DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGÍA Y MECÁNICA

CARRERA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA

NRC: 1949

INFORME N. 5

MECANIZADO CNC DE UNA PARTE COMPLEJA

DOCENTE: Ing. Borys Culqui

Grupo 13

INTEGRANTES:

o Hidalgo Andrés
o Huaraca Henry
o Sinailín Alexis

Sangolqui 3 de Julio del 2017

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 Mecanizado CNC de una parte compleja

Objetivo(s).

 Planificar la fabricación de una pieza de forma compleja en el torno VIWA

VTC1640-T400
 Mecanizar una pieza con forma compleja (Pieza de Ajedrez- Peon) mediante
operaciones básicas de torneado en el torno VIWA VTC1640-T400.
 Programar, simular y ejecutar las operaciones de mecanizado que permita la
obtención de una pieza de forma compleja en el torno VIWA VTC1640-T400.

Materiales y Equipos.

Equipo
 Torno VIWA VTC1640-T400

Materiales.
 Eje de aluminio (40mmX150mm)

Herramientas:

 Herramientas de torneado cilíndrico, ranurado, roscado

 Pie de rey
 Llaves de la máquina.

Marco Teórico.

 Control CENTROID M400

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 Figure 1: Control CENTROID M400

Características Generales
 Ciclo de vida del producto largo respaldado por piezas de CNC de reemplazo
asequibles, reparación, actualizaciones y soporte
 Fácil de usar, Rock Solid, Factory Support, Updateable Centroid CNC software
 Software CNC confiable y confiable y hardware CNC diseñado para trabajar juntos
 Dedicado, centróid fabricado cerrado de control CNC Motion Control de la CPU

Funciones Avanzadas
 4 ejes con control de husillo estándar
 Contorno simultáneo de 5,6,7,8 ejes opcional
 Alto rendimiento de bloques DSP y mecanizado a alta velocidad
 Servo accionamientos digitales, servomotores CA o CC
 Unidad de estado sólido estándar (SSD)
 Menús de configuración de piezas y herramientas fáciles de usar
 Pantalla LCD de pantalla táctil de 15 "

Seteo Automático De Herramientas

 Medición sin esfuerzo de alturas de herramienta
 Resultados repetibles para una producción de piezas consistente
 Más rápido y preciso que los métodos manuales.
 Reduce significativamente el tiempo de preparación

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 La operación con un solo toque establece alturas de herramienta de 0,0001 "en
segundos
 Medición automática de herramientas por menú
 TT-1 conductivo, TT-2 sondas no conductoras
Control CENTROID T400

Figure 2: Control CENTROID T400

Características completas del CNC:

 Compatible con torretas de herramientas eléctricas o hidráulicas

 Compatible con mandriles hidráulicos y de aire, contrapuntos
 Compatible con transportadores de virutas, alimentadores de barras y captadores de
piezas
 Compatible con dos volantes electrónicos
 Menú de ajuste de desplazamiento de la vida de la herramienta y del desgaste de la
herramienta
 "Comprobación de herramientas": detener, medir, ajustar la compensación y
continuar
Panel de control dedicado para todas las funciones comunes de la máquina

Figure 3: Panel de
Control
 Controles claramente etiquetados para cada eje
y dirección.
 Botones dedicados para controles de husillo y
refrigerante
 Botón de un solo botón para funciones
comunes de la máquina herramienta
 Anulación de la velocidad del cabezal y
Anulación de la velocidad de avance.
 Comprobación de la herramienta, retención de
la alimentación, arranque del ciclo, anulación
rápida,
 Incremental y Continuous Jog, Bloque Único.
 Personalizar con el índice de herramientas +/-,
Clamp / Unclamp, Vac on / off, y más.
Los botones auxiliares adicionales son programables
para aplicaciones especiales.

 Control CENTROID T400

El control Centroid T400 es el software que permite controlar el torno en su

totalidad, en este se introduce el programa en código G, a continuación se muestra la
ventana principal del mismo:

Ilustración 1: Pantalla de visualización

 Programación F5-CAM

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Permite crear rápidamente un programa de mecanizado de piezas de torno en el
control centroid, sin tener que ser un experto en código G. Intercon le pedirá que
introduzca los valores de impresión que describe la geometría de la pieza.
Intercon mostrará gráficos de la pieza como lo está creando, ayudándole a
proceder rápidamente a través de la programación de piezas.

Ilustración 2: Ventana de opciones para la programación F5-CAM

 F6-Profile
La operación perfil le permite definir un perfil con líneas y arcos que se
producirán con un ciclo de limpieza, dentro de un número definido de líneas
de instrucción o bloques de código. Terminado la programación de loas
diferentes operaciones del perfil de la pieza, se debe de cerrar el perfilado,
mediante la instrucción Profile End, indicando las líneas de código o bloques
en los que se construye el perfilado y las pasadas finales de la pieza.

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 Ilustración 3: Construcción de un perfil

Procedimiento

TRABAJO AUTONOMO

a) Revisar las especificaciones técnicas de la pieza (ANEXO A)

b) Preparar una hoja de proceso de la pieza a fabricar
c) Simular el proceso de manufactura en el software del control

TRABAJO EN LABORATORIO

d) Revisar el correcto funcionamiento de la máquina

e) Tomar el cero de pieza
f) Determinar la compensación de las herramientas
g) Programar en el control CENTROID las operaciones requeridas según indica la
hoja de proceso
h) Realizar DRY RUN. Probar el programa en vacío colocando el cero de la pieza
del eje Z 200 mm fuera de la misma.
i) Presionar CYCLE START
j) Tomar datos:
k) Registrar tiempo de:
Tpl: planificación
Tpr: programación
Tsu: tiempo de setup, y
Tc: tiempo de ciclo

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 l) Tomar medidas de la pieza fabricada

1. PROCEDIMIENTO

TRABAJO AUTONOMO

m) Revisar las especificaciones técnicas de la pieza (ANEXO A)

n) Preparar una hoja de proceso de la pieza a fabricar
o) Simular el proceso de manufactura en el software del control

TRABAJO EN LABORATORIO

p) Revisar el correcto funcionamiento de la máquina

q) Tomar el cero de pieza
r) Determinar la compensación de las herramientas
s) Programar en el control CENTROID las operaciones requeridas según indica la
hoja de proceso
t) Realizar DRY RUN. Probar el programa en vacío colocando el cero de la pieza
del eje Z 200 mm fuera de la misma.
u) Presionar CYCLE START
v) Tomar datos:
w) Registrar tiempo de:
Tpl: planificación
Tpr: programación
Tsu: tiempo de setup, y
Tc: tiempo de ciclo
x) Tomar medidas de la pieza fabricada

ANALISIS Y CALCULOS
Tiempo de Planificación del Trabajo (Tp)
Para la planificación del maquinado de la pieza se ha considerado los siguientes
factores:
 Geometría: se analizó los requerimientos geométricos de la pieza para
determinar la secuencia de operaciones a seguir en el proceso.
 Se considera el tiempo empleado en los cálculos de parámetros de corte.
 Los tiempos de planificación son los mismos en ambos procesos ya que no
incide la forma de maquinar a esta altura del trabajo.
Tiempo de Programación en CNC (Tprog)
Para la programación consideramos el tiempo invertido en la simulación e ingreso de
datos en el programa con los parámetros calculados.

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Tiempo de Setup (Tsu)
Se considera el cambio de herramienta de la máquina para las tres operaciones:
 Las herramientas se deben cambiar en el torno para cada proceso.
 En la CNC se requiere setear las herramientas así como determinar el cero de
pieza.
Tiempo de Ciclo (Tc)
Es el tiempo que se requiere para elaborar la pieza.
Comparación de tiempos entre el mecanizado CNC y el mecanizado convencional
La fórmula para determinar el tiempo de operación (corte) en el mecanizado
convencional:
L
T c= ∗n
F∗N
Siendo:
L: Longitud de material a tornear
F : Avance de la herramienta por vuelta
N : Número de revoluciones por minuto
n : Número de pasadas
Comparación de tiempos entre el mecanizado CNC y el mecanizado convencional
La fórmula para determinar el tiempo de operación (corte) en el mecanizado convencional:
L
T c= ∗n
F∗N
Siendo:
L: Longitud de material a tornear
F: Avance de la herramienta por vuelta
N: Número de revoluciones por minuto
n: Número de pasadas

Tabla 1 Velocidades del Mandril del Torno Convencional de Laboratorio.

1200 800 1700 2500

260 180 370 540
58 40 85 125

Los valores de velocidades y los avances que se utilizaron son de acuerdo a las características técnicas en
las placas de los tornos existentes en el laboratorio.
Refrentado

40 mm
T c= =0.5 min
mm
(
0.15
rev )
( 540rpm )

T s=2 min

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 Tiempo de Corte=T c +T s=1.5 min

Cilindrado mecanizado de superficies complejas en torno manual.

T c =50 min
T s=8 min
Tiempo de Corte=T c +T s=35 min

Tabla 2 Tiempo de Mecanizado en CNC y Torno Manual.

MECANIZADO
Tiempo CNC MANUAL
Planificación (Tp) 15 min 15 min
Programación (Tpr) 30 min 0 min
Tiempo de setup 5 min 10 min
(Tsu)
Tiempo de ciclo 3.6 min 50.5 min
simulación
(Tc)
TOTAL 53.6 min 75.5 min

Porcentaje de tiempo optimizado:

75.5−53.6
%T opt .= ∗100
53.6
%T opt .=40.8

 Especificaciones técnicas de la pieza

Plano base

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El perfil se realizó siguiendo la siguiente secuencia de puntos

Simulación de la pieza solicitada de acuerdo a las medidas del plano base

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  Realizar una tabla comparativa de tiempos entre el Mecanizado CNC y
mecanizado convencional (de la hoja de proceso)

Tiempo (minutos) Planificad Real

o
TPL: Planificación 15 20
TPR: 30 20
Programación
Tsu: Setup 5 8
Tc: Tiempo de 3.6 5.48
Ciclo
Tiempo Total 53.6 53.48

Comparación Tiempo de ciclo en CNC y torno paralelo convencional

OPERACIONE Tiempo (min)

S CNC Convencional
Tiempo Total 5.48 50.5

Diferencia de Tiempos

t=50.5−5.48
t=45.02min

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 Analizar resultados

Es muy evidente la diferencia en los tiempos de mecanizado que nos ofrecen un

torno CNC y un torno convencional, en el primero dicho tiempo es
considerablemente inferior debido en gran parte a las altas velocidades y la gran
precisión que estás maquinas controladas mediante software nos ofrecen, de tal
forma que uno de los principales efectos es la reducción de los tiempos de
manufactura de una pieza acelerando procesos de calibración, medición,
compensación y los movimientos necesarios para obtener una pieza totalmente
mecanizada dentro de tiempos reducidos. Las máquinas CNC nos presentan una
metodología de uso mediante códigos programación con la cual obtenemos además
de tiempos reducidos, alta precisión dentro del proceso al integrar herramientas
CAD y CAM, reducción de residuos, y mejores acabados gracias a las herramientas
de desbaste que usa y las velocidades a las que se realiza el mecanizado obteniendo
excelentes piezas manufacturadas.

Además como producto de los tiempos reducidos es notorio que van a existir
grandes diferencias en los tiempos de producción de grandes lotes ya que como
sabemos el tiempo de mecanizado en un torno convencional establecido fue de 75.5
min y el de la máquina CNC fue de 53.48 min, tomando en cuenta el tiempo de
programación, peor una vez que se mecanizan las piezas si se desea obtener un lote
grande para cada pieza en un torno convencional sería casi imposible completar un
pedido en un tiempo reducido al contrario del torno CNC que una vez programado
podemos mecanizar un lote grande de piezas con una única vez de seteo de la
programación.

 Realizar un reporte dimensional de la pieza

Al término del proceso de mecanizado de la pieza compleja, procesada en el torno

CNC, se pudo observar que esta presentaba un buen acabado superficial tanto en la
superficie como en los filetes y redondeos, esto es posible gracias a una correcta
elección de parámetros.

 Calcular variación entre los datos

Teórico[mm] Obtenido[mm] Error%

R7 7.1 1.43
Ø21 21.1 0.48
Ø14 14.3 1.14
Ø28 28.2 0.71
Ø36 36.2 0.56
L12 12.14 1.17
L69 69.8 1.16

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  Pilas Andy ponle solo los diámetros principales y les haces una variación de +-
1 mm como máximo por q asi estaba en el plano y entramos dentro de lo q dijo
el inge

 Análisis de resultados

Debido a la precisión del equipo utilizado y de herramientas de alto nivel de

precisión, podemos obtener piezas mecanizadas con bajos porcentajes de error tal y
como ya se mencionó las principales características de estos equipos son su rapidez
y precisión en las medidas ordenadas a través del control, por ello las medidas de
pieza obtenida cuanta con una variación de +-1mm

CONCLUSIONES
 El proceso de mecanizado de la pieza tomó alrededor de 6 minutos
aproximadamente, este tiempo no es estándar para este tipo de piezas, ya que dentro
de la configuración y programación del código a ejecutar pueden variar parámetros
de mecanizado como el avance y la velocidad de corte, teniendo lugar un aumento o
disminución de los tiempos de manufactura de las piezas.
 El proceso de Finish Pass nos permite obtener las medidas deseadas de nuestra
pieza, además de brindar un acabado superficial acorde a nuestras exigencias,
pudiendo variar estas características mediante los mandos de programación que nos
proporcional el control CNC.
 El uso de maquinaria CNC permite la obtención de piezas complejas de gran
calidad que requerirían de un operador experto para ser obtenidas de forma
convencional.
 Gracias a su rapidez resulta conveniente un torno CNC para la producción en
grandes lotes debido al tiempo de mecanizado muy inferior en comparación al de un
torno convencional.
RECOMENDACIONES

 Es de vital importancia usar los implementos de seguridad necesarios como gafas,

mandil, zapatos de seguridad para evitar accidentes y salvaguardar el bienestar de
los estudiantes.
 Se recomienda que las operaciones de mecanizado sean realizadas por una sola
persona, de esta manera se evitaran accidentes ya que es posible que se encienda la
maquina mientras otra persona se encuentra posicionando la pieza.
 Evitar aristas vivas con la creación de chaflanes o redondeados.

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  Realizar una simulación previa en el software adecuado para tener una perspectiva
clara de las operaciones que realiza la máquina y poder tomar consideraciones
previas como herramientas, velocidades, avance, acabado, que mejoren el posterior
proceso de esta manera se garantiza un resultado óptimo en la pieza mecanizada.
 Se deben tener en cuenta las recomendaciones de velocidades de corte y avance
para el material de trabajo, ya que una velocidad mal programada, puede tener
consecuencias graves en la máquina, en la herramienta, y en la pieza de trabajo.
 Se deben utilizar las herramientas adecuadas para cada tipo de operación ya que el
uso de una herramienta inadecuada desbastará material que no está previsto.
 Se debe tomar en cuenta un plano de seguridad para evitar romper la herramienta.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

 VIWA. (29 de 04 de 2014). Torno VIWA VTC1640-T400. Recuperado el 29 de 04 de 2014, de

Torno VIWA VTC1640-T400: http://www.viwa.com.mx/VTC1640.htm
 Manual del Control Centroid.

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