56291428 teoria de corte ii

Ingeniería de Sistemas y Automática

Tecnología de Fabricación y Tecnología de Máquinas

Procesos de fabricación:Mecanizado

Tecnología de Tecnología de Fabricación y Fabricación y Tecnología de Tecnología de

MáquinasMáquinas



Clasificación de las Tecnologías de Fabricación

Compresión axial

Compactación isostática

Extrusión y laminación

Soldadura eléctrica

Soldadura con gas

Soldadura por medios no

convencionales

Unión por abrasivos

Forja libre o con estampa

Laminación

Extrusión

Estirado

Conformado de chapas

Moldeado en arena

Moldeado en coquilla

Moldeado bajo presión

Arranque de viruta

Mecanizados por medios no

convencionales

Por sinterizadoPor soldaduraPor deformación

Por fusión y moldeo

Por eliminación de

material

Tecnologías de FabricaciónTecnologías de Fabricación



Índice:

1. Fundamentos del arranque de material1. Introducción

2. Nomenclatura

2. Formación de la viruta1. Hipótesis establecidas y relaciones analíticas

3. Teoría de corte1. Energía de corte

2. Teoría de Ernst-Merchant

3. Teoría de Lee y Shaffer

4. Vida de las herramientas y economía de corte

5. Procesos de mecanizado



Fundamentos (1)

Máquina Herramienta:

Son máquinas no portables que operadas por una fuente de energía exterior conforman los materiales por arranque de viruta, abrasión, choque, presión, técnicas eléctricas, ..., o una combinación de ellos.

Movimientos fundamentales:•Movimiento fundamental de corte (Mc)

•Movimiento de avance (Ma)



Fundamentos (2)



Fundamentos (3)

Herramienta elemental monocorte:•Angulo de inclinación L (λ)

•Cara D de corte, anterior o de desprendimiento

•Cara I, dorsal, o de incidencia

•Plano de referencia de trabajo

•Plano de corte

•Plano de medida de trabajo

•Plano de trabajo

•Ángulo de incidencia A (α)

•Ángulo de desprendimiento de trabajo C (γ)

•Ángulo del filo B (β)

•Ángulo de posición de arista de corte K (χ)



Fundamentos (4)

Se consideran tres operaciones básicas:• Torneado• Fresado• Taladrado

Torneado:

•Genera formas cilíndricas

•La pieza tiene un movimiento rotativo

•La herramienta se desplaza radial o longitudinalmente

Fresado:

•Gran versatilidad

•La pieza normalmente se mantiene fija

•La herramienta gira y se desplaza en una o dos direcciones

Taladrado:

•Sólo para mecanizar agujeros

•Aún así es la operación más realizada

•La pieza se mantiene fija

•La herramienta gira y se desplaza longitudinalmente

•Puede realizarse en una fresadora



Fundamentos (5)

torneado fresado

taladrado



Fundamentos (6)

Herramientas específicas para cada aplicación, pero puede hacerse una distinción fundamental:

•Herramientas enterizas

•Herramientas de placa soldada

•Herramientas de plaquita intercambiable(mayor parte de las herramientas actuales)

herramientas enterizas



Fundamentos (7)

herramienta de placa soldada

herramienta de plaquita intercambiable



Formación de la viruta (1)

Tipos de viruta:

•Viruta continua

•Viruta continua con filo aportado

•Viruta discontinua o quebrada

Hipótesis:

•Corte ortogonal L=0

•Material maleable, flujo continuo de viruta

•No hay expansión lateral

•Herramienta rígida con filo perfecto




Relación de corte:

Grado de recalcado:

Deformación plástica:

Relación de velocidades:

)-cos(sin

γφφ==

vttr

r/1=ε

)-cos(sincos

γφφγγ =

∆∆=

xs

s

)-cos(cos

γφγVVs =

)-cos(sin

γφγVVv =




Según las direcciones de corte:

Según las direcciones de la cara de desprendimiento:

Según el plano de cizallamiento:

Cálculo de ρ:

Fuerzas y tensiones de corte:

)-cos( γρRFt =)-tan()-sin( γργρ tt FRN ==

ρµ tan=)-cos(

sinsin

γρρρ tFRF ==

)-cos(cos

cosγρ

ρρ tFRN ==

)-cos()-cos(

)-cos(γρ

γρφγρφ +=+= ts FRF)-cos(

)-sin()-sin(

γργρφγρφ +=+= ts FRN

γγρ

tan-tan

tantt

tt

NFFN +=



Teoría de corte (1)

Energía de corte:

Teoría de Ernst-Merchant:

vFP t=tbF

tbvvFP

U tt ==∀

=

)-cos( γρRFt =

0t =∂∂

φF

2-2

πγρφ =+

1a teoría 2a teoría

C=+ γρφ -2

ss kσττ += 0

0t =∂∂

φF

kC

1arctan=




Teoría de Lee y Shaffer:

Estas teorías de corte proporcionan funciones que permiten el cálculo del ángulo de cizallamiento

4-

πγρφ =+




Teoría de Zorev de la fricción en la interfase viruta-herramienta:



Vida de las herramientas (1)

Temperaturas en el corte de metales:

333.00 )(4.0Kvt

CU

Tρ

=

Método analítico de Cook:

• T temp. Media en la interfase viruta-herramienta (ºC)

•U energía específica de la operación (Nm/mm3)

•v velocidad de corte (m/seg)

•t0 espesor de la viruta antes de corte (m)

•ρC calor específico volumétrico del material (J/mm3-ºC)

•K difusividad térmica del material de trabajo (m2/s)




Desgaste de las herramientas:

Por exceso de temperatura

Por rotura

Por desgaste progresivo




Formula de Taylor:

CVT n =

napv TAPCV ---=Generalización de la fórmula:




Criterios de optimalidad:

Tiempo más económico:

Tiempo de Máxima Producción:

[ ] mchp

fp

mcmr PTnN

PnN

PNTTTP ++++= )(

0=∂∂VP

Rnn

P

PTP

nn

Tm

mchfe

-1-1=

+=

NT

TnT

TT rm

p

chcu +++=

0u =∂∂

TT

chp TnnT -1=




ejemplo:

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