fresadora problemas prototipo

7/28/2019 Fresadora Problemas Prototipo

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FACULTAD DE INGENIERA MECNICA-ENERGA

PROCESOS DE MANUFACTURA I

PROBLEMA N 1

La f resadora mecn ica de la Facul tad de Ingeniera Mecnica,est dotada de la gama de velocidades ro tac ionales de l husi l lo en :

n = 63 , 90 , 125 , 180 , 250 , 355 , 500 , 710 , 1000 , 1400 , 2000 y2800 rpm , y la ve loc idades avances o automt icas siguientes :

VA= 17, 24, 34, 48, 67, 96, 134, 192, 268, 378, 540, 680, 755 y100 mm/min.

Y , posee un motor elctr ico de 2.2 Kw, est imndose su ef ic ienciaen 75%.

La po tencia espec f i ca de corte puede cons idera rse como unelemento sens ib lemente constante dentro de las condic iones de

operacin e igual a 0.15 Kwmin/cm3

En la menc ionada f resadora desea rea l izar ha todo lo la rgo deun e je de 200mm de long i tud y de 50mm de d imetro , un canalchaveter o que debe medi r 16mm de ancho por 10mm deprofundidad.

La f resa de d i sco a u t i l i za rse es de 150mm de d ime t ro y 22d ien tes recomendndose no exceder de 0 .07 mm/dien te , n i30m/min en la velocidad de corte.

Se pide determinar:

1 . la ve loc idad de ro tacin de l hus i l lo a se leccionar.

2 . la ve loc idad de cor te u t i l izada

3. La ve loc idad de avance de la mesa a se lecc ionar.

4 . E l nmero de pasadas de igua l p ro fund idad y la po tenc iamedia a emplear en cada pasada.

5. El caudal de v i ru ta en cada pasada.

6 . T iempo de e jecuc in de una pasada empleando recor r idosen el vaco de 5mm (min).

SOLUCION:

1.- la ve loc idad rotac ional de l husi l lo pr inc ipa l .

rpm66.63150*

30*1000

d*

Vc*1000n =

=

=

Autor: Ing. Snchez Valverde, Victoriano 12-nov-09 1


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De tablas se lecc ionamos n = 63rpm

La nueva ve loc idad de cor te u t i l i zada ser.

min/m68.291000

63*150*

1000

n*D*Vc ===

Seleccin de la ve loc idad de avance (mm/min)

Avance de la mesa:

a = 0.07mm/ d iente

Z = numero de d ientes

a. = 0.07 mm/dientes * 22dientes/rev.

a = 154 mm/rev.

VA = a * n VA = 1,54 mm/rev* 63rev/min

VA = 97.02 mm/min.

De la tab la de se lecc ionamos:

VA = 96 mm/min.

Profundidad y potencia cor te en cada pasada (Zw)

Debemos de ver i f icar con la potencia de l motor .

Potencia efect iva:

Pe = *Pm=0.75*2.2 =1.63Kw

remocindecaudal

cortedepotencia

Zw

PcKc =

Caudal de remocin.

Zw = p * b * VA

Zw = 10*16*96=15.36cm 3/min

Profundidad y potencia a emplear en cada pasada (Kw)

Zw

PcKc =



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Tenemos que verificar la potencia que nos dan en el motor con la

potencia especfica del motor.

Pc=Kc*Zw =0.15* Pc = (2.2) (0.75) Kw

Pc = 1.65KwZw = p * b * VA

Zw = (10mm)(16mm)(96mm/min) =15.36cm 3 /min.

Pc = 0.15Kw min/ cm 3 * 15.36 cm3 /min

Pc = 2.304Kw.

Pc>Pe 1.65 Kw > 2.304Kw

Entonces reduci remos la profundidad y se dar 2 pasadas.

p = 10/2 = 5mm.

Zw = (5mm) (16mm) (96mm/min) = 7.620cm 3 /min.

Pc = (Kc)(Zw) =0.15Kwmin/cm 3x7.680cm 3/min

Pc=1.152 Kw

1.65 Kw >1.152 Kw.

Entonces se concluye:

Se dar 2 pasadas con una profundidad de 5 mm y una potencia de1.152 Kw, e l caudal de v i ru ta en cada pasada es.

Zw = p* b = 5mm * 16 mm * 96 mm/min

Zw = 7.680 cm 3 / min.

El t iempo de e jecucin de una pasada empleando recorr idos en e lvaco de 5mm.

n*aX.2loLTm

+=

L = longi tud de l mater ia l

Lo = recorr idos en vaco

mm925.26)575(75)pR(RX 2222 =



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min696.296

925.26*.25200Tm =+=

PROBLEMA N2

Se desea e jecu ta r un cana l de 15 mm de p ro fund idad por 15 mm deancho y 300 cm de l ong i tud d i spon iendo de una f resa de d i sco de1 00 m m d e d i me tr o y 2 1 d ie nt es . S e r ec om ie nd o t ra ba ja r s inexceder con 0.08 mm/diente en e l avance y 25 m/min de la ve loc idadde cor te . La f resadora t iene un motor d 2 .2 Kw y es t do tado de lass igu ientes ve loc idades.

n : 45 90 112 220 450(rpm)

VA : 16 22 30 45 63 90 112 160(mm/min)

La p res in espec f i ca de cor te Kc se puede de te rminar med ian te lare lac in

Tomar como e l va lo r ap rox imado de l espesor med ia de v i ruta nodeformada la mi tad del va lor de espesor mximo.

L a e f ic ie nc ia m ec n ic a e n l as t r as mi si on es d e l a f r es a do ra s s esupone es 80%.

Determinar :E l nmero de pasadas de igua l p ro fund idad y po tenc ia a emplear encada pasada.

Tiempo de e jecucin de una pasada empleando recorr ido en e l vacode 5mm.

Datos

Profundidad p = 15mm

Ancho b = 15mm

Longi tud L = 300mm

Dimetro D = 100mm

Numero de dientes Z = 21

Avance por diente a Z =0.08mm/diente

Veloc idad de Corte Vc= 25m/min

Pm = 2.2kw



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n = 45 90 112 220 450 RPM

Vf = 16 22 30 45 63 90 112

P 5 = 0.036 (em a x) 0 . 1 8

2

a = Avance

a Z = a*Z = 0.08* 21

a Z = 1.68 mm/diente

Soluc in:

Hal lando las revo luc iones que g i ra la f resa

1000

n*D*Vc

= . . . . . . . . . . . . . (1)

D*

Vc*n

=1000

. . . . . . . . . . . . (2)

Reemplazando datos en (2)

rpm.*

*n 5779100251000 ==

Seleccionamos n= 45r pm

Hal lando la nueva ve loc idad de cor te

V= D.n

1000

min/m.**

Vc 137141000

45100=

=

Hal lando la ve loc idad de avance

VA = a.n a=mm/rev, n rpm a =1.68 mm/rev.

45 rev/min=75.6mm/min de tab las escogemos VA =63 mm/min

Hal lando e l espesor de v i ru ta



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100151100152145

632

12

/(/.*

*e

)D/p(D/pZ*.n

V.e

max

Amax

+=

+=

Espesor medio:

e c= 0.0553/2 =0.02765mm

Hal lando la potencia espec f ica

Kc=0.036(0.02765) - 0 . 1 8Kw-min/cm3

Kc=0.06874Kw-min/cm3

Sabemos que:

Zw

PcKc =

Ac = p.b

Zw=Ac*VA

p = profundidad, b = ancho, Ac=15mm, Ac=225mm2

Zw= 225mm 2 x 63mm/min Zw=14.175 cm 3 /min

Pc=0.0973Kw

Comparando con la potencia que nos dan como dato tenemos

Potencia efect iva:

Pe = Pm*=2.2*0.8 = 1.76Kw

2.2KW x 0 .8=Pc Pc= 1 .76Kw

Comprando tenemos 1.76 Kw > 0.097Kw

Conclus in se dar una pasada con una profundidad de 15mm y unapotencia de 0.97KW

Tiempo de mecanizado

AV

X.auLTm

2+++= 22 )2/()2/( pDDx =

L= Longi tud



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u= recorr idos en vaco

63

3550210300 22 )()(mmmmTm

++=

Tm= 381.414 =4.6min

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PROBLEMA N 3

Se desea fresar una serie de piezas de acero de 88mm de ancho y 150 mm delongitud rebajando su superficie en un total de 5 mm, en cada pieza se dispone deuna fresadora provista de un motor de 2 cv, la eficiencia de las transmisiones de la

mquina pude considerarse en 75% y se tienen las siguientes velocidades y avances.

n. = 24, 52, 87, 137, 216, 340, 955, y 860rpm.

VA = 14, 23, 42, 80, 120, 195, 300 y 490(mm/min).

Para tal trabajo se utilizar una fresa frontal de 95 mm de dimetro y 10 dientes, cuyongulo de posicin del filo es 60. Se recomienda no exceder de 24 m/min, en lavelocidad de corte ni 0.09 mm/ diente en el avance. Considerar que en el rango detrabajo la energa especfica de e corte es 0.1 cv min/cm3. Considerando lascondiciones ms ventajosas se pide determinar.

El nmero de pasadas de igual profundidad y potencia que brinda el motor.

Tiempo de ejecucin de una pasada si se considera un recorrido anterior en vaco de5 mm.

Espesor mximo de viruta no deformada

Ancho = 88mm

Longitud = 158mm

Profundidad = 5mmPotencia del motor Pm = 2 Cv

Rendimiento n = 75%

Dimetro de la fresa = 95mm


ngulo filo = 60



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Vc =min

m24

Avance por diente aZ = 0.09 mm/diente

cm

mm3

.Cv.Kc 10=

Zw

Pc=Kc

Zw = caudal de remocin viruta

Pc = potencia de corte

Zw = Ac* VA

1000

n*D*Vc

=

rpm.*

n 4180=

=95

24*1000

Seleccionamos n = 53 rpm

Sabemos que:

Avance de la mesa.a = az . Z

Donde:

az = avance por diente

Z = numero de dientes

aZ = 0.09mm/diente

a = 0.9mm/rev

Hallando la velocidad de avance por otro lado

VA = 0.9 x 53= 47.7mm/min

De tablas seleccionamos VA = 42mm/min

Hallando el caudal de viruta Zw = Ac . VA

Ac = p. b



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p = profundidad

b = ancho

VA = velocidad de avance

Ac = 5mm *88mm

Pc = 1.848 Cv comparando con la potencia que nos

Ac = 440 mm2

Pe = Pm*

Zw = 42 * 440= 18.48cm3/min

Pe = 2 *0.75 = 1.5Cv

Zw = 18.48min

cm3

1.848 CV > 1.5 CV

K =Zw

PcPc

min

cm9.24

cm

minCV0.1

3

=

Cv.Pc 9230== 9.23*0.1

Pc = 0.924 CV

1.5 CV > 0.924 CV.

Entonces se darn 2 pasadas con una profundidad de 2.5 mm con una potencia de0.924 CV.

Tm =FV

UoDL0 ++

L = Longitud

D = Dimetro

U = Recorrido en vaco



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Tm =min.

m.m.4

m.m.5m.m.95m.m.150

2

++

Tm = mn42

250=

Tm = 5.95 mn.

Espesor de Viruta

Ac = a SEN K

Ac = 0.9 SEN (60)

Ac = 0.9 mm. SEN 60

Ac = 0.779 mm

PROBLEMA N 4

Con una f resa c i l ndr ica de 100mm de d imetro, 60mm de ancho y 20d ie nte s d e e st, m ec an iz an do u na s up er f ic ie d e 5 0 p or 4 50 mm ,r eb aj n do la e n 6 m m. L a f r es ad or a t i en e u n m o tor d e 7 H p y s urend imien to de mecan izado se est ima en 80%. Se ha se lecc ionadouna ve loc idad de 49 rpm y un avance de 60 mm/min. E l va lor med iode la energa espec f ica se puede determinar segn la re lac in:

K= 0 .05(e cmax) - 0 . 1 5

2

Determinar :

La fuerza de cor te mxima que acta sobre un d iente de la f resa

La potencia media de cor te es

El torque en e l e je de la f resa es

El t iempo de mecanizado considerando recorr ido en vaco de 5mm encada extremo.



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DATOS

Dimetro : 100mm

Ancho de la f resa : 60mm

Dientes : 20

Ancho : 50mm

Largo : 450mm

Profundidad : 6mm

Pm= 7hp

=80%

n = 49rpm

+=

=

=

100

61

10

6

4920

602

2

))((

))((e

D

p

D

p

Z.n

ve

z

PcKc

c

Ac

w

Presin especi f ica de l mater ia l

Kc = (0 .015) - 0 . 1 5. 0 .053cm

min.Kw

Kc = 0. 09 38 Kw . m in .

cm 3

Pc= 0.0938 Kw.min/cm3 . 18cm3/min

Pc= 1.6897Kw comparando las potencias es:

Pm=Pc/- - - - - Pc=Pm. Pc=7Hp.08 = 5.6 Hp

Pc=5.6 hp usando la s igu iente Convers in Hp=0.746Kw. Pc=(5.6)(0.746Kw)

Pc= 4.17Kw 4.17Kw>1.6897 Kw

Hal lando la fuerza de cor te



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Pc=Fc.Vc ha l lando la ve loc idad de cor te Vc=( )100.49

1000

Vc=15.398m/min

Fc=Pc/Vc Fc=1.6897.1,000 N-m/s Fc=6,584.1N

15.398 m/60s

El torque del e je de la f resa

T = Fc.D/2 D= d imetro de la f resa

T= 6,584.1 N 0.1 m/2 T=329.205 N-m

Tiempo de mecanizado

Tm = Lo + u + u + 2X

Vf

Tm = 450 mm + 5 + 47.49 mm

60

Tm = 8.458 min

Tm = 329.205 N-m

22

22

4450

22

)(x

)P/D()/D(x

=

=

PROBLEMA N 4

Se desea ca lcu la r la fuerza de cor te , momento to rsor y la po tenc iaa b s o r b i d a e n e l f r e s a d o d e u n a p i e z a c o n u n a f r e s a d e d i m e t r o150mm, de 24 d ientes ancho 70mm pro fundidad de pasada de 5mm

la f resa es de acero rpido y e l ma ter i al a mecan iza r acero semi



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du ro rend im ien to 0 .75 l a ve loc idad de co r te se r de 16m/m in y e lavance es de 30mm/min la fuerza de cor te es de 20Kgf/mm

Soluc in.

Potencia es peci f ica Kc = 200Kgf /mm 2

Dimet ro de la f resa D = 50mm


Ancho b = 70mm

P ro fu nd id ad de pe sa da p = 0 5m m

Rendimiento = 0. 75

Veloc idad de cor te Vc = 16m/min

Avance automt ico VA = 30mm/min

La fuerza de cor te

Z*Vc*

)pD(p*a**KFc

1000

2 =

Kgf**

)(.****.Fc 175

24161000

5150514370302200=

=

Momento Torsor

Kgf/mm.*D

*FcT 125132

150175

2===

Potencia Absorb ida

.CV..*

*

p*

Vc*FcPc 80

704500

6175

4500===


fresadora problemas prototipo

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