Reporte # 3

ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCION

MECANIZACIÓN

PRÁCTICA # 4

“MÉTODO DE CORTE ORTOGONAL”

Nombre: Josué Emanuel Gavilanes Bajaña

Número de matrícula: 200905495

Fecha de Entrega: martes, 17 de Junio del 2014

I Término

2014 – 2015

Contenido1.- OBJETIVOS E INTRODUCCION:......................................................................................................3

2. PRINCIPIOS Y PRÁCTICA..................................................................................................................4

3.- PROCESO DE LA PRÁCTICA Y RESULTADOS...................................................................................5

4.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:.......................................................................................5

5.-APÉNDICES.....................................................................................................................................6

2

1.- OBJETIVOS E INTRODUCCION:OBJETIVOS

Aplicar los conocimientos recibidos en clases sobre modelo de corte ortogonal Observar los diferentes tipos de viruta que se obtuvieron con diferentes materiales Familiarizarse con el uso del Torno CNC del CAMPRO Introducir el uso del calibrador vernier

INTRODUCCIÓN

Dentro del proceso de mecanizado por torno, definimos el corte ortogonal; como el tipo de corte en el cual, el filo de la herramienta es perpendicular a la dirección del movimiento de corte principal.

En el procedimiento por corte ortogonal y en la herramienta utilizada, existen elementos y partes fundamentales, las cuales es importante que queden bien diseñadas y definidas tales como:

- El filo o arista cortante. - La superficie de desprendimiento, que es la cara de la herramienta sobre la que desliza al material mecanizado o viruta. - La superficie de incidencia, que es la cara de la herramienta que queda frente a la superficie trabajada de la pieza. - La superficie o plano de cizalladura, es una zona teóricamente localizada y definida por un ancho de banda (ω) y un ángulo (φ). Es aquí donde se generan los esfuerzos tangenciales en el material que irán deformando plásticamente la pieza hasta llegar a la rotura, y que en la práctica se reduce a un plano.

La geometría y los parámetros que caracterizan al corte ortogonal, son:

Geométricamente:

- El ángulo de desprendimiento (γ): Es el ángulo formado entre la superficie de desprendimiento de la herramienta y la perpendicular a la dirección del corte. - El ángulo de incidencia (α): Este es el ángulo formado por la superficie de incidencia de la herramienta y la superficie de la pieza que ya ha sido trabajada. - El ángulo de filo (β): Queda definido por los ángulos que forman las superficies incidencia y la superficie de desprendimiento.- Espesor de viruta deformada: El espesor del material antes de ser trabajado y de sufrir deformación alguna queda definido por el parámetro, una vez deformado se define el espesor de la viruta.- El ángulo de deslizamiento o cizalladura (φ): Es el ángulo formado por el plano de corte o cizalladura y la superficie a mecanizar.

Parámetros: - La velocidad de corte (Vc): La velocidad de corte es un parámetro muy importante en el corte ortogonal. Su vector es perpendicular al filo de la herramienta y cuanto mayor sea el valor de su módulo, más se conseguirá:

3

- Reducir las fuerzas de corte. - Limitar de la longitud de la herramienta. - Aumentar la calidad de las superficies finales obtenidas. - Aumento de la temperatura en el interfaz herramienta / viruta y zonas de corte.

- Desgaste prematuro de la herramienta.

- El avance (a): En el modelo usado para la simulación del material, el avance utilizado es constante en todo momento y para todas las simulaciones realizadas. Y además dará siempre el valor del espesor de la viruta antes de deformar. - El comportamiento del material: Las propiedades mecánicas del material reflejan su reacción frente a la aplicación de esfuerzos externos.

2. PRINCIPIOS Y PRÁCTICA

La viruta: Es un fragmento de material residual con forma de lámina curvada o espiral que se extrae mediante un cepillo u otras herramientas, tales como brocas, al realizar trabajos de cepillado, desbastado o perforación, sobre madera o metales. Se suele considerar un residuo de las industrias madereras o del metal; no obstante tiene variadas aplicaciones.

El corte ortogonal: Es el tipo de corte en el cual, el filo de la herramienta es perpendicular a la dirección del movimiento de corte principal.

Calibrador: Es un instrumento de medición, sirve para medir con mediana precisión hasta 128 de pulgada y hasta diezmilésimas de metro, más o menos funciona así, primero haces una aproximación de la medida con el cero (ya sea de pulgadas o CMS), si queda exactamente el cero en una rayitas, esa es la medida exacta, si no, tienes que ver cuál de las siguientes rayitas coincide exactamente y esa medida se la tienes que agregar a la aproximada al cero.

3.- PROCESO DE LA PRÁCTICA Y RESULTADOS

Dentro de la práctica se pudo realizar el Modelo de Corte Ortogonal con 5 materiales diferentes, dentro de la cual pudimos palpar que con los diferentes materiales seleccionados la viruta cambiaba.

Para ello en la práctica como primer paso fue que cada uno tenga sus gafas ya que el desprendimiento de viruta puede causar problemas cuando este entra a los ojos, luego para cada material seleccionado se debía seleccionar el material y con un calibrador se debía medir el diámetro del material seleccionado y mediante una ecuación matemática (esta ecuación se encuentra en el apéndice) se determinaba los RPM que debía girar el torno para ello se le da la

velocidad de avance y la profundidad de corte (estas medidas ya están estipuladas en la Practica) ; una vez puesto los parámetros a la maquina se procede a colocar la pieza en el torno y se coloca la cuchilla de acero rápido en el portaherramientas y se procede a desbastar, pero antes de ello

4

tenemos que poner un recipiente en nuestro caso una hoja de A4 para que cuando caiga la viruta poder cogerla y así determinar su espesor y su anchura con el calibrador ya que necesitamos estos datos para determinar su resistencia mecánica.

4.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

CONCLUSIONES

Uno de los factores que se deben de los errores de la practica obtenida fue porque la cuchilla no se puso al ángulo que debería ser, sino se puso en un ángulo de 90°

Los esfuerzos encontrados se puede apreciar que tenemos diferentes errores muy pequeños y muy altos el error del acero SAE 1018 tiene un error del 2,57% esto quiere decir que a las RPM se acerca mucho a las RPM encontradas en la fórmula de N, en cambio para el hierro fundido el error es del 98,66% su error tan elevado se debe por dos motivos en la cales son que nosotros definimos el espesor y la anchura de la viruta ya que prácticamente era polvo lo que se desprendía y la otra es que los RPM determinados no se usaron debido que el hierro fundido es muy frágil

Para las temperaturas obtenidas de corte se puede apreciar que las temperaturas obtenidas están relacionadas según el material, excepto el Bronce ya que su temperatura es mayor que la temperatura de fusión, la fórmula de temperatura de corte nos permite apreciar hasta cuanto en si puede tener velocidad de corte de un material, si nosotros hubiéramos utilizado los RPM determinadas lo más seguro es que se hubiera fundido la viruta en la herramienta de corte.

RECOMENDACIONES

Una de las recomendaciones principales es utilizar gafas para evitar la viruta en los ojos. Se recomienda te el laboratorio ya que las maquinas industriales son peligrosas. Los instrumentos de medición deben estar calibrados (calibrador).

5

5.-APÉNDICES

Datos de la Práctica:

Datosα 12°

F c 1220 N

F t 1095 N

V c 265m /min

t o 2 mm

Esfuerzos teóricos

Para los Materiales seleccionados se prosiguió a calcular las variables necesarias para determinar su resistencia mecánica.

Aluminio

Ecuación de la Velocidad de Corte

V c=π× D× N

1000

N=1000×V c

π ×D

6

Material τ (GPa)

ALUMINIO 0,44

ACERO DE TRANSMICION 0,48

ASTM 1018 0,86

BRONCE 0,42

HIERRO FUNDIDO 0,87

N=1000×265m /minπ ×57

N=1480 RPM

Ecuación del ángulo del plano de corte

r=t ot c

r= 2mm0,14mm

r=14,28

∅=tan−1( r ×cos (α )1−r × seno (α) )

∅=−¿81,97°

Ecuación de la Fuerza en el plano de Corte

F s=Fccos (∅ )−Ft seno (∅ )

F s=Fccos (−81,97 ° )−F t seno (−81,97 ° )

F s=¿1254,602396 N

Ecuación del Área de Corte

A s=| t o×w

seno (∅ )|A s=| 2×0,74

seno (−81,97 ° )×10−6|

A s=1,49×1 0−6m2

Ecuación del Esfuerzo cortante en el plano de corte

7

τ=F s

A s

τ=1254,602396N

1,49×10−6m2

τ=0 ,8394G Pa

% error=|V teorico−V experimental

V experimental|×100

% error=|0,44−0,83940,8394 |×100

% error=47,58 %

Ecuación de la temperatura de Corte

∆T=0,4×UρC

×[V c×t oK ]

0,33

V c=4,42m /s(265m /min)

t o=2×1 0−3m

K=94×1 0−6m2/s

U=0,7×1 09 N−m /m3

ρ=2700kg/m3

C=909 J /Kg K°

∆T=0,4×0,7×1 09

2700×909×[ 4,42×2×1 0−3

94×10−6 ]0,33

∆T=511,007 ° K

Acero de Transmisión


8

V c=π× D× N

1000

N=1000×V c

π ×D

N=1000×265m /minπ ×25

N=3374 RPM


r=t ot c

r= 2mm0,15mm

r=13,33

∅=tan−1( r ×cos (α )1−r × seno (α) )

∅=−¿82,26°



F s=Fccos (−82,26 ° )−F t seno (−82,26 ° )

F s=¿1249,294324 N


A s=| t o×w

seno (∅ )|A s=| 2×0,78

seno (−81,97 ° )×10−6|

A s=1,57×1 0−6m2

9


τ=F s

A s

τ=1249,294324N

1,57×1 0−6m2

τ=0 ,79354GPa



% error=|0,48−0 ,793540,79354 |×100

% error=37,35 %


U=Fc

t 0w= 1220

0.002∗0.00071=8.59×108

∆T=0,4×UρC

×[V c×t oK ]

0,33

V c=4,42m /s(265m /min)

t o=2×1 0−3m

K=60×1 0−6m2/s

U=0,859×1 09N−m /m3

ρ=7870kg/m3

C=460 J /Kg K °

∆T=0,4 (0,859×109)

7870×460 ( 4,42×2×1 0−3

60×10−6 )0,33

10

∆T=493 °

Acero SAE 1018


V c=π× D× N

1000

N=1000×V c

π ×D

N=1000×265m /minπ ×25

N=3374 RPM


r=t ot c

r= 2mm0,02mm

r=100

∅=tan−1( r ×cos (α )1−r ×seno (α) )

∅=−¿78,56°



F s=Fccos (−78,56 ° )−F t seno (−78,56 ° )

F s=¿1315,195284 N


11

A s=| t o×w

seno (∅ )|A s=| 2×0,73

seno (−78,56 °)×10−6|

A s=1,49×1 0−6m2


τ=F s

A s

τ=1249,294324N

1,57×1 0−6m2

τ=0 ,88293GPa



% error=|0 ,86−0 ,882930 ,8829 3 |×100

% error=2,57 %


U=Fc

t 0w= 1220

0.002×0.00078=7.82×108

∆T=0,4×UρC

×[V c×t oK ]

0,33

V c=4,42m /s(265m /min)

t o=2×1 0−3m

K=58×10−6m2 /s

U=2,2×109N−m /m3

12

ρ=7870kg/m3

C=460 J /Kg K °

∆T=0,4 (0,782×109)

7870×460 ( 4,42×2×10−3

58×10−6 )0,33

∆T=453,87 ° K

Bronce


V c=π× D× N

1000

N=1000×V c

π ×D

N=1000×265m /minπ ×28

N=3013RPM


r=t ot c

r= 2mm0,12mm

r=16,67

∅=tan−1( r ×cos (α )1−r × seno (α) )

∅=−¿81,40°


13


F s=Fccos (−78,56 ° )−F t seno (−78,56 ° )

F s=¿ 1265,101323 N


A s=| t o×w

seno (∅ )|A s=| 2×0,73

seno (−78,56 ° )×10−6|

A s=9,3×1 0−7m2


τ=F s

A s

τ=1265,101323N

9,3×10−7m2

τ=1,36GPa



% error=|0 ,42−1,361,36 |×100

% error=69,11 %


∆T=0,4×UρC

×[V c×t oK ]

0,33

V c=4,42m /s(265m /min)

14

t o=2×1 0−3m

K=64×1 0−6m2/s

U=2,2×109N−m /m3

ρ=8900kg /m3

C=360J /KgK °

∆T=0,4×2,2×109

8000×360×[ 4,42×2×10−3

64×10−6 ]0,33

∆T=1553,75 ° K

Hierro Fundido


V c=π× D× N

1000

N=1000×V c

π ×D

N=1000×265m /minπ ×16

N=5272 RPM


r=t ot c

r= 2mm0,001mm

r=2000

∅=tan−1( r ×cos (α )1−r ×seno (α) )

∅=−¿78,03°

15



F s=Fccos (−78,56 ° )−F t seno (−78,56 ° )

F s=¿ 1324,251391 N


A s=| t o×w

seno (∅ )|A s=| 2×0,73

seno (−78,56 °)×10−6|

A s=2,04×10−8m2


τ=F s

A s

τ=1324,251391N

2,04×1 0−8m2

τ=64,77GPa



% error=|0,87−64,7764,77 |×100

% error=98,66 %


16

U=Fc

t 0w= 1220

0.002×0.00060=10.17×108

∆T=0,4×UρC

×[V c×t oK ]

0,33

V c=4,42m /s(265m /min)

t o=2×1 0−3m

K=58×10−6m2 /s

U=10,17×1 08N−m /m3

ρ=7500kg/m3

C=473 J /Kg K °

∆T=0,4 (1,017×109)

7500×473 ( 265 (0,002)60×19×10−6 )

0,33

∆T=888° K

17

Documents

Reporte # 3