8/10/2019 Ejercicios Mecanizado
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min67.2630
8010
1012
280300
cc
pp
TT
nn
Para el cilindrado interior se tiene:
min830
803
312
120126
ci
p
T
n
Para el refrentado se tendr:
min/
:
min
2
revn
avances
mmnsV
V
DnT
ar
ar
pr
Utilizando la ecuacin de Taylor: cteVT tn
2
1
12
2211
5,0
22
5,0
11
: T
TVVdespejando
TVTVTVTV
Pero:
min180
min120
min/240
2
1
1
T
T
mV
Luego reemplazando los valores se tendr:
nDV
mV
2
2 min/19696,195180
120
240
ste ltimo valor tangencial.
Luego procedemos a calcular n
fD
Vn
2 , pasamos antes los 250 mm a metros lo cual queda como 0,25 m. que
es el dimetro final luego de realizar el torneado.
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Ahora calculando n para luego sacar la velocidad de avance de refrentadoar
V se
tiene:
min/2505,24925,0
1962 revnD
Vn
f
; s = 0,6 mm/rev
min150
min2506,0
mmV
rev
rev
mmV
arar
41
7680
pr
fi
pr np
LLn
Por lo tanto el tiempo de refrentado ser:
min9,18667,11502
110250
422
int
rrar
eriorffexterior
prar
pr TTV
DD
nTV
D
nT
Luego el tiempo total ser:
min9,1min3,5min67,2 rciceT
TTTT
3. Un torno consume 325 (W) cuando funciona al vaco; al estar cortando unapieza, la potencia es de 2580 (W) con una velocidad de corte de 24,5 m/min; lapieza est girando a 124 rev/min, la profundidad de corte es de 3,8 mm, elavance es de 0,2 mm/rev. Calcular:
a) La tasa de material removido (TRM), la energa especfica, el momento torsory la fuerza tangencial.
b) La tensin especfica.
Solucin:
Datos:
revmms
mmp
mV
revn
WP
WP
c
tot
vacio
/2,0
8,3
min/5,24
min/124
)(2580
)(325
Para calcular la potencia de corte se tiene:)(22553252580 WppP vaciototc
a) Calculando la tasa de material removido se tiene:
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segundos
mmTMR
VspTMR c
60
105,242,08,3
3
; pasando la velocidad de corte a
mm/segundos
segundosmmTMR
3
3,310
Ahora para calcular la energa especfica se tiene:
333,7
310
2255
mm
Jouleo
mm
segundosWEE
TMR
PE ee
ce
Para calcular el momento torsor utilizamos la siguiente expresin:
)(7,173
)(60
11242
2255
2
).(2
mN
seg
n
PM
angularveln
MP
cT
Tc
La fuerza tangencial ser:
)(552260
5,24
2255NF
V
PF
T
c
c
T
b) Calculando la tensin especfica se tiene:
28,7265
2,08,3
5522
mm
Nkk ss
4. Las condiciones de corte de un acero SAE 1040 son profundidad 2.5 mm,velocidad de avance 0.25 mm/rev. Velocidad de rotacin 400 rpm; el dimetrode la pieza es 120 mm, ngulo de ataque de la herramienta +8, densidad del
acero 7900 kg/m3, espesor de la viruta deformada 0.45 mm, se observa que lafuerza de corte es 600 N y la empuje 1200 N, calcule:a. Potencia de cizallamiento
b. Velocidad de salida de la viruta
5. Se efecta torneado de una pieza de acero a 600 rpm, con avance de 0.25mm/rev, profundidad de corte 2.5 mm, la pieza tiene una longitud de 120 mm ydimetro de 38 mm. Determine
a. La potencia de corteb. La fuerza de corte
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6. Se desea refrentar un disco macizo de acero (con Ks= 2500 N/mm2), de 600 mm dedimetro, dando una sola pasada de 5 mm de
profundidad. El husillo principal (cabezal) poseela caracterstica (P-N) dada en la figura y tiene unrendimiento = 0.8.
Se trabajar a una velocidad de corte de 160m/min, siempre que el dimetro de la pieza y lagama continua de velocidades del cabezal (entre0 y 2000 rpm) lo permitan.La gama de velocidades de avance del carro escontinua entre 0 y 10 m/min.El avance (f) se mantendr constante durante todala operacin, desde el dimetro de 600mm hasta el centro del disco.Adems de la potencia, las restricciones del proceso son:
a. La fuerza mxima admisible sobre la herramienta es de 5000 N.
b.
La rugosidad media (Ra) deber ser menos o igual a 0.002 mm, siendo Ra= af2
KM/ 32.r, con KM=1,5 y r= 0.8 mm.
Se pide calcular el tiempo de refrentado,
7. Se pretende roscar la pieza de la figura 1 (Ks=3200 N/mm2). La rosca es mtrica 4mm de paso y, por simplicidad, se supone que el perfil de la misma es un tringulo
perfecto, sin redondeos ni truncados. El giro del cabezal, es entre 20 y 1280 rpm, lapotencia disponible en esta mquina es 4 kW, =0.7 para toda la gama discreta develocidades de giro.
Adems se tienen las siguientes restricciones en el proceso:
- Fuerza de corte mxima por fractura de filo 4000 N.- La velocidad de corte no debe de superar los 20 m/min por razones de buen
acabado.a. El tiempo empleado en realizar la rosca.
b. Tasa de remocin de materialc. La potencia mxima consumida en kWd. La rugosidad mxima en los flancos del perfil roscado.e. Espesor y anchura mximas de viruta.
Ejercicios de fresado
1. Se mecaniza con velocidad de 60 m/min, con una herramienta de 100 mm dedimetro y 8 dientes, la profundidad de corte es 4 mm a razn de 150 m/min.Calcule la longitud de la viruta tanto en corte en concordancia y en oposicin.
Solucin: en la figura 1 la longitud de la viruta en fresado en oposicin es AB y enconcordancia es BA.
rpmx
x
D
vN 190
100
601000.1000
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revmmf /78.0190
150
07.2392.0
50
450cos
1
2. Se emplea una fresa de 100 mm de dimetro y 8 filos, aplicando velocidad de
corte de 30 m/min, con profundidad de corte 4 mm, velocidad de avance 150mm/min y ancho de la pieza es 120 mm. Calcule la seccin media de la viruta.
SolucinDe la figura se tiene:
rpmx
D
vN 49.95
100.
3010001000
ppp aDaaDD
OCOBBC
22
22
22
D
aD pC
2cos
Espesor de la viruta tc
24.21
100
4100478.0
2
07.23tan.100
2:
34.21100
4100478.0
2
07.23tan.100
2:
D
aDafDABiaconcordancEn
D
aDafDABoposicinEn
ppC
ppC
07.2392.0
50
450cos
1
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La profundidad para desbaste es: ar=50/5 =10 mm
min/90072
10852,97
3mmTMR
xxTMR
d
d
b.
Para el afinado se realiza el mismo procedimiento:
revmmV
rpmNentonces
revN
aa /60125608,0
125
min/05.14050
100022
La profundidad para el afinado es: mmap
55010
1
Luego la TMR de afinado ser:
min/50022
57580
3mmTMR
TMR
a
a
Total material removido, TRM=72 900 +22 500= 95 400 mm3/min
5. Calcule el tiempo principal de corte para un fresado frontal de la figuramostrada con los siguientes datos:
dimetro de la fresa: 175 mmvelocidad de avance: 70 mm/minvelocidad de retroceso: 0Altura inicial de la pieza: 20 cm
Altura final de la pieza: 18 cmProfundidad de corte: 5 mm
Solucin:
Determinamos la longitud de presado de la pieza para calcular el tiempo decorte:
a
c
V
LT
El largo total ser:
L = l + D
mmL 675175500
Por lo tanto el tiempo de corte ser:
min64,970
675
a
c
V
LT
En seguida se calcula el nmero de pasadas:
500 mm
350 mm
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p
fi
pa
HH
D
bn
, donde
b: ancho de la pieza
D: dimetro de la piezaHi: Altura inicialHf: Altura finalap: Profundidad
Luego:
8
5
1820
175
350
pp nn
Por lo tanto el tiempo principal de corte ser:
min12,7764,98 cpc TnTT
6. En la figura se representa un fresado tangencial realizado en una fresadora verticalcon gamas continuas de velocidades de avance de mesa y de velocidades de giro dela fresa entre 0 y 10 m/min y entre 0 y 4000 rpm respectivamente. La fresa tiene 35mm de dimetro, 4 filos rectos (s=0), los ngulos de desprendimiento e incidenciade cada uno de sus filos son de 5. La pieza es de aluminio (Ks=100 N/mm 2). La
profundidad de corte es 8 mm. La operacin se har en una sola pasada, siendo elancho de corte igual a la altura a mecanizar: 65mm; Se sabe que las restricciones
son
a. Los filos pueden soportar una fuerza de 5000 N como mximo.b. La velocidad de corte no debe exceder los 200 m/min.c. La rugosidad real en la pared no debe ser superior a 10 m, y.d. La potencia del cabezal es de 50 KW con =0.8.
Nota: la rugosidad en fresado tangencial es: Ra= f2/32*r.
Calcule: velocidad de avance y tiempo de mecanizado
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I. Segn la fuerza de corte, de la velocidad de corte, de la rugosidad y de lapotencia:
8.0
13.53,6.040
821
.21cos
....
5000
max
sen
x
D
a
asenfKaaKF
NF
r
ezsecs
filommxx
fz
fzxx
fzxxasenfKaaKF ezsecs
/96.0658.0100
5000
5000658.0100
5000658.0100....max
II. Segn la velocidad de corte:
rpmx
xN
D
vN
mDNv
159140
2001000
1000
min200
1000
Si la velocidad de la mesa est comprendida entre 0-10 m/min, lavelocidad avance es entre 0 y 10000 mm/min
Empleando para la velocidad mxima el avance por filo es:
filommx
f
mmNfZNfv
z
zf
/57.115914
10000
min10000...
III.
Segn la rugosidad
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22 )2( pii adididDDe
96.45)3217(171750 22 xDe
67.49,647.017
321
.21cos
x
di
ap
67.49,647.017
321
.21cos
x
di
ap
mmsensen
ff z 26.0
67.49
2.0
min/31.81087.103826.03..
87.103896.45
10001501000.
mmxxNfzzvf
rpmx
x
D
vN
Tasa de remocin de material
mmsensen
ff z 26.0
67.49
2.0
TRM=ap.De.vf=3x45.96x810.31=111 725.54 mm3/min
8. Solucin del ejercicio 7
min/29.50923.12731.04..
23.127325
10001001000.
mmxxNfzzvf
rpmx
x
D
vN
Tasa de remocin de material
mmsensen
ff z 26.0
67.49
2.0
TRM=ap.De.vf=3x45.96x810.31=111 725.54 mm3/min
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p
DDf
rpmx
D
vN
mD
h
3.1
127325
10010001000
Dimetro de la rosca: mmxxDpfD Dm 73.10210033.17.03.1 Clculo de velocidad de avance: min/509127310.04.. mmxxNfzzvf
Velocidad de avance en la rbita
min/385
73.102
2573.102509 mm
D
DDvfv
m
m
fR
Clculo de la rbita
mmDpL
mmDDD
oo
hmo
21.24473.773
73.772573.102
2222
Clculo de nmero de rbitas
mmxp
Lno 33.3
33
30
3
Tiempo de mecanizado
min45.3285
21.2444 x
v
Lnt
fR
om
9.Se debe mecanizar un canal de 10 mm de ancho y profundidad 15 mm y longitud 450mm, el material es fundicin gris con energa especfica de corte de us=0.07 W
min/mm3, se emplea una fresa de 200 mm de dimetro y 16 filos rectos con velocidad
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de corte de 80 m/min, la potencia mxima de la mquina es 10 kW. Calcule el tiempode mecanizado.
su
PTRM
P, potenciaus, energa especficaTRM=10X1000/0.07=142.85 cm3/minVelocidad de avance:
min/33.9521015
/min142.85cm
.
3
mmmmmmxbD
TRM
Area
TRMvf
Rotacin del husillo
rpmD
vN 32.127
200.
80x1000
.
.1000
Avance por filo:
filo
mm
xNz
vf
f
z 46.033.12716
952.33
.
min58.033.952
52.6745052.67
f
m
vlt
mmxxaDalsle pp 67.521515152002
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