2 CaracterÃ−sticas de Maquinado de Control Numérico
2.1 Fundamentos de maquinado
• Tornos
Se considera a los tornos la maquina más antigua del mundo. el torno básico tiene las siguientes partes
principales: bancada, cabezal, contrapunta, carro corredizo. los tipos de torno existen para diversas
aplicaciones se puede listar como sigue: tornos mecánicos rápidos, horizontales, verticales, automáticos.
cada categorÃ−a influye una gran variedad de tornos y aditamentos, lo cual también depende del volumen
de producción requerido.
Se acostumbra especificar el tamaño del torno mecánico con el diámetro máximo admisible y la
distancia entre centros, cuando la contrapunta está al ras con el extremo de la bancada, el diámetro
máximo sobre las guÃ−as debe ser mayor que el diámetro nominal.
Los tornos modernos se construyen con la capacidad de velocidades, rigidez y consistencia mecánica para
aprovechar al máximo los nuevos y más fuertes materiales para herramientas. las velocidades optimas para
tornear depende de factores como el material de la pieza de trabajo y su condición, profundidad de corte. y el
tipo de herramienta de corte. las velocidades de corte se deben de aumentar de la siguiente orden:
aceros de alta velocidad, aleaciones fundidas, carburo soldado con soldadura fuerte, carburo ajustable.
conforme aumenta la profundidad de corte, hay que reducir la velocidad.
• Taladradoras.
Las taladradoras verticales se suelen designar por una dimensión que indica en forma aproximada el
diámetro del circulo más grande que se puede taladrar en su centro. debajpo de la maquina. las taladradoras
para trabajo pesado del tipo vertical, contransmision por completo con engranes para la velocidad del avance,
se construyen con una columna del tipo de caja a diferencia de las antiguas que tenian una columna
cilÃ−ndrica.
el tamaño de la taladradora radial se designa por la longitud del brazo, que representa el radio de una pieza
que se puede taladrar en el centro. las brocas helicoidales son las herramientasmas comunes para taladrar y se
fabrican en muchos tamaños y longitudes.
• Centros de maquinados
Nuevos adelantos en las maquinas y herramientas son los centros de maquinado, esto son una maquina uq
epuede tener unas 100 herrmaientas o más con un cambiador automatico de ellas. está diseñada para
efectuar diversas operaciones sobre diferentes superficies de la pieza de trabajo. los centros de maquinado
pueden producir piezas complejas con gran exactitud y rapidez.
• Fresadoras
En las fresadoras se emplean cortadores con dientes multiples conocidos como fresas. el fresado suele ser de
corte o periférico. el filo sé enfria en forma intermitente, por que los cortes no son continuos. las bocas
de los huesillos y portaherramientas estandar de las fresadoras permiten intercambiar portaherramientas y
fresas para frasado de frente, sin que importen la construcción o el tamaño de la maquina.
1
la clasificacion de las fresadoras se basa en su diseño, operación o finalidad. las fresadoras del tipo
columna y cartela tiene la mesa y el caballete soportado sobre la cartela ajustable verticalmente que está
acuñada a la cara de la columna. la mesa se avanza en forma longitunidal sobre el caballete y este en forma
transversal sobre la cartela para dar tres movimientos de avance.
Las maquinas de bancada fija son de construcción sencilla y rÃ−gida, su empleo principal es el trabajo de
alto volumen de producción. estas fresadoras suelen venir equipadas con aditamentos para sujetar con
facilidad la pieza de trabajo y pueden construirse como de husillo sencillo o múltiple, sencillo o duplex.
En general se considera que dos clases de fresado representan todas las formas de estos procesos:
periféricos y de frente. cada uno tiene sus ventajas y la elección depende de numerosos factores, como el
tipo y condición del equipo, duración de las herramientas, acabado superficial y parámetros del
maquinado.
Procesos de manufactura por arranque de viruta.
La aplicación del control numérico abarca gran variedad de procesos. AquÃ− se dividen las aplicaciones
en dos categorÃ−as: (1) aplicaciones con máquina herramienta, tales como el taladrado, laminado, torneado,
etc., y (2) aplicaciones sin máquina herramienta, tales como el ensamblaje, trazado e inspección.
El principio de operación común de todas las aplicaciones del control numérico es el control del la
posición relativa de una herramienta o elemento de procesado con respecto al objeto a procesar.
Proceso
Torneado
Definición del Equipo
Definición del Proceso
Es un proceso de maquinado en
el cual una herramienta de punta
sencilla remueve material de la
superficie de una pieza de
trabajo cilÃ−ndrica en rotación
Clasificación del equipo
Torno para herramientas
Torno de Velocidad
El torno es una maquina, la cual
suministra la potencia para
Torno Revólver
tornear la parte a una velocidad
de rotación determinada con
Torno de Mandril
avance de la herramienta y
profundidad de corte
Maquina de Barra Automática
especificado
Equipo
El torneado se lleva a cabo
tradicionalmente en una
maquina llamada torno
Herramienta
Se usan herramientas de punta
sencilla, para la operación de
roscado, se ejecuta con un
diseño con la forma de la
cuerda a producir. El torneado
de formas se ejecuta con una de
diseño especial llamada
herramienta de forma.
Tornos controlados
Numéricamente
Definir Herramienta
Clasificación de la Herramienta
Se usa una herramienta de corte Cabezal
con un borde cortante simple
destinado a remover material de Contrapunto
una pieza de trabajo giratoria
para dar forma de cilindro.
Tortea
Carro Transversal
Operaciones Relacionadas con
el Torneado
Careado
Torneado Ahusado o cónico
Torneado de Contornos
Torneado de Formas
2
Carro Principal
Achaflanado Tronzado Roscado
Perforado Taladrado Moleteado
Â
Â
Proceso
Taladrado
Definición del Equipo
El Taladro Prensa es la máquina
estándar para taladrar.
Definición del Proceso
Equipo
Es una operación de maquinado
que se usa para crear agujeros
Taladro Prensa
redondos en una parte de trabajo
Clasificación del equipo
Herramienta
Taladro Vertical
Taladro Banco
Broca
Taladro Radial
Taladro Multiple
Definir Herramienta
Clasificación de la Herramienta
Hay disponibles varias
herramientas de corte para hacer
agujeros, pero la broca helicoidal
es con mucho la más común.
Sus diámetros fluctúan desde
Broca Helicoidal
0.006 pulg. Hasta brocas tan
grandes como 3.0 pulg. Las
brocas helicoidales se usan
ampliamente en la industria para
producir agujeros en forma
rápida y económica.
Â
Proceso
Cepillado
Definición del Equipo
La máquina herramienta para
cepillado se llama cepillo. La
velocidad de corte se logra por
medio de una mes de trabajo
oscilante que mueve la parte
posterior de una herramienta de
corte de punta sencilla
Definir Herramienta
Definición del Proceso
Proceso para producir superficies
planas por medio de una
herramienta de corte de un solo
filo.
Â
Clasificación del equipo
Cepillos de mesa abiertos
lateralmente
Cepillos de doble columna
Clasificación de la Herramienta
Operaciones Relacionadas con el
Taladrado
Escariado
Roscado Interior
Abocardado
Avellanado
Centrado
Refrenteado
Equipo
Cepillo
Herramienta
La herramienta de corte usadas en
el cepillado son herramientas de
punta sencilla
Operaciones Relacionadas con el
Cepillado
Carril transversal
3
Proceso en el cual se pasa una
cuchilla a través de la pieza
para ir eliminando material.
El cepillado se puede usar para
maquinar otras superficies
diferentes a las planas. La
restricción es que las superficies
deben ser rectas.
Cabeza de la herramienta
Mesa de trabajo
Columna
Base
ÂÂ
Â
Proceso
Aserrado
Definición del Proceso
EquipoÂ
Es un proceso en el que corta una
hendidura angosta dentro de la parte
de trabajo por medio de una
Segueta
herramienta que tiene una serie de
dientes estrechamente espaciados
Clasificación del equipo
Herramienta
Definición del Equipo
El corte de segueta involucra un
movimiento lineal de vaivén de
la segueta contra el trabajo. El
Aserrado con cinta implica un
Segueta
movimiento lineal continuo que
utiliza una sierra cienta hecha de
Sierra Banda
foma de banda flexible sin fin con
dientes en una de sus bordes. La
Sierra Circular
sierra circular usa una sierra
circular giratoria para suministrar
el movimiento continuo de la
herramienta frente al trabajo.
Definir Herramienta
Hoja de la Sierra
Operaciones Relacionadas con el
Aserrado
Calado
Clasificación de la Herramienta
Forma de los dientes
Las hojas de la sierra tienen
ciertas caracterÃ−sticas comunes
que incluyen la forma de los
Espaciamiento entre los dientes
dientes, su espaciamiento y la
disposición de los mismos
Disposición de los Dientes
Ranurado
Corte abrasivo
Aserrado por Fricción
Â
Equipo
Proceso
Definición del Proceso
Â
Es un proceso abrasivo ejecutado
por un conjunto de barras
Rectificadora
abrasivas pegadas
Definición del Equipo
Clasificación del equipo
Herramienta
El movimiento del equipo es una Â
Conjunto de barras abrasivas pegadas
combinación de rotación y
Rectificado
4
oscilación lineal, regulada de tal
manera que un punto dado de la
barra abrasiva, no repite la misma
trayectoria
Operaciones Relacionadas con el
Rectificado
Lapeado o pulido
Definir Herramienta
Clasificación de la Herramienta
Se usan cuatro barras, pero su
número depende del tamaño
del agujero
Juntas Universales
Superacabado
Impulsor
Pulido
Abrillantado
ÂÂ
Proceso
Fresado
Definición del Equipo
La clasificación de los
cortadores para fresadoras o fresas
como se les conoce
comúnmente, está muy
asociada con las operaciones de
fresado que acabamos de
describir.
Definición del Proceso
Es una operación de maquinado
en la cual se hace pasar una parte
de trabajo enfrente de una
herramienta cilÃ−ndrica rotatoria
con múltiples bordes o filos
cortantes.
Clasificación del equipo
Cortadores cilÃ−ndricos o fresas
planas
Cortadores formadores o fresas
formadoras
Cortadores frontales o fresas
frontales
EquipoÂ
Fresadora
Herramienta
Husillo rotatorio
Mesa para sujetar
Cortadores para acabado o fresa
terminal
Definir Herramienta
Clasificación de la Herramienta
Maquina fresadora Vertical
Las maquinas fresadoras deben
Maquina fresadora Horizontal
tener un husillo rotatorio para el
cortador y una mesa para sujetar,
Rodilla y columna Tipo bancada
poner en posición y hacer
Tipo Cepillo Fresas Trazadoras
avanzar la parte de trabajo.
Operaciones Relacionadas con el
Fresado
Torneado
Taladrado
Perfilado
Cepillado
Maquinas fresadoras CNC
Escariado Aserrado
2.2 Consideraciones de diseño de maquinas herramienta de control numérico.
El diseño adecuado de las estructuras de las maquinas y herramientas requieren el análisis de factores
como la forma, materiales de las estructuras, esfuerzos, peso, consideraciones de fabricación y rendimiento.
5
El mejor enfoque para obtener lo ultimo en exactitud de las maquinas y herramientas es el empleo de las
mejoras en la rigidez estructural y la compensación de las deflexiones con el uso de controles especiales. La
estructura del bastidor en c sé ah utilizado desde hace mucho tiempo por que permite fácil acceso a la
zona de trabajo de la máquina.
Con la aparición del control numérico, sé ah vuelto practico el bastidor del tipo caja, que tiene una
rigidez estática mucho mejor, por que se reduce mucho la necesidad de tener acceso manual de la zona de
trabajo.
El empleo de una estructura del tipo caja con paredes delgadas puede proporcionar bajo peso para una rigidez
dada. el principio del diseño con peso ligero ofrece alta rigidez dinámica por que suministra una alta
frecuencia natural de la estructura mediante la combinación de una elevada resistencia estática con un peso
reducido, en vez de emplear una masa grande, esto es para las herramientas y el centro de control numérico.
Pero para la fabricación de los equipos es necesario que sean robustos y que estén fijos para evitar
vibraciones para que la pesa fabricar salga lo más perfecta posible, ya que la vibración provoca movimiento
y esto es algo que no queremos que pase.
• Ventajas
La automatización es el empleo de equipo especial para controlar y llevar a cabo los procesos de
fabricación con poco o ningún esfuerzo humano. se aplica en la fabricación de todos los tipos de
artÃ−culos y procesos desde la materia prima hasta el producto terminado.
las ventajas del control numérico computarizado es la facilidad de operación, programación más
sencilla, mayor exactitud, adaptabilidad y menos costos de mantenimiento, la combinación del diseño con
computadora, mayor productividad.
• Desventajas
La desventaja es que las condiciones que influyen en las decisiones con la automatización son los crecientes
costos de producción, lato porcentaje de piezas rechazadas, demoras en la producción, escasez de mano de
obra, condiciones peligrosas de trabajo. los factores que se deben estudiar con cuidado son él ato costo
inicial del equipo, los problemas de mantenimiento y el tipo de producto.
• Aplicaciones
El CNC se utiliza para controlar los movimientos de los movimientos de los componentes de una maquina por
medio de números. las maquinas y herramientas con control numérico se clasifican de acuerdo al tipo de
operación de corte.
Un nuevo enfoque para optimizar las operaciones de maquinado es el control adaptativo. mientras el material
se esté maquinando, el sistema detecta las condiciones de operaciones como la fuerza, temperatura de la
punta de la herramienta, rapidez de desgaste de la herramienta y acabado superficial. convierte estos datos en
control de avance y velocidad que permita a la maquina a cortar en condiciones optimas para obtener
máxima productividad. se espera que los controles adaptativos, combinados con los controles numéricos y
las computadoras, produzcan una mayor eficiencia en las operaciones de trabajos con los metales.
2.3 Métodos para incrementar la precisión del maquinado.
La mecanización total de un alto volumen de piezas es necesario realizar las operaciones de fresado,
mandrinado y perforado, es lógico que se alcanzarÃ−a la mayor eficacia si este grupo de máquinas
6
herramientas estuvieran agrupadas, pero se lograrÃ−a una mayor eficacia aún si todas estas operaciones se
realizaran en una misma máquina.
Esta necesidad, sumada a numerosos y nuevos requerimientos que dÃ−a a dÃ−a aparecieron y forzaron la
utilización de nuevas técnicas que reemplazaran al operador humano. De esta forma se introdujo el control
numérico en los procesos de fabricación, impuesto por varias razones:
• Necesidad de fabricar productos que no se podÃ−an conseguir en cantidad y calidad suficientes sin
recurrir a la automatización del proceso de fabricación.
• Necesidad de obtener productos hasta entonces imposibles o muy difÃ−ciles de fabricar, por ser
excesivamente complejos para ser controlados por un operador humano. Necesidad de fabricar
productos a precios suficientemente bajos.
Inicialmente, el factor predominante que condicionó todo automatismo fue el aumento de productividad.
Posteriormente, debido a las nuevas necesidades de la industria aparecieron otros factores no menos
importantes como la precisión, la rapidez y la flexibilidad.
Ahora bien ara incrementar la precision del maquinado, es conveniente utilizar el CAD/CAM, proceso en el
cual se utilizan los ordenadores o computadoras para mejorar la fabricación, desarrollo y diseño de los
productos. à stos pueden fabricarse más rápido, con mayor precisión o a menor precio, con la
aplicación adecuada de tecnologÃ−a informática.
La Fabricación Asistida por Ordenador ofrece significativas ventajas con respecto a los métodos más
tradicionales de controlar equipos de fabricación con ordenadores en lugar de hacerlo con operadores
humanos. Por lo general, los equipos CAM conllevan la eliminación de los errores del operador y la
reducción de los costes de mano de obra. Sin embargo, la precisión constante y el uso óptimo previsto del
equipo representan ventajas aún mayores. Por ejemplo, las cuchillas y herramientas de corte se desgastarán
más lentamente y se estropearÃ−an con menos frecuencia, lo que reducirÃ−a todavÃ−a más los costes de
fabricación. Frente a este ahorro pueden aducirse los mayores costes de bienes de capital o las posibles
implicaciones sociales de mantener la productividad con una reducción de la fuerza de trabajo.
Los equipos CAM se basan en una serie de códigos numéricos, almacenados en archivos informáticos,
para controlar las tareas de fabricación.
Este Control Numérico por Computadora (CNC) se obtiene describiendo las operaciones de la máquina en
términos de los códigos especiales y de la geometrÃ−a de formas de los componentes, creando archivos
informáticos especializados o programas de piezas. La creación de estos programas de piezas es una tarea
que, en gran medida, se realiza hoy dÃ−a por software informático especial que crea el vÃ−nculo entre los
sistemas CAD y CAM, dando como resultado una gran precisión e el diseño y el producto final.
Las caracterÃ−sticas de los sistemas CAD/CAM son aprovechadas por los diseñadores, ingenieros y
fabricantes para adaptarlas a las necesidades especÃ−ficas de sus situaciones. Por ejemplo, un diseñador
puede utilizar el sistema para crear rápidamente un primer prototipo y analizar la viabilidad de un producto,
mientras que un fabricante quizá emplee el sistema porque es el único modo de poder fabricar con
precisión un componente complejo.
La Fabricación Integrada por Computadora (CIM) aprovecha plenamente el potencial de esta tecnologÃ−a al
combinar una amplia gama de actividades asistidas por ordenador, que pueden incluir el control de
existencias, el cálculo de costes de materiales y el control total de cada proceso de producción. Esto ofrece
una mayor flexibilidad al fabricante, permitiendo a la empresa responder con mayor agilidad a las demandas
del mercado y al desarrollo de nuevos productos con medidas precisas.
7
Tendencias De La Automatización En La Industria Nacional.
Las Industrias Modernas exhiben dos tipos de panorama, en términos del tipo de paÃ−s en la cual se ubica.
Cuando se trata de paÃ−ses desarrollados es posible encontrar las siguientes caracterÃ−sticas:
• Cada vez se exige mayor precisión y alto control de calidad.
• Los diseños de los productos son cada vez más complicados.
• La diversidad de productos crea la necesidad de flexibilidad en las maquinarias.
• Hay aumento en el tiempo de inspección.
• La fecha de entrega de los productos es cada vez menor.
• El costo de fabricación de moldes es mayor y es necesario minimizar errores.
• La formación de instructores es más difÃ−cil, pues es necesario personal, más experimentado.
En cuanto al ambiente de trabajo se observa:
• Escasez de la mano de obra calificada.
• Producción de múltiples modelos y en grandes cantidades.
• El Ambiente de taller no resulta atractivo.
En el caso de paÃ−ses de menor desarrollo (subdesarrollados), se puede encontrar otro panorama con
distintos problemas como por ejemplo:
• Notable desactualización.
• Baja competitividad.
• Organizaciones rÃ−gidas.
• Debilidad en el recurso humano al no conocer las nuevas tecnologÃ−as.
• Lo cual también se acompaña de grandes necesidades de ayuda tales como:
• Programas de gestión tecnológica.
• Modelos de cooperación entre empresas.
• Programas de cooperación internacional.
Tal como se puede observar el panorama desde estas dos perspectivas no es igual, sin embargo a través de
una correcta orientación de planes, es posible ir escalando los niveles tecnológicos, adecuándolos cultural
y técnicamente a los objetivos de desarrollo.
Siempre para este tipo de gestión, es necesario integrar los esfuerzos de la empresa privada, la Universidades
y los Centros de Formación Profesional, a fin de encontrar los canales más adecuados de transferencia
tecnológica. Igualmente es posible trabajar en la actualización de los recursos humanos y en la generación
de ambientes confiables que fomenten la consulta de las empresas. Una última meta común y necesaria
podrÃ−a ser el desarrollo de la actividad de investigación que en la actualidad es muy pobre en las
universidades y nula a nivel de las empresas nacionales.
Como siempre, para emprender este difÃ−cil camino es necesario que exista una voluntad polÃ−tica
ejecutiva. Este aspecto muchas veces es uno de los más difÃ−ciles a salvar, sin embargo todo depende de
que surja un clima que los impulse. Lo cual puede darse; cuando los empresarios, como potenciales
beneficiarios directos de esta gestión desarrollen estrategias para lograr este clima polÃ−tico impulsor.
No se trata de decir que la automatización es la única alternativa de desarrollo. Si no, más bien, que es
necesario definir una lÃ−nea o un plan de acción con el cual se logre tal desarrollo. La automatización es
sólo una muy buena alternativa pues su dirección es hacia delante, la cual es tal vez la mejor dirección.
REFERENCIAS
8
Boon, G.K.; Mercado, A.; Automatización Flexible en la Industria ; Ed. LIMUSA-Noriega, México, 1991.
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Características de Maquinado de Control Numérico

Diseño de máquinas de control numéricoMáquinas industrialesManufacturaPrecisiónIndustria
Tiempo total de maquinado

Tiempo total de maquinado

Profundidad de corteAcabadoDesbasteElementos mecánicos

Características de las computadoras

Características de las computadoras

InformáticaComputaciónUsuarioPC (Personal Computer)OrdenadoresHardwarePropiedades

Procesos de remoción de material

Procesos de remoción de material

VirutasMétodos de fabricación de materialesFenómenos químicosMaquinariaMaquinado

Medidas de higiene y seguridad

Medidas de higiene y seguridad

Medidas de prevenciónTaller maquinariaSeguridad laboralPrácticas de seguridadRiesgos laboralesMantenimiento y limpieza

Elementos mecánicos

Elementos mecánicos

DiámetroReducciónTiempoCálculoLongitudDesbastePulgadasSistema MétricoMaquinado

Tornos CNC

Tornos CNC

EjesRanuradoCentros de TorneadoEvoluciónMecánicaFresadorasPerforado

Fresadoras

Fresadoras

HerramientasMáquina fresadora manualProcesos de FabricaciónCepillos de codoBancada fija

Fresas y fresadoras

Fresas y fresadoras

Máquina de fresadoHerramientasMaterialesMecánicaFresadorasSuperficies planas y curvasIndustria

Máquina síncrona

Máquina síncrona

TemperaturaInstrumentaciónPresóstatoCalefacciónSondasTermostatosTransmisorTermoparesFugas de aguaPresiónMedidasInterconexión

Herramientas de CNC

Herramientas de CNC

MáquinasHerramientasMecanizadoTornoSistemas de coordenadasTorneadoHistoria y evoluciónProgramación maquinariaVentajas

FUNCION PRODUCTIVA

FUNCION PRODUCTIVA

EmpresasInventariosRequerimientos de los clientesIndustrialesPlanes de controlMercadotecniaFunción productivaLocalización y distribución de plantasMateriales de producciónControl de calidad

Algoritmos y estructura de datos

Algoritmos y estructura de datos

Lenguaje de alto nivelInformáticaCComputaciónJavaProgramaciónC++CPU (Central Process Unit)PascalLenguaje máquina

Elaboración de cerámicas

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Maquinado abrasivo y no abrasivoResistencia a la tensiónModelo por inyecciónExtrusiónAcabado de superficiesSecadoMaterialesElasticidadVaciado de borbotinaVaciado de cintaCerámicas tradicionales, avanzadas

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