UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE

FACULTAD DE INGENIERA

Departamento de Ingeniera Mecnica

rea de Procesos Mecnicos

INGENIERA DE EJECUCIN EN MECNICAPLAN 2002GUA DE LABORATORIO

ASIGNATURA PROCESOS MECNICOS II CODIGO 15064NIVEL 06

EXPERIENCIA E03TRANSFERENCIA DE COTAS

HORARIO:MARTES:9-10-11-12

1.- OBJETIVOS GENERALES

Familiarizar al alumno con el concepto de transferir las dimensiones y sus tolerancias indicadas en los planos de diseo a los planos de fabricacin, y desde ah a la pieza mecanizada.

2.- OBJETIVOS ESPECFICOS

a)Familiarizar al alumno con la metodologa para, a partir del plano de diseo y del plan de mecanizado de una pieza, obtener los planos de fabricacin.b) Entregar al alumno los conocimientos fundamentales para calcular los intervalos de tolerancias del palo de fabricacin.

c)Entregar al alumno la capacidad de valorar las ventajas y desventajas en el uso de las llamadas cotas herramienta, cota mquina y cota utilaje. 3.- INTRODUCCIN TERICA

3.1LAS COTAS DE MECANIZADO Conviene distinguirlas en tres categoras:

3.1.1LAS COTAS HERRAMIENTAS o, abreviadamente, Ch. Son las distancias obtenidas entre dos superficies por la misma herramienta, o por varias herramientas agrupadas, en la misma operacin, es decir, para un solo movimiento de tales herramientas.

Ejemplo:

Figura 1 Figura 2

Figura 3La dispersin de las cotas-herramientas dependen esencialmente de las caractersticas de la herramienta o herramientas

3.1.2Las cotas SR, o cotas SP, tambin llamadas COTAS-MQUINAS O abreviadamente Cm. Son las distancias obtenidas entre una superficie mecanizada y la superficie SP o SR, que aseguran la puesta en posicin de la pieza en el momento del mecanizado.

Figura 4 Figura 5

La disposicin de las cotas- maquinas depende, sobre todo, de la mquina y de sus reglajes (dispersin de la posicin de la herramienta con relacin a las superficies SR o SP).

Figura 63.1.3LAS COTAS MONTAJE, denominadas COTAS UTILAJE o abreviadamente Cu. Son las cotas cuya disposicin depende casi exclusivamente del utilitaje o del montaje especial utilizado

Este mtodo permite la realizacin de trabajos precisos sobre mquinas vulgares, al haber confiado la resolucin de la dificultad al utilitaje especial.

3.2

DUDAS EN LA ELECCIN DE UNA COTA DE MECANIZADOEn el momento de elegir el procedimiento de mecanizado el preparador puede dudar entre la adopcin de una cota-herramienta, una cota-mquina o de una utilaje.3.2.1UNA COTA-HERRAMIENTA ES, A MENUDO, PREFERIBLE A UNA COTA-MAQUINA. En efecto, la dispersin de una cota-herramienta es, en general, mas reducida que la de una cota-mquina, cuyas causas de dispersin son bastantes ms numerosas. Por otra parte, una cota-herramienta realiza dos superficies asociadas (mientras que una cota-mquina no realiza ms que una, de donde la ventaja econmica para los trabajos de serie al permitir, dicha solucin, el agrupamiento de superficies en el mecanizado.3.2.1UNA COTA-UTILAJE ES, A MENUDO, PREFERIBLE A UNA COTA-MQUINA, pues la dispersin de una cota-utilaje no depende esencialmente, ms que de la precisin de tal utilaje.Por otra parte, la mquina puede ser vulgar y por ello menos costosa, y un obrero de poca calificacin puede ser suficiente. Pero ello no conviene en los trabajos unitarios ya que el precio del utilaje especial debe poder amortizarse sobre una serie suficiente de piezas.

CONCLUSIN: El empleo de las COTAS-HERRAMIENTA es particularmente interesante para los trabajos de serie.

3.3

CLCULO DE UNA TRANSFERENCIA SIMPLE (con dos cotas funcionales)

Figura 8 Figura 9

X es la cota-mquina necesaria para el reglaje de posicin de la herramienta; no figurando en el dibujo de definicin, es preciso calcularla a partir de las cotas funcionales A y B.Las cotas A y X van a convertirse en las componentes de B.

A es una cota funcional afectada por la transferencia.

B es la cota funcional que sita la superficie mecanizada; se suprime, para esta fase, siendo reemplazada por X. B es, pues, la resultante de A y X3.3.1MTODO DE CLCULO

Primeramente debe escribirse la ecuacin de la cota resultante B (cota suprimida)

B = X ADesarrollemos esta ecuacin buscando como deben ser X y A para que B sea mnima (se escribe B min.) y tambin para que B sea mxima (se escribe B mx.)

B mn. = mn. A mx. B mx. = mx. A mn.

14,7 = mn. 30,1 15 = mx. 29,9

Despejamos mn. Despejamos mx.

mn. = 14,7 + 30,1 mn. = 15 + 29,9

mn. = 44,8 mx. = 44,9

+ 0,1 +0,1

de donde x = 44,9 o 44,8

- 0,1 - 0

La primera expresin es, a menudo, preferida pues la cota nominal 44,9 correspondiente al mximo de material para la pieza.

3.3.2CONDICIONES PARA QUE UNA TRANSFERENCIA SEA ACEPTABLE

Es posible juzgar rpidamente si una transferencia es aceptable, aplicando la RELACION GENERAL:

IT DE LA RESULTANTE SUMA DE LOS IT DE LAS COMPONENTES (IT es el intervalo de tolerancia)

Apliquemos esta relacin a nuestro ejemplo procedente

IT de B = IT de X + IT de A 0,3 = IT de X + 0,2

de donde, IT de X = 0,3 02 = 0,1

La tolerancia de X es positiva; su valor 0,1 es aceptable si se admite que el procedimiento de mecanizado elegido puede normalmente satisfacerla.

Volviendo a la relacin (2), para que el valor IT de X sea positivo es preciso, evidentemente, que IT de B > IT de A de donde, CONCLUSIN GENERAL: PARA QUE UNA TRANSFERENCIA SEA ACEPTABLE es preciso, SIMULTNEAMENTE:

1.- Que la tolerancia de la cota funcional resultante sea superior a la tolerancia de la otra

cota funcional componente o, para las transferencias complejas, superior a la suma de

las tolerancias de las otras cotas funcionales afectadas. Cuando esta condicin no se

satisface, se pueden modificar las tolerancias de origen.

2.- Es preciso, tambin que la tolerancia de la nueva cota pueda ser normalmente lograda en el mecanizado.

3.3.3ACTITUD DEL PREPARADOR ANTE UNA TRANSFERENCIA INACEPTABLE

Se pueden considerar varias alternativas:

a) Buscar otra solucin de mecanizado o de posicionamiento que permita, o bien evitar la transferencia, o bien provocar otra cuyo resultado sea ms aceptable.

Se puede, por ejemplo, cambiar la superficie SR o SP.

b) El preparador puede reducir el intervalo de tolerancia de A para que IT de B > IT de A (pieza de la figura 10). Puede tomar, por ejemplo. IT de :

A = IT de B ; en este caso, IT de X = IT de A = IT de B

2 2

c) Se puede tambin aumentar la tolerancia de la cota resultante para que IT de B > IT de A. Esta decisin debe ser tomada por el proyectista diseador, pues el preparador slo puede REDUCIR (no aumentar) el valor de una tolerancia.

d) Se puede, en fin, pedir al proyectista que modifique la concepcin funcional del subconjunto afectado.

Empleo de las transferencias de cotas influencia sobre la eleccin de las superficies de referencia SR

Los estudios de los prrafos precedentes, estn vinculados a la eleccin de las superficies Sr, y el preparador puede dudar entre DOS OPTICAS MUY DIFERENTES:

a) Querer transformar sistemticamente todas las cotas funcionales en cotas-herramientas, cotas-mquina, o cotas-utitaje, para evitar las transferencias. Pero ello entraa, a menudo, frecuentes cambios de Sr que no resultan siempre econmicos.b) Querer escoger un solo sistema de Sr, con lo que resultan necesarias, a menudo, transferencias que pueden requerir procedimientos ms costosos o incluso convertir en imposible el mecanizado.

Vamos a mostrar que la mejor solucin acostumbra a ser generalmente, un compromiso entre los dos extremos. Para ello precisa estudiar la influencia de dos factores esenciales:

La precisin del mecanizado (estudio Metrolgico)

El nmero de piezas a mecanizar (estudio Econmico)

3.4VARIABLES A CONCIDERAR PARA LA TRANSFERENCIA COTAS3.4.1INFLUENCIA DE LOS INTERVALOS DE TOLERANCIAS-CUANDO LAS TOLERANCIAS SON ESTRICTAS (algunas centsimas de milmetro), es preciso evitar las transferencias, que reducirn ms todava las tolerancias, volviendo costoso el mecanizado, o quizs imposible.

CUANDO LAS TOLERANCIAS SON AMPLIAS (de algunas dcimas de milmetros a varios milmetros), las transferencias pueden ser numerosas, pues la reduccin de las tolerancias no resulta un inconveniente. As cuando una cota que tiene una tolerancia de 0,8, es sustituida por otra que tiene una tolerancia de 0,4, el precio de costo del mecanizado apenas resulta aumentado.

3.4.2INFLUENCIA DEL NMERO DE PIEZAS A MECANIZAR:

EN PRODUCCIN UNITARIA, se mecaniza al mximo de superficies sin desmontar la pieza, y sin utilajes especiales; un solo sistema de SR basta a menudo, y las transferencias de cotas resultan necesarias.

LAS PRODUCCIONES EN SERIES MEDIANAS, por el contrario, permiten amortizar el costo de utilajes especiales que posibiliten el cambio de SR para transformar directamente las cotas funcionales en cotas-herramientas, cotas-mquina o cotas- aparato. Con ello se evitan las transferencias.

PARA LAS SERIES MUY GRANDES EN MQUINAS TRANSFERT, la pieza no abandona el utilaje especial durante todo el mecanizado. Se elige un solo sistema de superficies SR y las transferencias de cotas son indispensables. La colaboracin entre el proyectista y el ingeniero de Procesos debe permitir que las transferencias resulten aceptables, ya que no se puede realizar ningn cambio de SR en el mecanizado en mquinas tranfert.

3.4.2HAMBITO DE EMPLEO DE LAS TRANSFERENCIAS DE COTAS

a) Produccin Unitaria:

- Tolerancias amplias

- Tolerancias estrictas

Transferencias bastantes frecuentes; verificar que las tolerancias reducidas

resulten todava realizables.

b) Produccin en series medianas

- Tolerancias amplias: hacer transferencias siempre que de ello resulte una

ventaja econmica; supresin de utilajes especiales, posibilidad de asociar

varias superficies en el mecanizado (cota-herramienta que reemplaza a dos

cotas-mquinas, etc.

- Tolerancias estrictas: Evitar las transferencias. Crear, preferentemente, un utilaje especial, si la solucin de una cota-herramienta no lo puede evitar c) Produccin por series muy grandes en mquina transfert

- Tolerancias amplias

- Tolerancias estrictasTransferencias frecuentes por necesidad. Las tolerancias de las cotas transferidas deben ser realizables en el mecanizado; por ello se impone la colaboracin entre el proyectista y el Ingeniero preparador.

3.4.3CONCLUSIN

No prever transferencias de cotas ms que en dos casos:

Cuando son inevitables. Cuando permiten la reduccin del costo del mecanizado4.- MTODO A SEGUIR4.1Analizar el plano de diseo de la pieza a mecanizar.

4.2

Realizar el plan de mecanizado.

4.3

Generar el plano de fabricacin de la fase a desarrollar en la experiencia.

4.4Analizar el plano de fabricacin propuesto.4.5

Realizar clculo de una transferencia simple de cotas del mismo plano a cota de utilaje y cota de mquina.

4.6

Mecanizar pieza mediante utilaje especial (cota utilaje)

4.7

Mecanizar pieza mediante diales de la mquina (cota mquina)

4.8

Verificar la calidad dimensional del mecanizado de la pieza en el laboratorio de metrologa dimensional.4.9

Tomar los valores requeridos y comparar con los del plano de fabricacin4.10Confeccionar tabla de valores experimentales

La pieza a mecanizar debe satisfacer las condiciones que se muestran en la siguiente figura:

5.- VARIABLES A CONSIDERAR

5.1. Cotas e intervalos de tolerancias.5.2. Metodologas del mecanizado (plan de mecanizado).

5.3. Parmetros de corte.

5.4. Cotas-mquina, cotas-herramientas y cotas-utilaje.

5.5. Tiempo de mecanizado por cada mtodo de mecanizado.

5.6. Costo del mecanizado segn el mtodo de mecanizado.

6.- TEMAS DE INTERROGACIN

6.1 Criterios de seleccin de las condiciones de mecanizado al taladrar.6.2 Plan de mecanizado.6.3 Planos de diseo y de fabricacin por fase.6.4 Ventajas y limitaciones al usar las cotas-herramienta, cota-mquina y cota-utilaje.6.5 Influencia tcnica y econmica de los tipos de cotas.6.6 Clculo de transferencias de cotas.7.- EQUIPOS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR

7.1 Pi de metro universal.

7.2 Fresadoras universal y vertical.

7.3 Brocas de acero rpido de 7mm de dimetro.

7.4 Probetas de acero 1020, preparadas en forma de paraleleppedo segn las dimensiones especificadas en el plano de diseo.

7.5 Gramil

7.6 Mrmol de trazado

7.7 Microscopio de taller.

7.8 Cronmetro.7.9 Herramientas para el trazado.8.- LO QUE SE PIDE EN EL INFORME

8.1Especificar claramente las caractersticas tcnicas de los equipos e instrumentos empleados en el laboratorio.

8.2Explicar la secuencia y metodologa del desarrollo de la experiencia.

8.3Presentar los resultados procesados de la calidad dimensional del mecanizado y del coso del mecanizado, para cada mtodo de mecanizado empleado.

8.4Hacer un anlisis de resultados, comentarios y conclusiones.

8.5La referencia bibliogrfica.

8.6El apndice con:

a.1Fotografas o esquemas de los equipos e instrumentos empleados y su interaccin con el ensayo.

a.2Desarrollo de los clculos correspondientes para determinar las transferencias de corte realizadas.

a.3Resultado de la investigacin al tema propuesto por el profesor

9.- BIBLIOGRAFA

9.1Stagno, Juan, Acotado de la pieza a mecanizar

9.2Garca, Mateo, Tolerancias, ajustes y calibres9.3Boothroyd Geofrey, Fundamentos del corte de Metales y de las mquinas Herramientas; Edit. Mc Graw-Hill.9.4Micheletti Gian Federico, Mecanizado por arranque de viruta; Edit. Blume.

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