos de herramientas. Adems existen gran diversidad de accesoriosque permiten otros movimientos.Las fresadoras universales tienen la posibilidad de orientar tanto la mesa como el

cabezal. Este hecho, junto con todo lo mencionado anteriormente, permite

mecanizar casi cualquier tipo de superficie.

Caractersticas de esta mquina: Recorrido de la mesa (mm): 750*500*470 Superficie de la mesa (mm): 1050*350 Potencia: 4.5 kW


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Fresadora Universal

Caractersticas de esta mquina: Recorrido de la mesa (mm): 750*500*470 Superficie de la mesa (mm): 1050*350 Potencia: 4.5 kW



Fresadora Universal con CNC


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5. Utillaje

TornoEn el caso del pistn, se nos presentan varias posibilidades de amarre al

torno. Por lo tanto, en este punto se deber realizar una nuevaseleccin entre varias opciones. Para efectuarla, se deber tener encuenta la facilidad para la sujecin de la pieza, facilitar las posterioresoperaciones intentando minimizar los cambios de posicionado delpistn en su mecanizado y evitar la generacin de defectossuperficiales importantes.

Antes de pasar a la siguiente fase, se deber elegir la opcin correcta de entre estastres:


5. Utillaje

FresadoraEn este caso utilizaremos una mordaza con plato divisor, para as, poder

asegurar que al girar la pieza para mecanizar las superficies 4 y 5, lohagamos con gran precisin, en cuanto al nmero de grados degiro.

Nuevamente, podremos plantear una discusin acerca de como amarrar lapieza con el utillaje ya comentado:

Amarrando la pieza por la superficie interior, que se encuentra sin mecanizarEsta seleccin, presenta el problema de no poder asegurar, en el caso de la fresadora,

un buen control dimensional sobre la pieza. Al apoyar la mordaza sobre unasuperficie bruta, sin mecanizar, no podremos determinar con precisin elorigen de la pieza, y no podremos posicionar exactamente el eje de simetraque corresponde a la superficie 4.

En el caso del torno, esto no era tan importante, ya que simplemente con alargarunos milmetros el mecanizado de la superficie 1 nos asegurbamos quefinalizbamos correctamente la operacin.

Dando la vuelta a la pieza y amarrando por el exterior, haciendo tope en lasuperficie 2

Esta es la eleccin correcta, ya que al estar la superficie 2 mecanizada, las posiblescreces residuales de la fundicin no afectan a la exactitud en la obtencin delorigen de la pieza.


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6. Herramientas

Seleccin de herramientas para el cilindrado exteriorEn este punto se tomarn los elementos necesarios, basndose en un catlogo de herramientas de tornear.

OBJETO

MANGO EXTERIOR

DESIGNACIN

SDJCR/L 2020K11

h h1

20 20

b l1

20 125

l3 f1

26 26

r

0.8

OBJETO

PLAQUITA

DESIGNACIN

DCGX 11 T3 04-AL

l s

11 3.97

r

4.76

OBJETO DESIGNACINDc mn- l

mx 3Peso(Kg)

l a

d D2 lm

m 1 1b

da

BARRA PARAR4 29 90 17 04 0 0 9 AC 1 7 2 3

40 04

6-

12 11 6


7. Hoja de procesos... documentacin.

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