Determinación del número de revoluciones por medio de gráficos de velocidad de corte: A vece sen el taller, el cálculo de velocidad velocidad de corte exige exige mucho tiempo, es por ello que es muy común leer el número de revoluciones en un gráfico. Estos gráficos o diagramas, que pueden tener muchas formas muy variadas, ven frecuentemente dispuestos en las mismas máquinas.
Ej: d= 250 mm; Vc = m/min m/mi n ; n= ¿?. En el diagrama se sigue hacia arriba la vertical que arranca de los 250mm y hacia la derecha la horizontal que arranca en 35 m/min. El punto de intersección de estas rectas de halla comprendido entre las rayas n 3= 53 y n 2 = 37, en este caso se elige n 2 = 37 rpm. Con esto se obtiene una velocidad de corte (véase la flecha hacia la izquierda) de ≡ 29 m/min.
Velocidad de corte (cálculo en pulgadas) Velocidades de corte en torno en pie y metros por minuto, utilizando una herramienta de acero rápido. Torneado y torneado de interiores Roscado MATERIAL
Corte de desbaste
Corte de acabado
Pie/min
m/min
Pie/min
m/min
Pie/min
m/min
90
27
100
30
35
11
70
21
90
27
30
9
60
18
80
24
25
8
Bronce
90
27
100
30
25
8
Aluminio
200
61
300
93
60
18
Acero para maquinaria Acero para herramienta Hierro fundido
Vc [pie/min] =
Como la mayoría de los tornos tienen velocidades preestablecidas, se utiliza una fórmula simplificada.
Vc =
Calcular las r/min necesarias para tornear en desbaste una pieza de acero para maquinaria de 2” de diámetro. Vc = 90 pie/min
n=
=> n=
n= 180 /min
Avance y Profundidad de corte: Además de la velocidad de corte y el número de revoluciones en el arranque de viruta hay que tener cuidado en elegir correctamente el avance y la profundidad de corte.
Avance (s): Es el recorrido en mm que efectúa la pieza por cada revolución. EJ: S = 0,8 mm/rev Profundad (a): Se mide en mm perpendicularmente al plano de trabajo. Del avance (s) multiplicado por la profundidad de corte (a) se deduce la sección transversal de viruta S, cuya unidad es [mm 2]. Ej. S= 0,8 mm/revolución; a= 3 mm. Calcular S
S=s.a S= 0,8 mm . 3 mm S= 2,4 mm2 Las secciones a; b; c son de igual magnitud. La sección c es, no obstante, menos conveniente que las a y b porque la presión de la viruta (presión de corte) y el calor desarrollado durante el torneado, solamente se reparten sobre la poca sección de filo de la herramienta que está actuando, con lo cual resulta muy castigada y disminuye su duración. En las secciones a y b el avance y la profundidad de corte son los mismos, pero en virtud del menor ángulo de ajuste la viruta a resulta más ancha y más delgada que la b.
Avances para diversos materiales, utilizando una herramienta de acero rápido. Cortes de desbaste
Cortes de acabado
Material Pulgadas
mm
Pulgadas
mm
0,010-0,020
0,25-0,5
0,003-0,010
0,07-0,25
0,010-0,020
0,25-0,5
0,003-0,010
0,07-0,25
0,015-0,025
0,4-0,65
0,005-0,012
0,13-0,3
Bronce
0,015-0,025
0,4-0,65
0,003-0,010
0,07-0,25
Aluminio
0,015-0,030
0,4-0,75
0,005-0,010
0,13-0,25
Acero para maquinaria Acero para herramienta Hiero fundido
Fuerza y Potencia de Corte : De las fuerzas que intervienen en el arranque de viruta, la Fuerza de corte F c es la mayor, esta fuerza puede ser calculada. La fuerza para arrancar una viruta de 1mm 2 de sección transversal se llama Fuerza específica de corte K s. Para Aceros tipo ST 50, K s vale unos 2000 N/mm2, para Aceros ST 70 unos 2300 N/mm 2 , para aleaciones de Al, aproximadamente 800 N/mm 2. Para igual potencia de accionamiento una fuerza de corte exige una velocidad de corte pequeña. Ej. Calcular Fuerza de corte si utilizamos acero ST 50. S = 4 mm 2 S= Sección [mm 2]
Fc = S. Ks Fc = 4 mm2 . 2000
Fc = 8000N
Del esfuerzo de corte multiplicado por la velocidad de corte puede obtenerse la potencia del motor de accionamiento del torno. Como la potencia de accionamiento es fija, por ejemplo 5kW, una gran fuerza de corte exige una velocidad de corte reducida y viceversa.
Tiempos de Realización de tarea Para la realización de cualquier actividad industrial, por ejemplo la fabricación de un árbol cigüeñal, se necesita una cierta cantidad de tiempo para poder efectuar el trabajo y conocer bien las operaciones que se deben realizar. De esto se encarga el Estudio del Trabajo que es una rama de la Organización Industrial que se basa en un conjunto de técnicas y experiencias utilizadas en la investigación y análisis de sistemas laborales de diferentes magnitudes, con el objetivo de bajar las cargas o solicitaciones y aumentar la productividad laboral. Para ello es menester la determinación de los tiempos a emplear, Para ello se asigna un Tiempo Concedido T c cuyo fin es la determinación de los distintos tiempos de trabajo. Dichos tiempos se pueden determinar de la siguiente manera:
Determinación de tiempos
Encuestas Datos históricos Cronometraje Tiempos evaluados Tiempos predeterminados Fórmulas de proceso Comparación y estimación
Estimación Medición Tablas (MTM) –Microfases – Cálculos Datos y cálculos
Para el Estudio del Trabajo existen los siguientes tiempos, a saber:
Tiempo Real (TR): son los tiempos empleados realmente en el trabajo (cronometrados). Tiempo Teórico (TT): son los tiempos fijados para los procesos de trabajo planeados (cálculados). Tiempo disponible para un encargo (T): es el tiempo prefijado para la ejecución de un trabajo encargado. Tiempo Normal (TN): es el tiempo real cronometrado, valorizado por la efectividad de la persona.
TN = Ritmo Observado x 100 (valora compara el ritmo de trabajo) Ritmo Normal Valorar el ritmo de trabajo es juzgar la calidad y velocidad de los movimientos, también la calidad aplicada al método. Ritmo normal es la afectividad normal de una persona que se valora como el 100% y coincide con los consumos energéticos mínimos y cuya imagen visible es armónica, natural y equilibrada.
Tiempo de Ocupación (TO): es el tiempo prefijado de empleo de un medio de producción, por ejemplo, una fresadora. Tiempos Especiales o Tiempos de preparación (TP): es el tiempo supuesto para preparar las máquinas o herramientas a utilizar en la ejecución del trabajo sumado al tiempo invertido en volver a dejar todo igual al momento de comenzar la tarea. También se emplea en la medición del tiempo al realizar mediciones de la pieza, sujetar herramientas, apretar o aflojar piezas, etc. Este tiempo es independiente del número de piezas a fabricar y se calcula sólo una vez. Tiempo de Ejecución (TE): es el tiempo supuesto para producir la cantidad deseada. Se calcula: tiempo por pieza x número de piezas. Tiempo por Pieza (TpP): también llamado tiempo por unidad, es la suma del Tiempo Total, Tiempo improductivo y los Tiempos por Política de la empresa (suplementos). Tiempo Concedido (TC): es el tiempo para la ejecución del trabajo encargado. Tiempo Improductivo (TI): interviene de modo irregular, aleatorio o estocásticamente, por ejemplo, rotura de la máquina, mal funcionamiento de la misma, mala calibración, accidentes, falta de materia prima, etc. Tiempos por Política de la Empresa (TPE): los fija la organización y se utilizan cuando hay desarraigo, condiciones insalubres de trabajo o una nueva línea de producción. Tiempo de Descanso (TD): depende de la tarea (trabajo físico o mental), se aplica en necesidades personales como ir al baño, comer, tomar agua. Por lo general está en el orden de lo 5-7% del Tiempo Normal. Tiempo Útil (TU): Se utiliza en máquinas y se mide cuando ésta, está realizando arranque de viruta.
TC = TU + TP + TpP TpP= TC + TI + TD TE = TpP x Q (Cantidad) T= TpP + TE
TU= 60% TD= 5- 7% TP = 20% TI = 10 %. Quedando el resto destinado al TPE.
Cálculo de Tiempo Útil: Los tiempos para el proceso automático puede ser calculado.
Denominaciones: L = Longitud a tornear (recorrido del avance). La= Recorrido anterior. Lu= Recorrido ulterior. l = Longitud de la pieza. s= avance [mm/rev]. n= número de revoluciones. TU =
TU =
Torneado cilíndrico: L = l + (La + Lu) D= 90 mm; l =490 mm, L a = Lu = 5 mm; L = 500 mm Vc = 800 M/min; S = 0,5 mm/rev ; n = 250/ min TU =
=
TU= 4min
Frenteado: D= 190 mm ; La = 5 mm; L= 100 mm; Vc = 80 m/min ; s= 0,5 mm/rev ; n= 150 / min TU =
=
TU= 1,6min
Muestra de un plan de trabajo:
n° Opereración Herramienta Vc n s a la lu l L Nv Tu observaciones Desbaste Buril de 1 20 74 1 1 5 1 150 156 3 6.33 "a" desbaste Frenteado Buril 2 20 74 1 1 5 1 42.5 47.5 1 0.64 "c" derecho Desbaste Buril de 3 20 74 1 1/0.5 5 0 89 94 15 19.05 "d" debaste Frenteado Buril 4 20 74 1 1 5 0 14.5 19.5 1 0.26 "d" derecho 5 Acabado "b" Útil de afino 24 105 0.5 0.1 5 0 90 95 1 1.8 6 Girar pieza ------- -- -- -- -- -- -- -- -- -Tiempo: Desbaste Buril de 7 20 74 1 1/0.5 5 0 29 34 15 6.89 "e" desbaste Buril de 8 Desbaste "f" 20 74 1 1 5 0 14.5 19.5 1 0.26 desbaste 9 Acabado "e" Útil de afino 24 105 0.5 0.1 5 0 30 35 1 0.66 Frenteado Buril 10 20 74 1 1 5 0 27.5 32.5 10 4.39 "g" derecho Vc Velocidad de corte. L es la longitud total incluyendo la longitud anterior y ulterior, en mm. s es el avance de la herramienta en mm/rev. n es el número de revoluciones. la es la longitud anterior. lu es la longitud ulterior. Tu es el tiempo útl. A es la profundidad del corte.
El tiempo principal de la máquina es de 40.28 minutos. Pero como este tiempo es sólo el 60% del tiempo total, se tiene que el tiempo total , para hacer esta pieza es de 67.13 minutos. A continuación se presenta un plano de taller con las características de un eje de acero. Elabore un plan de trabajo y calcule el tiempo que tardará, con un torno horizontal, en la fabricación de los ejes solicitados. Funtes: Tecnología de las Máquinas Herremienta 5ta edición de Krar/Check Editorial Afaomega. Alrededor de las Máquinas Herramienta de H. Gerling Ed. Reverté.
