chipantiza a. oñate a. _ combinados

7/25/2019 Chipantiza a. Oate a. _ Combinados

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UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATO

FACULTAD DE INGENIERA CIVIL Y MECNICA

CARRERA DE INGENIERA MECNICA

Taller Mecnico IIIn! Dieo N"#e$

In%eran%e& 'Alex Oate

Chipantiza Alex

A(ril ) Ao&%o *+,-


2/36

CA.TULO IV

COMBINADOS


3/36

.ROBLEMA ,

A partir de un tocho de acero de dimensiones 350x200x100 (todas las

cotas en mm) se desea obtener mediante mecanizado la pieza

representada en la Fiura 1! "a ener#a espec#$ca de corte del Acero

es de 1000 %&mm2 ' se supone independiente de los parmetros de

corte! e pide*

1! +leir la m,uina-herramienta ms adecuada para la

producci.n de la pieza representada en la Fiura 1! /azonar la

respuesta!

2! e entre las herramientas recoidas en la abla 1 eleir las ,ue

permiten minimizar el tiempo de mecanizado de la pieza! +n

,u caso se utilizar#a el escariador4

3! Calcular este tiempo m#nimo de mecanizado despreciando

tiempos de aproximaci.n salida retirada ' cambio de

herramientas ' suponiendo no necesario el uso del escariador!

6! Calcular la potencia necesaria para lle7ar a cabo la operaci.n

suponiendo un rendimiento mecnico de 08! omar para la

operaci.n de 9resado un 7alor aproximado de p:s;1000%&mm2!

5!


4/36


5/36

( )

0.591mintm

min

mm1591.549Vf

318.310rpmN

frasado=

=

=

=

+=

+=

=

=

==

=

=

=

)2min(295.0

)2(

min295.0

min549.1591

120350

)10(319.3185.0

..

)120(

min1201000

.

.1000

1000

..

fra sado

fra sadofra sado

fra sado

fra sado

fra sado

tm

ttm

t

mm

mmmmt

VfDlmt

rpmdiente

mmVf

NzfVf

mm

m

N

D

VcN

NDVc

( )

0.742mintm

0.151mintm

min

mm795.775Vf

m1591.549rpN

total

frasado

=

+=

+=

===

=

=

=

=

=

==

=

=

=

min151.0min591.0

)3min(050.0

)3(

min050.0

min775.795

40

549.15915.0

.

)8(

min401000

.

.1000

1000

..

total

fras adotaladradototal

taladrado

taladraaotaladrado

taladrado

ftal adrado

taladrado

tm

tmtmtm

tm

ttm

t

mm

mmt

Vflmt

rpmrev

mmVf

NfVf

mm

m

N

D

VcN

NDVc

/0


6/36

16.579KWPn==

=

=

==

=

=

=

=

=

=

=

WPn

NPn

n

PcPn

nPnPc

NPc

smm

mmm

mm

NPc

mmQ

mmmmmmQ

VfapaeQ

QPsPc

mm

NPs

n

635,16578

8.0

908.13262

)(

908.13262

60

min1

1000

1

min5.7957741000

min5.795774

min549.1591)5)(100(

..

.

1000

8.0

3

2

3

2

@iene a ser necesario el ecariador si se exie una ele7ada calidad de

los auBeros! +n este caso la broca a utilizar ser#a la de 5 mm de

dimetro


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.ROBLEMA *

e desea mecanizar la pieza de la $ura 1 a partir de un blo,ue de

acero de dimensiones iniciales l ; 300mm b ; 150mm ' altura

200mm!

"a m,uina a utilizar es un centro de mecanizado de 3 eBes ' dispone

de las herramientas mostradas en la tabla 1!

"a ener#a especi$ca del acero de la pieza en N/mm2

7iene dada

por la expresi.n*

ps=1000ac0.29

iendo ac el espesor de 7iruta en mm!

e pide*

1!- ecuencia de las operaciones de mecanizado necesarias para

9abricar la pieza de$niendo para cada operaci.n!

a) Derramientas ' parmetros de cada operaci.n ,ue aseuren el

tiempo de mecanizado m#nimo!

b) 9uerza de corte mxima por diente ,ue se alcanza en cada

operaci.n!

2!- ras las operaciones anteriores la pieza su9re un tratamiento

trmico de temple hasta alcanzar una dureza de E0D/c (dureza mu'

ele7ada)! na 7ez templada se desea*


8/36

c) Obtener las tolerancias aBustadas de planitud ' excelente acabado

super$cial en la super$cie plana ! una 7ez hecho esto

d) Gecanizar dos auBeros cuadrados de lado 20mm ' pro9undidad 30

mm sobre dicha super$cie plana !

%ombrar las m,uinas ' las necesarias para lle7ar a cabo ambas

operaciones! /azonar la respuesta en cada u o de los casos!

3!- "as primeras herramientas de metal duro ,ue aparecieron en el

mercado su9r#an un importante desaste de crter al mecanizar

materiales 9rreos


9/36

min/195

7,10

1.0

90

12

160

mVc

mmap

mmFz

Kr

N

mmD

platodeFresa

o

===

==

min/130

7

05.0

2

10

mVc

mmap

mmFz

N

mmD

ranuradodeFresa

=

===

min/140

6

24.0

45

4

50

0

mVc

mmap

mmFz

Kr

N

mmD

platodeFresa

===

==


10/36


11/36

ChaIn 65

1535.16N=140m/min)n/60seg)/(m/seg)(1mi(3585.050N=Pc/Vc=Fc

3582.050=)1min/60seg1m/1000mm(*/min)/minm(128342.4mmm1674.606N/=Pc

ps.Q=Pc

/min128342.4mm=Q

Q3!Q2!Q1=Q

/min128342.4mm=(855.616)(5mm)(5mm)=Q3

/min42780.8mm=)(855.616)(5mm)(10mm=Q2

/min64171.2mm=)(855.616)(5mm)(15mm=Q1

"p."e.V#=Q

min855.616mm/=50mm))(140m/min)/*(10000.24mm(4)(=$#

#.%.N=$#

mm1674.606N/=ps0.169mm="c

'(0.169mm)*1000=pssen45*0.24mm="c

1000."c=pssen*#="c

32

3

3

3

3

2

0.29

0.29

aladrado

1137.7N=0.639mm'+2*m+21779.71N/m=#c

sc*ps=#c

0.639'mm+2=sc4.66mm="4.66mm*0.137mm=sc4/sen59="

"*"c=sc(-/2)/sen="0.16mm/e$=F

130m/min=Vc

mm+22383.958N/=ps0.137mm="c2=

(0.29)(0.137mm)+*1000=pssen59*0.16mm="c10mm=-

(0.29)"c+*1000=ps#.sen="c

-"s

Re&12e&%a *


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=ara tolerancias aBustadas ' mu' buen acabado super$cial se utiliza

una ma,uina recti$cadora plana de mesa alternati7a como

herramientas muelas de recti$cado

Re&12e&%a 3

tilizar recubrimientos como por eBemplo recubrimiento %i


13/36

.ROBLEMA 3

e desea mecanizar el eBe estriado de la $ura 1 a partir de un

redondo de dimetro 150mm ' lonitud 300mm!

+l eBe es de acero al carbono con una ener#a espec#$ca de corte de2!00%&mm2! e desea realizar el mecanizado completo en una solam,uina ' en el menor tiempo posible! e pide*

1! escribir en detalle la m,uina ' los utillaBes ' accesoriosnecesarios para lle7ar a cabo el mecanizado completo de la

pieza!2! e entre las herramientas disponibles en el almacn (abla 1)

eleir las necesarias para el mecanizado de la pieza!3! eterminar la 9uerza de corte (entendida como la componente

de la 9uerza en la direcci.n de @c) mxima sobre la herramientaen cada una de las operaciones de mecanizado ,ue se realizansobre la pieza!

6! eterminar la potencia re,uerida en el husillo principal de lam,uina supuesto un rendimiento mecnico del 85J!

5! er#a posible calcular la ruosidad ,ue ,uedar#a en la

super$cie cil#ndrica tras el mecanizado a partir de los datos de,ue se dispone4 /azona la respuesta!1)

na soluci.n buena ser#a un torno de C% con control del eBe C 'herramientas motorizadas


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2)Cilindrado*atos*

( )

3240NFc

24300WPc

min

mm540000

3

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=+

=

=

min450

)60(.

24300

60min1

10001

min5400002700

.

1

1000

min45026.0

..

min450

6.0

2

2

1252

100150

2700

3

2

2

ms

mN

Fc

Vc

FcFc

smmmmm

mmNPc

QPsPc

m

mmmmm

rev

mmQ

VcapfQ

mVc

rev

mmf

mmap

aHerramient

mmDm

mmNPs

/anurado*Derramienta 6

259.2NFc

0.096mmSc 2

=

=

=

=

=

=

==

=

=

==

)096.0(2700

.

)2(048.0

.

10

2

048,0

min200

102

2

2 mm

mm

NFc

ScPsFc

mmdiente

mmSc

awacSc

mmDc

z

diente

mmfz

mVc

mmaemmap


15/36

.ROBLEMA /e desea 9abricar un lote de pistones en aleaci.n de aluminio (7erplano en $ura 1)! +l dimetro inicial del tocho es de 8mm! i bienestas piezas 7ienen 9abricadas por 9undici.n sus re,uisitos

eomtricos implican el mecanizado posterior de ciertas zonasexteriores! =ara ello es necesario completar la hoBa de proceso conlos datos de mecanizado imprescindibles para el operario!e pide*1! /ellenar los datos ,ue 9altan de la hoBa de proceso de la tabla 1teniendo en cuenta*- las lonitudes de aproximaci.n ' salida ;0mm- el nulo de punta de la broca 118K- %max de la m,uina 3500rpm2! +leir Busti$cando la respuesta la m,uina en la ,ue mecanizar#aseste tipo de piezas!


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17/36

4ona Ti1oO1eraci5n

N6r170

Vc 6787in0 V967787in0

96770

%76&0

4ona A Cilindrado de

interiores

256E-

2?38

E00

(recomenda

da)

508-588 0!2 0!?

4ona B Cilindrado

2600 5E!?E 260 0!1 185

*a2:ero&

aladrad

o

1500 0E8E E00 0!05 3

Ca7(io ;e

a%a;a

- - - - - 5

4ona C /e9rentado

256E6

?

E00

(recomenda

da)

256!E6 0!1 8!

3ran2ra&

/anurad

o

8?0!3 200 133!55 0!15 6!61


18/36

Lona

( )( )

18.75stm

0.1mmf

min

m576.796Vc

76.5mm!m

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

+=

min1

60min313.0

min240

75

2400

min240

1000

24005.76

1000

..

2

)7578(

stm

mm

mmtm

rpm

mm

f

N

Vff

rpmmmVc

NDVc

mmDm

Lona c

0.147min

min254.647mm"#$f

m2546.497rp#N

==

m

n)4.647mm/mi37.5mm/(25m

=(m/2)/$#=m

m2546.479p*0.1mm=$#N*#=$#

15mm)*('600m/min)/*(1000=N

-)*V)/('*(1000=N

'=m

0.1mm=F

'=V#

600m/min=Vc

'=N

-"s

/anurado aladrado

( )( )

mmlm

mmlm

rpmmmVc

NDVc

15 2

)4575(

1000

150015

1000

..

=

=

=

=

=

min

m70%686Vc


19/36

( )

( )

min

mm

133.557Vf

890.377rpmN

=

==

=

=

=

=

+=

rpmmmVf

NfVf

mm

m

N

D

VcN

mmDm

mmDm

377.89015.0

.

5.71

min2001000

.

.1000

5.71

2

)6875(

4.417stm

3.5mmlm

=

=

=

=

=

=

=

min1

60min079.0

)3(026.0min

557.133

5.3

2

)6875(

stm

t

mm

mmt

mmlm

Vf

lmt

3stm=

=

=

=

=

min1

60min050.0

)2min(025.0

min600

15

stm

tm

mm

mmtm

Vf

lm

tm


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.ROBLEMA -

e desea 9abricar una corta serie de eBes de acero de baBo contenido

en carbono con una ener#a espec#$ca de corte Ps=N/mm2

!

=artiendo de un redondo laminado de 200 mm de dimetro se debe

mecanizar el exterior del eBe hasta un dimetro de 15 mm! +l diseo

del eBe contempla tambin un auBero de 25 mm de dimetro ' 60

mm de pro9undidad! +n el anexo se indican las herramientas

disponibles!

=ara ,ue el acabado super$cial sea adecuado se re,uiere hacer una

operaci.n de acabado con una pro9undidad de pasada de 0!5 mm! =or

Mltimo para e7itar de9ormaciones de la ma,uina la 9uerza de corte

est limitada a 8000 %!

e pide*

1! eleccionar ' Busti$car el tipo de ma,uina a utilizar ' describir

la secuencia de operaciones indicando la herramienta eleida

en cada caso!2! Calcular los parmetros de corte .ptimos para un tiempo de

mecanizado m#nimo!


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3! Con las condiciones del aparato anterior calcular la potencia

m#nima re,uerida de la ma,uina teniendo en cuenta un

rendimiento del 85 J!6! A la hora de hacer el auBero suponiendo ,ue el nulo de

incidencia en las proximidades del centro de la herramienta sea

de 2N calcular el dimetro a partir del cual comienza a darse el

9en.meno de talonamiento!5! Calcular la ruosidad te.rica obtenida en la super$cie cil#ndrica

de la pieza! +n caso de ,ue se re,uiera una ruosidad in9erior a

la calculada explicar ,u medidas se podr#an tomar!E! Antes de comenzar la operaci.n c.mo puedes saber si la

herramienta lleara al $nal de su 7ida antes de acabar dicha

operaci.n4

1)

Centro de torneado!


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- Cilindrado2 pasadas de ap;Emm con la herramienta de cilindrado 1!1 pasada de ap;05mm con la herramienta de cilindrado 3- aladrado con una broca helicoidal

2)

atos*

=c;2100%&mm2

Fcmax;8000%

Cilindrado

( )

min963.5

)2min(982.2min

521.150

450

)631.237(635.0

.

==

=

=

=

==

cilindradotm

tm

mm

mmtm

Vf

lmtm

rpmmmVf

NfVf

min

mm150.521Vf


23/36

( )

apfSc

KrSen

apKrSenfSc

awacSc

mm

m

N

D

VcN

mmDm

mm

N

NSc

Ps

FcSc

ScPsFc

mVc

mmap

revmmf

re

Kr o

.

)(.

.

)5.8187

min1401000

.

.1000

2

)173200(

2100

8000

.

min140

6

/7.0

2.1

45

2

=

=

==

=

=

=

+=

=

=

=

=

=

====

237.671rpmN

187.5mm!m

3.81mmSc 2

Acabado uper$cial

Derramienta de acabado 3


24/36

( )

( )

min

mm174%118Vf

435.296rpmN

=

==

=

=

=

=

+=

=

==

=

rpmmmVf

NfVf

mm

m

N

D

VcN

mmDm

mmDm

mmre

mmf

mmap

mVc

296.4354.0

.

5.175)min240.(1000

.

.1000

5.175

2

)175176(

8.0

4.0

5.0

min240

8.547mintm

0.635mmf

torn&ado =

+=

=

=

===

=

min)584.2963.5(

min584.2

min118.174

450

6

81.3 2

torneadotm

tm

mm

mmtm

Vf

lmtm

m

mmf

ap

Scf

aladrado

( )

891.268rpmN=

=

=

=

=

mm

m

N

D

VcN

mVc

25

min701000

.

.1000

min70

e$

mm0.35#

60=

25mm=-

2=

( )

0.128mintm

min

mm311.944Vf

=

=

=

=

=

=

min944.311

40

268.89135,0

.

mm

mmtm

Vf

lmtm

rpmrev

mmVf

NfVf


25/36

3)

2196.078WPn

1866.667WPc

=

=

=

=

=

=

=

85.0

667.1866

.

60

min1

min

140800

.

WPn

n

PcPn

nPnPc

s

mNPc

FcVcPc

6)

( )

m6.25'10(a 6=

=

=

)8.0(32

4.0

322

2

mmRa

re

fRa

5)

=ara saber si la herramienta lleara al $nal de su 7ida Mtil antes de

acabar la operaci.n se debe realizar 7arios ensa'os experimentales

de acuerdo a la 7elocidad cuanto es ,ue se 7a desastando el $lo de

la herramienta durante pasa el tiempo para relacionarla con la

ecuaci.n de a'lor VcTn

=K donde n ' > son contantes ,ue

dependen del material de la pieza ' de la herramienta!

.ROBLEMA /V#=

534.31pm)(0.243mm)(=V#

#.N=V#

)/10mm(2.43mm=#

Ac/"p=#

#."p=Ac

"

"

2

min,129.83-mm"#Vf

0.243mm#f

chipantiza a. oñate a. _ combinados

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