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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 *+,-
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CA.TULO IV
COMBINADOS
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.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!
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( )
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
-
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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$niendo para cada operaci.n!
a) Derramientas ' parmetros de cada operaci.n ,ue aseuren el
tiempo de mecanizado m#nimo!
b) 9uerza de corte mxima por diente ,ue se alcanza en cada
operaci.n!
2!- ras las operaciones anteriores la pieza su9re un tratamiento
trmico de temple hasta alcanzar una dureza de E0D/c (dureza mu'
ele7ada)! na 7ez templada se desea*
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c) Obtener las tolerancias aBustadas de planitud ' excelente acabado
super$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
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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
===
==
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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
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.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
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.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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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
-
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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
-
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( )
( )
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 $nal de su 7ida antes de acabar dicha
operaci.n4
1)
Centro de torneado!
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- Cilindrado2 pasadas de ap;Emm con la herramienta de cilindrado 1!1 pasada de ap;05mm con la herramienta de cilindrado 3- aladrado con una broca helicoidal
2)
atos*
=c;2100%&mm2
Fcmax;8000%
Cilindrado
( )
min963.5
)2min(982.2min
521.150
450
)631.237(635.0
.
==
=
=
=
==
cilindradotm
tm
mm
mmtm
Vf
lmtm
rpmmmVf
NfVf
min
mm150.521Vf
-
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( )
apfSc
KrSen
apKrSenfSc
awacSc
mm
m
N
D
VcN
mmDm
mm
N
NSc
Ps
FcSc
ScPsFc
mVc
mmap
revmmf
re
Kr o
.
)(.
.
)5.8187
min1401000
.
.1000
2
)173200(
2100
8000
.
min140
6
/7.0
2.1
45
2
=
=
==
=
=
=
+=
=
=
=
=
=
====
237.671rpmN
187.5mm!m
3.81mmSc 2
Acabado uper$cial
Derramienta de acabado 3
-
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( )
( )
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
-
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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