TALLER N°02 CUESTIONARIO 1. ¿De qué depende el ángulo de la punta y la hélice de la broca? Dependen del material que estamos necesitando mecanizar.
2. ¿Cuál es el material de fabricación común de una broca estándar (HSS)? Acero en forma de barra (M2) de un largo aproximado de 2 metros 20 cm.
3. ¿Con que operación se fabrica las hélices de una broca en forma de canal? Se realiza mediante una piedra abrasiva o diamante dependiendo del diámetro de la broca.
4. ¿Cuál es la diferencia entre tratamiento térmico y tratamiento superficial que se da a una broca? Tratamiento térmico: Reduce la dureza en el e l mago de la broca, permitiendo que cuando la broca se encuentre en un dispositivo, sea el mago el que se desgaste y no el dispositivo que siempre tiene un valor más elevado. Tratamiento superficial: puede ser algún tratamiento de recubrimiento como el Titanio o algún revenido al vapor como el caso de la broca A100, torna a la herramienta más porosa permitiendo que en la porosidad se aloje el lubricante de corte extendiendo la capacidad de lubricar durante el proceso p roceso productivo.
5. ¿Que puede causar una desviación de la arista transversal transversal de corte en la broca? Conduce a un descentrado generalizado del perforado y que el diámetro final del agujero y también la calidad de la perforación no sea la indicada.
6. ¿Cuál es la velocidad de corte recomendada en el proceso de taladrado? Velocidad periférica de 32 m/min.
7. Donde encontramos la velocidad de corte máxima y la velocidad de corte cero en el proceso. A medida que vamos acercándonos al centro de la herramienta.
8. ¿Cuál es la longitud de la arista transversal en función del diámetro de la broca y que porcentaje de esfuerzos soporta? La arista transversal tiene una longitud total equivalente al 10% del diámetro final de la broca pero esta arista crea o genera el 70% del de l total de los esfuerzos que se producen en el proceso de perforado.
9. ¿Cómo reducir los esfuerzos en la arista transversal, cual es el porcentaje reducido?
Es mediante una broca que es su geometría contempla un afilado en cruz que busca disminuir la longitud de la arista transversal llevándola del 10% a algo inferior al 5% del diámetro de la broca y reduciendo los diámetros de penetración del 70 para el 30% permitiéndonos realizar con el mismo esfuerzo un perforado mucho más rápido.
10. ¿Cuáles son las funciones de la hélice? a) Transportar la viruta de la zona de corte hacia el exterior de esta zona. b) Permite que el líquido lubricante penetre desde el exterior hacia la zona central de corte para mantener la temperatura moderada y bajo control. 11. Dibuje una broca DIN 338 de 6mm de diámetro y acote la longitud total, la longitud del canal y la longitud máxima recomendada.
12. Enumere las ventajas de afilar la punta en cruz. Menor esfuerzo de corte. Auto centrante (elimina al usuario de hacer un punteado previo para evitar que la broca se desplace). Reduce el tiempo de perforado. Mejora la calidad del agujero. Disminuye la temperatura en la zona de corte. Aumenta la vida útil hasta tres veces.
13. Indique las dos conicidades que posee una broca. Conicidad externa es de 0.02 – 0.08 centésimas cada 100 milímetros, lo que busca esta conicidad es permitir que la broca perfore el material sin generar una fricción excesiva o permanente en el material que está siendo cortado.
14. ¿Cuáles son las ventajas de un recubrimiento de Nitruro de titanio TiN?
Le da mayor dureza superficial a la broca al acero rápido que actúa como si fuese un refractario, limitando la cantidad de calor que pasa del material mecanizado al centro de la broca y al mismo tiempo reduce el coeficiente de fricción impidiendo que el material siendo perforado se pueda adherir a la broca.
EJERCICIO N°1 1. Se desea fabricar un lote de piezas de acero templado y espesor 20mm como las que aparecen en la Figura 1. Estas piezas vienen fabricadas por laminación, pero sus requisitos geométricos implican el mecanizado posterior de ciertas zonas. En este problema se pide únicamente resolver el proceso de taladrado correspondiente a los 5 agujeros pasantes. Teniendo en cuenta los siguientes datos:
La longitud de aproximación ∆=3mm y la de salida ∆=2mm
/
El ángulo de la punta de la broca 118° y el de incidencia α=4° Energía especifica del corte del material 2700
Potencia nominal de la maquina 3.5kW y rendimiento del 75%
Tipo de broca
D(mm)
z
f (mm/rev)
Broca de plaquitas
16
1
0.08-0.1
/
Broca helicoidal enteriza 1
16
2
0.18-0.2
80
Broca cañón
10
2
0.06
45
Broca helicoidal enteriza 2
10
2
0.1-0.15
80
75
Tabla 1. Brocas disponibles para el taladrado de las piezas.
Se pide: 1. Selección de broca y su correspondiente avance por diente empleado para cada agujero para obtener un tiempo de mecanizado mínimo. 2. Tiempo de mecanizado mínimo total para los 5 agujeros.
3. Explica que es el fenómeno de talonamiento. Indicar, en el caso del agujero de diámetro 10mm, el diámetro a partir del cual aparecería el fenómeno de talonamiento.
59° ´2 16 ´ 259° 4.8 a)
Mecanizado con diámetro de 10mm Broca helicoidal enteriza 2 z=2;
f=0.1 – 0.15 (mm/rev);
Vc= 80 m/min
Mecanizado con diámetro de 16mm Broca helicoidal enteriza 1 z=2;
f= 0.18 – 0.2 (mm/rev);
Vc= 80 m/min
∗ 2.6 ∗ ∗ 60∗ 60 ∗ 2600 1950 80 ∗ 1950 2700 0.722 ∗ 2 2 ∗0. 7 22 10 0.14 2 ∗0. 7 22 = 16 0.09 ∗ ∗ 0.14∗ 2 . ∗ 0.09 ∗2 . 0 . 1 5 2 0.075 0 . 1 8 2 0.09 Avance por diente máximo de la máquina
Revoluciones de la máquina
Avance por diente de la broca
Número de revoluciones/min
1000∗ ∅∗ / 2546.47 / 13.0001416∗80∗10 / 1591.55 / 13.0001416∗ 80∗16 ∗ ∗ (0.075 )∗ 2 ∗2546.47 381.97 (0.09 )∗ 2∗ 1591.55 min 286.479 3 +20 +2 25 4.8 +20+2 26.8 [()∗ ]+[()∗ ] 26. 8 381. 25 ∗ 3+ ∗2 97 286.479 0.3834 Velocidad de avance
b)
c)
Fenómeno de talonamiento: es un fenómeno del taladrado que aparece cuando el ángulo de incidencia y el ángulo formado por la velocidad de corte se igualan. También podemos decir que es la forma de afilado de la herramienta.
0 . 1 5 tan4° 0.682 EJERCICIO N°2
2. Se desea mecanizar al eje estriado de la figura 1 a partir de un redondo de diámetro 150mm y longitud 300mm.
/
El eje es de acero al carbono con una energía especifica de corte de . Se desea realizar el mecanizado completo en una sola máquina y en el menor tiempo posible. Se pide: 1. Describir en detalle la máquina y los utillajes y accesorios necesarios para llevar a cabo el mecanizado completo de la pieza. Torno Paralelo o cilíndrico: es una máquina de gran aplicación y la más utilizada, gracias a la gran cantidad de movimientos que pueden combinarse. Es la máquina universal por excelencia, ya que en él y mediante el acoplamiento de algunos dispositivos especiales de fácil montaje, podrían realizarse toda clase de trabajos Fresadora Vertical: Dispone solamente de un árbol vertical inclinado. Sirve pera alizar y para efectuar ranuras y perfiles rectilíneos o circulares.
2. De entre la herramientas disponibles en el almacén (Tabla 1), elegir las necesarias para el mecanizado de la pieza.
3. Determinar la fuerza de corte (entendida como la componente de la fuerza en la dirección de Vc) máxima sobre la herramienta en cada una de las tres operaciones de mecanizado que se realizan sobre la pieza.
∗ ∗ ∗ ∗ 0.3 ∗0.25 0.075 ∗ 2700 ∗ 0.075 202.5 1 25 ∗ 1000 ∗ 1000 397.88 85 ∗ ∅ ∗100 100 ∗ 397.88 338.198
4. Determinar la potencia requerida en el husillo principal de la máquina, supuesto un rendimiento mecánico del 85%.
EJERCICIO N°3
3. Calcular la vida de la herramienta cuando se trabaja en condiciones semejantes a las del ensayo pero con una velocidad de corte de 65 m/min y tomando como criterio de inutilidad un valor de VB=0.600 mm. VIDA DE LA HERRAMIENTA Tiempo t (min) 0 5 10 15 20 25
0 0.200 0.325 0.450 0.575 0.700
0 0.400 0.575 0.750 0.925 1.100
Solución Analítica:
Ecuación de Taylor:
∗
En primer lugar es necesario comparar que el valor de VB dado como criterio de inutilidad de la herramienta, se encuentra en la zona de crecimiento lineal de VB con t; para lo que basta examinar los valores que se muestran en la tabla de datos. En segundo lugar, es necesario calcular la vida de la herramienta para las velocidades ensayadas, lo que puede hacerse tan sencillamente de la siguiente manera:
Luego:
25 −20 − 20 00,,6700−0, 5 75 00−0, 5 75 15−10 − 10 00,,670050 −0,−0,557575 , 40 ∗21 110 ∗10,71 (10,2171) 14010 1,5,02≈ 1,50 40 ∗21 3872,87 ∗ → → , 3872,6587 → 15,20 912
Una vez obtenidas las constantes se puede calcular la vida de la herramienta para la velocidad indicada con tan solo aplicar la ecuación de Taylor:
Solución Gráfica:
Primero se construye una gráfica con los valores aportados en el enunciado. Una vez dibujada se localizan los puntos de intersección del valor que se da como criterio de inutilidad (VB=0,600 mm) y los valores de las velocidades. Estas intersecciones, llevadas a las abscisas, aportan el tiempo de vida de la herramienta para cada una de las velocidades ensayadas.
