UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO

Facultad De Ingeniería En Sistemas Electrónica E Industrial

Tema: Fuerza y Potencia en Fresado Vertical

Docente: Ing. Víctor Espín

Nivel: Quinto “A” Industrial

Integrantes: Carrillo JohannaChasiluisa

Luis Martínez

Rocio Muñoz Jenny

Pérez Kelvin Quinatoa Jessica

Quishpe Sharon

FRESADO VERTICAL O FRONTAL

FUERZAS DE CORTE EN LA FRESADORA

El arranque del material en el proceso de mecanizado se aplica a las herramientas, la resultante de éstas se denomina fuerza de corte.Por el gran número de factores que pueden intervenir, estas fuerzas sólo se puede calcular aproximadamente, pero aún así es necesario conocer ese valor, para poder dimensionar las cuchillas, soportes, los órganos de accionamiento de la máquina y además poder calcular la potencia necesaria para el movimiento de todos estos elementos.

La fuerza de corte total que es preciso aplicar a la cuchilla para el arranque del material, es ligeramente mayor y de sentido contrario a la reacción del material sobre la cuchilla. Esta reacción puede suponerse lógicamente como la resultante de las tres fuerzas componentes que se originan al oponerse el material a la penetración de la herramienta en tres direcciones.

En dirección tangencial la componente T, que es la resistencia que opone el material a ser cortado, al desplazarse o girar la herramienta o la pieza. El vencer esta resistencia es lo que consume mas potencia.

En dirección axial, componente A, que es la reacción del material al avance de la herramienta. Absorbe poca potencia, ya que el desplazamiento de la cuchilla tiene lugar a velocidad pequeña en relación con el de la pieza.

En dirección radial componente R, que es la que se opone a la penetración de la herramienta en profundidad. Esta fuerza es de naturaleza estática y su conocimiento interesa para el cálculo del portaherramientas, pero no interviene prácticamente en el consumo de potencia

La fuerza total de corte es la siguiente:

F= k * A

FUERZA ESPECÍFICA DE CORTE Como se ha visto si se conocen los valores k, fuerza específica de corte, o fuerza de corte por unidad de sección de viruta cortada para el material que se desea mecanizar, utilizando una herramienta determinada bastará multiplicar este valor por la sección d virutas para obtener la fuerza total de corte.

Los valores de la fuerza específica de corte dependen de los siguientes factores:

1. Del material cortado 2. De la sección de la viruta cortada 3. De los ángulos de corte de la herramienta

La velocidad de corte también influye algo en la fuerza específica de corte, pero muy poco.

Designaciones:

F : Fuerza de corte para un diente Ft : Fuerza de corte total Km : Fuerza específica de corte para secciones de viruta variable.

amax : Sección máxima de viruta Z1 : Número de dientes cortando z : Número de dientes de la fresa U : Avance total w : Ángulo de corte b : Anchura de corte emax : Espesor de la sección máxima cortada a= profundidad

CASO IDEDUCCIÓN DE emáx DE LA SECCIÓN PARA ENCONTRAR Km

cos𝜔=

𝑑2−𝑏

𝑑2 𝒔𝒆𝒏𝒘=

𝒆𝒎

𝒖𝟏

𝑒𝑚=𝑢1∗𝑠𝑒𝑛𝑤

DEDUCCIÓN DE emáx DE LA SECCIÓN PARA ENCONTRAR Km

𝑠𝑒𝑛𝜔=2𝑑 √𝑏(𝑑−𝑏)

DEDUCCIÓN DE emáx DE LA SECCIÓN PARA ENCONTRAR Km

𝑠𝑒𝑛𝜔=√ 4𝑏 (𝑑−𝑏)𝑑2

𝐹 𝑡=𝐾𝑚∗𝑈 ∗𝑎∗𝜔𝑛𝑆𝑒𝑙∗180

∗ √𝑏 (𝑑−𝑏)𝑑

𝐴𝑚á 𝑥=𝑒𝑚á 𝑥∗𝑎

𝑍 1=𝑧∗𝑤360

DEDUCCIÓN DE emáx DE LA SECCIÓN PARA ENCONTRAR Km

DEDUCCIÓN DE em DE LA SECCIÓN PARA ENCONTRAR Km

𝐜𝐨𝐬𝒘=

𝒅𝟐−𝒃

𝒅𝟐

cos𝑤=

𝑑−2𝑏2𝑑2

cos𝑤=𝑑−2𝑏𝑑

DEDUCCIÓN DE em DE LA SECCIÓN PARA ENCONTRAR Km

𝑠𝑒𝑛𝑤2

=√ 1−( 𝑑−2𝑏𝑑 )

2

𝑠𝑒𝑛𝑤2

=√ 𝑑−𝑑+2𝑏𝑑2

=√ 2𝑏𝑑2

=√ 2𝑏2𝑑

𝒔𝒆𝒏𝒘𝟐

=𝒆𝒎

𝒖𝟏

𝑒𝑚=𝑢1∗𝑠𝑒𝑛𝑤2𝑒𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛1

𝑒𝑚=𝑈

𝑛𝑠𝑒𝑙∗ 𝑧∗√ 𝑏𝑑

CASO IIDEDUCCIÓN DE em DE LA SECCIÓN PARA ENCONTRAR Km

Diámetro de la fresa = diámetro de la pieza

𝐹𝑡=𝑘𝑚∗𝑎∗𝑈𝑛𝑠𝑒𝑙∗2

𝒄𝒐𝒏𝒆𝒎𝒑𝒖𝒆𝒅𝒐𝒆𝒏𝒄𝒐𝒏𝒕𝒓𝒂𝒓 𝒌𝒎

𝐹=𝐾𝑚∗ 𝐴𝑚 á𝑥 𝐴𝑚á 𝑥=𝑒𝑚á 𝑥∗𝑎

𝑒𝑚= 𝑈𝑛𝑠𝑒𝑙∗ 𝑧

∗ √22

𝐹=𝐾𝑚∗𝑢1∗𝑎

𝐹𝑡=𝐾𝑚∗ 𝑈𝑛𝑠𝑒𝑙∗ 𝑧

∗𝑎∗( 𝑧∗𝑤360 )

𝒆𝒎á 𝒙=𝒖𝟏

𝒘=𝟏𝟖𝟎

𝐹𝑡=𝐾𝑚∗𝑎∗𝑈𝑛𝑠𝑒𝑙

∗180360

DEDUCCIÓN DE em DE LA SECCIÓN PARA ENCONTRAR KmDiámetro de la fresa =diámetro de la pieza

𝒆𝒎á 𝒙=𝒖𝟏

𝑒𝑚=𝑢1∗√22

𝑒𝑚=𝑢1∗𝑠𝑒𝑛45 °

𝑢1=𝑈

𝑛𝑠𝑒𝑙∗ 𝑧

𝑒𝑚= 𝑈𝑛𝑠𝑒𝑙∗ 𝑧

∗ √22

CASO IIIDEDUCCIÓN DE em DE LA SECCIÓN PARA ENCONTRAR Km

Diámetro de la fresa > diámetro de la pieza

CASO IIIDEDUCCIÓN DE em DE LA SECCIÓN PARA ENCONTRAR Km

Diámetro de la fresa > diámetro de la pieza

𝒃𝒅

<𝟎 ,𝟖

𝑘𝑠

𝒃𝒅≥𝟎 ,𝟖

𝑘𝑚

𝑠𝑒𝑛𝑤2

=

𝑏2𝑑2

𝑠𝑒𝑛𝑤2

=𝑏𝑑

𝒆𝒎á 𝒙=𝒖𝟏

𝐹𝑡=𝑘𝑠∗𝑎∗𝑈𝑛𝑠𝑒𝑙

∗𝑤

360

𝑢1=𝑈

𝑛𝑠𝑒𝑙∗ 𝑧

𝑍 1=𝑧∗𝑤360

POTENCIA

𝑃=𝐹𝑡∗𝑉 𝑐

4500∗𝑛𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜

𝑃=𝜋∗𝑛𝑠𝑒𝑙∗𝑑

1000∗

𝐹𝑡

4500∗𝑛𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜

𝑉 𝑐=𝜋∗𝑛𝑠𝑒𝑙∗𝑑

1000

Reemplazo la Velocidad en la potencia

𝑃=𝜋∗𝑛𝑠𝑒𝑙∗𝑑∗𝐹𝑡

4500000∗𝑛𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜

FRESADO CILINDRICO O PERIFÉRICO

En este caso se tiene que:

u1=avance por diente

U=avance total mm/min

z1=numero de dientes fresando

Ft=Fuerza total de corte

Ft=F*z1 donde (9)

F=Fuerza de corte por cada diente

z1=z*w/360º (10)

F=Km(2ub/z*n*d)* () (11)

Remplazando (10) y (11) en (9)

Ft=Km(2*u *b/z*n*d)(z*w/360º)* ()

Ft=Km(u*b*w/n*d*180º)* ()

Por lo que se deduce que:

P=Km(u*b*w/n*d*180º)(v/4500)* ()

P=Km(u*b*w*7*10^-7/180º* ŋ)* () (cv)