Preguntas

(1)

PREGUNTAS DE REPASO

21.1. ¿Cuáles son las tres categorías básicas de procesos de remoción de

material?

Como organizada en este texto,

las tres categorías básicas de

los procesos de eliminación

de material son (1) el mecanizado convencional, (2) los procesos abrasivos y (3) los

procesos no tradicionales

.

21.2. ¿En qué se distingue el maquinado de otros procesos de manufactura?

21.3. Identifique algunas de las razones por la que el maquinado es

comercial y

comercial y tecnológic

tecnológicamente importante

amente importante

.

La razón incluir lo siguiente: (1) es

aplicable a la mayoría de los materiales; (2) que puede

producir una variedad de geometrías de una parte: (3) que puede alcanzar tolerancias

más que la mayoría de los procesos, y (4) que puede crear buenos acabados superficiales

.

21.4. Mencione los tres

21.4. Mencione los tres procesos de maquinado más comunes

procesos de maquinado más comunes

.

Los tres procesos de maquinado frecuentes son (1) girando, (2) de perforación, y (3) la

molienda

.

21.5. ¿Cuáles son las dos categorías básicas de herramientas de corte en

maquinado? Dé dos ejemplos de operaciones de maquinado que use cada

uno de los tipos de herramientas.

Las dos categorías son (1) las herramientas de un solo punto, que se utilizan en

operaciones tales como encender y aburrido, y

(2) borde múltiple herramientas, utilizadas

en operaciones como el fresado y taladrado de

corte.

21.6. Identifique los parámetros de una operación de maquinado que se

incluyen en el conjunto de las

incluyen en el conjunto de las condiciones de corte.

condiciones de corte.

Condición de corte incluyen velocidad, avance, profundidad de corte, y abrirle ella o no

se utiliza un fluido de corte

21.7. Defina la diferencia entre las operaciones de desbaste primario y las

de acabado en maquinado.

Una operación de desbaste se utiliza para eliminar grandes cantidades de material

rápidamente y para producir una geometría de la pieza cerca de la forma deseada. Una

operación de acabado sigue desbaste y se utiliza para conseguir la geometría y acabado

de la superficie final.

21.8. ¿Qué es una

(2)

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(3)

Cancel Anytime.

Una máquina herramienta se puede definir como una máquina de potencia del controlador que

las posiciones y se mueve con relación a una herramienta para llevar a cabo el trabajo de

mecanizado u otro proceso de

mecanizado u otro proceso de conformación de metales.conformación de metales.

21.9. ¿Qué es una

21.9. ¿Qué es una operación de corte ortogonal

operación de corte ortogonal

??

De corte ortogonal implica el uso de una herramienta en forma de cuña en la que el borde de

corte es perpendicular a la dirección de movimiento de velocidad en el material de trabajo.

21.10. ¿Por qué es útil el modelo de corte ortogonal en el análisis del

maquinado metálico?

De corte ortogonal es útil en el análisis de mecanizado de metales, ya que simplifica el bastante

complejo tridimensional situación de mecanizado a dos dimensiones. Además, el utillaje en el

modelo ortogonal tiene sólo dos parámetros (ángulo de

modelo ortogonal tiene sólo dos parámetros (ángulo de ataque y ángulo de alivio). ataque y ángulo de alivio). Lo cual es unaLo cual es una

geometría simple que una herramienta de

geometría simple que una herramienta de un solo punto.un solo punto.

21.11. Mencione y describa brevemente los cuatro tipos de viruta que se

producen en el corte de metales.

Los cuatro tipos son (I) discontinua, en la que los chips se forma en segmentos separados; (2)

continua, en el que el chip no hace segmento y está formado de un metal dúctil; (3) construida

borde de la pizca continua, que es el mismo que (2), excepto que la fricción en la interfaz de la

herramienta chip provoca la adhesión de una pequeña porción de materi

herramienta chip provoca la adhesión de una pequeña porción de material de trabajo a la cara al de trabajo a la cara dede

la herramienta rastrillo, y (4) dentadas, que son semi-continua en el sentido de que poseen una

apariencia de sierra diente que se produce por una formación de viruta cíclica de alterna de alta

tensión de cizallamiento, seguido por la cepa de baja cizalladura.

21.12. Identif

21.12. Identifique las cuatro fuerzas que ac

ique las cuatro fuerzas que actúan sobre la viruta en el modelo

túan sobre la viruta en el modelo

de corte metálico ortogonal, pero que no pueden medirse directamente en

una operación

..

Las cuatro fuerzas que actúan sobre el chip son (1) la fuerza de fricción, (2) la fuerza normal a la

fricción, (3) la fuerza de corte, y (4) l

fricción, (3) la fuerza de corte, y (4) la fuerza normal a la fria fuerza normal a la fricción.cción.

21.15. Describa con palabras qué dice la

21.15. Describa con palabras qué dice la ecuación de Merchant.

ecuación de Merchant.

La

Laecuación comerciante establece que el ángulo de plano de corte aumenta cuando se aumentaecuación comerciante establece que el ángulo de plano de corte aumenta cuando se aumenta

ángulo de ataque y ángulo

(4)

Cancel Anytime.

(5)

Cancel Anytime.

La potencia requerida en una operación de corte es igual a la fuerza de corte multiplicado por la

velocidad

velocidad de cortde corte. e. De trabajo.De trabajo.

21.17. ¿Qué es la energía específica en el maquinado de metales?

La energía específica es la cantidad de energía requerida para eliminar una unidad de

volumen del material

21.18. ¿Qué significa el término efecto de tamañ

21.18. ¿Qué significa el término efecto de tamaño en el corte de

o en el corte de metales?

metales?

El efecto de tamaño se refiere al hecho de que los aumentos de energía específicos como

la sección transversal son

del chip (x w t0 en el

corte ortogonal o fxd en giro)

disminuye.

21.19. ¿Qué es

21.19. ¿Qué es un termopar herramienta-viruta

un termopar herramienta-viruta??

Un termopar de chip de herramientas

se comprenden del chip herramienta como los dos

metales diferentes que forman la unión de termopar:

como el - chip de interfaz

se calienta

durante el corte, un pequeño voltaje se emite desde la unión que se puede medir para

indicar la temperatura de corte.

CUESTIONARIO DE OPCIÓN MÚLTIPLE (v) azul

21.1. ¿Cuál de los procesos de manufactura siguientes se clasifica como

procesos de remoción de material? (dos respuestas correctas

procesos de remoción de material? (dos respuestas correctas ):

):

e

) molido,

f

) maquinado.

21.2. ¿La máquina herramienta “torno” se utiliza para realizar cuál

de las

siguientes operaciones de

siguientes operaciones de manufactura?

manufactura?::

e

) torneado.

21.3. ¿Con cuál de las formas geométricas siguientes está la operación de

taladrado más íntimamente relacionada?:

c

) agujero redondo

21.4. Si las condicione

21.4. Si las condiciones de corte en una operación de torneado son velocidad

s de corte en una operación de torneado son velocidad

de corte = 300 ft/min, avance = 0.010 in/rev y profundidad de corte = 0.100

in, ¿cuál de las siguientes

es la tasa de remoción de material?:

d

) 3.6 in3/min.

21.5. ¿Una operación de desbaste primario involucra generalmente a cuál

(6)

Cancel Anytime.

(7)

Cancel Anytime.

21.6. ¿Cuáles de las siguientes son las características del modelo de corte

ortogonal? (tres respuestas

ortogonal? (tres respuestas mejores):

mejores):

d

) solamente dos dimensiones juegan

un papel activo en el análisis,

f

) el filo del corte es perpendicular a la

dirección de la velocidad del corte y

g

) los dos elementos de la forma de la

herramienta son los ángulos de inclinación y

de relieve.

21.7. ¿Cuál de las siguientes es la relación de espesor de

21.7. ¿Cuál de las siguientes es la relación de espesor de viruta?:

viruta?:

b

)

to/tc

, donde

tc

= espesor de la viruta después del corte,

to

= espesor de la

viruta antes del corte,

f

= avance,

d

= profundidad y

w

= ancho del corte.

21.8. ¿Cuál de los cuatro tipos de viruta se podría esperar en una operación

de torneado conducida a baja velocidad de corte sobre un material de

trabajo frágil?

c

) discontinua.

21.9. De acuerdo con la ecuación de Merchant, ¿cuál de los siguientes

resultados podría tener un incremento en el ángulo de inclinación, si los

otros factores permanecen igual (dos mejores respuestas):

b

) disminución

de los requerimientos de potencia,

e

) incremento en el ángulo del plano de

corte?

21.10. Al usar el modelo de corte ortogonal para aproximar una operación

de torneado, ¿el espesor de la viruta antes del corte

to

corresponde a cuál

de los siguientes condiciones

del torneado?

b

) avance

f

21.11. ¿Cuál de los siguientes metales podría tener generalmente los

caballos de fuerza unitarios más bajos en una operación de maquinado?

a

)

aluminio

21.12. ¿Para cuál de los siguientes valores de espesor de viruta antes del

corte

to

esperaría usted que fuera más grande la

esperaría usted que fuera más grande la energía específica?

energía específica?

c

)

0.12

0.12 mm

mm

21.13. ¿Cuál de las siguientes condiciones de corte tiene un efecto mayor en

la temperatura de corte?

(8)

Cancel Anytime.

(9)

Cancel Anytime.

y el corte produce un espesor de viruta deformada de 0.65 mm. Calcule

a

))

el ángulo del plano de corte y

b

) la deformación cortante para la operación.

Solución:

(a)

r r

=

t t o o

/

t t c c

= 0.30/0.65 = 0.4615

φ = tan

φ = tan-1-1

(0.4615 cos 15/(1 - 0.4615 sen 15)) = tan

-1-1

(0.5062) = 26.85°

(b)

deformación de corte

γ = cot 26.85 + tan (26.85γ = cot 26.85 + tan (26.85

- 15) = 1.975 + 0.210 = 2.185

21.2. En el problema 21.1, suponga que el ángulo de inclinación cambiara

aa

a

= 0°. Suponiendo que el ángulo de fricción permaneciera igual,

determine

a

) el ángulo plano de corte,

b

) el espesor de la viruta y

c

) la

deformación cortant

deformación cortante para

e para la operación.

la operación.

Solución:

del

Problema

21.1,

=

15

15 ecuación

ecuación. (21.16):

. (21.16):

/2

-

/2;

reordenand

o,

=

2(45)

+

-

2

2 = 2(45) +

= 2(45) +

αα

- 2(

) = 90 + 15

– –

2(26.85) = 51.3

Ahora, con

= 0 y

restante en el mismo

restante en el mismo 51.3

51.3 ,

,

(b)

Grosor de la viruta en

= 0:

t t c c

=

t t oo

/tan

0.854 mm

(c)

deformación de corte

3.199

3.199 21.3. En una operación de corte ortogonal, la herramienta de 0.250 in de

21.3. En una operación de corte ortogonal, la herramienta de 0.250 in de

ancho tiene un ángulo de inclinación de 5º. El torno se configura para que

el espesor de la viruta antes del corte sea de 0.010 in. Después del corte, el

espesor de la viruta deformada se mide y tiene un valor de 0.027

espesor de la viruta deformada se mide y tiene un valor de 0.027 in. Calcule

in. Calcule

a

) el ángulo del plano de corte y

b

) la deformación cortante para la

operación.

Solución: (a)

r r

=

t t oo

/

t t c c

= 0.010/0.027 = 0.3701

-1 -1

_{(0.3813) =}

_20.9

(b) deformación de corte

= cot 20.9 + tan (20.9

– –

5) = 2.623 + 0.284 =

2.907

2.907 21.4. En una operación de torneado, la velocidad de la aguja se configura

21.4. En una operación de torneado, la velocidad de la aguja se configura

para proporcionar una velocidad de corte de 1.8 m/s. El avance y

profundidad del corte son 0.30 mm y 2.6 mm, respectivamente. El ángulo

y

= 26.85

.

Usando la ecuación Mercante, la

=

45

45 +

+

= 45 + 0/2

– –

51.3/2 =

19.35

19.35 = 0.30/tan 19.35 =

= 0.30/tan 19.35 =

= cot 19.35 + tan (19.35 - 0) = 2.848 + 0.351 =

= tan

(10)

Cancel Anytime.

(11)

Cancel Anytime.

Utilice el modelo de

Utilice el modelo de corte ortogonal como una aproximación del proceso de

corte ortogonal como una aproximación del proceso de

torneado.

Solución: (a)

r r

=

t t oo

/

t t c c

= 0.30/0.49 = 0.612

-1 -1

_{(0.6628) =}

_33.6

(b)

= cot 33.6 + tan (33.6 - 8) = 1.509 + 0.478 =

1.987

1.987 (c)

(c)

RRMRMR

= (1.8 m/s x 10

33

mm/m)(0.3)(2.6) =

1404 mm

33

/s

21.5. La fuerza de corte y la fuerza de empuje en una operación de corte

ortogonal son 1 470 N

ortogonal son 1 470 N y 1

y 1 589 N, respectivamente. El ángulo de inclinación

589 N, respectivamente. El ángulo de inclinación

es de 5°, el ancho del corte es de 5.0 mm, el espesor de la viruta antes del

corte es de 0.6 y

corte es de 0.6 y la relación de espesor de la viruta es de

la relación de espesor de la viruta es de 0.38. Determine

0.38. Determine

a

))

la resistencia cortante del material de trabajo y

b

) el coeficiente de fricción

en la operación.

Solución: (a)

-1-1

_{(0.3916) = 21.38}

F

F ss

= 1470 cos 21.38

– –

1589 sin 21.38 = 789.3 N

A

Ass

= (0.6)(5.0)/sin 21.38 = 3.0/.3646 = 8.23 mm

22

S S

= 789.3/8.23 = 95.9 N/mm

22

=

95.9 MPa

(b)

=

45

45 +

+

/2

-

/2;

reordenando,

=

2(45)

+

-

2

2 = 2(45) +

= 2(45) +

αα

- 2(

) = 90 + 5

– –

2(21.38) = 52.24

= tan 52.24 =

1.291

1.291 21.6. La fuerza de corte y la fuerza de empuje se han medido en una

21.6. La fuerza de corte y la fuerza de empuje se han medido en una

operación de corte ortogonal y son de 300 lb y 291 lb, respectivamente. El

ángulo de inclinación es de 10º, el ancho de corte de 0.200 in, el espesor de

la viruta antes del corte de 0.015 y la relación de espesor de la viruta de 0.4.

Determine

a

) la resistencia al corte del material de trabajo y

b

) el

coeficiente de fricción de la operación.

Solución:

-1-1

_{(0.4233) = 22.94}

F

F ss

= 300 cos 22.94 - 291sin 22.94 = 162.9 lb.

A

Ass

= (0.015)(0.2)/sin 22.94 = 0.0077 in

22

S S

=

162.9/0.007

7 =

21,167 lb/in

22

= 2(45) +

αα

- 2(

) = 90 + 10 - 2(22.94) = 54.1

= tan 54.1 =

1.38

1.38 = tan

= tan

-1-1

_{(0.612 cos 8/(1}

_–_–

_{0.612 sin 8)) = tan}

= tan

-1-1

_{(0.38 cos 5/(1 - 0.38 sin 5)) = tan}

= tan

(12)

Cancel Anytime.

(13)

Cancel Anytime.

del corte es

del corte es de 0.55. Determine

de 0.55. Determine

a

) el espesor de la viruta después del corte,

b

) el ángulo de corte,

c

) el ángulo de fricción,

d

) el coeficiente de fricción y

ee

) la deformación cortante.

Solución: (a)

r r

=

t t oo

/

t t c c

,

t t c c

=

t t oo

/

r r

= 0.012/0.55

= 0.022 in

(b)

= tan

-1-1

_{(0.55 cos 15/(1 - 0.55 sin 15)) = tan}

-1-1

_{(0.6194) =}

_31.8

(c)

=

2(45)

+

αα

- 2(

2(31.8) =

41.5

41.5 (d)

(d)

= tan 41.5 =

0.88

0.88 (e)

(e)

= cot 31.8 + tan(31.8 - 15) = 1.615 + 0.301 =

1.92

1.92 21.8. La operación de corte ortogonal descrita en el problema 21.7

21.8. La operación de corte ortogonal descrita en el problema 21.7

involucra un material de trabajo cuya resistencia al corte es de 40 000

lb/in2. Con base en sus

lb/in2. Con base en sus respuestas al problema anterior, calcule

respuestas al problema anterior, calcule

a

) la fuerza

cortante,

b

) la fuerza de corte,

c

) la fuerza de empuje y

d

) la fuerza de

fricción.

Solución: (a)

A Ass

= (0.012)(0.10)/sin 31.8 = 0.00228 in

22

.

F

F ss

=

A AssSS

= 0.0028(40,000) =

91.2 lb

(b)

F F c c

= 91.2 cos (41.5 - 15)/cos (31.8 + 41.5 -15) =

155 lb

(c)

F F t t

= 91.2 sin (41.5 - 15)/cos (31.8 + 41.5 -15) =

77.2 lb

(d)

F F

= 155 sin 15 - 77.2 cos 15 =

115 lb

21.9. En una operación de corte ortogonal, el ángulo de in clinación es de

–

5º, el espesor de la viruta antes del corte es de 0.2 mm y el ancho del corte

es de 4.0 mm. La relación de viruta es de 0.4. Determine

a

) el espesor de la

viruta después del corte,

b

) el ángulo de corte,

c

) el ángulo de fricción,

d

) el

coeficiente de fricción y

ee

) la deformación cortante.

Solución: (a)

r r

=

t t

/

t t t t

=

t t

/

rr

= 0.2/.4 =

0.5 mm

) = 90 + 15 -

(14)

Cancel Anytime.

(15)

Cancel Anytime.

fuerza cortante,

c

) la fuerza de corte y

) la fuerza de corte y la fuerza de empuje y

la fuerza de empuje y

d

) la fuerza de

fricción.

Solución: (a)

-1-1

_{(0.5668) =}

_29.5

(b)

A Ass

= (0.015)(0.15)/sin 29.5 = 0.00456 in

22

.

F

F ss

=

A AssSS

= 0.00456(50,000) =

228 lb

(c)

=

2(45)

+

αα

- 2(

F

F c c

= 228 cos (50.9 - 20)/cos (29.5 + 50.9 -20) =

397 lb

F

F t t

= 228 sin (50.9 - 20)/cos (29.5 + 50.9 -20) =

238 lb

(d)

F F

= 397 sin 20 - 238 cos 20 =

359 lb

21.11. Repite el problema 21.10 excepto porque el ángulo de inclinación se

modificó a

–

5° y la relación de espesor de

5° y la relación de espesor de la viruta resultante es de 0.35.

la viruta resultante es de 0.35.

Solución: (a)

-1-1

_{(0.3384) =}

_18.7

(b)

A Ass

= (0.015)(0.15)/sin 18.7 = 0.00702 in

22

.

F

F ss

=

A AssSS

= 0.00702(50,000) =

351 lb

(c)

=

2(45)

+

αα

- 2(

F

F c c

= 351 cos(47.6 - (-5))/cos(18.7 + 47.6 - (-5)) =

665 lb

F

F t t

= 351 sin(47.6 - (-5))/cos(18.7 + 47.6 - (-5)) =

870 lb

(d)

F F

= 665 sin (-5) - 870 cos

(-5) =

808 lb

21.12. Una barra de acero de carbono de 7.64 in de diámetro tiene una

resistencia a la tensión de 65 000 lb/in2 y una resistencia al corte de 45 000

lb/in2. El diámetro se reduce utilizando una operación de torneado 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 inclinación de la

herramienta en la dirección del flujo de la viruta es de 13°. Las condiciones

de corte dan como resultado una relación de viruta de 0.52. Utilizando el

= tan

-1-1

_{(0.5 cos 20/(1 - 0.5 sin 20)) = tan}

) = 90 + 20 - 2(29.5) = 50.9

= tan

-1-1

_{(0.35 cos(}

_–_–

_{5)/(1 - 0.35 sin(-5))) = tan}

) = 90 + (-5)

(16)

Cancel Anytime.

(17)

Cancel Anytime.

F

F t t

=

F F sssin (β –sin (β –α)/cos (α)/cos (

F

F t t

= 264.1 sin (43.3 - 13)/cos (29.8 + 43.3 - 13) =

121 lb

(d)

μ μ

= tan

ββ

= tan 43.3 =

0.942

0.942 21.13. Acero al bajo carbono con una resistencia a la tensión de 300 MPa y

21.13. Acero al bajo carbono con una resistencia a la tensión de 300 MPa y

una resistencia al corte de 220 MPa se corta en una operación de torneado

con una velocidad de corte de 3.0 m/s. El avance es de 0.20 mm/rev y la

profundidad del corte es de 3.0 mm. El ángulo de inclinación de la

herramienta es de 5º en la dirección del flujo de la viruta. La relación de

viruta resultante es de 0.45. Utilizando el modelo ortogonal como una

aproximació

aproximación al

n al torneado, determine

torneado, determine

a

) el ángulo del plano de corte,

b

) la

fuerza de corte,

c

) la fuerza cortante y la fuerza de avance.

Solución: (a)

-1-1

_{(0.4666) =}

_25.0

(b)

A Ass

=

t t oow w

/sin

= (0.2)(3.0)/sin 25.0 = 1.42 mm

22

.

F

F ss

=

A AssSS

= 1.42(220) =

312 N

(c)

=

2(45)

+

αα

- 2(

F

F c c

=

F F ss

cos (

ββ – –αα

)/cos (

+

ββ – –αα

)

F

F c c

= 312 cos(45 - 5)/cos(25.0 + 45.0 - 5)

= 566 N

F

F t t

=

F F ss

sin(

ββ – –αα

)/cos(

+

ββ – –αα

)

F

F t t

= 312 sin(45 - 5)/cos(25.0 + 45.0 - 5) =

474 N

21.14. Una operación de torneado se hace con un ángulo de inclinación de

10º, un avance de 0.010 in/rev y una profundidad de corte de 0.100 in. Se

sabe que la resistencia al corte del material de trabajo es de 50 000 lb/in2 y

la relación de espesor de la viruta medida después del corte es de 0.40.

Determine la fuerza de corte y la fuerza del avance. Use el modelo

+ β – + β – α)α)

= tan

-1-1

_{(0.45 cos 5/(1 - 0.45 sin 5)) = tan}

) = 90 + 5

(18)

Cancel Anytime.

(19)

Cancel Anytime.

Solución: Comience con la definición de la relación de chips, la

ecuación. (21.2):

r r

=

t t oo

/

t t c c

= sin

/cos (

)

Reordenando,

r r

cos (

)

=

sin

Usando la identidad trigonométrica cos(

)

=

cos

+

sin

r

(cos

cos

+

sin

)

=

sin

Dividiendo ambos lados por sin

, obtenemos

r r

cos

/tan

=

1

r

cos

/tan

Reorganizar, tan

=

r r

cos

/(1

-

r r

sin

)

Q.E.D.

21.16. Demuestre cómo la ecuación 21.4 se deduce a partir de la figura 21.6.

Solución:

En la figura

En la figura,

,

=

AC AC

/

BDBD

= (

AD AD

+

DC DC

)/

BDBD

=

AD AD

/

BDBD

+

DC DC

/

BDBD AD

AD

/

BDBD

= cot

y

DC DC

/

BDBD

= tan (

-

)

asi,

= cot

+ tan (

Q.E.D.

21.17. Deduzca las ecuaciones de fuerza para

F,

F, N,

N, FS

FS

yy

Fn

(ecuaciones

21.9 a 21.12 en el texto), utilizando el diagrama de fuerzas de la figura

21.11.

21.11. Solución: Eq. (21.9): En la

Solución: Eq. (21.9): En la

figura 23.11, construir una línea que comienza en la

intersección de

F F t t

y

F F c c

que es perpendicular a la fuerza de fricción

F F

. La línea

construida

es en un ángulo

con

F F c c

. El vector F se divide en dos segmentos de línea, una de las

cuales =

F F c c

sin

y

el

otro

=

F F t t

cos

.

asi,

F F

=

F F c c

sin

+

F F t t

cos

.

Q.E.D.

Eq. (21.10): En la

figura 23.11, traducir vector N

verticalmente hacia arriba hasta que

coincide con la línea

previamente construido, cuya longitud =

F F c c

cos

traducir vector pies hacia la

derecha y hacia abajo en un ángulo

-

cos

sin

+

r r

sin

= 1

- = 1 -

r r

sin

-

)

. Siguiente,

hasta que su base se

(20)

Cancel Anytime.

(21)

Cancel Anytime.

asi

F F ss

(original) =

F F c c

cos

Eq. (21.12): En la

figura 23.11, construir una línea desde la

intersección de pies y Fc que

es perpendicu

lar y se cruza

con el vector Fn. Vecto

r Fn se divide ahora en do

s

segmentos de línea, una de las cuales

=

F F t t

cos

Por lo tanto,

F F nn

=

F F c c

sin

Potencia y energía e

Potencia y energía en m

n maquinado

aquinado

21.18. En una operación de torneado de acero inoxidable con una dureza de 200

HB, la velocidad de corte de 200 m/min, el avance de 0.25 mm/rev y la

profundidad del corte de 7.5min, ¿cuánta potencia consumirá el torno para

llevar a cabo esta operación si su eficiencia mecánica es

llevar a cabo esta operación si su eficiencia mecánica es de 90%? Utilice la tabla

de 90%? Utilice la tabla

21.2 para o

21.2 para obtener el valor de energía específico apropiado.

btener el valor de energía específico apropiado.

Solución:

De la Tabla

De la Tabla 21.3,

21.3,

U U

= 2.8 N-m/mm

33

= 2.8 J/mm

33 R

RMRMR

=

vfd vfd

= (200 m/min)(10

33

mm/m)(0.25 mm)(7.5 mm) =

375,000 mm

33

/min = 6250

mm

33

_/s

P

P c c

= (6250 mm

33

/s)(2.8 J/mm

33

) = 17,500 J/s = 17,500 W = 17.5 kW

Contabilización de la eficiencia mecánica

Contabilización de la eficiencia mecánica ,

,

P P gg

= 17.5/0.90 = 19.44 kW

21.19. En el

21.19. En el problema anterior, calcule los requerimientos de potencia del torno

problema anterior, calcule los requerimientos de potencia del torno

si el avance es de 0.50 mm/rev.

Solución: Este es el mismo problema básico que el anterior, excepto que una corrección

se debe hacer para el Uso de la figura "efecto tamaño." 21.14, para

f f

= 0.50 mm, factor de

corrección= 0.85. d

e la tabla

21.3,

U U

= 2.8 J/mm

33

. Con el factor de

corrección,

UU

= 2.8(0.85)

= 2.38 J/mm

33

_.

R

RMRMR

=

vfd vfd

= (200 m/min)(10

33

mm/m)(0.50 mm)(7.5 mm) = 750,000 mm

33

/min = 12,500

3

_/s

- -

F F t t

sin

Q.E.D.

y el otro =

F F c c

sin

.

+

(22)

Cancel Anytime.

(23)

Cancel Anytime.

Solucion: de la tabla 21.3,

HP HP uu

= 0.25 hp/(in

33

/min) para el aluminio. Dado que la

alimentación es mayor que 0.010 in /

rev en la tabla, un factor

de corrección se debe

aplicar en la figura 21.14. Para f = 0,020 in / rev =

a, el factor de corrección = 0,9.

HP HP c c

=

HP HP uu

x

RRMRMR

,

HP HP gg

=

HP HP c c

/

E E R RMRMR

=

vfd vfd

= 900 x 12(.020)(0.250) = 54 in

33

/min

HP HP c c

= 0.9(0.25)(54) = 12.2 hp

HP HP gg

= 12.2/0.87 = 14.0 hp

21.21. En una operación de maquinado con acero simple al

21.21. En una operación de maquinado con acero simple al carbono cuya dureza

carbono cuya dureza

de Brinell es de 275 HB, la velocidad de corte se configura a 200 m/min y la

profundidad de corte es de 6.0 mm. El motor del torno consume 25 kW y su

eficiencia mecánica es de 90%. Utilizando el valor de energía específica

apropiada de la tabla 21.2, determine el avance máximo que se

apropiada de la tabla 21.2, determine el avance máximo que se puede obtener en

puede obtener en

esta operación.

Solución: de la tabla 21.3,

U U

= 2.8 N-m/mm

33

= 2.8 J/mm

33 R

RMRMR

=

vfd vfd

= (200 m/min)(10

33

mm/m)(6 mm)f = 1200(10

33

)f mm

33

/min = 20(10

33

)f mm

33

/s

Potencia disponible

P P c c

=

P P gg E E

= 25(10

33

)(0.90) = 22.5 (10

33

) = 22,500W = 22,500 N-m/s

Potencia requerida

P P c c

= (2.8 N-m/mm

33

)( 20 x 10

33

) f = 56,000 f (units are N

-m/s)

Ajuste de potencia disponible = potencia requerida, 22,500 = 56,000

f f f

f

= 22,500/56,000 = 0.402 mm

(esto debe ser interpretado como mm / rev para

una operación de torneado)

(24)

Cancel Anytime.