Fresadoras Madres

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO

Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e

Industrial

TALLER INDUSTRIAL

Carrera:

Ingeniería Industrial en Procesos de Automatización

Curso:

Quinto “A”

Nombre:

Lema David

Docente:

Ing. Víctor Espín

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATOFACULTAD DE INGENIERÍA EN SISTEMAS, ELECTRÓNICA E INDUSTRIAL

PERÍODO ACADÉMICO: OCTUBRE/2014 – MARZO/2015

1. Título

Consulta sobre las fresadoras Madre

2. Objetivos

2.1.1 General

Determinar el concepto de Fresadora Madre

2.2 Específicos

Conocer sobre las características que contiene una fresadora Madre

para su funcionamiento

Indagar sobre las aplicaciones que tiene como uso una fresadora Madre

3. Resumen

En esta consulta se conocerá sobre las fresadoras Madre, saber sus características de

funcionalidad y el funcionamiento específico que consolida utilizar una fresadora

Madre. Que en teoría manifiesta la misma forma de uso de las fresadoras de otro tipo

ya que tienen el mismo principio para lograr los diferentes tipos de mecanizados para

conformar piezas o a la vez formar máquinas de procesado metalúrgico.

4. Palabras clave:

Fresadoras Madre

Piñones

Ruedas dentadas

Ejes

5. Introducción

Una fresadora es una máquina herramienta utilizada para realizar mecanizados por

arranque de viruta mediante el movimiento de una herramienta rotativa de varios filos

de corte denominada fresa. Mediante el fresado es posible mecanizar los más diversos



materiales, como madera, acero, fundición de hierro, metales no férricos y materiales

sintéticos, superficies planas o curvas, de entalladura, de ranuras, de dentado, etc.

Además las piezas fresadas pueden ser desbastadas o afinadas. En las fresadoras

tradicionales, la pieza se desplaza acercando las zonas a mecanizar a la herramienta,

permitiendo obtener formas diversas, desde superficies planas a otras más complejas.

Se llama fresa a la herramienta que realiza trabajos en las máquinas de fresar. En

principio la fresa no es más que una reunión de herramientas (de corte, filos),

dispuestas en cuerpo cilíndrico. Cada una de estas herramientas en el cuerpo se

llaman dientes. Este cuerpo trabaja montado en el husillo, que hace girar la fresa en

torno a su eje de simetría, lo cual hace que la superficie a trabajar esté siempre en un

continuo ataque de los dientes de la fresa. La velocidad de trabajo de las herramientas

está limitada por su grado de calentamiento. Pero en el caso de la fresadora los

dientes están en contacto con la pieza por un tiempo pequeño y el resto del tiempo

“está en el aire”. Por lo explicado recién, podemos ver que la fresa puede trabajar a

alta revoluciones sin que su calentamiento sea excesivo para no poder obtener un

buen acabado y a la vez no dañar la herramienta.

6. Metodología

Fresadoras Madre

El fresado de engranajes se caracteriza por su enorme flexibilidad. Mediante la

rotación de un creador (o fresa madre) es posible obtener un cualquier cantidad de

dientes deseado, distintos perfiles y ángulos de hélice. No sólo garantizamos a través

de los nuevos recubrimientos mayor vida útil y menores tiempos de proceso. El nuevo

recubrimiento Nanosphere además permite ser aplicado reiteradas veces a su estado

original.



Los principales componente de una fresadora Madre son las siguientes:

Ruedas Dentadas: Las ruedas dentadas son órganos de máquinas,

destinadas a transmitir movimiento circular continuo entre dos ejes pero en

sentido contrario, y en la mayoría de los casos, a diferente número de

revoluciones. La transmisión del movimiento se verifica por contacto directo de

dichos órganos.

La ventaja de utilizar ruedas dentadas engranadas es que no se producen

deslizamientos o perdidas de potencia como sucede con las ruedas de fricción,

es decir, se mantiene la relación de transmisión constante para cualquier

potencia, siempre que los dientes sean lo suficientemente resistentes y las

ruedas estén construidas en la forma debida.

Los dientes de estas ruedas dentadas son tallados siempre en forma paralela a

su eje. Los engranajes de las ruedas dentadas de dientes rectos siempre serán

con los ejes paralelos.

Dimensiones de las ruedas dentadas en dientes rectos: Para el

dimensionamiento de las ruedas dentadas existen dos sistemas principales,

estos son: el Sistema Inglés o Diametral Pich, y el Sistema Métrico también

conocido como Sistema Modular, en este trabajo analizaré únicamente en este

último sistema ya que es el aceptado por el Sistema Internacional y

normalizado en nuestro país a través del Instituto Ecuatoriano de

Normalización INEN.

Por esta razón, para el dimensionamiento de las ruedas dentadas de dientes

rectos así como de las otras ruedas, utilizaremos la terminología, definiciones

geométricas y simbología que nos dan la Normas INEN 1140 e INEN 1141.



En la siguiente imagen distinguimos las características de una rueda

dentada en el espacio dimensionado de sus dientes:

Número de dientes: Como la palabra lo indica, es el número de salientes de

una rueda que han de penetrar en los vanos de un piñón. Por lo general es un

valor conocido para el dimensionamiento de las ruedas. El número mínimo de

dientes que debe tener una rueda dentada está en función del ángulo de

presión, pero en ningún caso podrá ser inferior a 12 dientes, caso contrario se

produce interferencia entre los mismos.

Módulo: El módulo es un valor normalizado (Norma INEN 1144), por lo general

este valor es un dato para el dimensionamiento de la rueda dentada y depende

mucho del diseño de la misma, es decir del material, de la potencia a transmitir

y de la velocidad de giro. El módulo viene dado en milímetros. La explicación

gráfica del módulo puede observarse en la figura.



Para que dos ruedas dentadas engranen es necesario que las dos

ruedas tengan el mismo módulo, caso contrario no podrán engranar.

Diámetro Primitivo (d’): Es el diámetro de la circunferencia de paso, es decir

de la circunferencia donde tiene o se efectúa el contacto de los dientes

engranados de dos ruedas. Esta circunferencia de paso es la que sirve de base

para los cálculos de diseño como el cálculo de la velocidad de giro, el cálculo

de la potencia, etc.

El valor del diámetro primitivo de la circunferencia de paso es:

Altura del diente (h): La altura de un diente depende directamente del módulo,

o lo que es lo mismo depende del diseño de la rueda; a módulo mayor, diente

más grande, a menor módulo diente más pequeño. El diente está dividido en

dos partes por la circunferencia de paso, la parte de superior se conoce con el

nombre de cabeza de diente o addendum (ha) y la parte inferior como pie de

diente, raíz o dedendum (hf).

La altura del diente es la suma de los valores de la cabeza de diente y del pie

de diente, están en función del módulo y son:



Diámetro exterior de la cabeza (da): Como su nombre indica, es el diámetro

externo o sea el mayor diámetro de la rueda, este nos sirve para construir el

cilindro en el cual se tallarán los dientes de la rueda.

El valor de este diámetro es igual al diámetro primitivo más dos cabezas de

diente.

Diámetro interior o diámetro de la base (df): Es el diámetro del cilindro en

que se asientan los dientes de la rueda dentada. Este diámetro es igual al

diámetro primitivo menos dos pies de dientes.



Paso (p): Es la distancia medida sobre la circunferencia de paso entre dos

puntos iguales y consecutivos. El paso es igual al perímetro de la

circunferencia de paso dividida para el número de dientes.

Espesor del diente (s): El espesor del diente tiene que ser necesariamente

igual a la mitad del paso. Ya que el diente de la rueda que engrane tiene que

caber en un espacio similar al dejado entre diente y diente de la rueda

engranada.

Si se quiere expresar el paso en función del módulo, se conoce que el paso es:

Vaciado entre dientes o ancho de espaciamiento (e): Es el espacio vacío

entre dos dientes, es igual al paso menos el espesor del diente.



Juego (Sk): Al engranar los dientes de dos ruedas dentadas con contacto en la

circunferencia de paso, queda un espacio libre entre la cabeza del diente de

una rueda y la base del diente de la otra rueda, esto se debe a la diferencia

existente entre la cabeza y el pie del diente. Este juego es importante para la

rodadura de los dientes al engranar las dos ruedas además que sirve para la

lubricación y la disipación del calor. Por lo anotado tenemos que el juego es

igual a:

Ancho de cara del diente o espesor de la rueda (b): También se lo conoce

como longitud del diente; es un dato que se obtiene del diseño de la rueda y

está en función de la fuerza tangencial que debe transmitir a la otra rueda

engranada. Del diseño de la rueda se pueden tener una variedad de resultados

satisfactorios dependiendo del módulo que se escogió para iniciar el diseño,

pero, puede resultar que tengamos dientes pequeños y anchos de cara

grandes o dientes grandes y ancho de cara pequeño, por lo que se aconseja

por estética y funcionalidad que el valor del ancho de cara este entre ocho y

diez módulos.

Ruedas dentadas con longitudes de diente mayores a estos valores es muy

probable que tengan una distribución no uniforme de la cara del diente. Esto se

debe a la deformación torsional de la rueda dentada y del árbol en el que esta

montado, en el otro caso con anchos de cara menores al indicado y por ende

dientes de mayor altura para repartir ysoportar la carga mayor por unidad de

anchura de cara se requieren más espacio en el alojamiento y hace que la

máquina terminada sea más grande y de mayor costo.

En la práctica, se da como normal hacer b = 10 m. Para engranajes que

impliquen riesgo deben calcularse por las fórmulas de resistencia o desgaste.



Diámetro del cubo: Es el diámetro del agujero que por lo general tienen todas

las ruedas dentadas y sirve para introducir en él el eje o árbol en que irá

montada la rueda.

El valor de este diámetro dependerá del diámetro que tenga el eje o árbol el

cual estará en función de las cargas y de los esfuerzos que este soporte.

Distancia entre centros (a): Es la distancia que tienen entre sí los ejes de dos

ruedas dentadas engranadas. El valor de la distancia entre centros es igual a:

Ángulo de presión (α): Se llama ángulo de presión al ángulo que forma la

tangente común a los dos perfiles de los dientes con la recta que une los

centros de los engranajes, o bien el ángulo que forma la dirección de la fuerza

que un diente que ejerce sobre otro con la tangente común a las dos

circunferencias primitivas.

El tamaño de la pieza y de los dientes de trabajo quedan limitados solo por la

capacidad de la máquina talladora en la que se ha de ejecutar el trabajo. Las

talladoras se fabrican para el maquinado de cualquier diámetro hasta 200 plg. El

ancho de la cara queda limitado a la carrera del cortador.



El tallado de los dientes de engranes es un proceso continuo de división, en el que,

tanto la herramienta de corte como la pieza de trabajo, giran dentro de una relación

constante, mientas avanza el trabajo de corte de la fresa sinfín. Una vez que el avance

de la fresa cortadora ha recorrido la totalidad de la cara del engrane, todos los dientes

del mismo han sido totalmente formados.

Aplicaciones:

Ruedas dentadas (con dientes rectos o helicoidales, con flancos evolventes).

Piñones de cadena, poleas para correas dentadas y dientes de encastre.

Cremalleras.

Ejes dentados, ejes acanalados, tomas de fuerza, ejes de transmisión.

Tornillos sin fin.

Normas de seguridad:

1. Utilizar equipo de seguridad: gafas de seguridad, caretas, entre otros.

2. No utilizar ropa holgada o muy suelta.

3. Utilizar ropa de algodón.

4. Utilizar calzado de seguridad.

5. Mantener el lugar siempre limpio.

6. Si se mecanizan piezas pesadas, utilizar montacargas adecuadas para cargar y

descargar las piezas.

7. Es preferible llevar el pelo corto, en caso de ser largo estar recogido.

8. No vestir joyería como collares y anillos.

9. Conocer los controles y el funcionamiento correcto de la fresadora.



Conclusiones:

- Se determinó el concepto de una fresa Madre que consiste en realizar cortes

transversales para crear engranes de diferente número de dientes rectos,

distintos medidas y ángulos de hélices

- Se conoció que la fresa Madre tiene como función realizar cortes para formar

dientes o ranuras en materiales cilíndricos de forma secuencial que limiten la

incorporación de otra pieza del mismo mecanizado.

- Se indagó sobre las variedad de aplicaciones de un mecanizado con la fresa

Madres por lo que en general se debe al avance que corta y forma como lo que

son: ruedas dentadas, piñones de cadena, ejes acanalados, tornillos sinfín, etc.

7. Referencias Bibliográficas:

[1]

H. Matheu, «ELABORACIÓN DE UN SOFTWARE PARA LA CONSTRUCCION DE MECANISMOS DENTADOS,» Respositorio Espe-L, 14 Octubre 2000. [En línea]. Available: http://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/4014/1/T-ESPEL-0042.pdf. [Último acceso: 16 Diciembre 2014].

[2]

G. Sierra, «Diseño y manufactura de ruedas dentadas,» Biblioteca virtual, 15 Junio 2011. [En línea]. Available: http://bibliotecavirtual.dgb.umich.mx:8083/jspui/bitstream/123456789/3839/1/DISE%C3%91OYMANOFACTURADEUNARESAMADREPARALACONSTRUCCIONDERUEDASDENTADSASIMETRICASMODULARES.pdf. [Último acceso: 16 Diciembre 2014].

[3]

R. Mendoza, «Procesos de corte y mecanizado,» Sinpar.com, 25 Enero 2012. [En línea]. Available: http://www.sinpar.com.ar/productos/dentado/item/84-fresas-madre.html. [Último acceso: 16 Diciembre 2014].

[4]

L. Castro, «Maquinas fresadoras,» Metalactual, 27 Junio 2011. [En línea]. Available: http://www.metalactual.com/revista/15/maquinas_fresadoras.pdf. [Último acceso: 18 Diciembre 2014].

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