daniela gil yennifer valenzuela

1. República Bolivariana de Venezuela.
Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior.
Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”
Extensión COL – Sede Ciudad Ojeda
Centro de mecanizado
Autoras:
Daniela Gil
Yennifer Valenzuela
Ciudad Ojeda, Agosto 2016

2. Introducción
En la actualidad se construyen muchas máquinas en forma modular,
de tal modo que se pueden instalar y modificar diversos equipos y
accesorios periféricos, según se necesite en los cambios de productos a
manufacturar. Existen centros de mecanizado de una gran variedad de
tamaños, tipos, funciones y grados de automatización. Sus costos están
comprendidos en el rango de 50.000 hasta 1.000.000 de euros o más.
Sus potencias nominales llegan a 75kW y las velocidades de husillo de
las máquinas más usadas tienen límites de 4000-8000 RPM. Algunas
mesas inclinables son capaces de soportar piezas de más de 7000 Kg de
peso.

3. Centro de mecanizado
El centro de mecanizado ha sido el resultado de la evolución lógica de
la "máquina herramienta de fresar" en un contexto donde se ha precisado
aumentar la productividad, la flexibilidad y la precisión, al tiempo que se
mejoraban las condiciones de seguridad de los trabajadores, todo ello
lógicamente acompañado por la incorporación de la electrónica. Un centro
de mecanizado es ante todo una máquina herramienta de conformado por
arranque de material (esto es, una máquina no portable que, operando
con la ayuda de una fuente de energía exterior, es capaz de modificar la
forma del material o pieza a mecanizar mediante el arranque de pequeñas
porciones del mismo o virutas, de forma continua o discontinua).
Un centro de mecanizado es una máquina altamente automatizada
capaz de realizar múltiples operaciones de maquinado en una instalación
bajo CNC (control numérico computarizado) con la mínima intervención
humana. Las operaciones típicas son aquellas que usan herramientas de
cortes rotatorios como cortadores y brocas. Este sistema de mecanizado
en comparación con sistemas más tradicionales destaca por su velocidad
de producción como ventaja y los altos costos como desventaja.

4. Características de un centro de mecanizado
Las características esenciales de un centro de mecanizado y que por
tanto deben servirnos para diferenciarlo de otro tipo de máquinas son las
siguientes:
 Está dotado de un control numérico: La primera de estas
llamadas propiedades esenciales o definitorias significa que los
centros de mecanizado son el producto de la revolución
tecnológica que ha supuesto en el mundo de la mecanización la
introducción de la tecnología del control numérico. No existen
centros de mecanizado (en el sentido admitido actualmente para
esta expresión) anteriores a la tecnología del control numérico.
 Puede realizar otras operaciones de mecanizado además del
fresado: La transformación de la fresadora clásica en un centro de
mecanizado ha sobrevenido como consecuencia de dotarla de la
potencialidad para desarrollar operaciones de trabajo que
tradicionalmente se realizaban en otro tipo de máquinas. Es el caso
del taladrado, y del roscado fundamentalmente. En efecto, este tipo
de operaciones no son cinemática y conceptualmente hablando
distintas del fresado, dado que aunque tengan implicaciones
mecánicas y tecnológicas bien distintas, todas ellas se ejecutan
mediante un movimiento de corte circular, con la ayuda de una
herramienta rotativa. Esto es lo que hizo posible que en un
momento dado se integrasen este tipo de operaciones en una
misma máquina que conocemos como centro de mecanizado.
 Dispone de un cambiador de herramientas automático: Se
hace prácticamente ineludible la existencia de un sistema que
facilite el cambio automático de las herramientas que permitan
efectuar las distintas operaciones posibles. Lógicamente, el
sistema de cambio de herramienta está gobernado por el control
numérico de la máquina. Los sistemas de cambio de herramienta
responden a conceptos estructurales, necesidades y soluciones de

5. diseño bien distintas, pero en cualquier caso deben asegurar la
posibilidad de efectuar un cambio de herramienta en el transcurso
de ejecución de un programa pieza, sin la necesidad de
intervención por parte del operario.
Tipos de centros mecanizados
Existe una gran variedad de centros de mecanizado caracterizados
por sus tamaños, tipos, funcionalidades y grados de automatización.
Las potencias nominales llegan a los 75KW y las velocidades del
husillo de las maquinas mas comunes y usadas, son los que tienen limites
de 4000 a 8000 RPM, aunque para algunas aplicaciones más especiales,
pueden llegar a 75000 RPM. En la actualidad se construyen muchas
maquinas de forma modular, que de tal manera puedan instalar y
modificar diversos accesorios y equipos periféricos, según sea necesario
en los cambios a los productos a manufacturar.
Entre los tipos de centros mecanizados podemos diferencias los de
husillos verticales y los de husillos horizontales.
 Los centros de mecanizados con husillo vertical: Son más
adecuados para realizar operados en superficies planas con
cavidades hondas, un ejemplo es la fabricación de matrices,
moldes o dados. Ya que en el maquinado vertical los empujes se
dirigen hacia abajo, estas maquinas cuentan con una gran rigidez y
producen piezas con buena precisión dimensional. En lo general
estas maquinas son mucho menos costosas que las de husillo
horizontal.

6.  Los centros de mecanizados con husillo horizontal son
recomendadas para su uso en piezas grandes y altas, que
requieren maquinarse en varias partes de sus superficies. En
algunos casos, la pieza que esta siendo maquinada puede
inclinarse con respecto a ejes diferentes para ocupar posiciones
angulares diferentes. El Centro de torneado, es una categoría de
maquina de husillo horizontal. Estos tornos que son controlados
por computadoras, suelen tener más de solo un husillo horizontal y
torretas equipadas con una gran variedad de herramientas de
corte.
Aplicaciones de los centros de mecanizado
Estas serian algunas de las aplicaciones que un centro de mecanizado
puede tener:
Maquinado de alta velocidad
Los rangos de velocidades de corte se clasifican en:
 High speed: 600-1800 m/min.
 Very high speed: 1800-18000 m/min.
 Ultrahigh speed: >18000 m/min.

7. Se debe tener en cuenta que el maquinado de alta velocidad cobra
importancia cuando el tiempo de corte es grande frente a otros tiempos de
operaciones sobre la pieza. Se debe estudiar cuidadosamente en qué
aplicaciones se justifica la implementación de las altas velocidades de
corte. Algunos ejemplos son:
 Motores para vehículos.
 Componentes de estructuras de aviones en aluminio.
Un aspecto positivo del maquinado a altas velocidades es la rápida
remoción del calor debido a la cantidad de chips que salen de la pieza.
Las características de las máquinas de herramientas que funcionan a alta
velocidad son:
 Rodamientos especiales.
 Grandes fuerzas de inercia.
 Diseño especial del husillo.
 Herramientas de corte especiales.
 Alta capacidad de procesamiento y control computacional.
Maquinado de ultraprecisión
La demanda de mayor precisión surge de las aplicaciones en
computación, electrónica y nuclear entre otras. Algunos productos son
espejos ópticos, discos de memoria para computadoras y tambores para
máquinas fotocopiadoras. Los requerimientos de terminación superficial
son del orden de decenas de nanometros.
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.

8. 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.
Programación de los centros de mecanizado
Con ayuda del control se pueden solucionar tareas que con las
máquinas convencionales son insolubles. Cuanto más capaces llegan a
ser los controles tanto más exigen al programador a fin de aprovechar las
posibilidades de la máquina. Por medio de un dominio seguro de la
tecnología, buenos conocimientos de programación y naturalmente
práctica el programador podrá aplicar sus conocimientos especializados
en una máquina CNC de forma mucho más productiva que en una
máquina convencional.
Lenguaje de programación ISO
Para la programación de los controles la ISO ha estandarizado el
lenguaje de programación para maquinaria CNC, a parte de esto los
fabricantes de cada control diseñan un lenguaje propio para sus controles
que se denomina lenguaje conversacional, interactivo en forma gráfica;
pero un programador que domine el lenguaje ISO se puede desenvolver
bien con cualquier control, es por eso que nos centraremos en este
formato de programación.
Como todo idioma, también el lenguaje de programación se compone
de palabras, toda palabra significa una orden que el programador da al
control, los códigos de programación que se manejan son los siguientes:

9. Códigos G: creados en principio para describir la geometría de la pieza
de trabajo, si la pieza posee líneas rectas, arcos, etc.
Códigos M: Misceláneos o también llamados funciones auxiliares se
crearon en principio para automatizar las funciones operativas, funciones
que realizaría el operario como: prender el husillo, prender el refrigerante,
etc.
Código S: Speed = velocidad de giro del husillo en r.p.m. si
programamos S1200 el husillo girará a 1200 r.p.m.
Código F: Feed = Alimentación o avance de mecanizado, es la velocidad
con que se mueve la máquina en la operación de mecanizado,
generalmente en las operaciones de torneado se utiliza el avance de
mecanizado en milímetros por revolución, si programamos F0.1 la
máquina se moverá en la operación de mecanizado a 0.1 milímetros por
revolución o vuelta de la copa. (mm/rev).
En los movimientos donde se necesita mecanizar sin que gire el husillo,
se programa el avance de mecanizado F en milímetros por minuto, (en el
caso de tornos fresadores con herramienta motorizada) si se programa
F80 la máquina se moverá a 80 milímetros por minuto (mm/min).
Código T: Tool = Herramienta de trabajo, la programación del número de
herramienta se hace de acuerdo con el orden operacional del mecanizado
específico de una pieza , es decir, si vamos a roscar una pieza, la
primera herramienta T0101 será la broca centro , la segunda herramienta
T0202 será la broca, la tercera herramienta T0303 el macho de roscado, y
así sucesivamente.
Los dos primeros dígitos del código T se refieren al numero de posición
de la herramienta en la torreta, y los dos siguientes al corrector de la
compensación de la herramienta. Se programa T0000 Al inicio del

10. programa para cancelar todas las compensaciones de herramienta que
han quedado activadas.
Códigos X, Z, U, W, : Estos códigos se utilizan para designar las
coordenadas de trabajo en el torno. En un torno el eje X (U coordenada
incremental X) es el desplazamiento del carro trasversal, determinando
los diámetros de la pieza de trabajo, el eje Z (W coordenada incremental
Z) es el desplazamiento del carro longitudinal, determinando las
longitudes de la pieza. Además de estos códigos podemos encontrar el
códigos C, (H coordenada incremental C) para designar el tercer eje, que
generalmente es un eje giratorio, utilizado en los tornos fresadores con
herramienta motorizada (también llamada herramienta viva) . El eje C es
la copa que funciona como eje giratorio indexando en grados o
interpolando con los ejes X, Z. En este tipo de tornos se puede taladrar,
fresar o roscar frontalmente fuera del centro de la pieza, y taladrar, fresar
o roscar en sentido trasversal al eje de la pieza de trabajo.
Estos códigos van acompañados de valores numéricos X120. Z50. que
son las coordenadas a donde debe desplazarse la máquina según la
orden dada.
Podemos encontrar otros códigos como I, K, coordenadas del centro de
un arco, P código empleado para un tiempo de espera, Q código utilizado
en ciclos de torneado, etc, que se explicarán más adelante.
Estructura de un programa
Los programas se numeran con la letra O y se dispone de cuatro dígitos
para el número del programa, en algunos controles se puede digitar entre
paréntesis el nombre del programa para una mejor identificación en la
biblioteca de programas y también colocar entre paréntesis comentarios
cuando sea necesario, finalmente se cierra la línea o bloque de
programación con un asterisco o un punto y coma , los programas

11. siempre se escriben en letras mayúsculas (en caso de realizarlos en
editores de texto en un PC). La cantidad de programas que se pueden
almacenar depende de la capacidad del control, se pueden almacenar 64,
125, o 200 programas. Los programas que no caben en la memoria del
control generalmente realizados por CAM se introducen a la memoria por
medio del sistema DNC (Direct Numerical Control) control numérico
directo, en el cual el control se alimenta de la memoria de un computador
externo o por una PC card (PCMCIA) en algunos controles.
Sistema de coordenadas
En la máquina encontramos dos sistemas de coordenadas básicos uno
es el sistema de coordenadas de la máquina, al cual se le llama
referencia de máquina, cero de máquina o Home. El otro es el origen de
coordenadas de la pieza de trabajo, o cero de pieza. El cero de máquina o
Home está determinado generalmente por microswitch en los extremos de
recorrido de los ejes X, Z , es un sistema de coordenadas fijo en la
máquina. El cero de pieza está determinado por la distancia que hay
desde el cero de maquina hasta el centro de la pieza en el eje X, y hasta
la cara de la pieza en el eje Z.
Acotado
Cuando la pieza está agarrada en la copa y el control ubica el origen
de coordenadas de la pieza, se puede comenzar a mecanizar enviando la
herramienta a cada una de las posiciones nominales. Existen dos
posibilidades de definir estas posiciones nominales.
Medidas absolutas
Se programan los valores X, Z, de la posición nominal siempre
referidos al cero de pieza, todos los valores se miden desde el cero de
pieza hasta donde tiene que llegar la herramienta.

12. Medidas relativas o incrementales
Se programan los valores U , W, de la posición medida desde el último
punto donde se encuentre la herramienta de trabajo, es decir se da la
magnitud que tiene que desplazarse la herramienta para llegar al
siguiente punto de destino. El signo indica en que sentido se debe mover
la herramienta independientemente de si se encuentra en un cuadrante
positivo o negativo del sistema de coordenadas cartesiano. En un bloque
de programación se puede combinar una coordenada absoluta con una
relativa: G1 X30. W-10. F0.1*

13. Bibliografía
https://es.wikipedia.org/wiki/Centro_de_mecanizado
http://www.demaquinasyherramientas.com/maquinas/centro-mecanizado
http://www.interempresas.net/MetalMecanica/Articulos/1395-Centros-de-
Mecanizado.html
https://www.google.co.ve/search?q=centros+de+mecanizados+con+husill
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http://html.rincondelvago.com/caracteristicas-de-maquinado-de-control-
numerico.html
https://mecanicaindustrialitifjc.wikispaces.com/file/view/CNC+Torno.doc