FORMATO INSTRUCTIVO PARA LA PRESENTACIN DE INFORMES TECNICO-CIENTFICOS (Ttulo, Maysculas, Times New Roman 12, Negrilla)

DISEO DE TALLER Y FABRICACIN DE PIEZAS 1(ENGRANE RECTO)

Hctor Fabin Montealegre1Lady Tatiana Snchez2, 1Facultad de Ingenieras, Universidad de Ibagu, Cr 22 Calle 67, Ibagu, Colombia.

Resumen

En este informe se detallar la fabricacin de un engrane con dientes rectos, teniendo en cuenta los clculos necesarios para realizar su diseo. Adems debemos tener en cuenta las mquinas necesarias y su operacin correspondiente.

Palabras clave: Engrane, fabricacin, torneado, fresado, diseo.

1. Introduccin

A travs de la historia el ser humano ha desarrollado tecnologas, desde muy simples como la rueda hasta muy complejas como el automvil moderno para satisfacer sus necesidades, en el proceso de invencin, el ser humano descubre cmo puede transmitir potencia de un elemento a otro, esto es, mediante los engranes que por definicin son ruedas dentadas encargadas de transmitir potencia. [1].

Un ingeniero mecnico debe estar preparado para analizar y ejecutar proyectos que involucren diseo de equipos, operaciones de montaje, o aplicacin de tecnologas de fabricacin; por lo que es necesario aprender a disear y fabricar piezas. En este informe se llevar a la prctica los procesos de fabricacin por arranque de viruta para conseguir la geometra de la pieza deseada. Al realizar un engrane de dientes rectos necesitamos el proceso de torneado, fresado y limado para rebajar dimetros, moldear los dientes del engrane, hacer la chavetera y pulir algunos defectos realizados por el proceso de fresado. Se realizaran los clculos y ajustes necesarios para fabricarla.

2. Descripcin del recorrido

Para comenzar a fabricar la pieza debemos realizar los clculos necesarios del material recibido. As mismo, debemos recordar que para llevar a cabo los trabajos en el taller es necesario utilizar bata, gafas y botas punta de acero para proporcionarnos seguridad.

Contamos con un tubo de acero AISI 1020, de 100 mm de dimetro y 20 mm de ancho.

El mdulo que encontramos disponible en la universidad es de 1.5mm. Adems se tubo presente que el nmero de dientes disponibles eran menor a 34 o mayor a 55.

Para la elaboracin del engrane escogimos z=55. Por consiguiente:

(1) [2]

.

Basados en el clculo anterior rebajamos los 100mm disponibles a un dimetro exterior de 85.5mm.

Otros datos importantes son: (2) [2]

(3) [2]

El acero AISI 1020 tiene una velocidad de corte= 37m/min.

Debemos calcular la velocidad de corte tanto del torno como del fresado la cual es:

(4)

La velocidad debe ser un poco ms baja para proporcionarle seguridad por lo tanto la velocidad de corte en el torneado y en el fresado es de 130rpm.

Usamos el torno con un buril de tungsteno de 3/8 ya que posee una dureza de 96-93 HRA y el acero AISI 1020 111 HB, por lo cual el tungsteno al tener una dureza mucho mayor funcionar bastante bien para rebajar este acero.

Despus del proceso de torneado que dur ms o menos dos horas; la pieza nos qued de dimetro 86mm y de longitud 18mm con dos realces de 1mm cada uno de longitud y 25mm de dimetro; posteriormente le perforamos un agujero con el taladro de 5/8 de pulgada y le introducimos una varilla y dos tuercas para apretarlo.

Luego introducimos la varilla con el acero en la fresadora e instalamos la fresa nmero 7 que tiene un nmero de dientes de 55 y mdulo 1.5mm. Al comenzar hacemos uso del cabezal divisor que es aquel que hace girar la pieza peridicamente alrededor de su eje en ngulos equidistantes [4] para que cada diente quede a una misma distancia. Iniciamos el proceso de fresado refrescando la pieza con abundante agua ya que el contacto con la fresa genera que el acero se caliente y puede realizar tanto tratamientos trmicos sobre el material como daar la fresa.

Cada paso por un diente dur aproximadamente un minuto y medio por lo tanto si eran 55 dientes, por 1 vuelta se gast 82.5 min; para terminar el engrane es necesario hacer 3 vueltas pues por vuelta se puede realizar ms o menos 1mm de la altura del diente, si aumenta existe el riesgo de que el diente se rompa; la altura del diente es aproximadamente 3mm la cual fue calculada anteriormente (3). As que podemos decir que el tiempo que gastamos moldeando los dientes fue de 4 horas y 10 minutos.

Al terminar nos damos cuenta que por ser un acero 1020 y tener contacto con el agua la pieza se oxido, cambiando su color.

Despus del proceso de fresado realizamos un chavetero, su funcin principal es evitar que se produzcan deslizamientos de una pieza sobre la otra [5]. Este se realiza con una lima cuadrada pequea hasta alcanzar de pulgada.

Luego, con el torno, eliminamos algunos defectos generados por el fresado y con una lima disminuimos un poco el xido encontrado. Al final para mejorar un poco la apariencia de la pieza le hacemos un proceso de cincado para protegerla de la oxidacin.

Despus de tener nuestro engrane debemos calcular el ajuste que tendr con el eje, es decir que las dos piezas encajen. Se escoge el ajuste de posicionamiento de transicin H7-M6 el cual da un posicionamiento ms preciso en el que se requiere y admite una interferencia mayor. Este tipo de ajuste es muy comn para los piones en ejes de motores. [6]La cota nominal es de 15.87mm o 5/8 de pulgada.El agujero tiene un ajuste H7 positivo con lo cual sus tolerancias sern 15.87H7 A. B.

El eje tiene un ajuste M6 positivo por lo que sern -18 micras con lo cual sus tolerancias sern 15.85M6= 15.86-0.018.A. Cota mnima= 15.852mmB. Cota mxima=15.87mm

5. Conclusiones

Durante el proceso de fabricacin del engrane tuvimos algunos inconvenientes con las medidas planteadas en los planos pues cuando se iba a realizar aparecan ciertos detalles que se omitian en los planos cambiando un poco algunas medidas. Por lo tanto podemos concluir que la parte terica no es igual a la prctica siempre se tendrn pequeas modificaciones. El tiempo es un factor importante en la fabricacin de piezas; en el caso del engrane se necesita bastante tiempo para realizarlo dependiendo del nmero de dientes y el mdulo indicado. La medicin en este tipo de mquinas manuales y operaciones no es exacta, pero suelen aproximarse al valor propuesto.

6. Referencias

[1] A. M. Corruco, cdigital, [En lnea]. Available: http://cdigital.uv.mx/bitstream/123456789/32996/1/mendeztorruco.pdf. [ltimo acceso: 11 marzo 2015].

[2] slideshare, [En lnea]. Available: http://es.slideshare.net/josemecanico/calculo-de-engranajesdedientesrectos. [ltimo acceso: 11 Marzo 2015].

[3] Haas Factory Oulet, [En lnea]. Available: http://www.haas.com.mx/descargas/Formulas_maquinado.pdf. [ltimo acceso: 11 Marzo 2015].

[4] Ecured, [En lnea]. Available: http://www.ecured.cu/index.php/Cabezal_divisor_de_una_fresadora. [ltimo acceso: 11 marzo 2015].

[5] Wikipedia, [En lnea]. Available: http://es.wikipedia.org/wiki/Chaveta. [ltimo acceso: 11 Marzo 2015].

[6] utp, [En lnea]. Available: http://www.utp.edu.co/~lvanegas/disI/Cap10. [ltimo acceso: 11 Marzo 2015].