C911 Fuerza de Corte en El Torneado

7/21/2019 C911 Fuerza de Corte en El Torneado

1/14

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILEFACULTAD DE INGENIERA

Departamento de Ingeniera MecnicaPrograma Vespertino de Prosecucin de Estudios

Ingeniera Civil en Mecnica

1

INGENIERIA CIVIL EN MECANICAVESPERTINO

GUA DE LABORATORIO

ASIGNATURA PROCESOS DE FABRICACIN II

NIVEL 03

EXPERIENCIA C911

FUERZA DE CORTE EN EL TORNEADO

HORARIO: VIERNES 19:00 A 21:30 HORAS


2/14




2

1.- OBJETIVOS GENERALES

1.1.- Investigar los efectos de la variacin de un factor de corte en los valorespredichos por teoras de corte.

1.2.- Evaluar la potencia que absorbe un material al ser mecanizado por arranque deviruta, con el fin de optimizar los procesos de maquinado.

2.- OBJETIVOS ESPECIFICOS

2.1.- Definir los parmetros usados en el ensayo, tales como: potencia especfica de

corte, condiciones de corte (Vc, a, p), geometra de la herramienta, etc.

2.2.- Determinar valores del ngulo de cizallamiento, ngulo de friccin y resistenciaaparente de cizalla, haciendo variar el ngulo de desprendimiento de laherramienta.

2.3.- Verificar las teoras de corte utilizando los resultados encontrados en el punto2.1

2.4.- Analizar la influencia que ejercen en la presin especfica los siguientes factores:material de la pieza, material de la herramienta, velocidad de corte, velocidad de

avance, profundidad de corte, ngulo de desprendimiento, etc.

2.5.- Comparar los valores contenidos en los ensayos con resultados de ecuacionestericas para estimar la presin especfica.

2.6.- Comprobar las condiciones de corte necesarias para aprovechar al mximo lapotencia disponible de la mquina herramienta.

3.- INTRODUCCIN TEORICA

En los procesos de produccin mediante arranque de viruta conviene aprovechar almximo la potencia disponible de la mquina herramienta con el objetivo de incrementarla productividad o eficiencia.


3/14


4/14




4

La presin especfica depende del material y puede variar considerablemente de uno a

otro, siendo afectada por los cambios en la seccin de corte, ngulos y velocidad. Lainfluencia de estos factores se aprecia en los grficos de la figura 2.

TENDENCIAS DE LA PRESIN ESPECFICA DE CORTE ksCON DIFERENTES FACTORES

FIGURA 2


5/14




5

TENDENCIAS DE LA PRESION ESPECFICA DE CORTE ksCON DIFERENTES FACTORES

CONTINUACIN FIGURA 2

3.1.- TEORIAS DE MECANIZADO

Los cambios en el ngulo de desprendimiento o salidas producen efectosimportantes en los parmetros caractersticos como son el ngulo de friccin medio,el ngulo de cizalladura y la resistencia aparente de cizalladura del material. Paraobtener algunas predicciones, es necesario ligar estos parmetros especialmentepara estimar el valor de la fuerza de corte Fc.

Se han elaborado varias teoras para relacionar los parmetros mencionados. Dos delas teoras ms conocidas son las de Ernst y Marchant la de Lee y Shaffer, basadasen un modelo de corte ortogonal con las fuerzas actuando en un plano de cizalle

como aprecia en la figura N1.


6/14




6

Diagrama de fuerzas para el corte ortogonal , donde:Fr = fuerza resultante sobre la herramienta..Fc = fuerza de corte.Ft = fuerza de empuje.Fs = fuerza de cizalladura sobre el plano de cizalladura.Fns = fuerza normal sobre el plano de cizalladura.

Ff = fuerza de friccin sobre la cara de la herramienta.Fn = fuerza normal sobre la cara de la herramienta. = ngulo de cizalladura = ngulo de inclinacin efectivo = ngulo medio de friccin sobre la cara de la herramienta.

Ac = rea de la seccin de la viruta sin cortar.ac = espesor de la viruta no deformada.ao = espesor de la viruta.


7/14




7

Las teoras proporcionan las siguientes relaciones:

Ernst y Marchant:

2 + - = 2

Lee y Shaffer:

+ - =

4

El valor de puede obtenerse de la relacin geomtrica: cos tg =

Rsen

Donde R es el factor de recalcado y es igual a: R = aoac

Donde aces el espesor de la viruta no deformada y aoes el espesor de la viruta.

El ngulo de friccin medio sobre la cara de la herramienta , se puede obtener de:

Ft = tg ( - )

Fc

3.2.- TORNEADO

Las fuerzas y velocidades que se producen durante el torneado puedenesquematizarse de la siguiente manera:


8/14




8

La potencia necesaria para el maquinado resulta del producto de cada componente de lafuerza del maquinado por la respectiva componente de la velocidad de corte.

Potencia de Corte Nc

Nc = Fc x Vc (CV)60 x 75

donde:

Vc : Velocidad de corte m

min

Fc : Fuerza de corte


9/14




9

Potencia de Avance Na

Fa x Va (CV)Na =

1000 x 60 x 75

donde:

Va : Velocidad de Avance mm

min

Fa : Fuerza de avance (kgf)

Potencia Efectiva de Corte Ne

Ne = Nc + Na (CV)

La potencia de avance es pequea en relacin con la potencia de corte y se puedeaproximar.

Ne = Nc (CV)

Fuerza de Corte

Es la fuerza de maquinado que acta en la direccin del corte (Fc). La magnitud de esta fuerzapuede estimarse aplicando frmulas de presin especfica de corte, considerando que:

Fc = ks x Ac (kgf)

donde:

Ac es la seccin de corte y es igual a:

Ac = a x p bien

Ac = b x h en mm2

Frmulas de Potencia Especfica de Corte


10/14




10

Uno de los primeros investigadores que procur expresar analticamente la dependencia de la

presin especfica con los factores vistos anteriormente fue Taylor (1908). Sus frmulas son lassiguientes:

ks = 88 para fundicin gris

a 0,25 p0,07

ks = 200 para acero semidulce

a0,07

Despus de Taylor, varios investigadores siguieron trabajando para expresar valores de presinespecfica, en forma simple y suficientemente precisa para fines prcticos. Resultados de estostrabajos son la frmula ASME y Nomograma de Kienzle que se da a continuacin.

FORMULA ASME

Ks = Ca

an

Ca = Constante del material

n = 0,2 para aceros

n = 0,3 para fierro fundido


11/14




11

Valores de Ca para herramientas de Acero Rpido

MATERIAL DUREZA BRINELL CA

SAE 1020 177 180SAE 1045 187 215SAE 4340 302 233Fundicin media 181 122Fundicin dura 241 142

Esta tabla tiene validez para la siguiente forma de la herramienta

10 6 14 1/4


12/14




12


13/14




13

4.- METODO A SEGUIR

Realizar ensayos de mecanizado en un torno para medir la fuerza resultante y observarel proceso modificando: la geometra de la herramienta, la velocidad de corte, elavance, la profundidad de corte y el material a mecanizar.

4.1.- Medir la fuerza de corte, la fuerza de avance y el espesor de la virutadeformada para cada valor del ngulo de desprendimiento seleccionado,manteniendo las dems variables constantes.

Con los valores obtenidos calcular los parmetros y en funcin de

,graficar los resultados obtenidos y compararlos con los valores obtenidos con

las ecuaciones de las tericas.

4.2.- Medir la fuerza de mecanizado, registrando los valores resultantes

Para variaciones de: profundidad de corte, velocidad de avance y velocidad de

corte.

Con los valores obtenidos calcular la presin especfica de mecanizado, graficar

los resultados obtenidos y compararlos con los valores obtenidos con las frmulas

de presin especfica de corte.

5.- VARIABLES A CONSIDERAR

51. Velocidad de corte, avance, profundidad de corte, r.p.m, G.

5.2. Geometra de la herramienta

5.3. Tipo de material


14/14




6.- TEMA DE INTERROGACIN

6.1. Teoras de corte6.2. Presin especfica de corte

6.3. Mecanizado en Torno

7.- EQUIPOS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR

7.1. Torno

7.2. Mesa dinamomtrica

7.3. Tarjeta de adquisicin de datos

7.4. Herramienta de corte

7.5. Pi de metro

7.6. Tacmetro

8.- LO QUE SE PIDE EN EL INFORME

8.1. Determinacin de Fuerzas segn teora de corte.

8.2 Determinacin de Fuerzas segn la presin especfica de corte.

8.3. Comparacin de valores tericos con valores medidos en la experiencia.

9.- BIBLIOGRAFA

9.1 Boothroyd, Geofrey Fundamentos del corte de Metales y de las MquinasHerramienta. Editorial, Mc Graw-Hill.

C911 Fuerza de Corte en El Torneado

Documents

Transcript of C911 Fuerza de Corte en El Torneado