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Trabajo Práctico Individual - Pieza 5 Se compran 100 barras de acero SAE 1045 de 2'' de diámetro y L=115 mm de largo en la empresa Aceros Cripton.

Se considera que la potencia neta del torno es de 2 hp. A su vez se utiliza, según la tabla 1, una potencia unitaria de 2,2 N.m/mm^3. Pneta ≔ 2 hp

(N ⋅ m) Pu ≔ 2.2 ――― 3 mm

1) Taladrado: Comienza el proceso de maquinado con una leve perforación con una broca de centro en el eje longitudinal del cilindro. Posteriormente, se coloca una broca de 6 mm para comenzar con el proceso de taladrado. Se realizará un taladrado pasante a lo largo de los 115 mm de la pieza (según la figura 2, utilizando una broca de metal duro integral). D ≔ 6 mm

mm fr ≔ 50 ―― min

L ≔ 115 mm

Según la figura 3 tenemos una velocidad de corte máxima de 30 m/min, por lo tanto: m vc ≔ 30 ―― min

vc 3 1 = ⎛⎝1.592 ⋅ 10 ⎞⎠ ―― N ≔ ―― min π⋅D

Elijo según las revoluciones del torno (figura 4): 1 N ≔ 1250 ―― min

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D = 23.562 ―― min 3

⎛π ⎞ 2 mm Rmr ≔ ⎜―⋅ D ⋅ fr⎟ = 23.562 ―― s ⎝4 ⎠ Pc ≔ Pu ⋅ Rmr = 0.07 hp

Ahora, se realiza el mismo procedimiento avanzando de a 2 mm de diámetro en la broca hasta alcanzar los 15 mm de diámetro; valor a partir del cual el portaherramientas cabe dentro del cilindro para continuar con el proceso de alesado.

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Broca de 8 mm: D2 ≔ 8 mm

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D2 = 31.416 ―― min

D1 ≔ 6 mm

Como la velocidad de corte superó el valor límite de 30 m/min, debo escoger una menor cantidad de rpm: 1 N ≔ 750 ―― min

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D2 = 18.85 ―― min 3

⎛π ⎞ 2 2 mm Rmr ≔ ⎜―⋅ ⎛⎝D2 − D1 ⎞⎠ 2 ⋅ fr⎟ = 36.652 ―― s ⎝4 ⎠

Pc ≔ Pu ⋅ Rmr = 0.108 hp

Broca de 10 mm: D2 ≔ 10 mm

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D2 = 23.562 ―― min

D1 ≔ 8 mm

3

⎛π ⎞ 2 2 mm Rmr ≔ ⎜―⋅ ⎛⎝D2 − D1 ⎞⎠ 2 ⋅ fr⎟ = 47.124 ―― s ⎝4 ⎠

Pc ≔ Pu ⋅ Rmr = 0.139 hp

Broca de 12 mm: D2 ≔ 12 mm

D1 ≔ 10 mm

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D2 = 28.274 ―― min 3

⎛π ⎞ 2 2 mm Rmr ≔ ⎜―⋅ ⎛⎝D2 − D1 ⎞⎠ 2 ⋅ fr⎟ = 57.596 ―― s ⎝4 ⎠

Pc ≔ Pu ⋅ Rmr = 0.17 hp

Broca de 14 mm: D2 ≔ 14 mm

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D2 = 32.987 ―― min

Como la velocidad de corte superó el valor límite de 30 m/min, debo escoger una menor cantidad de rpm: 1 N ≔ 460 ―― min D1 ≔ 12 mm

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D2 = 20.232 ―― min m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D2 = 20.232 ―― min 3

⎛π ⎞ 2 2 mm Rmr ≔ ⎜―⋅ ⎛⎝D2 − D1 ⎞⎠ 2 ⋅ fr⎟ = 68.068 ―― s ⎝4 ⎠

Pc ≔ Pu ⋅ Rmr = 0.201 hp Página 2

3

⎛π ⎞ 2 2 mm Rmr ≔ ⎜―⋅ ⎛⎝D2 − D1 ⎞⎠ 2 ⋅ fr⎟ = 68.068 ―― s ⎝4 ⎠ Broca de 16 mm: D2 ≔ 16 mm

D1 ≔ 14 mm

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D2 = 23.122 ―― min 3

⎛π ⎞ 2 2 mm Rmr ≔ ⎜―⋅ ⎛⎝D2 − D1 ⎞⎠ 2 ⋅ fr⎟ = 78.54 ―― s ⎝4 ⎠

Pc ≔ Pu ⋅ Rmr = 0.232 hp

Para el tiempo de taladrado total, no sólo se consideran las pasadas de las 6 brocas sino que también el tiempo que tarda en retirarse la misma (considerando que lo hace al doble de la velocidad con la que penetró). Pasadas ≔ 6 L Ttaladrado.desgaste ≔ Pasadas ⋅ ―= 13.8 min fr ⎛ 1⎞ L ⋅ ―= 20.7 min Ttaladrado.total ≔ Pasadas ⋅ ⎜1 + ― 2 ⎟⎠ fr ⎝ 2) Alesado: Ahora, con el diámetro de 16 mm, es posible la inserción del porta-herramientas en la pieza, por lo tanto, se prosigue a realizar el alesado. Debo llevar el diámetro interior a 25,50 mm, según la tabla 2, en la sección donde posteriormente se realizará el roscado (M 27 x 1,50) y hasta 27 mm en el resto de la pieza. Es posible realizar la pasada completa a lo largo de la pieza según las dimensiones del portaherramientas. Se utilizará un inserto triangular ISO P25; cuya velocidad de corte máxima se sabe que es de 300 m/min y avance máximo de 1 mm/rev. (25.5 mm − 16 mm ) = 4.75 mm A ≔ ――――――― 2

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(25.5 mm − 16 mm ) = 4.75 mm A ≔ ――――――― 2 2) a. Desbaste: Se realizarán 4 pasadas de 1 mm y 1 pasada de 0,64 mm (para desbaste).

Se escoge un diámetro medio de 20 mm a efectos de los cáculos para obtener la potencia media consumida a lo largo de las 4 pasadas de 1 mm. D ≔ 20 mm

mm f ≔ 0.5 ―― rev

d ≔ 1 mm

vc 3 1 = ⎛⎝4.775 ⋅ 10 ⎞⎠ ―― N ≔ ―― min π⋅D

m vc ≔ 300 ―― min

kf ≔ 0.85

1 N ≔ 2000 ―― min

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D = 125.664 ―― min

3

mm Rmr ≔ vc ⋅ d ⋅ f = 166.667 ―― s

Por pasada de 1 mm. (Son 4 en total).

Pc ≔ kf ⋅ Pu ⋅ Rmr = 0.418 hp

Ahora tenemos un diámetro interior de 24 mm; realizaremos una pasada con una profundidad de d=0,64 mm para llegar a 25,28 mm.

D ≔ 25.28 mm

d ≔ 0.64 mm

vc 3 1 = ⎛⎝3.777 ⋅ 10 ⎞⎠ ―― N ≔ ―― min π⋅D

mm f ≔ 0.5 ―― rev

kf ≔ 0.85

1 N ≔ 2000 ―― min

m vc ≔ 300 ―― min

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D = 158.839 ―― min

3

mm Rmr ≔ vc ⋅ d ⋅ f = 134.827 ―― s

Pc ≔ kf ⋅ Pu ⋅ Rmr = 0.338 hp

Por pasada de d=0,64 mm.

2) b. Acabado: Ahora poseemos un diámetro interior de 25,28 mm; realizaremos 1 pasada de acabado con una profundidad de d=0,1 mm para llegar a 25,48 mm = 25,50 mm. D ≔ 25.48 mm

d ≔ 0.1 mm

mm f ≔ 0.5 ―― rev

kf ≔ 0.85

m vc ≔ 300 ―― min

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vc 3 1 = ⎛⎝3.748 ⋅ 10 ⎞⎠ ―― N ≔ ―― min π⋅D

1 N ≔ 2000 ―― min

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D = 160.096 ―― min

3

mm Rmr ≔ vc ⋅ d ⋅ f = 21.233 ―― s Por pasada de d=0,1 mm. Pc ≔ kf ⋅ Pu ⋅ Rmr = 0.053 hp

Pasadas ≔ 6 L = 4.335 min Talesado.desgaste ≔ Pasadas ⋅ ―― f⋅N ⎛ 1⎞ L ⋅ ―― = 6.503 min Talesado.total ≔ Pasadas ⋅ ⎜1 + ― 2 ⎟⎠ f ⋅ N ⎝ 3) Alesado restante Poseemos un diámetro interior de D=25,50 mm con un buen acabado a lo largo de toda la pieza. Ahora, se procederá a continuar con el alesado hasta obtener un diámetro interior de D=27 mm a lo largo de una longitud de L=95 mm; es decir, a lo largo de toda la pieza salvo la sección en donde posteriormente se realizará el roscado M 27 x 1,50. Se realizará una pasada de desbaste de b=0,64 mm para llegar a un diámetro interior de D=26,78 mm y luego una pasada de acabado de una profundidad de b=0,1 mm para llegar a un diámetro interior de D=26,98 mm = 27 mm. L95mm ≔ 95 mm 3) a. Desbaste: D ≔ 26.78 mm

d ≔ 0.64 mm

mm f ≔ 0.5 ―― rev

kf ≔ 0.85

m vc ≔ 300 ―― min Página 5

mm f ≔ 0.5 ―― rev vc 3 1 = ⎛⎝3.566 ⋅ 10 ⎞⎠ ―― N ≔ ―― min π⋅D

m vc ≔ 300 ―― min

1 N ≔ 2000 ―― min

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D = 168.264 ―― min

3

mm Rmr ≔ vc ⋅ d ⋅ f = 142.827 ―― s

Por pasada de 0,64 mm.

Pc ≔ kf ⋅ Pu ⋅ Rmr = 0.358 hp 3) b. Acabado: D ≔ 26.98 mm

d ≔ 0.1 mm

vc 3 1 = ⎛⎝3.539 ⋅ 10 ⎞⎠ ―― N ≔ ―― min π⋅D

mm f ≔ 0.5 ―― rev

kf ≔ 0.85

1 N ≔ 2000 ―― min

m vc ≔ 300 ―― min

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D = 169.52 ―― min

3

mm Rmr ≔ vc ⋅ d ⋅ f = 22.483 ―― s

Pc ≔ kf ⋅ Pu ⋅ Rmr = 0.056 hp

Por pasada de d=0,1 mm.

Ahora tenemos un diámetro interior de D1=25,50 mm en la sección donde posteriormente se encontrará la rosca y un diámetro interior D2=27 mm en la parte restante.

Pasadas ≔ 2 L95mm = 1.194 min Talesado.2.desgaste ≔ Pasadas ⋅ ――― f⋅N Página 6

L95mm = 1.194 min Talesado.2.desgaste ≔ Pasadas ⋅ ――― f⋅N ⎛ 1 ⎞ L95mm ⋅ ――― = 1.791 min Talesado.2.total ≔ Pasadas ⋅ ⎜1 + ― 2 ⎟⎠ f ⋅ N ⎝

4) Roscado:

La longitud de la rosca es de L=20 mm. Siguiendo la tabla 3, vemos que es necesario realizar 6 pasadas, pues es una rosca M 27 x 1,50. Por otro lado, como queremos un paso de 1,5 mm debemos colocar el torno en la posición A-C-1-R, con el engranaje "a" de 60 dientes. De la figura 6 vemos que es beneficioso que el diámetro haya quedado levemente inferior a los 25,50 mm considerados (25,48 mm). Por otra parte, como vemos en el catálogo de la herramienta elegida (figura 7) la velocidad de corte máxima es de vc=130 m/min. Pero, para preservar la vida de la herramienta y obtener un buen desempeño en la operación de roscado, la misma se reduce a un 40%. Por lo tanto: m m = 52 ―― vc ≔ 0.4 ⋅ 130 ―― min min D ≔ 27 mm

vc 1 = 613.496 ―― N ≔ ―― min π⋅D

1 N ≔ 460 ―― min

L20mm ≔ 20 mm

Ahora, para hallar la base máxima B del triángulo del inserto que penetrará la pieza: 0.22 mm h ≔ ―――― cos (60)

sin (30) Op ≔ 0.22 mm ――― cos (60)

B ≔ 2 ⋅ Op = 0.456 mm

1RA Pasada: d ≔ 0.22 mm

D ≔ 25.50 mm

(B ⋅ d) 2 = 0.05 mm A ≔ ――― 2 m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D = 36.851 ―― min

mm f ≔ 1.5 ―― rev

3

mm Rmr ≔ A ⋅ vc = 30.838 ―― s Pc ≔ Pu ⋅ Rmr = 0.091 hp

2DA Pasada: d ≔ 0.21 mm

(B ⋅ d) 2 = 0.048 mm A ≔ ――― 2 Página 7

(B ⋅ d) 2 = 0.048 mm A ≔ ――― 2 D ≔ 25.50 mm

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D = 36.851 ―― min

mm f ≔ 1.5 ―― rev

3

mm Rmr ≔ A ⋅ vc = 29.436 ―― s Pc ≔ Pu ⋅ Rmr = 0.087 hp

3RA Pasada: (B ⋅ d) 2 = 0.039 mm A ≔ ――― 2

d ≔ 0.17 mm

D ≔ 25.50 mm

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D = 36.851 ―― min

mm f ≔ 1.5 ―― rev

3

mm Rmr ≔ A ⋅ vc = 23.829 ―― s Pc ≔ Pu ⋅ Rmr = 0.07 hp 4TA Pasada: d ≔ 0.14 mm

D ≔ 25.50 mm

(B ⋅ d) 2 = 0.032 mm A ≔ ――― 2 m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D = 36.851 ―― min

mm f ≔ 1.5 ―― rev

3

mm Rmr ≔ A ⋅ vc = 19.624 ―― s Pc ≔ Pu ⋅ Rmr = 0.058 hp 5TA Pasada: d ≔ 0.12 mm

D ≔ 25.50 mm

(B ⋅ d) 2 = 0.027 mm A ≔ ――― 2 m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D = 36.851 ―― min

mm f ≔ 1.5 ―― rev

3

mm Rmr ≔ A ⋅ vc = 16.821 ―― s Página 8

3

mm Rmr ≔ A ⋅ vc = 16.821 ―― s Pc ≔ Pu ⋅ Rmr = 0.05 hp

6TA Pasada: d ≔ 0.08 mm

D ≔ 25.50 mm

(B ⋅ d) 2 = 0.018 mm A ≔ ――― 2 m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D = 36.851 ―― min

mm f ≔ 1.5 ―― rev

3

mm Rmr ≔ A ⋅ vc = 11.214 ―― s Pc ≔ Pu ⋅ Rmr = 0.033 hp

Pasadas ≔ 6 L20mm = 1.093 min Troscado.desgaste ≔ Pasadas ⋅ ――― f⋅N ⎛ 1 ⎞ L20mm ⋅ ――― = 1.639 min Troscado.total ≔ Pasadas ⋅ ⎜1 + ― 2 ⎟⎠ f ⋅ N ⎝

5) Ranurado interior (tronzado): Utilizando la herramienta de ranurado interior de ancho w=4 mm (figura 5), realizamos la operación, cuya profundidad es de d=2 mm, para llegar a un diámetro interior de D=31 mm. Según la figura 8 observamos que la velocidad de corte recomendada es de vc=140 m/min, recomendación válida si se utiliza refrigerante, por lo tanto, tomamos un coeficiente de seguridad y trabajamos con un 30% de dicha velocidad: Página 9

Utilizando la herramienta de ranurado interior de ancho w=4 mm (figura 5), realizamos la operación, cuya profundidad es de d=2 mm, para llegar a un diámetro interior de D=31 mm. Según la figura 8 observamos que la velocidad de corte recomendada es de vc=140 m/min, recomendación válida si se utiliza refrigerante, por lo tanto, tomamos un coeficiente de seguridad y trabajamos con un 30% de dicha velocidad: d ≔ 2 mm m vc ≔ 0.3 ⋅ 140 ―― min

mm fr ≔ 25 ―― min

vc 1 = 431.259 ―― N ≔ ―― min π⋅D fr = 0.083 mm f≔― N

w ≔ 4 mm

1 N ≔ 300 ―― min

D ≔ 31 mm

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D = 29.217 ―― min

mm f ＝ 0.083 ―― rev 3

mm Rmr ≔ vc ⋅ f ⋅ w = 162.316 ―― s Pc ≔ Pu ⋅ Rmr = 0.479 hp

Pasadas ≔ 1 d Tranurado.desgaste ≔ Pasadas ⋅ ―= 0.08 min fr ⎛ 1⎞ d ⋅ ―= 0.12 min Tranurado.total ≔ Pasadas ⋅ ⎜1 + ― 2 ⎟⎠ fr ⎝

6) Torneado longitudinal Se tiene que el diámetro de la barra es de 2'', es decir, D=50,8 mm. a. Se sujetará la pieza del lado del roscado y se procederá a realizar una pasada de desbaste de d=1 mm y otra de una profundidad de d=0,3 mm y por último una de acabado de d=0,1 mm a lo largo de una longitud de L=90 mm para dejar el diámetro exterior de la barra de D=48 mm. Página 10

Se tiene que el diámetro de la barra es de 2'', es decir, D=50,8 mm. a. Se sujetará la pieza del lado del roscado y se procederá a realizar una pasada de desbaste de d=1 mm y otra de una profundidad de d=0,3 mm y por último una de acabado de d=0,1 mm a lo largo de una longitud de L=90 mm para dejar el diámetro exterior de la barra de D=48 mm. 6) a. L90mm ≔ 90 mm D ≔ 50.8 mm

d ≔ 1 mm

vc 3 1 = ⎛⎝1.88 ⋅ 10 ⎞⎠ ―― N ≔ ―― min π⋅D

mm f ≔ 0.5 ―― rev

kf ≔ 0.85

1 N ≔ 1250 ―― min

m vc ≔ 300 ―― min

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D = 199.491 ―― min

3

mm Rmr ≔ vc ⋅ d ⋅ f = 264.583 ―― s Por pasada de desbaste 1 mm.

Pc ≔ kf ⋅ Pu ⋅ Rmr = 0.663 hp

D ≔ 48.8 mm

d ≔ 0.3 mm

vc 3 1 = ⎛⎝1.957 ⋅ 10 ⎞⎠ ―― N ≔ ―― min π⋅D

mm f ≔ 0.5 ―― rev

kf ≔ 0.85

1 N ≔ 1250 ―― min

m vc ≔ 300 ―― min

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D = 191.637 ―― min

3

mm Rmr ≔ vc ⋅ d ⋅ f = 76.25 ―― s Por pasada de desbaste 0,3 mm.

Pc ≔ kf ⋅ Pu ⋅ Rmr = 0.191 hp

D ≔ 48.2 mm

d ≔ 0.1 mm

vc 3 1 = ⎛⎝1.981 ⋅ 10 ⎞⎠ ―― N ≔ ―― min π⋅D

mm f ≔ 0.5 ―― rev

kf ≔ 0.85

1 N ≔ 1250 ―― min

m vc ≔ 300 ―― min

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D = 189.281 ―― min

3

mm Rmr ≔ vc ⋅ d ⋅ f = 25.104 ―― s Pc ≔ kf ⋅ Pu ⋅ Rmr = 0.063 hp

Por pasada de acabado 0,1 mm.

b. Luego, se realizarán 3 pasadas de una profundidad de d=1 mm y 1 pasada de una profundidad de d=0,9 mm y por último una pasada de acabado de una profundidad de d=0,1 mm. Esto se realizará a lo largo de una longitud de L= 60mm, para dejar el diámetro exterior de la barra en D=40 mm.

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6) b. L60mm ≔ 60 mm D ≔ 48 mm

d ≔ 1 mm

vc 3 1 = ⎛⎝1.989 ⋅ 10 ⎞⎠ ―― N ≔ ―― min π⋅D

mm f ≔ 0.5 ―― rev

kf ≔ 0.85

1 N ≔ 1250 ―― min

m vc ≔ 300 ―― min

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D = 188.496 ―― min

3

mm Rmr ≔ vc ⋅ d ⋅ f = 250 ―― s Pc ≔ kf ⋅ Pu ⋅ Rmr = 0.627 hp

D ≔ 42 mm

d ≔ 0.9 mm

vc 3 1 = ⎛⎝2.274 ⋅ 10 ⎞⎠ ―― N ≔ ―― min π⋅D

Por pasada de desbaste 1 mm. (Son 3 en

total).

mm f ≔ 0.5 ―― rev

kf ≔ 0.85

1 N ≔ 2000 ―― min

m vc ≔ 300 ―― min

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D = 263.894 ―― min

3

mm Rmr ≔ vc ⋅ d ⋅ f = 315 ―― s Pc ≔ kf ⋅ Pu ⋅ Rmr = 0.79 hp

D ≔ 40.2 mm

d ≔ 0.1 mm

vc 3 1 = ⎛⎝2.375 ⋅ 10 ⎞⎠ ―― N ≔ ―― min π⋅D

Por pasada de desbaste 0,9 mm. mm f ≔ 0.5 ―― rev

kf ≔ 0.85

1 N ≔ 2000 ―― min

m vc ≔ 300 ―― min

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D = 252.584 ―― min

3

mm Rmr ≔ vc ⋅ d ⋅ f = 33.5 ―― s Pc ≔ kf ⋅ Pu ⋅ Rmr = 0.084 hp

Por pasada de acabado 0,1 mm.

c. Por último, se realizará 1 pasada de desbaste con una profundidad de d=0,9 mm y otra de acabado con una profundidad de d=0,1 mm para dejar el diámetro exterior en D=38 mm. Esta operación de torneado se realizará a partir del extremo de la barra, a lo largo de una longitud de L=40 mm.

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6) c. L40mm ≔ 40 mm D ≔ 40 mm

d ≔ 0.9 mm

vc 3 1 = ⎛⎝2.387 ⋅ 10 ⎞⎠ ―― N ≔ ―― min π⋅D

mm f ≔ 0.5 ―― rev

kf ≔ 0.85

1 N ≔ 2000 ―― min

m vc ≔ 300 ―― min

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D = 251.327 ―― min

3

mm Rmr ≔ vc ⋅ d ⋅ f = 300 ―― s

Por pasada de desbaste 0,9 mm.

Pc ≔ kf ⋅ Pu ⋅ Rmr = 0.752 hp

D ≔ 38.2 mm

d ≔ 0.1 mm

vc 3 1 = ⎛⎝2.5 ⋅ 10 ⎞⎠ ―― N ≔ ―― min π⋅D

mm f ≔ 0.5 ―― rev

kf ≔ 0.85

1 N ≔ 2000 ―― min

m vc ≔ 300 ―― min

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D = 240.018 ―― min

3

mm Rmr ≔ vc ⋅ d ⋅ f = 31.833 ―― s Pc ≔ kf ⋅ Pu ⋅ Rmr = 0.08 hp

Por pasada de acabado 0,1 mm.

A continuación, se saca la pieza, se la da vuelta y se procede a continuar con el cilindrado longitudinal en la otra punta de la barra.

PasadasD48 ≔ 3

PasadasD40 ≔ 5

PasadasD38 ≔ 2 Página 13

⎛⎝PasadasD48 ⋅ L90mm + PasadasD40 ⋅ L60mm + PasadasD38 ⋅ L40mm⎞⎠ = 26 min Ttorneado.long.desgaste ≔ ―――――――――――――――――――― fr ⎛⎝PasadasD48 ⋅ L90mm + PasadasD40 ⋅ L60mm + PasadasD38 ⋅ L40mm⎞⎠ 3 ⋅ ―= 39 min Ttorneado.long.total ≔ ―――――――――――――――――――― 2 fr

7) 2DO torneado longitudinal Partiendo de un diámetro de D=50,8 mm, se debe alcanzar un diámetro de D=40 mm a lo largo de una longitud de L=25 mm. Por lo que se realizarán 5 pasadas de desbaste de una profundidad de d=1 mm, otra pasada de desbaste de una profundidad de d=0,3 mm y por último una pasada de acabado de una profundidad de d=0,1 mm para alcanzar el diámetro esperado de D=40 mm. L25mm ≔ 25 mm D ≔ 50.8 mm

d ≔ 1 mm

vc 3 1 = ⎛⎝1.88 ⋅ 10 ⎞⎠ ―― N ≔ ―― min π⋅D

mm f ≔ 0.5 ―― rev

kf ≔ 0.85

1 N ≔ 1250 ―― min

m vc ≔ 300 ―― min

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D = 199.491 ―― min

3

mm Rmr ≔ vc ⋅ d ⋅ f = 264.583 ―― s Pc ≔ kf ⋅ Pu ⋅ Rmr = 0.663 hp

D ≔ 40.8 mm

d ≔ 0.3 mm

vc 3 1 = ⎛⎝2.341 ⋅ 10 ⎞⎠ ―― N ≔ ―― min π⋅D

Pasada de desbaste 1 mm. (Son 5 en

total).

mm f ≔ 0.5 ―― rev

kf ≔ 0.85

1 N ≔ 2000 ―― min

m vc ≔ 300 ―― min

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D = 256.354 ―― min

3

mm Rmr ≔ vc ⋅ d ⋅ f = 102 ―― s Pc ≔ kf ⋅ Pu ⋅ Rmr = 0.256 hp

D ≔ 40.2 mm

d ≔ 0.1 mm

vc 3 1 = ⎛⎝2.375 ⋅ 10 ⎞⎠ ―― N ≔ ―― min π⋅D

Pasada de desbaste 0,3 mm.

mm f ≔ 0.5 ―― rev

kf ≔ 0.85

1 N ≔ 2000 ―― min

m vc ≔ 300 ―― min

m vc ≔ N ⋅ π ⋅ D = 252.584 ―― min

3

mm Rmr ≔ vc ⋅ d ⋅ f = 33.5 ―― s Página 14

3

mm Rmr ≔ vc ⋅ d ⋅ f = 33.5 ―― s Pc ≔ kf ⋅ Pu ⋅ Rmr = 0.084 hp

Pasada de acabado 0,1 mm.

Pasadas ≔ 7 L25mm = 7 min Ttorneado.long.2.desgaste ≔ Pasadas ⋅ ――― fr L25mm ⎛ 1⎞ ⋅ ⎜1 + ― = 10.5 min Ttorneado.long.2.total ≔ Pasadas ⋅ ――― 2 ⎟⎠ fr ⎝

8) Fresado frontal Por último, se procede a realizar el fresado frontal. El mismo se realizará con una fresa que posee un diámetro de 6 mm. a. Cuya profundidad es de d=2 mm a lo largo de una longitud L1=34 mm, del lado del ranurado. Se realizará una pasada de desbaste de profundidad d= 1 mm y otra de d=0,9 mm. Y una pasada de terminación de d=0,1 mm. b. Cuya profundidad es de d=3 mm a lo largo de una longitud L2=15 mm, del lado del roscado. Se realizarán 2 pasadas de desbaste de profundidad d= 1 mm y otra de d=0,9 mm. Y una pasada de terminación de d=0,1 mm. El fresado se realizará con una fresa de ranurar con plaquitas intercambiables redondas, cuyo avance lineal para desbaste corresponde a fr=400 mm/min y para acabado corresponde a fr=150 mm/min. A efectos de los cálculos, se considera que se realizarán 2 pasadas utilizando el 100% de la fresa de diámetro de 6 mm. w ≔ 6 mm

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8) a. L34mm ≔ 34 mm d ≔ 1 mm

mm fr ≔ 400 ―― min

3

mm Rmr ≔ w ⋅ d ⋅ fr = 40 ―― s Pasada desbaste 1 mm.

Pc ≔ kf ⋅ Pu ⋅ Rmr = 0.1 hp

d ≔ 0.9 mm

mm fr ≔ 400 ―― min

3

mm Rmr ≔ w ⋅ d ⋅ fr = 36 ―― s Pasada desbaste 0,9 mm.

Pc ≔ kf ⋅ Pu ⋅ Rmr = 0.09 hp

d ≔ 0.1 mm

mm fr ≔ 150 ―― min

3

mm Rmr ≔ w ⋅ d ⋅ fr = 1.5 ―― s

Pc ≔ kf ⋅ Pu ⋅ Rmr = 0.004 hp

Pasada acabado 0,1 mm.

8) b. L15mm ≔ 15 mm Se realizará el mismo procedimiento, pero en vez de ser 1 pasada de desbaste de 1mm, serán 2.

Pasadas ≔ 7 ⋅ 2 L25mm = 2.333 min Tfresado.desgaste ≔ Pasadas ⋅ ――― fr Página 16

L25mm = 2.333 min Tfresado.desgaste ≔ Pasadas ⋅ ――― fr L25mm ⎛ 1⎞ ⋅ ⎜1 + ― = 3.5 min Tfresado.total ≔ Pasadas ⋅ ――― 2 ⎟⎠ fr ⎝

Herramientas Teniendo en cuenta la siguiente tabla, se establecerá el tiempo de vida de cada herramienta, haciendo uso de la ecuación de Taylor (desgaste de la herramienta en función del tiempo de corte):

1

n

v ⋅ t ＝C

⎛C⎞ t ＝ ⎜―⎟ ⎝v⎠

― n

Como factor de seguridad se tomarán los factores de manera tal que minoren los tiempos, es decir, se tomarán como referencia aquellos tales que a efectos de los cálculos hagan mínimo el tiempo de vida de la herramienta. n ≔ 0.25

C ≔ 600

Las velocidades que se utilizarán a continuación tienen unidades de [m/min], en este caso, no se dimensionará a las ecuaciones para simplificar los cálculos y se entenderá que el tiempo obtenido sera en minutos [min].

1) Taladrado. vc.max ≔ 28.274

1

― n

⎛ C ⎞ 5 tvida ≔ ⎜――⎟ = 2.028 ⋅ 10 ⎝ vc.max ⎠

tvida ⋅ min 4 = 1.47 ⋅ 10 Recambio.cada.X.piezas ≔ ――――― Ttaladrado.desgaste

En conclusión sólo basta con una broca de c/u (6, 8, 10, 12, 14, 16mm).

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2) Alesado. vc.max ≔ 160.096

1

― n

⎛ C ⎞ tvida ≔ ⎜――⎟ = 197.28 ⎝ vc.max ⎠

3 ⋅ tvida ⋅ min = 136.513 Recambio.cada.X.piezas ≔ ――――― Talesado.desgaste Se requerirá 1 inserto.

3) Alesado restante. vc.max ≔ 169.52

1

― n

⎛ C ⎞ tvida ≔ ⎜――⎟ = 156.936 ⎝ vc.max ⎠

3 ⋅ tvida ⋅ min = 394.375 Recambio.cada.X.piezas ≔ ――――― Talesado.2.desgaste No se requerirán insertos (contando el inserto del 2).

4) Roscado. vc.max ≔ 36.851

1

― n

⎛ C ⎞ 4 tvida ≔ ⎜――⎟ = 7.028 ⋅ 10 ⎝ vc.max ⎠

3 ⋅ tvida ⋅ min 5 = 1.929 ⋅ 10 Recambio.cada.X.piezas ≔ ――――― Troscado.desgaste Se requerirá una plaquita.

5) Ranurado interior. vc.max ≔ 29.217

1

― n

⎛ C ⎞ 5 tvida ≔ ⎜――⎟ = 1.779 ⋅ 10 ⎝ vc.max ⎠

tvida ⋅ min 6 = 2.223 ⋅ 10 Recambio.cada.X.piezas ≔ ――――― Tranurado.desgaste

6) Torneado longitudinal. vc.max ≔ 28.274

1

― n

⎛ C ⎞ 5 tvida ≔ ⎜――⎟ = 2.028 ⋅ 10 ⎝ vc.max ⎠

3 ⋅ tvida ⋅ min 4 = 2.34 ⋅ 10 Recambio.cada.X.piezas ≔ ―――――― Ttorneado.long.desgaste Se requerirá 1 inserto.

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7) 2DO Torneado longitudinal.

1

― n

⎛ C ⎞ tvida ≔ ⎜――⎟ = 30.009 ⎝ vc.max ⎠

vc.max ≔ 256.354

3 ⋅ tvida ⋅ min = 12.861 Recambio.cada.X.piezas ≔ ――――――― Ttorneado.long.2.desgaste

Se requerirán 12 insertos.

8) Fresado frontal.

1

― n

⎛ C ⎞ 5 tvida ≔ ⎜――⎟ = 3.318 ⋅ 10 ⎝ vc.max ⎠ 1 ―⋅ tvida ⋅ min 4 5 = 2.844 ⋅ 10 Recambio.cada.X.piezas ≔ ――――― Tfresado.desgaste vc.max ≔ 25

Se requerirán solo 5 insertos.

Cantidad total de piezas de inserto requeridas: 20. Cantidad total de brocas requeridas: 7.

Materia prima D ≔ 50.8 mm

h ≔ 115 mm

⎛⎝π ⋅ D 2 ⎞⎠ 5 3 Vbarra ≔ ―――⋅ h = ⎛⎝2.331 ⋅ 10 ⎞⎠ mm 4 m ≔ δ ⋅ Vbarra = 1.83 kg

1 kg δ ≔ 7.85 ⋅ ―――― 1000 cm 3

Peso por pieza.

mlote ≔ m ⋅ 100 = 182.972 kg 4 1 Preciolote ≔ 150 ⋅ mlote ⋅ ― = 2.745 ⋅ 10 kg

Consumo eléctrico

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Consumo eléctrico 1) Taladrado. Pcorte.promedio.taladrado ≔ 0.350 hp ⎛ 1 ⎞ 1 ⋅ ――― ⋅ Pcorte.promedio.taladrado ⋅ Ttaladrado.total = 60.375 CE1 ≔ 500 ⋅ ⎜―― ⎝ hp 60 min ⎟⎠

2) Alesado. Pcorte.promedio.alesado ≔ 0.418 hp ⎛ 1 ⎞ 1 ⋅ ――― ⋅ Pcorte.promedio.alesado ⋅ Talesado.total = 22.652 CE2 ≔ 500 ⋅ ⎜―― ⎝ hp 60 min ⎟⎠

3) Alesado restante. Pcorte.promedio.alesado2 ≔ 0.358 hp ⎛ 1 ⎞ 1 ⋅ ――― ⋅ Pcorte.promedio.alesado2 ⋅ Talesado.2.total = 5.342 CE3 ≔ 500 ⋅ ⎜―― ⎝ hp 60 min ⎟⎠

4) Roscado. Pcorte.promedio.roscado ≔ 0.1 hp ⎛ 1 ⎞ 1 ⋅ ――― ⋅ Pcorte.promedio.roscado ⋅ Troscado.total = 1.366 CE4 ≔ 500 ⋅ ⎜―― ⎝ hp 60 min ⎟⎠

5) Ranurado. Pcorte.promedio.ranurado ≔ 0.479 hp ⎛ 1 ⎞ 1 ⋅ ――― ⋅ Pcorte.promedio.ranurado ⋅ Tranurado.total = 0.479 CE5 ≔ 500 ⋅ ⎜―― ⎝ hp 60 min ⎟⎠

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6) Torneado longitudinal. Pcorte.promedio.torneado ≔ 0.750 hp ⎛ 1 ⎞ 1 ⋅ ――― ⋅ Pcorte.promedio.torneado ⋅ Ttorneado.long.total = 243.75 CE6 ≔ 500 ⋅ ⎜―― ⎝ hp 60 min ⎟⎠

7) Torneado longitudinal 2. Pcorte.promedio.torneado2 ≔ 0.550 hp ⎛ 1 ⎞ 1 ⋅ ――― ⋅ Pcorte.promedio.torneado2 ⋅ Ttorneado.long.2.total = 48.125 CE7 ≔ 500 ⋅ ⎜―― ⎝ hp 60 min ⎟⎠

8) Fresado. Pcorte.promedio.fresado ≔ 0.1 hp ⎛ 1 ⎞ 1 ⋅ ――― ⋅ Pcorte.promedio.fresado ⋅ Tfresado.total = 2.917 CE8 ≔ 500 ⋅ ⎜―― ⎝ hp 60 min ⎟⎠

CETOTAL ≔ CE1 + CE2 + CE3 + CE4 + CE5 + CE6 + CE7 + CE8 = 385.006

Hora máquina

Ttotal.uso ≔ Ttaladrado.total + Talesado.total + Talesado.2.total + Troscado.total + Tranurado.total + Ttorneado.long.total + Ttornead Ttotal.uso = 83.753 min ⎛ ⎞ 4 1 ⋅ Ttotal.uso⎟ ⋅ 100 = 6.979 ⋅ 10 Costohora.máquina.lote ≔ ⎜500 ⋅ ――― 60 min ⎝ ⎠ Tabla de costos totales:

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