M.Sc.GabrielHelgueroA–Tarea M.Sc.GabrielHelgueroA–Tarea2–FIMP061 2–FIMP06122 22
FIMP-06122 – Procesos de Mecanización
Tarea 2 Alcance: Capítulo 1
Fecha de entrega: entrega: Viernes 11 de Noviembre, 7h30 a.m. a.m.
Todos los trabajos serán recogidos hasta las 7h30 a.m. del día viernes, por ningún motivo se receptarán trabajos atrasados.
Tome en cuenta que… Las preguntas de repaso deben ser entregadas tipiadas en computadora con los mismos lineamientos de los reportes de taller. Los problemas podrán ser entregados escritos a mano con LETRA Y NÚMEROS LEGIBLES (para mí). Deberá usar hojas tamaño A4 en blanco. No se receptarán deberes en hojas cuadriculadas, de líneas o arrancadas de cuadernos.
Ahora sí, mucha suerte y a trabajar…
Preguntas de Repaso 1. ¿Cuáles son las tres categorías básicas de los procesos de arranque de material? 2. ¿Cuáles son las dos categorías básicas de herramientas de corte? Enumere dos ejemplos de procesos de mecanización que use cada una de estos dos tipos de herramientas 3. Explique las diferencias entre operaciones de desbaste y operaciones de acabado 4. Explique porque el modelo de corte ortogonal es útil al analizar operaciones de mecanizado 5. Identifique y diferencie las fuerzas que intervienen en un proceso de arranque de viruta. ¿Cuáles pueden ser medidas?, ¿cuáles no? 6. Describa con palabras que nos dice la ecuación de Merchant 7. ¿Cómo se relacionan el poder requerido para una operación de mecanización y la fuerza de corte? 8. ¿Qué es una termocupla de viruta - herramienta? h erramienta?
Problemas 1. En una operación de corte ortogonal, la herramienta tiene un ángulo de virutamiento de 15°. El espesor de viruta antes del corte es 0.30 mm, y este mismo corte deforma la viruta hasta obtener un espesor de 0.65 mm. Calcular (a) El ángulo del plano del esfuerzo cortante y (b) La deformación cortante en la operación 2. Una operación de corte ortogonal es realizada usando una herramienta con un ángulo de virutamiento de 15°, el espesor de la viruta antes del corte es de 0.012 pulgadas, y el ancho del corte es de 0.100 pulgadas. El radio de espesor de viruta medido después del corte es de 0.55. Determinar (a) El espesor de la viruta después del corte, (b) el ángulo del plano donde ocurre el esfuerzo cortante, (c) el ángulo de
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fricción, (d) el coeficiente de fricción y (e) la deformación producida por dicho esfuerzo cortante 3. La resistencia de corte de cierto material es de 50,000 lb/in 2. Se realiza una operación de corte que se simula con el modelo de corte ortogonal. El ángulo de virutamiento es de 20° y las condiciones de corte son las siguientes: velocidad de corte = 100 ft/min, espesor de la viruta antes del corte = 0.015 in, con un ancho de corte de 0.150 in. El radio de espesor de viruta resultante es de 0.50. Determinar (a) El ángulo del plano cortante, (b) la fuerza F s, (c) la fuerza de corte y la fuerza de empuje y (d) la fuerza de fricción. 4. Basado en la figura mostrada demuestre las siguientes relaciones para las fuerzas que intervienen en un proceso de mecanización:
BIBLIOGRAFÍA DE SUGERENCIA: Micheletti G.F., Mecanizado por arranque de viruta, Editorial Blume, Barcelona – España 5. Una barra de acero al carbono de 7.64 in de diámetro tiene una resistencia a la tensión de 65000 lb/in2 y una resistencia al corte de 45000 lb/in 2. El diámetro de la barra es reducido usando un torno a una velocidad de corte de 400 ft/min. El avance es de 0.011 in/rev. y la profundidad de corte es de 0.120 in. El ángulo de virutamiento en la herramienta en la dirección de la salida de la viruta es de 13°. Usando estas condiciones de corte se encuentra un radio de viruta de 0.52. Usando un modelo de corte ortogonal calcule: (a) el ángulo del plano del esfuerzo cortante, (b) Fs (c) Fuerza de corte y fuerza de empuje y (d) coeficiente de fricción entre la herramienta y la viruta 6. En una operación de torneado se usa aluminio (100 BHN), y las condiciones de corte son las siguientes: velocidad de corte = 5.6 m/s, avance = 0.25 mm/rev, y
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profundidad de corte = 2.0 mm. El torno tiene una eficiencia mecánica de 0.85. Determine (a) La potencia de corte y (b) la potencia real de corte en Vatios. (NOTA: asuma una energía específica para el aluminio de 0.8 N-m/mm 3) 7. Se realiza una operación en un torno convencional usando una herramienta con cero ángulo de virutamiento en la dirección del flujo de la viruta. El material de trabajo es una aleación de acero con una dureza de 325 Brinell (U = 520000 inlb/in3). El avance es de 0.015 in/rev, la profundidad de corte es de 0.125 in. y la velocidad de corte es de 300 ft/min. Luego del corte el radio de viruta medido es de 0.45 (a) Calcule la potencia del motor (HP) necesaria para esta operación considerando una eficiencia del 85% (b) Basado en esta potencia calcule su mejor estimación para la fuerza de corte en esta operación. Use el modelo de corte ortogonal como aproximación para este proceso de torneado. 8. En una operación de torneado se miden los siguientes parámetros: velocidad de corte = 200 m/min, avance = 0.25 mm/rev, y profundidad de corte = 4.00 mm. La difusividad térmica de la pieza de trabajo es de 20 mm 2/s y el calor específico volumétrico es de 3.5 x 10-3 J/mm3-C. Si la temperatura sube por encima de la temperatura ambiente (20°C) hasta 700°C en la interfaz herramienta-viruta, determine la energía específica para el material en esta operación. 9. Durante una operación en el torno se utiliza una termocupla viruta-herramienta para medir la temperatura de corte. Se recogieron los siguientes datos:
Velocidad de corte (m/min) 150 167 192
Temperatura (°C) 634 678 699
Determine una ecuación para temperatura en función de velocidad de corte que tenga la forma:
=
!
Además presente una gráfica en MATLAB para esta ecuación. (NOTA: El gráfico deberá ser presentado únicamente en MATLAB, no serán aceptados otros programas. Usted deberá incluir su código en MATLAB para obtener la totalidad de los puntos en este deber).
