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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
FACULTAD DE INGENIERA MECNICA-ENERGA
PROCESOS DE MANUFACTURA I
PROBLEMA N 1
La f resadora mecn ica de la Facul tad de Ingeniera Mecnica,est dotada de la gama de velocidades ro tac ionales de l husi l lo en :
n = 63 , 90 , 125 , 180 , 250 , 355 , 500 , 710 , 1000 , 1400 , 2000 y2800 rpm , y la ve loc idades avances o automt icas siguientes :
VA= 17, 24, 34, 48, 67, 96, 134, 192, 268, 378, 540, 680, 755 y100 mm/min.
Y , posee un motor elctr ico de 2.2 Kw, est imndose su ef ic ienciaen 75%.
La po tencia espec f i ca de corte puede cons idera rse como unelemento sens ib lemente constante dentro de las condic iones de
operacin e igual a 0.15 Kwmin/cm3
En la menc ionada f resadora desea rea l izar ha todo lo la rgo deun e je de 200mm de long i tud y de 50mm de d imetro , un canalchaveter o que debe medi r 16mm de ancho por 10mm deprofundidad.
La f resa de d i sco a u t i l i za rse es de 150mm de d ime t ro y 22d ien tes recomendndose no exceder de 0 .07 mm/dien te , n i30m/min en la velocidad de corte.
Se pide determinar:
1 . la ve loc idad de ro tacin de l hus i l lo a se leccionar.
2 . la ve loc idad de cor te u t i l izada
3. La ve loc idad de avance de la mesa a se lecc ionar.
4 . E l nmero de pasadas de igua l p ro fund idad y la po tenc iamedia a emplear en cada pasada.
5. El caudal de v i ru ta en cada pasada.
6 . T iempo de e jecuc in de una pasada empleando recor r idosen el vaco de 5mm (min).
SOLUCION:
1.- la ve loc idad rotac ional de l husi l lo pr inc ipa l .
rpm66.63150*
30*1000
d*
Vc*1000n =
=
=
Autor: Ing. Snchez Valverde, Victoriano 12-nov-09 1
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PROCESOS DE MANUFACTURA I
De tablas se lecc ionamos n = 63rpm
La nueva ve loc idad de cor te u t i l i zada ser.
min/m68.291000
63*150*
1000
n*D*Vc ===
Seleccin de la ve loc idad de avance (mm/min)
Avance de la mesa:
a = 0.07mm/ d iente
Z = numero de d ientes
a. = 0.07 mm/dientes * 22dientes/rev.
a = 154 mm/rev.
VA = a * n VA = 1,54 mm/rev* 63rev/min
VA = 97.02 mm/min.
De la tab la de se lecc ionamos:
VA = 96 mm/min.
Profundidad y potencia cor te en cada pasada (Zw)
Debemos de ver i f icar con la potencia de l motor .
Potencia efect iva:
Pe = *Pm=0.75*2.2 =1.63Kw
remocindecaudal
cortedepotencia
Zw
PcKc =
Caudal de remocin.
Zw = p * b * VA
Zw = 10*16*96=15.36cm 3/min
Profundidad y potencia a emplear en cada pasada (Kw)
Zw
PcKc =
Autor: Ing. Snchez Valverde, Victoriano 12-nov-09 2
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PROCESOS DE MANUFACTURA I
Tenemos que verificar la potencia que nos dan en el motor con la
potencia especfica del motor.
Pc=Kc*Zw =0.15* Pc = (2.2) (0.75) Kw
Pc = 1.65KwZw = p * b * VA
Zw = (10mm)(16mm)(96mm/min) =15.36cm 3 /min.
Pc = 0.15Kw min/ cm 3 * 15.36 cm3 /min
Pc = 2.304Kw.
Pc>Pe 1.65 Kw > 2.304Kw
Entonces reduci remos la profundidad y se dar 2 pasadas.
p = 10/2 = 5mm.
Zw = (5mm) (16mm) (96mm/min) = 7.620cm 3 /min.
Pc = (Kc)(Zw) =0.15Kwmin/cm 3x7.680cm 3/min
Pc=1.152 Kw
1.65 Kw >1.152 Kw.
Entonces se concluye:
Se dar 2 pasadas con una profundidad de 5 mm y una potencia de1.152 Kw, e l caudal de v i ru ta en cada pasada es.
Zw = p* b = 5mm * 16 mm * 96 mm/min
Zw = 7.680 cm 3 / min.
El t iempo de e jecucin de una pasada empleando recorr idos en e lvaco de 5mm.
n*aX.2loLTm
+=
L = longi tud de l mater ia l
Lo = recorr idos en vaco
mm925.26)575(75)pR(RX 2222 =
Autor: Ing. Snchez Valverde, Victoriano 12-nov-09 3
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min696.296
925.26*.25200Tm =+=
PROBLEMA N2
Se desea e jecu ta r un cana l de 15 mm de p ro fund idad por 15 mm deancho y 300 cm de l ong i tud d i spon iendo de una f resa de d i sco de1 00 m m d e d i me tr o y 2 1 d ie nt es . S e r ec om ie nd o t ra ba ja r s inexceder con 0.08 mm/diente en e l avance y 25 m/min de la ve loc idadde cor te . La f resadora t iene un motor d 2 .2 Kw y es t do tado de lass igu ientes ve loc idades.
n : 45 90 112 220 450(rpm)
VA : 16 22 30 45 63 90 112 160(mm/min)
La p res in espec f i ca de cor te Kc se puede de te rminar med ian te lare lac in
Tomar como e l va lo r ap rox imado de l espesor med ia de v i ruta nodeformada la mi tad del va lor de espesor mximo.
L a e f ic ie nc ia m ec n ic a e n l as t r as mi si on es d e l a f r es a do ra s s esupone es 80%.
Determinar :E l nmero de pasadas de igua l p ro fund idad y po tenc ia a emplear encada pasada.
Tiempo de e jecucin de una pasada empleando recorr ido en e l vacode 5mm.
Datos
Profundidad p = 15mm
Ancho b = 15mm
Longi tud L = 300mm
Dimetro D = 100mm
Numero de dientes Z = 21
Avance por diente a Z =0.08mm/diente
Veloc idad de Corte Vc= 25m/min
Pm = 2.2kw
Autor: Ing. Snchez Valverde, Victoriano 12-nov-09 4
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n = 45 90 112 220 450 RPM
Vf = 16 22 30 45 63 90 112
P 5 = 0.036 (em a x) 0 . 1 8
2
a = Avance
a Z = a*Z = 0.08* 21
a Z = 1.68 mm/diente
Soluc in:
Hal lando las revo luc iones que g i ra la f resa
1000
n*D*Vc
= . . . . . . . . . . . . . (1)
D*
Vc*n
=1000
. . . . . . . . . . . . (2)
Reemplazando datos en (2)
rpm.*
*n 5779100251000 ==
Seleccionamos n= 45r pm
Hal lando la nueva ve loc idad de cor te
V= D.n
1000
min/m.**
Vc 137141000
45100=
=
Hal lando la ve loc idad de avance
VA = a.n a=mm/rev, n rpm a =1.68 mm/rev.
45 rev/min=75.6mm/min de tab las escogemos VA =63 mm/min
Hal lando e l espesor de v i ru ta
Autor: Ing. Snchez Valverde, Victoriano 12-nov-09 5
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100151100152145
632
12
/(/.*
*e
)D/p(D/pZ*.n
V.e
max
Amax
+=
+=
Espesor medio:
e c= 0.0553/2 =0.02765mm
Hal lando la potencia espec f ica
Kc=0.036(0.02765) - 0 . 1 8Kw-min/cm3
Kc=0.06874Kw-min/cm3
Sabemos que:
Zw
PcKc =
Ac = p.b
Zw=Ac*VA
p = profundidad, b = ancho, Ac=15mm, Ac=225mm2
Zw= 225mm 2 x 63mm/min Zw=14.175 cm 3 /min
Pc=0.0973Kw
Comparando con la potencia que nos dan como dato tenemos
Potencia efect iva:
Pe = Pm*=2.2*0.8 = 1.76Kw
2.2KW x 0 .8=Pc Pc= 1 .76Kw
Comprando tenemos 1.76 Kw > 0.097Kw
Conclus in se dar una pasada con una profundidad de 15mm y unapotencia de 0.97KW
Tiempo de mecanizado
AV
X.auLTm
2+++= 22 )2/()2/( pDDx =
L= Longi tud
Autor: Ing. Snchez Valverde, Victoriano 12-nov-09 6
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u= recorr idos en vaco
63
3550210300 22 )()(mmmmTm
++=
Tm= 381.414 =4.6min
83
PROBLEMA N 3
Se desea fresar una serie de piezas de acero de 88mm de ancho y 150 mm delongitud rebajando su superficie en un total de 5 mm, en cada pieza se dispone deuna fresadora provista de un motor de 2 cv, la eficiencia de las transmisiones de la
mquina pude considerarse en 75% y se tienen las siguientes velocidades y avances.
n. = 24, 52, 87, 137, 216, 340, 955, y 860rpm.
VA = 14, 23, 42, 80, 120, 195, 300 y 490(mm/min).
Para tal trabajo se utilizar una fresa frontal de 95 mm de dimetro y 10 dientes, cuyongulo de posicin del filo es 60. Se recomienda no exceder de 24 m/min, en lavelocidad de corte ni 0.09 mm/ diente en el avance. Considerar que en el rango detrabajo la energa especfica de e corte es 0.1 cv min/cm3. Considerando lascondiciones ms ventajosas se pide determinar.
El nmero de pasadas de igual profundidad y potencia que brinda el motor.
Tiempo de ejecucin de una pasada si se considera un recorrido anterior en vaco de5 mm.
Espesor mximo de viruta no deformada
Ancho = 88mm
Longitud = 158mm
Profundidad = 5mmPotencia del motor Pm = 2 Cv
Rendimiento n = 75%
Dimetro de la fresa = 95mm
Numero de dientes Z = 10
ngulo filo = 60
Autor: Ing. Snchez Valverde, Victoriano 12-nov-09 7
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Vc =min
m24
Avance por diente aZ = 0.09 mm/diente
cm
mm3
.Cv.Kc 10=
Zw
Pc=Kc
Zw = caudal de remocin viruta
Pc = potencia de corte
Zw = Ac* VA
1000
n*D*Vc
=
rpm.*
n 4180=
=95
24*1000
Seleccionamos n = 53 rpm
Sabemos que:
Avance de la mesa.a = az . Z
Donde:
az = avance por diente
Z = numero de dientes
aZ = 0.09mm/diente
a = 0.9mm/rev
Hallando la velocidad de avance por otro lado
VA = 0.9 x 53= 47.7mm/min
De tablas seleccionamos VA = 42mm/min
Hallando el caudal de viruta Zw = Ac . VA
Ac = p. b
Autor: Ing. Snchez Valverde, Victoriano 12-nov-09 8
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p = profundidad
b = ancho
VA = velocidad de avance
Ac = 5mm *88mm
Pc = 1.848 Cv comparando con la potencia que nos
Ac = 440 mm2
Pe = Pm*
Zw = 42 * 440= 18.48cm3/min
Pe = 2 *0.75 = 1.5Cv
Zw = 18.48min
cm3
1.848 CV > 1.5 CV
K =Zw
PcPc
min
cm9.24
cm
minCV0.1
3
=
Cv.Pc 9230== 9.23*0.1
Pc = 0.924 CV
1.5 CV > 0.924 CV.
Entonces se darn 2 pasadas con una profundidad de 2.5 mm con una potencia de0.924 CV.
Tm =FV
UoDL0 ++
L = Longitud
D = Dimetro
U = Recorrido en vaco
Autor: Ing. Snchez Valverde, Victoriano 12-nov-09 9
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Tm =min.
m.m.4
m.m.5m.m.95m.m.150
2
++
Tm = mn42
250=
Tm = 5.95 mn.
Espesor de Viruta
Ac = a SEN K
Ac = 0.9 SEN (60)
Ac = 0.9 mm. SEN 60
Ac = 0.779 mm
PROBLEMA N 4
Con una f resa c i l ndr ica de 100mm de d imetro, 60mm de ancho y 20d ie nte s d e e st, m ec an iz an do u na s up er f ic ie d e 5 0 p or 4 50 mm ,r eb aj n do la e n 6 m m. L a f r es ad or a t i en e u n m o tor d e 7 H p y s urend imien to de mecan izado se est ima en 80%. Se ha se lecc ionadouna ve loc idad de 49 rpm y un avance de 60 mm/min. E l va lor med iode la energa espec f ica se puede determinar segn la re lac in:
K= 0 .05(e cmax) - 0 . 1 5
2
Determinar :
La fuerza de cor te mxima que acta sobre un d iente de la f resa
La potencia media de cor te es
El torque en e l e je de la f resa es
El t iempo de mecanizado considerando recorr ido en vaco de 5mm encada extremo.
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DATOS
Dimetro : 100mm
Ancho de la f resa : 60mm
Dientes : 20
Ancho : 50mm
Largo : 450mm
Profundidad : 6mm
Pm= 7hp
=80%
n = 49rpm
+=
=
=
100
61
10
6
4920
602
2
))((
))((e
D
p
D
p
Z.n
ve
z
PcKc
c
Ac
w
Presin especi f ica de l mater ia l
Kc = (0 .015) - 0 . 1 5. 0 .053cm
min.Kw
Kc = 0. 09 38 Kw . m in .
cm 3
Pc= 0.0938 Kw.min/cm3 . 18cm3/min
Pc= 1.6897Kw comparando las potencias es:
Pm=Pc/- - - - - Pc=Pm. Pc=7Hp.08 = 5.6 Hp
Pc=5.6 hp usando la s igu iente Convers in Hp=0.746Kw. Pc=(5.6)(0.746Kw)
Pc= 4.17Kw 4.17Kw>1.6897 Kw
Hal lando la fuerza de cor te
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Pc=Fc.Vc ha l lando la ve loc idad de cor te Vc=( )100.49
1000
Vc=15.398m/min
Fc=Pc/Vc Fc=1.6897.1,000 N-m/s Fc=6,584.1N
15.398 m/60s
El torque del e je de la f resa
T = Fc.D/2 D= d imetro de la f resa
T= 6,584.1 N 0.1 m/2 T=329.205 N-m
Tiempo de mecanizado
Tm = Lo + u + u + 2X
Vf
Tm = 450 mm + 5 + 47.49 mm
60
Tm = 8.458 min
Tm = 329.205 N-m
22
22
4450
22
)(x
)P/D()/D(x
=
=
PROBLEMA N 4
Se desea ca lcu la r la fuerza de cor te , momento to rsor y la po tenc iaa b s o r b i d a e n e l f r e s a d o d e u n a p i e z a c o n u n a f r e s a d e d i m e t r o150mm, de 24 d ientes ancho 70mm pro fundidad de pasada de 5mm
la f resa es de acero rpido y e l ma ter i al a mecan iza r acero semi
Autor: Ing. Snchez Valverde, Victoriano 12-nov-09 12
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du ro rend im ien to 0 .75 l a ve loc idad de co r te se r de 16m/m in y e lavance es de 30mm/min la fuerza de cor te es de 20Kgf/mm
Soluc in.
Potencia es peci f ica Kc = 200Kgf /mm 2
Dimet ro de la f resa D = 50mm
Numero de dientes Z = 24
Ancho b = 70mm
P ro fu nd id ad de pe sa da p = 0 5m m
Rendimiento = 0. 75
Veloc idad de cor te Vc = 16m/min
Avance automt ico VA = 30mm/min
La fuerza de cor te
Z*Vc*
)pD(p*a**KFc
1000
2 =
Kgf**
)(.****.Fc 175
24161000
5150514370302200=
=
Momento Torsor
Kgf/mm.*D
*FcT 125132
150175
2===
Potencia Absorb ida
.CV..*
*
p*
Vc*FcPc 80
704500
6175
4500===
Autor: Ing. Snchez Valverde, Victoriano 12-nov-09 13