Apunte de Mecanica

APUNTES DE PROCESOS DE FABRICACIÓN II

JOSÉ ANFOSSI, RAIMUNDO CASANUEVA, MARCELO GODOY – ING. CIVIL MECÁNICA – UdeC

Universidad de Concepción Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería Mecánica

Apuntes Procesos de Fabricación II Profesores : Víctor González : Joel Zambrano

Apunte realizado por José Anfossi Raimundo Casanueva Marcelo Godoy Concepción, Noviembre 2006


Torno El torno se caracteriza porque la pieza se hace girar en torno a un eje. Para que haya corte, se produce movimiento de la herramienta. Para hacer ejes muy largos, se necesitan tornos muy largos y se hace ensamblar entre varios trozos de eje a presión. Tipos de Tornos El funcionamiento de los tornos es a través de engranajes, a excepción de los CNC.

• Horizontales, Verticales • Manuales, Automáticos • Universales, de producción (los universales son flexibles ante cualquier

requerimiento, los de producción se caracterizan por poder fabricar muchas piezas de un mismo tipo, vale decir alto rendimiento)

• Para madera, para metales • Convencional, CNC (en este último está la presencia eléctrica, electrónica y

servomotores).

Torno Revolver: permite colocar varias herramientas del mismo lado por lo común. Ejemplo de velocidades en un torno n = 125 RPM, velocidad más baja requerida. Razón recomendada Máxima velocidad requerida = 1000 RPM √2 ≈ 1,4 = φ Se requiere un torno de 8 velocidades = R Así... n1 = 125 n2 = 125 * √2 = n1 * φ1

: : nm = n1 * φ(R-1) Procesos de Fabricación Con arranque de viruta (movimientos relativos entre máquina y herramienta)

• Torneado • Fresado • Taladrado

Elementos Presentes Máquina - Potencia disponible Pieza a fabricar

- Gama de velocidades Pieza de calidad requerida - Tolerancia a costo mínimo.



Herramienta - Material (Acero rápido, Metal duro, Cerámico) - Geometría ángulos (α, β, γ) Operario - Costo hora hombre En caso de torneado, la pieza va en husillo y la herramienta se desplaza a lo largo de la pieza. En caso de fresado, la herramienta va en husillo y la pieza se desplaza a través de la herramienta. Fórmulas empíricas válidas para el proceso en particular:

- Potencia - Velocidades T * vγ = cte. T… vida útil - Fuerza γ… depende de la herramienta

Herramientas con arranque de viruta: forma de cuña Teoría de Corte Herramientas de corte

- Cuchillo - Hacha - Cincel - Etc.

β… ángulo de filo, todas estas son cuñas.

Utilizar el modelo de cuña para modelar una herramienta de corte. Utilizando la teoría de elasticidad y analizando la fórmula de Mitchell. Plano semilimitado de espesor unitario.

Primera Conclusión: En esta imagen se observa que los esfuerzos que se generan en la cuña son mayores que en el plano.



σfluencia material herramienta >> σfluencia material a cortar Líquido sobre zona de trabajo: Refrigerante solo si cae por gravedad. Si es inyectado a presión, actúa como lubricante también. Segunda Conclusión: Cuando p → 0 => σp = 0

Aquí podemos ver que la

herramienta debe tener un radio de redondeo ya que podría

fracturarse. Esto también

hace que la herramienta tenga una mayor vida útil. También es notorio que el ángulo β de la herramienta depende del caso que se esté tratando. Con lo anterior, se quiere decir que depende del material que se esté cortando y el material de la herramienta el ángulo β de esta. Herramienta Cuña → Corte Ortogonal → (Velocidad es perpendicular a la línea de corte) → Ancho filo > Ancho pieza → Corte Oblicuo ángulo α: ángulo de incidencia ángulo β: ángulo de filo ángulo γ: ángulo de desprendimiento α : α ≠ 0 para no tocar la pieza (evitar el roce) (entr 1° y 5°) β : Si aumenta, + cuesta introducirlo en la pieza : + grande, más maciza, + disipación de calor, + rigidez. γ : Influyente en la formación de viruta, puede ser + o –



Corte Oblicuo Corte de filo no es perpendicular a la velocidad de avance, se puede dirigir la viruta mediante el ángulo de desprendimiento. Tipos de Viruta

a) Fundición, bronce (viruta discontinua) b) Acero (viruta continua) c) Viruta continua (se soldan a la pieza, a la herramienta o a la viruta), este fenómeno

se llama filorecrecido y se puede evitar: → Cambiando el material a cortar → Velocidad de corte (aumentando la velocidad, - se solda) → Geometría de la pieza → Parámetros de corte, p y a → Uso de líquidos lubricantes-refrigerantes → Estado del filo de corte

s = p * a s… sección de viruta [mm2] p… profundidad de corte [mm] a… avance [mm/rev] Siempre se busca un s pequeño. Procesos con arranque de viruta → Desbaste (aquí se da el filorecrecido) s = p * a es grande, también la fuerza de corte. → Acabado s = p * a es pequeño, también la fza. de corte. Potencia de Máquina = F * v Acero Rápido Metal Duro Cerámico Portamango Trabaja hasta velocidades 350m/min 650m/min Vida infinita De 150m/min Se cambian (Se desgasta + rápido) solamente las (Hay que afilarlo) placas de herramientas



Teoría de Corte Según Merchant

h… espesor del material a cortar h’… espesor de la viruta ø… ángulo de cizallamiento λ = h’/ h λ… factor de recalcado ≈ 2,5 – 3 factor de compresión índice de deformación índice de maqueneabilidad

h’ > h tg(ø) = [cos (γ)] / [λ – sin(γ)] Material influye en λ λ + grande, + cuesta maquinar la pieza.

Tronzado: corte plano en dirección radial.

: Herramienta alineada con el centro de la pieza. p = [D0 – D1] / 2 n… RPM v… velocidad de corte [m/min] v = π D n / 1000

Torneado Máquina herramienta: Torno → Paralelo → Vertical → Semi automáticos → Automáticos → Especiales → CNC → Revolver (eje horizontal y eje vertical)



Torno Paralelo Caracterización: → Distancia entre centros (d) → Volteo (r) → Potencia → Gama de velocidades y avance

d… mayor largo de pieza r… mayor diámetro de la pieza → Geometría de la pieza → Tolerancia de la pieza → Número de piezas (Parámetros para seleccionar un torno)

Sólidos de revolución (cilindrado) → Interior → Exterior Hilos → Interior → Exterior Herramientas (depende donde está el filo primario) → Izquierdas → Derechas Plano de referencia principal: eje y punta de herramienta (ver página anterior) Forma Europea (γ,λ,χ): Criterio, formación de viruta. Forma Americana (α, r, e): Criterio, afilado de herramienta.



Radio de redondeo de la pieza → rugosidad de la pieza a obtener. Forma Europea γ… Para definirlo, necesito el plano a-a Plano a-a perpendicular al plano de referencia Plano a-a perpendicular a la proyección del filo de corte principal.

Ángulo medido entre la intersección del plano a-a con el plano de desprendimiento y la intersección del plano c-c con el plano de referencia.

λ… Ángulo de inclinación del filo.

Es el ángulo comprendido entre el filo principal de corte y la intersección del plano f-f con el plano de referencia.

χ… Ángulo de posición

Es el ángulo comprendido entre la proyección del filo de corte sobre un plano paralelo al plano de referencia y la intersección de un plano paralelo a la velocidad de corte y perpendicular a este plano.

Plano de referencia… contiene el eje de simetría de la pieza y la punta de la herramienta. Plano b-b… perpendicular al plano de referencia y paralelo al eje de simetría de la pieza. Plano c-c… perpendicular al plano de referencia y perpendicular al eje de simetría de la

pieza. ángulo α… ángulo de desprendimiento longitudinal. ángulo r… ángulo de desprendimiento lateral. ángulo e… complemento del ángulo de posición. α y r definen el plano de desprendimiento ángulos (γ, λ, χ) tg(γ) = tg(α) cos(χ) + tg(r) sin(χ) ángulos (α, r, e) tg(λ) = tg(α) sin(χ) – tg(r) cos(χ)



Sección de Viruta: s = p*a h… espesor de viruta b… ancho de viruta

Esbeltez de la viruta, G G = b/h = P/ [a*sin2(χ)] Desgaste de una herramienta Mecanismo de desgaste Al avanzar la pieza, se produce calor debido al roce por lo que produce un aumento de temperatura en la herramienta lo cual produce desgaste de esta. Vida útil de la herramienta

Caso torneado: (T)[minutos], es el tiempo en el cual se puede trabajar con una herramienta de corte antes de cambiarla Mecanismo de desgaste Por efectos mecánicos Por efectos físico-químicos → Difusión → Corrosión

Mecanismo de desgaste por efecto mecánico Adhesión (MINI-SOLDADURA), Abrasión (DESGASTE), Deformación Plástica (AUMENTO DE

TEMPERATURA, DISMINUCIÓN DE PROPIEDADES MECÁNICAS, NO SE CORTA, SOLO SE DEFORMA. DEPENDE DE g

VELOCIDAD), Fatiga (FIGURACIÓN). Velocidad de corte: v = π * D * n n… [RPM]



Comportamiento del desgaste → Plano de incidencia (ancho variable, banda estriada brillante) paralela al filo de corte → Plano de desprendimiento (cráter) se mide a través de KT, KM

Criterios FASES → Desbaste (viruta harta y grande) → Acabado (viruta chica y poca)

• Criterio: Ocupar la herramienta hasta que colapse (desbaste). colapse: el filo se desgaste completamente.

(T) vida útil: → VB → KT, KM Variación general de desgaste en función del tiempo. U… desgaste medido (para cualquier de los 2 planos)



0A… Re-acomodo de la pieza AB… Zona más regular U = Um (t / Tm)

Ley de la vida útil de una herramienta Criterio VB < VBlímite T = T(ν) KT < KTlímite

a, p, ángulos constantes T1, ν1 T2, ν2 T3, ν3 Para la zona de Taylor Log(T) = -kv log(ν) + log(c) T = c v-kv

v Tn = cte



Ley simplificada de Taylor Si consideramos la variación de la vida útil en función de la velocidad de corte, avance, profundidad de corte, ángulos, materiales, etc. Ley generalizada de Taylor T = c1 VB

-β a-ka ρ-kρ v-kv c1… cte Kronenberg Ley Geralizada de Taylor Análisis dimensional

( )ν

δ

f

y

ssGCvT /

60=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ G… esbeltez de la viruta.

αρ

2sinaG =

s… sección de viruta s=p a [mm2] ν… velocidad de corte [m/min] ν = π D n / 1000 D… mm n… RPM y, f, δ… exponentes Cν… cte. T…vida útil [min] Material a cortar: Acero Material herramienta → Acero Rápido, AR → Metal Duro, MD

Exponente AR MD f 0.28 0.28 δ 0.14 0.14 y 0.15 0.30

Variables que influyen en la vida útil 1.- Las condiciones de corte (a, p, ν) 2.- Geometría de la herramienta 3.- Material a cortar 4.- Material de la herramienta 5.- Fluido de corte 6.- Condiciones de la máquina herramienta 1.- Condiciones de corte p, a, ν (caudal de viruta; Q) Q = s ν = p a ν Ejemplo: si variamos ν en un 33% más T disminuye para la combinación



Acero / Acero rápido en (1,33)1/0,15 ≈ 6,8 veces Acero / Acero rápido en (1,35)0,5 ≈ 1,7 veces 2.- Geometría de la herramienta γ, χ, α

γ, β, α… óptimos que darán la mejor vida útil de la herramienta.

Caso 1 Caso 2

χ = 90° χ = 45° En el caso 2, la fuerza distribuida es menor ya que el largo de filo en contacto es mayor. En el caso 1, no existe componente radial de fuerza.

En el caso 1, tiene poca zona de desgaste y se gasta rápido. En el caso 3 tiene una zona de desgaste mayor, pero β es pequeño y la herramienta se fractura antes de desgastarse. 3.- Material de la Herramienta σfluencia material herramienta >> σfluencia material a cortar → Dureza importante Propiedades deben mantenerse aún → Tenacidad a altas temperaturas.



4.- Material a cortar ν Ty = cte Acero Rápido => y = 0,15 Metal Duro => y = 0,30 5.- Efecto del fluido de corte Fluido de corte → Refrigerante Inyectar a → Lubricante presión. roce → calor → temperatura herramienta Q = Q(KS, s, ν) KS… Fuerza específica de corte = F/S S… sección de viruta ν… velocidad de corte F… fuerza de corte θ = θ(KS, s, ν, w, h) w… conductividad térmica h… calor específico w y h corresponden al material de la herramienta Según Kronomberg

56,044,0

22,044,0

hwsKs

⋅⋅⋅

=νθ

80% del calor generado en plano de cizallamiento. 18% del calor generado en el plano de desprendimiento. 2% del calor generado en el plano de incidencia. (deformación pieza herramienta)

20 % de calor es disipado por la herramienta. 75% del calor es disipado 5% del calor es disipado por la viruta. por la pieza.



5.- Condiciones de la máquina herramienta Máquina herramienta → en buen estado → verificar que a máxima velocidad no se vea sobrepasado el límite de potencia. Finalmente como resumen tenemos

( )ν

δ

f

y

ssGCvT /

60=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

Costos de producción en serie Costo de producción Cp Costo de operación C Costo de materia prima Amp Costo concepto → tiempo de corte Ctc → tiempo muerto Ctm → uso de la herramienta de corte (Cuso)herramienta Producir una pieza de calidad adecuada y al menor costo posible. Cp = Cmp + Ctc + Ctm + (Cuso)herramientaC = Ctc + Ctm + (Cuso)herramienta → sin materia prima Cp = Cmp + ∑ C Costo producción: todos los desembolsos y ahorros necesarios para seguir entregando la misma producción cada mes. Desembolsos: sueldos, insumos, energía. Ahorros: para reponer, cambiar M.H. Materia prima: perfiles industriales, fundición. Costo materia prima: trozo de material a usa, más porcentaje de piezas rechazadas en el control de calidad. Ctc… costo y ahorro para tiempo de arranque de virutas. Ctc = (Chh + Chm) * tc = Chhm * tc Chh… costo hora hombre Chm… costo hora máquina Chhm… costo hora hombre máquina Costo por tiempo de corte: Desembolsos y ahorros para utilizar la máquina arrancando viruta.



tc = l / (a*n)

Ctm = (Chh + Chm) * tm = Chhm * tm Tiempo muerto Costo y ahorros necesarios para usar una máquina herramienta sin arranque de virutas. No se consideran los tiempo muertos por cambio de herramientas. (Cuso)herramienta = Cch * tc/T Cch… costo por cambio de herramienta T… vida útil C = Chhm * tm + Chhm * tc + Cch * tc / T Caso1. Herramientas que se afilan (AR)

z afilados z posibilidad de afilados valor bit

( ) ( )[ ]z

bitvalortaChmChhtmChhmCch afiladorafilador_' +⋅++⋅=

tm'… tiempo muerto por concepto de cambio de herramienta



Caso 2. Herramientas que no se afilan Placas de Metal Duro o Cerámica

3 filos, si γ es negativo, se duplica el n° de filos. 4 filos

CCH = Chhm * tm’ + [(Valor Placa)/N° de Filos] Costo hora hombre Chh $ Taller de Maestranza Operaciones → Que arrancan viruta → Torneros → Fresadores → Que no se arrancan viruta → Ayudantes → Secretari@s → Jefe de taller Chh = (Chh)directo + (Chh)indirectohoras productivas 37,5 semanales 150 mensuales 1800 anuales Ejemplo Taller Salario g 5 Torneros $ 450.000 2 Fresadores $ 450.000 2 Ayudantes $ 180.000 1 Pañolero $ 200.000 1 Secretaria $ 250.000 1 Jefe de Taller $ 700.000 Chh = ? ( ) hrdChh /$3000

1015045000010

=⋅

⋅=

( ) hrindChh /$1006

10150700002000002500001800002

=⋅

+++⋅=

| Lo que se producen o arrancan viruta. Chm 1.- Depreciación de la Máquina Herramienta 2.- Uso de energía 3.- Mantenimiento 4.- Uso del Suelo



C = Chhm * tm + Chhm * tc + Ccm * tc / T C… Costo de operación (Optimizar) Chhm… Costo hora hombre máquina tm… Timpo muerto tc = L/(a*n) Chhm = Chh + Chm MH → FOB Chhm… Costo hora hombre máquina → CIF Chh… Costo hora hombre ($/hr) Chm… Costo hora máquina El costo de la Máquina Herramienta es: Costo de la máquina herramienta + accesorios en el taller.

- Mantención [Aceite, cambio de elementos (rodamientos, retenes, etc)] - Energía - Espacio que ocupa

Depreciación lineal, vida útil: 10años Depreciación lineal es el más importante = 10 * 180 (hr/año) = 180hrs de todos. C = ∑Ci para fabricar una pieza hay que pasar por varios procesos.

Optimizar

Costo mínimo Producción mínima

V↑ => Chhm↓ Si V↑ tc↓ T↓↓↓ ya que VTγ es cte.



C = Chhm * tm + tc*(Chhm + Cch/T) General

( )vs

GCvTf ⋅

⋅=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ γγ 5/

60

)(sin 2 xa

G⋅

=ρ

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +⋅

⋅+

⋅⋅⋅⋅⋅

+⋅= +

−

TCchChhm

aT

CvxDLtmChhmC fg

gfg γ

γ

ρπ60798

)(sin 2

s = a*p f = 0,28 C = Chhm * tm g = 0,14 (1/5)g = 0,798

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +⋅

⋅⋅+⋅= +

−

TCchChhm

aTKtmChhmC fg

gf γρ

Cch… Costo cambio de herramienta 1.- Cómo varía “C” con “ρ” Si ρ↑ => C aumenta ligeramente 2.- Cómo varía “C” con “a” Si a↑ => C disminuye (hay límites para aumentar a) 3.- Cómo varía Costo de operación “c” con vida útil “T”

γγ−

⋅==1*

ChhmCchTT

0=

∂∂

TC =>

C → C* cuando se trabaja con T* V* → n*

( )*5/

60*

vsGCvT

f ⋅⋅

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ γγ

Cuando se trabaja a T*, ν*, n* (COSTO MINIMORUM).

T*: Vida útil óptima A veces se tiene que n* se encuentra n2 < n* < n3, por lo general se elige n2.




Producción Máxima (Tornear a tiempo mínimo) t… tiempo total de la operación

Ttctchtctmt ⋅++=

naLtc⋅

= nDv ⋅⋅= π

( )

vsGCvTf ⋅

⋅=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ γγ 5/

60( )xaG 2sin⋅=

ρ as ⋅= ρ ),,( ρaTtt =

1.- si ρ↑, t aumenta ligeramente. 2.- si a↑, t disminuye 3.- ¿qué pasa con T?

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +⋅

⋅+

⋅⋅⋅⋅⋅

+= +

−

Ttcm

aT

CvxDLtmt fg

gfg

160798

)(sin 2 γ

γ

ρπ

γγ−

⋅==1

0 tchT0=∂∂

TC T =>

Vamos a tornear a tiempo mínimo tmin cuando T = T0 ν = ν0 => n = n0 Habría tiempo MÍNIMO MINIMORUM Cuando trabajamos con T0, n0, (a)mínimo_admisible Año 50 T* = 7,1T0Año 55 T* = 5,3T0Año 69 T* = 2,0T0Actualidad T* ≈ T0 Hasta el momento, al analizar la herramienta y operario. F >> Fa, Fr Fa… Fuerza en dirección longitudinal Fr… Fuerza en dirección radial F… Fuerza en la dirección de la velocidad de corte, es la fuerza principal


fsgs

KS sGCF −⋅⎟⎠⎞

⎜⎝⎛⋅= 1

5BH… Dureza Brinell del material a trabajar.

667,0)80( γ−⋅⋅= RKS BHKC

donde

Acero Fundición K 1,49 0,90 R 0,455 0,40 fs 0,197 0,137 gs 0,16 0,12

( )xaG 2sin⋅=

ρ as ⋅= ρ

)aherramientángulos _,( aBHFF ,,=∴ ρ

=> Fr = 0

R = Fa + Fr + Fv Fv… fuerza principal de corte

fsgs

KS sGCF −⋅⎟⎠⎞

⎜⎝⎛⋅= 1

5)aherramientángulos _ ( aBHFF ,,, ρ=

Ks… fuerza específica de corte

fs

gs

KS

SSGC

SFKs

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛⋅

== F… fuerza principal de corte S… sección de viruta Ks ≠ cte.

Potencia

][

6120KWvFN ⋅

= F… [Kg] v… [m/min]

1.- Potencia instalada, N potencia del motor del torno 6 → 15KW 2.- Potencia en vacío, No → Pérdidas de potencia para hace girar el husillo “n” [RPM] → Sin cortar No = No(n) → Cuando se está cortando: No → Np, Np = Np(n)



3.- Potencia disponible, Nd => Nd = Ni – Np = ŋ*Ni , ŋ ≈ 0,8 → Potencia de consumo, Nc

][

6120KWvFNc ⋅

= F…Fuerza principal de corte v…velocidad de corte

Nc ≤ Nd

Fases → Desbaste (F↑)(v↓) F = Ks * S S… sección de viruta → Acabado (F↓)(v↑) Si S es pequeña, F es pequeña Limitaciones de la fuerza de corte 1.- Sujeción de la pieza en el plato 2.- No producir deformación en la pieza Ejemplo: Caso de pieza esbelta a.- Trabajar con χ = 90°, esto implica Fr = 0 b.- Trabajar con luneta móvil c.- Usar dos herramientas con desfase de 180° 3.- Limitaciones por deformación estática y dinámica de la Máquina Herramienta 4.- Limitaciones por deformación de la herramienta de corte Plato → de montaje para piezas simétricas → de montaje para piezas no simétricas → con brida de arranque



Límites del torneado 1.- Límites por la profundidad de corte: pmax Ejemplo: øbarra = 51,3mm => øfinal = 30mm 1.- Se realizará 1 pasada de 10,65mm 2.- Se realizarán 2 pasadas de p1 = 10mm y p2= 0,65mm 3.- Se realizarán 2 pasadas con p1 = p2 = 5mm y p3 = 0,65mm øbarra - øfinal = 20,3mm

a) pmax = [(Diámetro)materia_prima – (Diamátro)pieza_final]

l… largo del filo. Ángulo χ… ángulo de posición P ≤ l sin(χ) Para el caso de placas postizas b) p = (0,7 a 0,8) l sin (χ) c) p < p chatlering (vibraciones) cuando se le da mucha profundidad, comienza un silvido, por lo que hay que disminuir p para eliminar vibraciones.

minpmax

lpieza_finaimamateria_pr (Diámetro) (Diámetro)τ

τ=

τmin… N° mínimo de pasadas a realiza Avance máximo, hmax Fases → Desbaste → Controlar Fmax (potencia máxima y esf. Pieza) Fmax ≤ 100Ni Ni…KW F…Kg → Acabado → Rugosidad (huella que deja la herramienta)

R… Radio de nariz de la herramienta Rt = (a2)/(8R)




Gráfico ν-s (velocidad v/s sección de viruta) Material a desprender, BH(Dureza Brinell), Dimensiones, exponentes: y, fs, gs, f, g, etc. Herramienta: Material, geometría (ángulo s, R), exponentes: γ, fs, g, f, Cv.

Máquina: Ni, Nd, gama “n” y “a” Costos Ley de Máquina o línea de máquina

6120vnFNd ⋅

=

fs

s

KS sSBCF −⋅⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 1

γνn… velocidad de corte que no sobrepase la potencia disponible. Nd…potencia disponible.

fsgs

KS sSGC

Nd

−⋅⎟⎠⎞

⎜⎝⎛⋅

⋅=

1

6120vn )1(

Ley de la herramienta o línea de la herramienta ( )

γ)60/(/

TssGCvs f

g

⋅⋅

= Caso particular ν* → T*

ν0 → T0

( )γ60/TCvB = B = Sea => )(tB

( )

f

g

ssGBv /⋅

= Por lo tanto )2( En la expresión (1) para un valor dado de “G” tenemos

( ) fsgs ssGAvn

−⋅=

1/fssAvn −= 1

' (*)



de * podemos obtener

( ) ( ) ( ) ( )sfsAvn log1'loglog ⋅−−= según KRONEUBERE fs = 0,2 por lo tanto pendiente = -0,8

Para un valor dado de G, la expresión (2) será: ν = B’/s’ según KRONENBERG f = 0,28

Q… Caudal de viruta Q = s ν

( ) ( ) ( )υlogloglog −= sQ

( ) ( ) ( )sQ logloglog −=υ



νa → na n > na n < na

C = Chhm*tm + Chhm*tc + Cch*t/T C’ = Chhm*tc + Cch*tc/T ¿cuál es el punto de menor costo B o B’? en el pto. B, S=SB ; v=vB ; T=T* en el pto. B’, S=SB ; v=vB’ ; T=TB’ TB’ << T*

vT4 = cte. vB’ > vB tc = l/(a*n) tcB = l/(a*nB) tcB’ = l/(1*nB’) nB’ > nB tcB > tcB’

*TtcB

''

TtcB↑ ↓ pto.A: S = SA T = T* νA

↓↓↓ pto.C: S = Sc T = Tc νC

Tc >>> T* νA > νC nA > nC SC > SA ac ρc > aa ρa

cccc na

lt⋅

=na

ltc ⋅=

aaca na

lt⋅

= cacc tt ≈

Cc < Ca debido a Tc >>> T* => CB’ > CB


Fresado Máquina Herramienta (Fresadora) → Horizontal → Vertical → Universal → CNC Fresa: es una herramienta de multifilos que tiene “z” dientes. Existen herramientas especiales de forma.

Fresa: herramienta que tiene un movimiento de rotación sin deslizamiento. Pieza: se encuentra fija a la mesa. Superficies: → Plana (principalmente) → Especiales de forma (engranajes con canales helicoidales)

Material de la fresa:

• Acero Rápido (120 → 150 m/min) • Cabezales de fresar con placas de metal duro o cerámica (300 y 600 m/min).

Según la posición del giro del eje de la pieza frente a la pieza se distinguen dos

tipos de fresado:

1. Fresado frontal: eje de rotación fresa es perpendicular a la superficie generada. 2. Fresado circunferencial o periférico: eje de rotación de la fresa es paralelo a la

superficie generada.

CASO 1 CASO 2

Sección de viruta similar al torneado. Sección de viruta con forma de coma. No es constante. La mesa se mueve con avance “a” [mm/min]



Fresado → A favor Para fresado → En contra periférico

Problemas con el sistema transmisión de la mesa debido al empuje adicional. Fresado Frontal Geometría de la operación de fresado, ¿cuál es la posición de la fresa respecto de la pieza? Simplificación: pieza es un paralelepipedo.

b… ancho de fresar. w… ángulo de posición cualquiera. ε… ángulo de entrada α… ángulo de salida

ángulo positivo

|ε| = |α| = π/2

α = π/2 ε = ε0 POSITIVO En el caso del fresado frontal, un diente de la fresa describe sobre la pieza un cicloide de paso <<a>>/n.




Fresadora Cabezal Divisor

Detalle: ajuste del sinfín para corregir el juego. Procesos Abrasivos:

• Esmerilado o amolado: rueda esmeril. • Rectificado: Plano, Afilador,

Herramienta, cilíndrico, deformación. • Lapeado: Fluidos abrasivos • Bruñido: Pasta abrasiva • Lijado.

Rueda Esmeril (Material Abrasivo unido por algún aglutinante)

Diferentes diámetros externos. Diferentes espesores. Diferentes diámetros internos.

Aglomerante: Debe ser “débil” para dar paso rápidamente a granos más sanos.

• Ordenar los acero por dureza y ordenar las melas para tener la menos cantidad disponible.

Lapeado: Paño con fluido para pulido espejo. Granalladora: para limpiar superficies Arenado: Genera más contaminación

G… esbeltez de la viruta

hbG = ( )e

pbcos

=s… sección de la viruta ( )waps d cos⋅⋅=p… profundidad de corte b… ancho de la viruta

( ) ( )ewah d coscos −⋅=l… espesor de la viruta Cv… ángulo de posición C… avance por diente



Fresa Ø = D “z” dientes Paralelepípedo Cicloide a/n Avance por diente: ad

znaad ⋅

=( )2cos)cos(

1ewa

PGd ⋅⋅=

S)()(

wGwS

==

G

( ) ( )⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −⋅

+⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅

⋅=+⋅=D

AbarcsenD

AarcsenDDL 222

||||2

εα

L… Longitud del arco de contacto

Espesor de viruta (hm)

∫ ⋅⋅

−=

ε

ααεdahhm 1

( ) ( ))cos()sin(cos

αεαε

−⋅−⋅

=ea

hm d

Número de dientes cortando (Zn)

||||2 αεπ +=

⋅ZnZ

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