PROCESOS TECNOLÓGICOS DE MANUFACTURA Seminario 8: Selección de regímenes de corte.

Sumario: Selección del régimen de corte para una operaciones de torneado. Elaboración de cilindrado de desbaste y acabado en un torno conencional.

Objetivos: Seleccionar el régimen de corte para las operaciones de torneado, en una elaboración de cilindrado de desbaste y acabado en un torno convencional.

Bibliografía: I- Regimenes de corte para la elaboración por arranque de virutas. [Dr. Jesus Gonzalez]. II- Moodler.  

Ejercicio: Para la pieza que se muestra se estableció una secuencia de elaboración, teniendo en cuenta una serie de aspectos tecnológicos. 1. Refrentado y centrado de las superficies frontales. 4. Tratamiento térmico. 2. Cilindrado de desbaste y acabado de todas las sup. cilíndricas. 5. Rectificado de los escalones Ø45 k6. 3.Elaboración de chaveteros.

En esta clase se desarrollará la selección de las herramientas y el cálculo de regímenes de corte para la elaboración del escalón D en un torno convencional, el cual en su itinerario tecnológico requiere: Cilindrado de desbaste. Cilindrado de acabado.

Cilindrado de desbaste de la superficies D. (instalación entre plato y punto). Elaboración de desbaste: Cilindrar desbastando superficie D de Ø 55mm a Ø mm en una longitud de 25mm.

2. Cilindrado de acabado de la superficie D. (instalación entre puntos con perro de arrastre) Elaboración de acabado: Cilindrar de acabado superficie D desde Ø 46.5 mm hasta Ø mm. Acabado superficial Ra= 3.2 μm .

Datos: Material a elaborar: Acero 45 (Laminado) =AISI 1045 Diámetro pieza bruta = 55 mm σt = 589.5[MPa] = 59 kg / mm2 Dureza: 200 HB Herramienta: Desbaste: Cuchilla φ=90° - P30 ( T5K10).; r = 0 Acabado: Cuchilla φ=90° - P01 (T30K4); r =1mm La durabilidad de las herramientas T, se plantea para 60 min . Máquina Herramienta: Torno IK62; Nmot. = 10 kW; η= 0,85. Dimensiones del vástago de la herramienta = 25 x 25mm.

Operación de desbaste: Cilindrar desbastando superficie D de diámetro 55mm a diámetro mm en una longitud de 25mm . Cálculo de profundidad de corte (t = ap) t = 4,25 mm.

Verificación de la profundidad de corte: t ≤ de (2/3) l. Donde: l = Longitud del borde cortante l ≥ 6mm.

Cálculo de la velocidad de avance: Tabla 20-25.  En nuestro caso utilizamos la tabla 20 ya que se corresponde con el tipo de elaboración, material de la herramienta y material elaborado.   Datos: Diámetro pieza bruta = 55mm Dimensiones el vástago herramienta= 25 x25. Acero al carbono Profundidad de corte t= 4,25 mm Velocidad de avance (tabla): 0,4-0,8 mm/rev. Seleccionamos 0,8 mm/rev.

Verificar del valor de vel. de avance de S = 0.8 mm / rev . para la elaboración de desbaste en la máquina torno 1K62: En la máquina, aparecen los valores 0.78 y 0.87, por lo que tomamos el más cercano: S = fn = 0,78 mm / rev. Velocidades de avance longitudinales (Sl): [mm/rev]. 0.07; 0.074; 0.084; 0.097; 0.11; 0.12; 0.13; 0.14; 0.15; 0.17; 0.195; 0.21; 0.23; 0.26; 0.28; 0.3; 0.34; 0.39; 0.43; 0.47; 0.52; 0.57; 0.61; 0.70; 0.78; 0.87; 0.95; 1.14; 1.21; 1.4; 1.56; 1.74; 1.9; 2.08; 2.28; 2.42; 2.8; 3.12; 3.48; 3.8; 4.16.

Cálculo de la velocidad de corte V [m/min]: Donde: Cv- Constante de las condiciones concretas de maquinado. T – Vida útil de la herramienta. Kv- Factor general de corrección para las condiciones cambiadas. Kv = Kmv* Knv* Kuv* Kov* Kφv* Kφ1v*Kqv *Krv. Kmv- material elaborado. Tablas 27 a 31. Knv- Estado de la superficie. Tabla 32. Kuv- material herramienta. Tabla 33. Kov- tipo de elaboración. Tabla 35.   Kφ; Kφ1; Kq; Kr- parámetros geométricos de la herramienta, se tienen en cuanta solo para herramientas de acero rápido.. Tabla 34

Los valores de Cv y de los exponentes x, y, m se dan en la tabla 26. Tomamos: Cv =340 xv = 0,15 yv = 0,45 mv = 0,2 Datos: Cilindrado exterior Acero al carbono Material herramienta- T5K10- T15K6- (P30) Avance > 0,7 Kn: Tabla 32 Datos: Laminado Knv = 0,9   Kuv: Tabla 33 Acero de construcción. T5k10- (P30) Kuv = 0,65  Kov: Tabla 35 Cilindrado exterior Kov = 1,0 Coeficientes de corrección: Km: Tablas 27 a 31 Datos: Acero al carbono Cuchilla de metal duro

n =561 min-1 Determinación de la frecuencia de rotación: n [ min-1] Sustituyendo: V= 97 m/min Determinación de la frecuencia de rotación: n [ min-1] n =561 min-1

Por lo tanto se selecciona la (n) inmediata inferior. Normalización de la frecuencia de rotación (n= 561) en la máquina herramienta. Frecuencia de rotación (n): (rpm) [min-1]. 12.5; 16; 20; 31.5; 40; 50; 63; 80;100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000. En la máquina tabla, aparecen 500 y 630 min-1 Verificando el error del 10 % Por lo tanto se selecciona la (n) inmediata inferior. n = 500 min-1 Recalculando la velocidad de corte V [m / min] 12 % > 10 % V = 86 m / min

Cálculo de la potencia de corte Nc [kW] Este cálculo se realiza para la superficie con condiciones de corte más complejas. Donde: Pz- Fuerza de corte. Los valores de Cp; x; y; n se determinan en la tabla 40. Datos: Acero de construcción. Herramienta metal duro. Tipo de elaboración. Tomamos: Cp =300 xp = 1,0 yp = 0,75 np = -0,15

Kp:= Kmp* Kφp* Kγp* Kλp*Krp Kφp: Tabla 44 Datos: Kφp 0,89 φ = 90° Herramientas aleaciones duras   Kγp: Tabla 44 Datos: Kγp = 1,0 Angulo de ataque γ = 10° Kλp: Tabla 44 Kλp = 1,0 Datos: Angulo λ = 0° Kmp: Tablas 41 y 42 Datos: Acero al carbono. np – para σ ≤ 600 MPa =0,75 Krp: Tabla 44 Datos: Solo para herramientas de acero rápido Sustituyendo :  Kp = 0,24* 0,89* 1,0* 1,0 = 0,21 Kp = 0,21

Sustituyendo: Pz = 1236 N Nc = 2 kW Verificación de (Nc) con la potencia del motor principal (Nmot. = 10 kW) 10 ≥ 2,35 se cumple la condición. Sust.: Nc = 2 y η = 0.85

Selección de los regimenes de corte para la operación de acabado. Para realizar la selección de los regímenes de corte de la elaboración de acabado, se siguen los mismos pasos que para la elaboración de desbaste teniendo en cuenta lo siguiente: No se requiere la comprobación de la arista de corte efectiva en la determinación de profundidad de corte. No se requiere el cálculo de la potencia de corte ni su verificación con el motor de la máquina.

2. Cilindrado de acabado de la superficie D. (instalación entre puntos con perro de arrastre) Elaboración de acabado: Cilindrar de acabado superficie D desde Ø 46.5 mm hasta Ø mm. Acabado superficial Ra= 3.2 μm .

Datos elaboración de acabado Herramienta: Acabado: Cuchilla φ=90° - P01 (T30K4); r =1mm La durabilidad de las herramientas T, se plantea para 60 min . Pieza Acabado superficial. Ra= 3.2 μm.

Cálculo de profundidad de corte (t = ap) Cilindrar de acabado superficie D desde diámetro 46.5 mm hasta diámetro mm. t =0.5 mm

Cálculo de la velocidad de avance para la elaboración de acabado: Tabla 22.  Datos: Ra = 3,2 [µm] ≈ Rz =12,5. Radio de punta dela herramienta = 1 mm. Rz 40 ≈ Ra 12,5 Rz 25 ≈ Ra 6,3 Rz 20 ≈ Ra 6,3 Rz 12,5 ≈ Ra 3,2 Ra 2,5 ≈ Ra1,6 Seleccionamos 0,25 mm/rev. Verificación de la velocidad de avance en la máquina. Velocidades de avance longitudinales (Sl): [mm/rev]. Torno 1K62 0.07; 0.074; 0.084; 0.097; 0.11; 0.12; 0.13; 0.14; 0.15; 0.17; 0.195; 0.21; 0.23; 0.26; 0.28; 0.3; 0.34; 0.39; 0.43; 0.47; 0.52; 0.57; 0.61; 0.70; 0.78; 0.87; 0.95; 1.14; 1.21; 1.4; 1.56; 1.74; 1.9; 2.08; 2.28; 2.42; 2.8; 3.12; 3.48; 3.8; 4.16. Seleccionamos la velocidad de avance inmediata inferior: S= 0,23 mm/ rev.

Cálculo de la velocidad de corte V[m/min]. Tabla 26 Datos: Cilindrado exterior Acero al carbono Material herramienta- T30K4- T15K10 -(P01) Avance ≤ 0,3 mm/rev Tomamos: Cv =420 xv = 0,15 yv = 0,2 mv = 0,2  

Coeficientes de corrección: Km: Tablas 27 a 31 Datos: Acero al carbono Cuchilla de metal duro Kn: Tabla 32 Datos: Sin capa superficial Knv = 0,9   Kuv: Tabla 33 Acero de construcción. T30k4- (T20K4)- (P01) Kuv = 1,4  Kov: Tabla 35 Cilindrado exterior Kov = 1,0

n =3429 min-1 Determinación de la frecuencia de rotación: n [ min-1] Sustituyendo: V= 501 m/min Determinación de la frecuencia de rotación: n [ min-1] n =3429 min-1

Normalización de la frecuencia de rotación (n= 3429) en la máquina herramienta. Frecuencia de rotación (n): (rpm) [min-1]. 12.5; 16; 20; 31.5; 40; 50; 63; 80;100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000. El valor calculado de frecuencia de rotación, excede el valor máximo de la máquina, por lo que tomamos el valor máximo de la misma sin ninguna comprobación o sea 2000 min-1 Recalculando la velocidad de corte V [m / min] V =292 m / min