ejercicios mecanizado

8/10/2019 Ejercicios Mecanizado

1/14


2/14

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:


4/14

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


6/14

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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8/14

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


9/14

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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12/14

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

ejercicios mecanizado

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