solucionario 15-10-04

7/28/2019 SOLUCIONARIO 15-10-04

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FACULTAD DE INGENIERA MECNICA-ENERGA

PROCESOS DE MANUFACTURA I

Practica calificada. Viernes, 15 de octubre del 2004

PROBLEMA N 1

En un anlisis del corte ortogonal se obtiene valores siguientes:ngulo de ataque 20Espesor de la viruta no deformada 0.18mmEspesor de la viruta deformada 0.8mmAncho de viruta 3.8mmEsfuerzo medio de cizalladura 241N/mm2

Coeficiente de friccin 0.77Velocidad de flujo de la viruta 8m/min

Se pide determinar:1. La fuerza de cizallamiento.

2. La fuerza resultante o total.3. La fuerza empuje.4. La fuerza de friccin.5. La potencia de corte

Solucin

1. La fuerza de cizallamiento.a) razn de corte.

225080

180.

.

.

e

ecr

S

C ===

b) ngulo de cizallamiento.

( )==

=

=

=

139512

2302022501

202250

1

.

.sen.

cos.

senrc

cosrcTg

Fuerza de cizallamiento

C

sen.S

s A

F

As

Fs

==Elaborado Ings. Snchez Valverde, Victoriano Pgina 1 8 julio2013

friccindeFuerzaFf

NormalFuerzaFn

acizalladurdeFuerzaFs

empujedeFuerzaFt

cortedeFuerzaFc

resultantefuerzaFr

=

=

=

=

=

=

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rea de deformada.

2684083180 mm...Ac

beAc c

==

=

204313

840mm.

sen

.

sen

AcAs ===

N.F

N..As

Fsts

S 6732

6732043241

=

==

2. Fuerza total.

( )

( ) ( ) ( )N

.cos

.

cos

.

cos

FsF

:eequivalentotetanresulFuerza

cosF

FS

8521320637

67326732

=+=+=+=

+=

3. La fuerza de empuje.

( )

N..senFt

F

Ftsen

6257617852 ==

=

ngulo medio de friccin:

Tg = =0.77

. = 37.6

4. La fuerza de friccin es.

( )N..senF

FF

sen

f

f

75195937852 ==

=

Velocidad de corte.

min/m..

V

V

Vr

C

cc

55352250

8

0

==

=

Fuerza de corte.

( )

( ) N.coscosFF F

Fccos

C 8125917852 ===

=

5. La potencia de cortePc = Fc. VcPc = 812N. 35.55Pc = 0.471 Kw

PROBLEMA N 2

En el laboratorio del taller de ingeniera mecnica se realiza unaexperiencia por corte ortogonal, y se obtuvo un caudal de remocin

de viruta de 20cm3

/min, y se empleado una herramienta cuyo nguloElaborado Ings. Snchez Valverde, Victoriano Pgina 2 8 julio2013

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de ataque es 10; donde la relacin del material desprendido sufre elacortamiento del 21% al transformarse en viruta, y la velocidad decorte es 25m/min. Y, del anlisis posterior a la experiencia, se gradala maquina con los esfuerzos requeridos de cizallamiento y la normalmedia sobre el plano de cizallamiento de 100 y 118 kgf/mm. Se pide

determinar:1. El ngulo de cizallamiento.

2. La seccin del corte deformado.3. La fuerza de cizallamiento.4. La fuerza de corte.5. La potencia de corte.6. La presin especifica de corte.

Solucin:Datos.Caudal de remocin de viruta Zw = 20cm3/minngulo de ataque = 10Velocidad de corte = 25m/minEsfuerzo de cizallamiento = 100kgf/mmEsfuerzo normal de cizallamiento = 118kgf/mm

1. El ngulo de cizallamiento.a) Razn de corte:

79021001 ...

e

er

S

CC ===

Sen*.

Cos*.arcTg

Sen*r

Cos*rarcTg

C

C42

107901

10790

1

11 =

=

=

2. La seccin del corte deformado.

a) seccin de corte no deformado.

Zw = Ac * Vc

Ac = 8025

20.

Vc

Zw==

As = mm.mm.Sen

.

Sen

Ac211951

42

80===

3. La fuerza de cizallamiento.Fs = S * As = 100 * 1.2 = 120 Kgf.

La fuerza normal de cizallamiento.Fns = S * As = 118 * 1.2 = 141.6 = 142 Kgf.

4. La fuerza de corte.a) fuerza normal de cizallamiento.

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Fns = Fc * sen - FL * cos

cos

sen*FcFnsFL

=

b) relacin de fuerzas de corte y empuje.

Fs = Fc * cos - FL * sen

sen

Fscos*FcFL

=

Igualando la fuerza de empuje:La fuerza de corte es:Fc = Fs * cos + Fns * sen = 120 * cos42 + 142 * sen42 =184 kgf.

5. La potencia de corte.

Pc = Fc * Vc = 184 * 25 = 4600 Kgf-m/min = Kw.*

75010260

4600=

6. La presin especifica de corte del material.

30370

20

750

23080

184

cm

minKw

mm

Kgf

..

Zw

PcKc

.Ac

Fc

Vc*Ac

Vc*Fc

Zw

PcKc

===

=====

PROBLEMA N 3

Para el mecanizado de un lote de espigas cilndricas se hanprogramado pasadas de cilindrado sobre barras de 30mm dedimetro y 175mm de longitud, empleando un avance de 0.1mm/revy una velocidad de rotacin del husillo principal de 250rpm. Laherramienta a utilizar tiene un exponente de vida nominal o de Taylorigual a 0.15, y es de manera tal, que para una velocidad de corte de

30m/min, su filo dura 2 horas.El costo inicial de la herramienta es de S/.70 y el costo de cadareafilado es de S/.3.5 y el nmero promedio de reafilados esperado enla herramienta es de 30 afilados.

Se pide determinar:1. El costo de un filo.2. El costo de herramienta por pieza.3. La duracin de un filo de la herramienta para la velocidad de

corte de 35m/min.4. el costo de herramienta por pieza para 35m/min

Solucin:Datos:

0.1mm/revasistemadelAvance

250rpnhusillodelgirodeVelocidad

175mmLmaterialdelLongitud

30mmdmaterialdeldiametro

=

=

=

=


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S/.70CaherramientladeinicialCosto

30m/minVc

corte.deVelocidad

0.15n

Taylor.deExponente

:filoundeCosto-1.

0 =

=

=

+=

=

N

CgY

:filoundeCosto

3.5S/.greafiladocadadeCosto

a.herramientladefiloundecosto

0

g

HtaladeinicialCostoC

reafiladoundeCostoY

:Donde

30N

reafiladosdeNmero

120minhoras2T

afiladodelduraciondeTiempo

0

1

aherramientladefilodeltocos=

=

=

=

==

Velocidad de corte

.52=1000 0230=1000.=min/m**n.d 3

5V2

Tiempo del reafilado

611min23.5

30201

V

VTT 0.15

1

n

1

2

112 =

=

=

Tiempo de mecanizado

7min

250*0.1175

a.nLTm ===

1.- El costo de un filo.

5.8330

703.5Y ./S=+=

2.- Costo de la herramienta por pieza.


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/piezaS/.0.067611

5.83x7

T

T*YC

2

mHta ===

3.- Duracin la velocidad de corte de 35m/minEl tiempo T2 es:

715horas042.94min35

30120

V

VTT

120minT

30minV

35m/minV

0.15

1

n

1

2

1

12

1

2

1

.==

=

=

=

=

=

4.-Costo de un filo.

pieza/../S*.* 95042.94

7835TTY

T

T

YC

2

m

m

2

Hta ====

PROBLEMA N 4En una maquina herramienta se deber realizar el debastado de unaporcin cilndrica de 200mm de longitud, reducindose el dimetro de120 a 110mm, para ello deber emplearse un motor elctrico de0.75Kw y esta dotado de una gama de velocidades de rotacin de: n= 30, 48, 125, 180, 290, 465 y 750rpm.

El avance requerido es de 0.25mm/rev, recomendndose no excederla velocidad de corte en 15m/min. La vida de la herramienta es de60min, la cuchilla es acero rpido cuyo exponente es 0.15,disponindose de la presion especfica de corte es 0.08Kw-min/cm3 yla eficiencia del equipo es 85%. Se pide determinar:1.- El numero requerido de pasadas de igual profundidad de pasada.2.- La Potencia de corte requerida.3.- Tiempo de vida de la herramienta.4.- La constante de Taylor.Solucin.

Longitud del cilindrado L = 200mmDimetro del material D = 120mmDimetro de la pieza d = 110mmPotencia del motor Pm = 0.75KwPresin especifica Kc =0.08Kw-min/cm3Velocidad de corte 15m/minAvance requerido a = 0.25mm/rev.Acero rpido n = 0.15Eficiencia del equipo = 85%

1. El numero requerido de pasadas de igual profundidad depasada.

a) Velocidad de rotacin y corte.Elaborado Ings. Snchez Valverde, Victoriano Pgina 6 8 julio2013

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=== 41.5rp115

1510001000n

*

*

d*

Vc*

Seleccionamos:n = 30rpm

Velocidad de corte.

=1000

=1000.

= min/m.**n.d

841030115

VC

Caudal de viruta.a) profundidad de corte. Primera pasada:

mmdD

p 52

110120

2=

=

=

Segunda pasada:P2=5/2 = 2.5mm.

b) rea no deformada.Ac = p * a = 2.5* 0.25=0.625mmAc = p * a = 0.834* 0.25=0.21mm

Caudal de remocin.Zw = Ac*Vc = 0.625* 10.84=6.77cm3/min

2.- Potencia de corte.Pc = Kc * Zw = 0.08*6.77 = 0.542Kw

Potencia efectiva.Pe = Pm*=0.75*0.85=0.6375Kw

Verificacin:

Pe>Pc 0.6375Kw > 0.542 Kw.Nmero de pasadas:N = 2 p = 0.25mm.

3.- Tiempo de vida de la herramienta.Ecuacin de Taylor:

V1* nT1 = V2*n

T2

2

1

1

2

V

V

T

Tn

=

minT

.

.

T.

V

VT

.n

523

608410

15

2

150

1

1

1

2

1

2

=

=

=

4.- La constante de Taylor.V * Tn = C15 * 600.15 =27.7

PROBLEMA N 5

De las condiciones aceptadas como corte ortogonal y mediante una

operacin de mandrinado, en un torno horizontal se est agrandando

el dimetro de un agujero de 39.82 mm a 42.82 mm en una longitud

de 85 mm empleado un avance de 0.20 mm/rev, y producindose laElaborado Ings. Snchez Valverde, Victoriano Pgina 7 8 julio2013

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viruta de 0.25 mm de espesor. En esta operacin se emplea una

herramienta con un ngulo de fijo de 55 y sujeta en la mquina de

tal manera que el ngulo de ataque es de 30. Experimentalmente se

determina que la fuerza de corte de 144 Kgf y la normal a ella de 60

Kgf. Si se sabe, adems; que la velocidad de flujo de la viruta es de9.45 m/min y que en 4 min se arrancan 110.16 g de una viruta con un

peso especifico de 6.8 grf/cm3, determine:

1.- La velocidad rotacional del husillo, en rpm

2.- El ancho de la viruta, en mm

3.- La razn de corte

4.- La potencia de corte, en Kw

5.- El ngulo de incidencia de la cuchillaSOLUCIN

Datos:

mmLongitud

mmDf

mmDi

85

82.42

82.34

=

=

=

=

=

=

=

55

30

25.0

/20.0

0

mme

revmm

Hallamos: ?

Sabemos: =++ 90

== 5305590

Hallamos: mmDiDf 5.12

82.3982.422

===

Por formula :2

3051200 mm.Amin.*.A

p*aA

CC

C

==

=

De los Di y Df podemos hallar un Dm:

mmDiDf

Dm 32.412

82.3982.42

2

=+

=+

=

Tenemos :t

VZ

W= tambin :

wV =

1.- Velocidad rotacional del husillo.

Luego: min/m..xx.

gr.

xPxA

WV

CC 513

30486

16110===

De formula hallamos:mD*

n

CV1000=

Reemplazando datos: rpmrpmmmx

mxn 10499.103

32.41

min/5.131000===

2.- La relacin de corte:Elaborado Ings. Snchez Valverde, Victoriano Pgina 8 8 julio2013

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0

7.0min/5.13

min/45.9

e

erc

m

m

V

Vrc

C

C

o ====

Donde resulta: mm..x.eS 175025070 ==

3.- Ancho de la viruta:

mm.mm.

mm.

e

Ab

b*eA

C

C

CC

71411750

30 2===

=

4.- La potencia del corte:

KwP

mkgfxPC

xVFP

C

CCC

371.0

min/5.13144

=

=

=

NKgf 81.91 =


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