1

Practica N° 3

Modelo de corte ortogonal

JONATHAN RUEDA PALACIOS

201021557

Par: 104

Fecha de entrega:

27/11/2015

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL

FACULTAD DE INGENIERÍA EN MECÁNICA Y

CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN

Laboratorio de Procesos de Mecanización

FECHA: 20/11/2015

FIMCP

2

INDICE

Objetivos 3

Introducción 3

Principios y práctica 4

Materiales y equipos 4

Proceso de la práctica 4

Resultados 5

Conclusiones y Recomendaciones: 5

Bibliografía: 6

Anexos: 6

3

Objetivos

Calcular fuerzas de corte, esfuerzos, deformaciones y ángulos de interés del proceso de

mecanización.

Maquinar 5 tipos de piezas de diferente material, del desprendimiento de viruta medir el

espesor (tc) y ancho (w).

Introducción

Modelo de corte ortogonal

Existen algunas diferencias entre el modelo de corte ortogonal (aproximación) y la realidad en un

proceso de mecanización:

PRIMERO, El esfuerzo no ocurre en un plano, sino en una zona. Si el esfuerzo ocurriría en una plano

la deformación sería instantánea, pero esto no es real; aquella ocurre en un intervalo de tiempo.

SEGUNDO, Además del esfuerzo cortante que ocurre en el plano formado por la viruta desprendida y

la pieza de trabajo tenemos otra zona de esfuerzo cortante producida por la interacción entre la

herramienta de corte y la viruta desprendida

TERCERO, la formación de la viruta depende del material que se está maquinando y las

condiciones de corte en la operación:

Viruta discontinua

Viruta continúa

Viruta continua con falso filo

Viruta aserrada

4

Principios y práctica

En esta práctica correspondiente a modelo de corte ortogonal, mecanizaremos cinco tipos de

materiales, los cuales son bronce SAE 40, acero AISI 1018, hierro fundido, acero inoxidable AISI 304

y aluminio. Los parámetros fijos son α, 𝐹𝑐 , 𝐹𝑡 , 𝑉𝑐 y 𝑡𝑜 . Nuestros materiales poseen distintos

diámetros por lo que se varia las revoluciones (rpm) luego de la viruta desprendida para cada material

encontraremos 𝑤 y 𝑡𝑐 que son nuestros parámetros a medir.

Materiales y equipos

Materiales

Bronce SAE 40

Acero AISI 1018

Hierro fundido

Acero inoxidable AISI 304

Aluminio

Equipos

Torno.

Calibrador vernier.

Proceso de la práctica

Los procesos para esta práctica es establecer los parámetros para iniciar nuestro mecanizado.

Identificaremos los parámetros de corte donde Vc es la velocidad de corte sugerido por el

fabricante de herramientas de corte para cada tipo de material. Nuestro ángulo de

virutamiento recomendado es α= 12°, asumiremos que la fuerza cortante es 𝐹𝑐 = 1120 𝑁 y la

fuerza de empuje es 𝐹𝑡 = 1095 𝑁, las velocidades de corte establecidas (Vc) es 265𝑚

𝑚𝑖𝑚,

donde la profundidad de corte es 𝑡0 =(D1−D2)

2 .Partiremos por la selección de nuestro

material en este caso bronce SAE 40 mediremos su diámetro , una vez obtenido su Vc, y D

procedemos a la obtención de las revoluciones (rpm) por medio de la formula 𝑁 =1000 𝑉𝑐

𝜋𝐷,

luego de mecanizar el bronce SAE 40 procederemos a recoger la viruta para tomar los valores

de ancho (w) y espesor (tc), para luego proceder hacer lo mismo con el resto de materiales.

5

Resultados

MATERIAL Vc (m/min)

D1 (mm)

D2 (mm)

to (mm)

N (rpm) α (grados)

w (mm)

tc (mm)

Bronce SAE 40

100 25,5 23,5 1 3307 12 0,01 1,2

Acero SAE 1018

70 30 28 1 2811,73 12 0,15 1,2

Hierro Fundido

55 48 46 1 1757 12 0,05 1,35

Acero SAE 304

60 50 48 1 1687,04 12 0,02 1,4

Aluminio 100 77 75 1 1095,47 12 0,04 1,1

Conclusiones y Recomendaciones:

Se puede concluir que a mayor diámetro de la pieza a mecanizar menor serán las RPM,

mientras que a menor diámetro será lo contrario. Para el caso del bronce SAE 40 al momento

que comenzamos a mecanizar obtuvimos una viruta corta, las revoluciones que obtuvimos

mediante cálculos fueron 3307 rpm pero si no hay esa velocidad se utilizaría el más cercano.

Para el caso del acero SAE 1018 obtuvimos una viruta casi constante e utilizamos el más

MATERIAL α (rad) Fc (N) Ft (N) N (N)

Bronce SAE 40

0,20943951 1120 1095 3307

Acero SAE 1018

0,20943951 1120 1095 2811,73

Hierro Fundido

0,20943951 1120 1095 1757

Acero SAE 304

0,20943951 1120 1095 1687,04

Aluminio 0,20943951 1120 1095 1095,47

r Φ (°) Fs (N) As (mm^2) Ƭ (Pa)

0,83 44,28 37,35 0,014 2239,28

0,83 44,28 37,35 0,210 177,86

0,74 40,40 143,23 0,077 1860,13

0,71 39,04 180,21 0,031 5813,22

0,90 47,08 -39,18 0,054 -725,55

6

cercano a 2811 rpm. Para el caso de hierro fundido obtuvimos una viruta en forma de

alimañas debido a que el material es muy frágil. Para el caso del acero inoxidable 304

obtuvimos una viruta corta las revoluciones utilizadas fueron de 1600 rpm. Para el caso del

aluminio obtuvimos un tipo de viruta corta discontinua eso se debe a las propiedades del

material, las revoluciones utilizadas fueron de 1095 rpm.

Bibliografía:

• Apuntes de la práctica dictados por el Ing. Maldonado.

Anexos:

Bronce SAE 40:

Diámetro = 25,5 mm

𝑊𝑣𝑖𝑟𝑢𝑡𝑎 = 0,01 𝑚𝑚

𝑡𝑐 = 1,2 𝑚𝑚

𝑵 =𝟏𝟎𝟎𝟎 𝑽𝒄

𝝅𝑫

𝑁 =1000 (265)

𝜋(25,5)= 3307 𝑟𝑝𝑚

𝒓 =𝒕𝒐

𝒕𝒄

𝑟 =1

1,2

𝑟 = 0,83

𝐭𝐚𝐧 ∅ = 𝒓𝒄𝒐𝒔 𝜶/(𝟏 − 𝒓𝒔𝒆𝒏𝜶)

7

∅ = 𝑡𝑎𝑛 − 1(0,83 cos 12/(1 − 0,83 𝑠𝑒𝑛 12))

∅ = 44,28°

𝑭𝒔 = 𝑭𝒄 𝒄𝒐𝒔 ∅ − 𝑭𝒕 𝐬𝐞𝐧 ∅ = 37,35 N

𝑨𝒔 =𝒕𝒐 ∗ 𝒘

𝒔𝒆𝒏 ∅

𝐴𝑠 =1 ∗ 0,01

𝑠𝑒𝑛 44,28°

𝐴𝑠 = 0,014 𝑚𝑚2

𝝉 =𝑭𝒔

𝑨𝒔

𝜏 =37,35

0,014

𝜏 = 2239,28 Pa

Del mismo modo se realizaron los cálculos para los distintos materiales mecanizados en esta

práctica.