Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
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Ítem Texto completo enlazado Diseño mecánico de la estructura de un torno CNC de uso didáctico(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-05-29) Carreño Rojas, German Stefano; Girón Medina, Victor SergioCon el objetivo de mejorar la productividad y la calidad de los productos, muchas empresas optan por incorporar máquinas de control numérico computarizado (CNC), lo que a su vez aumenta la demanda de operarios con conocimientos en estas tecnologías. En este contexto, los módulos didácticos desempeñan un papel fundamental en la formación de los operarios. En el presente trabajo, se plantea el diseño de la estructura de un torno CNC educativo con el propósito de facilitar la enseñanza en este campo. El diseño se inicia mediante la identificación de los tres módulos que componen la estructura de un torno CNC: el cabezal, los carros móviles y la bancada. En primer lugar, se procedió al diseño del cabezal, el cual consta de dos componentes principales: el husillo y el cubo del cabezal. El husillo cumple la función de sostener y girar la pieza a mecanizar, permitiendo que la herramienta de corte retire material y logre la forma deseada. Por otro lado, el cubo del cabezal tiene la responsabilidad de sostener el husillo de manera firme, permitiendo transmitir las fuerzas generadas durante el proceso de mecanizado. Para calcular la potencia necesaria para el husillo, se consideró una operación de cilindrado a una velocidad de 600 RPM. Se optó por utilizar un servomotor que transmita esta potencia a través de una transmisión por faja sincrónica. En segundo lugar, los carros móviles desempeñan la función de mover la herramienta de corte a lo largo de los ejes Z y X, los cuales son paralelos y perpendiculares, respectivamente, al eje de giro de la pieza. Para determinar la potencia requerida para el desplazamiento de los carros, se consideraron tanto el peso de la carga a soportar como la fuerza de corte con dirección opuesta al desplazamiento deseado. Por último, se procedió al diseño de la bancada. Este componente cumple la función de sostener los dos módulos previamente mencionados y soportar las fuerzas generadas durante el proceso de mecanizado. Las fuerzas generadas tanto en el cabezal como en los carros móviles se tuvieron en cuenta para calcular el factor de seguridad del perfil seleccionado. Se realizó un cálculo de la deformación provocada por la flexión y, posteriormente, se llevó a cabo un análisis vibratorio para verificar que la máquina no entre en resonancia durante la operación a una velocidad establecida de 600 RPM.Ítem Texto completo enlazado Diseño mecánico de un husillo de sujeción por pinza para un torno de uso educativo(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-04-23) Carreño Rojas, German Stefano; Girón Medina, Víctor SergioEn una máquina herramienta la parte más importante es el husillo pues se encarga de sostener a la pieza o a la herramienta de corte. En el caso de los tornos, el husillo sostiene el material a mecanizar y lo hace girar a elevadas revoluciones mientras la herramienta de corte se aproxima a esta y arranca material para darle la forma deseada. Un husillo está conformado principalmente por tres partes: El eje, los rodamientos y la carcasa. El presente trabajo muestra los pasos y las consideraciones tomadas para el diseño de este. Para comenzar el diseño del husillo primero se definen sus características generales como lo son el tipo y la forma de transmisión de potencia del motor. Basado en ello se partió con la idea de un husillo modular con un sistema de transmisión por fajas. Para conocer la potencia que el husillo necesitará durante el mecanizado se consideró un proceso de cilindrado con parámetros típicos en talleres de manufactura. Dado que se trata de un husillo de sujeción por pinza ER es necesario conocer la geometría de estas para poder acoplarlas al eje. Las dimensiones de las pinzas ER son establecidas por la norma ISO 15488 y estas son el punto de partida para definir la geometría final del husillo. Siguiendo esta normativa se definió el tamaño necesario de los rodamientos, el tipo de estos y la distancia entre el apoyo fijo y libre para aumentar la rigidez de todo el conjunto. Finalmente se presenta la forma final del husillo y los planos necesarios para la fabricación de este.