campo ocupacional

7/21/2019 Campo ocupacional

http://slidepdf.com/reader/full/campo-ocupacional-56dd8a7292da5 1/28

PROBLEMA 1

En una operación de cilindrado se tienen los siguientes datos:

- Energía específca de corte del material de la pieza 1!"" #$mm% &

- 'i(metro de la pieza 1"" mm&- Pro)undidad de pasada * mm&

- +elocidad de corte recomendada ," m$min&

- Radio de punta de la erramienta ". mm&

/e pide:

1& 0alcular el aance m(2imo de modo 3ue se cumplan lassiguientes restricciones:

- La )uerza de corte m(2ima por riesgo de rotura )r(gil es de 1!""#&

- La potencia nominal del torno es de ! 45 6 su rendimiento del 7!8&

- La rugosidad media ser( como m(2imo de %" m&

Datos:

Di=100 mm

ps=1500N/ mm2

ap=3 mm

Vc= 80 m/min

r E= 0.4 mm

Lm=100 mm

Fcmax < 1500N

Pmaq.=5 kW

= 5!ɳ

"amax< 20#m

$ max=%



Cálculos:

Sc= Fc ps

Sc= 1500 N

1500 N

mm2

Sc=1mm2

f max .=Scap

f max .=1mm

2

3mm

f max .=0.33mm

&a'c(') para *+ri$icar 'a "a

Ra= f max .

2

32r E

Ra= (0.33mm )2

32(0.4 mm)

Ra=8.5 µm

&)m) 8.5 µm < 20#m s+ as(m+ q(+ f max .=0.33mm

Putil= Pmaq .∗ɳ

Putil .=5kW ∗0.75=3.75 kW

Pc= Fc∗Vc

Pc=(1500 N ∗1min

60 seg

)∗(80

m

min

)



Pc=2000W =2 kW

2. Con el avance calculado, determinar:

- El tiempo de mecanizado y el caudal de viruta suponiendo que la longitud

a cilindrar es de 100 mm y que la distancia de aproximación de laerramienta ser! de " mm.

Datos:

Lm=100 mm

,m =%

- =%

Cálculos:

Dm= Di+ Df

2

Dm=100+94

2 =97

N =Vc∗1000

Dm∗π

N =(80m

min )∗1000

97mm∗π

N =262.5 rpm

Tm= Lm

f ∗ N

Tm= 100mm

0.33mm∗262.5 rpm

Tm=1.15min

=Sc∗Vc



=

(1mm2 )∗(80m

min )∗1000mm

1m

=80000 mm3

min

PROBLEMA %

#ara ciertas operaciones de re$rentado en torno, realizadas a velocidad decorte constante, se dispone de los siguientes datos y restricciones: - %amacontinua de velocidades del ca&ezal, de 0 a '000 rpm. - (erramienta:#laquitas róm&icas de lado 2) mm y de radio de punta de 0,* mm. -#ortaplaquitas con !ngulo de posición del +lo principal de 10". - istanciade aproximación de la erramienta: ' mm el re$rentado se llevar! a ca&o

desde la peri$eria acia el centro/. - uerza de corte m!xima por riesgo devi&raciones: 1"000 . - Espesor de corte m!ximo: *0 del radio de puntade la erramienta. - 3ncura de corte m!xima: 40 de la longitud del +lo. -Energ5a espec5+ca de corte del material a mecanizar: 2000 6mm2 . -7elocidad de corte recomendada: 80 m6min. 9e pide:

1. Calcular los valores m!ximos de la pro$undidad de pasada y del avance.

Datos:

N= 0 a 3000 rpm

L.$.a= 24 mm

r E= 0.8 mm

kr=105

Fcmax =15000 N

acmax= 80! r E

amax= 80! L.$.a

ps=2000N/ mm2

Vc=0 m/min

apmax=%

$ max= %

Cálculos :

acmax=0.8∗0.8mm=0.64 mm



a ! max=0.6∗24mm=14.4 mm

f max= ac max

sinkr

f max=0.64mm

sin105 " =0.663mm

a pmax=a ! maxsin kr

a pmax=14.4mm∗sin 105"

a pmax=13.91mm

2. 9i se desea realizar un re$rentado completo de una pieza de '00 mm dedi!metro, con una pro$undidad de pasada de 10 mm, cu!l ser5a elm5nimo tiempo de mecanizado;.

Datos:

Di=300 mm

D$=0

Lm=150 mm

ap=10 mm

,m=%

Cálculos :

Dm= Di+ Df

2

Dm=300+0

2 =150



N =Vc∗1000

Dm∗π

N =(

90m

min

)∗1000

1500mm∗π

N =190.986rpm

Tm= Lm

f ∗ N

Tm= 150mm

0..663mm∗190.986rpm

Tm=1.185 min

#ara compro&ar calculare la c con los datos anteriores.

Fc=f sin

kr∗ap

sin kr ∗ ps

Fc=0.663mm∗10mm∗2000 N

mm2

Fc=13260 N



PROBLEMA *

9e desea cilindrar una serie de piezas desde un di!metro inicial de "0 mmasta aun di!metro +nal de 20mm, seg<n la +gura. =a operación se lleva aca&o en un torno con gama continua de velocidades de rotación, potencianormal de 8>? y un rendimiento de @A0,*"

=a energ5a espec5+ca de corte del material de pieza viene dada por unaexpresión.

ps=1568ac−0,39

Con ac en mm y ps en 6mm2

9e pide

1.-Bepresentar esquem!ticamente el modo de amarre de la pieza en eltorno, de manera que se asegure la m!xima rigidez a exión de la piezadurante el mecanizado. Ddenti+car so&re el esquema los elementos que seutilizan para el amarre.

2.- =a operación de cilindrado se lleva a ca&o en tres pasadas de igualpro$undidad, manteniendo en todas ellas el mismo avance una velocidad decorte de 20" m6min. =a erramienta puede tra&aar en un rango de avances

entre 0.0" y 0.2mm6rev. Feniendo en cuenta las caracter5sticas de lam!quina y del material de pieza, calcular el avance que ace el m5nimotiempo de mecanizado.

atos

o A "0mm

$ A20mm

#nA8>?

GA0.*"

ps=1568ac−0,39

acAmm

psA6mm2

7c A 20"m6min

' pasadas de " mm

0,0"H $ H0,02 mm6rev

#ie

#unt



maxA ;

Pc= Fc .Vc

Pc=Vc.ps.Sc

Pc=Vc . ps. ac .a!

Pc=Vc .1568 ac−0.39

ac ap

sen#r

Pc=Vc .1568 . ac0.61 ap

sen#r

Pc=Vc .1568 . f 0.61sen #r0.61 apsen#r

Pc=Vc .1568 . f 0.61

sen #r−0.39

ap

f 0.61=

Pc

(3.41) (sen60 )−0.39(5)(1568)

f =

0.61

√ 7650

(3.41) (sen60 )−0.39(5)(1568)

f =0.117 mm

'.- de acuerdo con la in$ormación $acilitada por el $a&ricante de laerramienta, se sa&e que cuando se utiliza una velocidad de corte de1*0m6min la vida esperada de la erramienta es de '0min, mientras que a22"m6min la vida es de 10min Cu!l ser! la vida esperada de la

erramienta &ao las condiciones del corte de aparato 2;

Vc T n= # Vc T

n= #



0

3¿¿0

1¿¿

(180)¿

0

3¿¿0

1¿¿

(180)¿

180

225=10n

30n

ln 4

5=nln

1

3

−0.223=−1.098n

n=0.2

k =356.6

).- utilizando una velocidad de corte de 1*0 m6min, a la que correspondeuna vida <til esperada de erramienta de '0min y manteniendo el resto depar!metros de operación en los valores utilizados en el aparatado2Cu!ntas piezas podr5an realizarse antes del cam&io de erramienta;

7cA1*0m6min

Fvida A'0min

N pie$as A ;

D1=45mm

D 2=35 mm

D3=25mm



N pie$as= T%i&a

Tmc$&

N =Vc .1000

π . D m

N 1=180.1000

π .(45) N =

180.1000

π .35 N =

180.1000

π .25

N 1=1273.23

N 2=1637.02

N 3=2291.83

Tmc$&= Lme

f . N

T 1mc$&= 400

(0.11 ) . (1273.23)

T 2mc$&= 400

(0.11) .(1637.02)

2291.83

(0.11) .¿

T 3mc$&=400¿

T 1

mc$& A2.*4

T 2mc$&=2.22Tmc$&=6.66

T 3 mc$&=1.58

N pie$as= 30

6.66



N pie$as=4.5=¿5

".- tras la <ltima pasada, la rugosidad resultante en la super+cie de la piezaes de Ba "Im so&re quJ varia&les se podr5a actuar y en quJ sentidoaumentar o disminuir/ si nuestro cliente exige reducir dica rugosidad;

Como conclusión se tiene que la rugosidad depende del avance y del radiode punta de la erramienta por ende se recomienda que para reducir esnecesario disminuir el avance y tra&aar con radios de mayor radio depunta.

PROBLEMA .

9e desea realizar una operación de cilindrado exterior en un redondo deacero templado, cuya energ5a espec5+ca de corte es de 2.""0 6mm2. #ararealizar la operación se a seleccionado el porta-plaquitas unto con laplaquita que se muestra en la +gura 1. En la ta&la 1 se muestran lasvelocidades de corte a utilizar para la plaquita dada en $unción de lapro$undidad de pasada de la operación y el avance. El di!metro de partidadel redondo es de 210mm y el resultado de la operación de&e disminuir estedi!metro asta 180mm. 9e tomar! como valor de la distancia deaproximación "mm.9e dispone en el taller de dos tipos de tornos, am&os con un rendimiento

del ,!8:

9e pide:1. Con los datos dados, calcular el tiempo de la operación de mecanizadoque se o&tendr5a realizando el m5nimo n<mero de pasadas y minimizando eltiempo por pasada.

2. 9eleccionar, razonando la respuesta, el tipo de torno en el que serealizar5a la operación.'. K&tener el ancura de viruta y el espesor de viruta utilizados para laoperación de+nida.



). En la +gura 2 se presenta la proyección so&re el plano de re$erencia Pr deuna operación de cilindrado exterior. Bepresentar la sección 3-3 y localizarso&re Jsta el desgaste de anco.Dndicar el par!metro que se utiliza para medirlo y di&uar tam&iJn laevolución a lo largo del tiempo de este desgaste.

". En caso de que se desee aumentar la vida de la erramienta indicar,razonando la respuesta, que acción se de&er5a tomar.

/OL90;#:



#sA 2""0 6mm2

iA 210mm

$A180mmA 0.*"

Forno 3 7m!x A2"00 rpm #m!x A 12>? Forno L 7m!x A1400 rpm #m!x A 2'>?

1.- #ara determinar un n<mero m5nimo de pasadas seleccionamos de lata&la 1. apA " $A0.) mm6Bev. y 7c A 142m6min

tm1= lm

f ∗ N =

350mm

0.4∗251.5rpm=3.478538103 min

N 1=Vc∗1000

π ∗ Dm

N 1= 162m∗1000

min∗π ∗205mm

N 1=251.5424466 rpm

tm2= lm

f ∗ N =

350mm

0.4∗257.83rpm=3.393995768 min

N 2=Vc∗1000

π ∗ Dm

N 2= 162m∗1000

min∗π ∗200mm



N 2=257.8310078 rpm

tm=tm1+tm2

tm=6.8722 min

2.- Escoger5a el torno L ya que de la $ormula en donde se relaciona 3vance,#otencia de corte y 7elocidad de corte

f = Pc1

ap∗ ps∗Vc

El avance es directamente proporcional la #otencia de Corte einversamente proporcional a la 7elocidad de Corte es decir si 7c aumenta el

$ disminuye y si la #c aumenta $ aumenta. e esta manera al seleccionar el Forno L estamos aciendo m5nimo el tiempo de mecanizado.

'.-

a!= ap

senkr

a!= 5mm

sen75 '

a!=5.17mm

ac=f ∗senkr

ac=0.4∗sen75 '

ac=

0.386 m m

).-



PROBLEMA !

En el caso que se desee aumentar la vida de la erramienta se de&er5areducirla 7elocidad de corte de acuerdo a la Ecuación de Faylor querelaciona la 7c con F vida de la erramienta se dice que a mayor 7c menorser5a la vida de la erramienta y viceversa

#BKL=EM3 " 9e desea mecanizar una tirada de 2"0.000 ees como el que semuestra en la igura1. 9e parte de &arra de di!metro inicial 2"mm, que sedesea cilindrar asta un di!metro +nal de 1"mm. =as condiciones de corteóptimas para la erramienta elegida para la operación vienen dadas por lasiguiente ta&la, en la que aparece la velocidad de corte en m6min para cada

com&inación posi&le de avance y pro$undidad de pasada.

F

7& mm/

esgaste de

anco

7ilo secundario

#unta de la

ilo principal



=a ecuación de Faylor para la erramienta elegida viene dada por lasiguiente expresión: ''0 0,2 7c ⋅ F = e&ido al elevado n<mero de piezasque ay que realizar, de&er!n elegirse las condiciones de corte queaseguran un tiempo m5nimo de mecanizado. 9e pide: 1. Calcular el radio depunta que de&e tener la erramienta para o&tener una rugosidad teó- rica

BaA',"Nm. 2. Bepresentar la geometr5a de la erramienta con la que sellevar! a ca&o la operación, acotando el !ngulo de posición del +lo principaly el radio de punta de la misma. '. Calcular el tiempo de mecanizado porpieza. ). Calcular cada cu!ntas piezas de&er! cam&iarse la erramienta. ".Explicar detalladamente quJ c!lculos a&r5a que realizar y quJ datos nopresentes en el enunciado ser5an necesarios para determinar la potencia deltorno en el que podr! realizarse la operación.

+ pi6+7

1. Calcular el radio de punta que debe tener la herramienta para obtener una

rugosidad teórica Ra=3,5m.

Ra= f

2

32∗r E

r E= (0.35mm)2

32∗(3.5∗10−3

mm)

r E=1.094mm

!. Representar la geometr"a de la herramienta con la que se lle#ará a cabo la

operación, acotando el ángulo de posición del $ilo principal % el radio de punta de

la misma.



1 Calcular el tiempo de mecani&ado por pie&a.

N =V c∗1000

π ∗ Dm

N =170

mm

min∗1000

π ∗20mm

N =2705.634 rpm

t m= Lm

f ∗ N

t m= 150mm

0.35mm∗2705.634 rpm

t m=0.158min

! Calcular cada cuántas pie&as deberá cambiarse la herramienta.

V c∗T 0.2=330

T 0.2=

330

170 m

min

T =0.2

√330

170=27.563min

¿&e pie$as= T T m

¿&e pie$as=27.563min

0.158min =174.45=175

PROBLEMA <

9e desea re$rentar asta el centro un redondo de 200 mm de di!metro verigura 1/ para quitarle la cascarilla procedente de la laminación. #ara ello,se emplear! un torno CC con gama continua de velocidades de usilloprincipal el del ca&ezal/ comprendida entre 0 y 2000rpm y con gamacontinua de velocidades de carros O, P, comprendidas entre 0 y 10 m6min.=a potencia m!xima del torno es de "0QR, siendo su rendimiento del *0.9e recomienda tra&aar con velocidad de corte constante de 12" m6minrecomendaciones del $a&ricante de la erramienta/. El material de pieza esacero y tiene una energ5a espec5+ca de corte de 2200 6mm2. =a rugosidadBa de la pieza de&e ser como m!ximo de S Nm. =a distancia deaproximación es de 2mm. =a erramienta de&e ser seleccionada entre lasque se muestran en la igura 2 y se de&e considerar un aprovecamiento

m!ximo.



9e pide:

1/ 9eleccionar, de $orma razonada, la erramienta a emplear entre lasopciones dadas para una m!xima productividad.



Datos:

Di=200mm

D$=0

Lm=100mm

N= 0 a 2000 rpm

Vcar.x Vcar.9 =0 a 10m/min

Pmaq.=15 kW

=80!ɳ

Vc=125 m/min

ps=2200N/ mm2

"a < #m

Ra&onamiento:

1.: D+;i6) a 'a pr)6(ci*i6a6 6+' m+cani9a6) s+ 6+;+ +sc)+r 'a +rrami+na q(+ m+

p+rmia r+a'i9ar') +n (na s)'a )p+racin +s 6+cir 'a q(+ m+ p+rmia );+n+r (n ap =

10mm +s p)r +sa ra9n q(+ +n prim+r '(ar 6+scar) 'as +rrami+na > " a q(+n) m+ pr)p)rci)nan 'a pr)$(n6i6a6 6+ pasa6a r+q(+ri6a.

2.: Para c(mp'ir 'as r+sricci)n+s q(+ m+ imp)n+ +' m+cani9a6) r+sp+c) a 'a r()si6a6

6+;) r+a'i9ar+ +' si(i+n+ c?'c(')7

f max .=√ Ra∗32r E

f max .=√ 7 x10−3

mm∗32(1.6mm )

f max .=0.599mm

Las +rrami+nas >" @" c(mp'+n 6ica r+sriccin p+r) para (na m+A)r

pr)6(ci*i6a6 +c)n)mBa +sc)+rC 'a +rrami+na >" 6+;i6) aq(+ m+ pr)p)rci)na

ma)r pr)6(ci*i6a6 6+;i6) a q(+ p)s++ 6);'+ cara.

2/ Calcular el tiempo de re$rentado, sa&iendo que Jste de&e ser el m5nimoque permitan las restricciones.



N =Vc∗1000

Dm∗π

N =(

125m

min

)∗1000

100mm∗π

N =397.887rpm

Tm= Lm

f ∗ N

Tm= 100mm

0.59mm∗397.88 rpm

Tm=0.43 min

'/ i&uar las gr!+cas de , 7O, 7C, #C en $unción del di!metro de la piezapara el torno CC.

PROBLEMA 7

En un torno se realizarán operaciones de cilindrado y refrentado con una

misma herramienta y su plaquita se muestran en la figura siguiente. Laherramienta está amarrada en l torreta portaherramientas con su mangoparalelo al eje X del torno.



Las características y restricciones que deben tenerse en cuenta a la hora dedefinir las operaciones son las siguientes:

-El torno tiene una potencia nominal de !" #$ y un rendimiento del

%&'

-La energía específica de corte del material de la pieza es de !&&()mm!.

-En todas las operaciones la profundidad de pasada será la má*ima queadmita la herramienta.

-+ara una buena formaci,n y flujo de la iruta se recomienda que elespesor de la iruta sea igual o inferior a !)/ del radio de punta y que lalongitud má*ima de filo comprometida en el corte 0que en este caso coincide

con el ancho de iruta1 sea igual o inferior tambi2n a !)/ de la longitud de laarista de corte.

-+or las características de los materiales de pieza y herramienta laelocidad de corte estará limitada entre /3& y "/& m)min.

-Las operaciones a realizar son de gran desbaste sin embargo larugosidad media te,rica está limitada a un má*imo de /4&-/ m por motiosespeciales.

-5inalmente por razones de productiidad la ida de la herramienta debe

ser cercana a "min. Las constantes de la ecuaci,n de 6aylor para el casopresente son n7&!/ y #78&&.

9e pide:

epresentar en dos dimensiones y sobre el plano del moimiento deaance 0o plano de referencia1 ambas operaciones en un instanteintermedio de su ejecuci,n. +ara las dos operaciones representar elector elocidad de aance y acotar el ángulo de posici,n del filoprincipal con su alor concreto.

! ;alcular el aance má*imo posible en cada una de las operaciones.

(ota: ecordar que la rugosidad media te,rica es a70)/!10f !)r E1.

CD=DB3K

3 Representar, en dos dimensiones % sobre el plano del mo#imiento de a#ance 'o

plano de re$erencia(, ambas operaciones, en un instante intermedio de su

e)ecución. *ara las dos operaciones, representar el #ector #elocidad de a#ance %

acotar el ángulo de posición del $ilo principal, con su #alor concreto.

0ilindrad Re)renta



+ Calcular el a#ance máimo posible en cada una de las operaciones.

N)a7 "+c)r6ar q(+ 'a r()si6a6 m+6ia +rica +s "a=1/32$ 2/r E.

#ara el Cilindrado

f = Rr E

sen ( # r)

f =(2

3)(0.8)

sen(95)

$A0."'" mm

#ara el Be$rentado

f = Rr E

sen( # r)

f =(2

3)(0.8)

sen(105)

$A0.""2 mm

PROBLEMA ,

9e de&e realizar un re$rentado completo, en torno, de una pieza cuyoextremo a re$rentar es cil5ndrico y macizo, de 40 mm de di!metro. =apro$undidad de pasada ser! de " mm y el !ngulo de posición del +lo

principal de la erramienta, de )"T. El radio de punta de la erramienta esde 0,) mm. =a rugosidad media de la super+cie resultante de&e ser in$erior



o igual a 2 Im. El espesor de viruta no de&e superar el *" del radio depunta. =a $uerza de corte ser! igual o in$erior a 1000 . =a energ5aespec5+ca de corte del material de la pieza se estima en 1"00 6mm2. #araun &uen comportamiento de la erramienta, la velocidad de corte puedeoscilar entre 1"0 y 2"0 m6min. El torno es de control numJrico, con gamacontinua de velocidades. 9u potencia nominal es de 1" >? y el rendimiento,del S". =a velocidad m!xima de ca&ezal es de 4000 rpm. =as constantesde la ecuación de Faylor para la vida de la erramienta, en las condicionesde esta operación, se estiman en: exponente, n A 0,12"U velocidad de cortepara vida de 1 min, )00 m6min. #ara esta operación, se programa unadistancia de aproximación de la erramienta de 1 mm. #or razones deproductividad, interesa minimizar el tiempo de mecanizado. 9e pide:

1. Bepresentar, con un di&uo conveniente en dos dimensiones, un instanteintermedio de la operación, acotando las magnitudes anteriores.

2. Cada cu!ntas piezas de&e reemplazarse la erramienta;

Datos:

Di=0mm

D$=0

Lm=30mm

ap=5mm

kr=45

r E= 0.4mm

"a= 2#m

acmax= 85! r E

Fc < 1000 N

ps=1500N/ mm2

Vc=150 a 250m/min

Pmaq.=15 kW

=5!ɳ

N=000rpm

,m=%

*ara la ecuación de -a%lor

Vc∗T n= # (

n=0.125



Vc= 400 m/min

,=1min

=%

Cálculos :

Putil= Pmaq .∗ɳ

Putil .=15kW ∗0.75=11.25kW

f max .=√ Ra∗32r E

f max .=√ 2 x 10−3

mm∗32 (0.4mm )

f max .=0.16mm

Paraf max .

ac= f ∗sinkr

ac=0.16 mm∗sin 45" =0.113mm

a!= ap

sin kr

a!= 5mm

sin 45" =7.071mm

Fc= ps∗ac∗a!

Fc=( 1500 N

mm2 )∗0.113mm∗7.071mm

Fc=1199.98 N );r+pasa 'a $(+r9a r+c)m+n6a6a

Para c(mp'ir 'as r+sricci)n+s ra;aAar+ c)n (na Fc= 00N (na Vc=250 m/min



ac= Fc

ps∗a!

ac= 900 N

(1500

N mm

2

) (7.071mm )

ac=0.084 mm

f = ac

sinkr

f =0.084mm

sin 45" =0.12mm

Dm= Di+ Df

2

Dm=60+0

2 =30

N =Vc∗1000

Dm∗π

N =(250m

min )∗1000

30mm∗π

N =2652.582 rpm

Tm= Lm

f ∗ N

Tm= 30mm

0.12mm∗2652.58 rpm

Tm=0.0943min

# =Vc∗T n

# =(400m

min )∗(1min )0.125

=400



T =n

√Vc

#

T =0.125

√

400

250m /min

=42.95

¿&e pie$as= T

Tm

¿&e pie$as=42.9469min

0.0943min

¿&e pie$as=455 pie$as

campo ocupacional

Documents