Fuerza y Potencia Que Actuan Sobre Una Herramienta de corte

Fuerza y potencia que actúan sobre una her herramienta ramienta de corte.

Fuerzas que actúan sobre una herramienta de corte. Las fuerzas que actúan sobre una herramienta de corte dependen de la geometría de la herramienta y de las condiciones en que tiene lugar la operación de corte (operación de maquinado).

Corte ortogonal (maquinado ortogonal) n el corte ortogonal hay presentes solo dos fuerzas actuando sobre la herramienta de corte las cuales son! •

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Fuerza tangencial (Ft) Fuerza a"ial (Fa)

#e las dos fuerzas$ la mayor es la tangencial$ pero los factores que afectan la magnitud de ambas fuerzas son los siguientes!

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l %ngulo de salida o inclinación. La profundidad del corte. l ritmo de a&ance. La resistencia que ofrece al corte el material de la pieza. l rozamiento entre rebaba y la herramienta.

Las fuerzas de corte son independientes de la &elocidad de corte$ la que in'uye únicamente sobre la potencia requerida y la &ida de la herramienta.

Corte oblicuo (maquinado oblicuo) ste maquinado introduce una tercera fuerza$ adems de las ya descritas en el corte ortogonal. #icha fuerza es! la fuerza radial (Fr) Las tres fuerzas de corte asociadas con el maquinado oblicuo aparecen representados en la gura *$ como no hay mo&imiento asociado a Fr +sta no afecta directamente la energía consumida en una determinada operación de maquinado. ,in embargo$ la fuerza radial es importante $ ya que logra dar estabilidad a la operación de maquinado. -Tecnología de la fabricación - tratamiento térmico, procesos y máquinas erramienta -

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Figura *. corte oblicuo.

Cuando una herramienta con ngulo de salida o inclinación positi&o lle&a acabo un corte pesado (de desbaste)$ hay una fuerza que trata de empuar la herramienta dentro de la pieza que se esta maquinando. ,i hay algún  uego entre el tornillo y la tuerca puede que se -meta/ la herramienta$ y en tal caso la pieza en que se trabaa perder paralelismo. La fuerza radial de una herramienta de corte oblicuo tiende a contrarrestar este efecto.

0edición de las fuerzas de corte.

Las fuerzas que actúan en una herramienta de corte pueden ser medidas en situaciones de trabao$ utilizando para ello un dinamómetro. 1ay muchos tipos de dinamómetros actualmente en uso$ los cuales &an desde un simple aparato mecnico$ a los compleos instrumentos neumticos y electrónicos. La &entaa de este ultimo tipo es la de que la posición de lectura puede estar a distancia de la zona de corte2 así como la de que resulta posible obtener un registro permanente de la fuerza$ registro que queda automticamente impreso. l dinamómetro puede ser utilizado para leer una$ dos o las tres fuerzas de corte.

Ft

4unto de apoyo ,e obser&a que este aparato mide la fuerza tangencial de una herramienta de corte. La fuerza Ft tiente abaar la punta de la herramienta$ ele&ando la parte posterior del porta herramienta. ste esta restringido por la pieza3puente. Cualquier de'e"ión de la pieza3puente es obser&ada en el calibrador de la caratula. “herramientas, maquinas y trabajos. Walter bartsch, pag 21, Fig. 21.2” 

gunos ac ores que afectan a las fuerzas de corte. %lgunas de las pruebas que puedan desarrollarse sobre una pieza de trabao en particular$ utilizando un dinamómetro de las fuerzas de corte$ pueden ser&ir para determinar el efecto en las componentes de la fuerza de corte ocasionado por la &ariación en los parmetros siguientes! •

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%ngulo de salida o de inclinación. 4rofundidad del corte. 5itmo de a&ance. 6elocidad de corte. %ngulo de plano de ataque.

4ara las pruebas lo mas habitual es utilizar una pieza torneada en la forma de un cilindro con paredes gruesas.

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$ariación del ángulo de salida o inclinación%

La fuerza tangencial de corte se reducir considerablemente medida que aumenta el ngulo de salida (0anufacturing 7echnology tomo *). La reducción en la fricción reduce la carga general en la herramienta$ aun cuando esto se obser&a meor con &alores baos del %ngulo de salida donde las fuerzas de fricción son mayores. Con los &alores mas ele&ados del %ngulo de salida$ el 'uido de corte es mas importante por sus efectos beneciosos en el acabado supercial y por su efecto de enfriamiento en un lo de corte relati&amente frgil.

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$ariación en la profundidad de corte%

La fuerza tangencial de corte aumentara$ apro"imadamente proporcional con el aumento en la profundidad de corte y el factor limitante se presentara cuando se inicie la &ibración. l efecto en la fuerza a"ial (a&ance) ser un incremento en la fuerza con incrementos en la profundidad de corte. Factores que afectan la profundidad de corte! Cantidad del material a eliminar. 5igidez de la sueción y de la mquina. 4otencia disponible •

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$ariación en el ritmo de a&ance%

l incremento en el a&ance incrementa el rea de la rebaba cortada$ y consecuentemente se incrementaran las fuerzas que actúan sobre la herramienta. n Tecnología de la abricaci!n, tomo ", secci!n #.$, se arma q es meor realizar un corte profundo con un a&ance lento$ que lle&ar a cabo un corte de poca profundidad con un a&ance rpido. •

$ariación en el ángulo del plano de ataque%

Cuando el %ngulo del plano de ataque es menor de 89: se produce un corte oblicuo$ en una prueba en las que el ngulo del plano de ataque se reducen progresi&amente$ se comprobara que las fuerzas de corte radiales aumentan en magnitud$ en tanto que las fuerzas tangenciales y a"iales se reducen como consecuencia de la reducción en el espesor de la

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$ariación en la &elocidad de corte%

para cualquier dimetro dado de la pieza maquinada$ la &elocidad de corte &ariara directamente proporcional a la &elocidad del husillo de la maquina2 la relación entre las fuerzas de corte y la &elocidad de corte podr in&estigarse manteniendo constante todos los dems parmetros$ y leyendo las fuerzas correspondientes a cada &elocidad de la caa de cambios del husillo. ,e resalta tambi+n el hecho de que las fuerzas de corte tangencial son independientes de la &elocidad de corte$ hasta el instante antes que se queme la herramienta por incremento e"cesi&o de &elocidad y calor. Los factores que determinan la elección de la &elocidad de corte son! ;. #ureza de la pieza . *. Condición de la pieza (arena$ ó"ido$ desbalance$ corte interrumpido) <. Condición de la mquina$ &elocidades disponibles$ potencia disponible . =. 6ida satisfactoria de la herramienta . >. #ureza en caliente de la herramienta. -Tecnología de la fabricación - tratamiento térmico, procesos y máquinas erramienta - tomo !, cap "#

' F*+% •

La Fuerza es necesario determinarla para! ;. ,eleccionar el motor necesario. *. l dise?o de la mquina. <. l dise?o del herramental.

#onde! Fc@ fuerza de corte A Bs@esfuerzo especico de corte Amm* a@ profundidad de corte mm s@ a&ance mm

requerida al cortar La fuerza tangencial que actúa en una herramienta de corte depende. ;.La geometría de la herramienta de corte *.La profundidad del corte <.l ritmo de a&ance =.La resistencia de corte del material de la pieza

Las condiciones de corte para la gura

La potencia es el ritmo de trabao que se realiza$ o de utilización de la energía para cualquier fuerza tangencial de corte$ la potencia requerida es directamente proporcional a la &elocidad de corte.

%l calcular la potencia de corte requerida durante la planeación de un determinado proceso de maquinado$ no siempre es con&eniente o posible calcular la potencia requerida partiendo de la teoría mecnica de las fuerzas que actúan en la punta de la herramienta

,e a desarrollado un m+todo de clculo ms simple a tra&+s de in&estigaciones e"perimentales registrando sus resultados en tablas de potencia unitaria para diferentes tipos de materiales

4otencia(E)@ 4otencia especíca " ritmo de eliminación del metal.

La ecuación correspondiente al ritmo de metal remo&ido puede obtenerse como sigue! rea de corte@profundidad de corte (#) " a&ance por re&olución (F) 6olumen de metal remo&ido por re&olución @ rea del corte " circunferencia. @# " F " G " dimetro medio #! 4rofundidad de corte F! ritmo de a&ance

6olumen de metal remo&ido por minuto@ # " F "G" dimetro medio " re&min 4ero! G " dimetro medio " &elocidad de rotación en re&min@ &elocidad de corte (6) l &olumen de metal remo&ido por minuto es el ritmo de metal remo%ido .