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FACULTAD DE INGENIERIA ARQUITECTURA Y URBANISMO ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL PROBLEMAS DE TORNO CICLO:
VI SECCION:
A DOCENTE:
ING. VASQUEZ CORANADO MANUEL HUMBERTO INTEGRANTES:
CABRERA VÁSQUEZ WISTON JUNIOR HERRERA JIMÉNEZ MARÍA LETICIA OLIVERA GIL ROIBER SANDOVAL DELGADO ISAAC SANTISTEBAN SÁNCHEZ JOSÉ MANUEL VÁSQUEZ MIÑOPE ELIZABETH VILLALOBOS VÁSQUEZ WINWORFAN
Miércoles 8 de noviembre del 2017 – Pimentel
PROBLEMAS DE TORNO 1. En una operación de torneado de un cilindro φ70 × 300 mm el avance es de
0.25 mm/rev y la velocidad de corte de 1 m/s. La fuerza de corte está limitada a 3 KN y la energía específica de corte del material es de 2000 MPa. Calcula: a) El tiempo de realización de la operación. b) La profundidad máxima de pasada. R: 263.9 s; 6 mm
DATOS
70 300 0.25 1 3 2000
× ×
1
× 70 ×
× ×
272.98
×
0.25 ×272.98 68.25
300 68.25 440
b) profundidad máxima pasada
×
3000 0.25×2000 2 3000 500 2 6
2. Un redondo de 80 mm de diámetro se rebaja a en una pasada a 75 mm de
diámetro a lo largo de una longitud de 150 mm. La energía específica de corte del material de trabajo es de 2000 MPa. El avance es de 0.25 mm/rev y la velocidad angular del husillo es de 300 rpm. Calcula: a) El tiempo de realización de la operación b) El par motor y la potencia necesaria para realizar dicha operación. DESARROLLO. Datos:
= 80 mm = 75 mm = 150 mm U = 2000 MPa = 0.25 mm/rev N = 300 rpm
a)
= x N 0.25 ×300 75
150 75 2
b)
. ./
× ×
8075 × × 2 2 1 ×77.5×300 × 1 73.04 100 73.04 8075 2.5 73.04 ×0.25 ×2.5 2 2
×2 × 1 × 1000 45.63 × 60 1 3 760.83 × × 3 1 760.83 ×× × 760.83 3 ×
2000×760.83 3 13 ×3 10 1521666 × 14 × 103 × 1521.66 1521.66 1521.66
3.
Una barra de acero inoxidable 304 de 6 pulgadas de largo y 0.5 pulgadas de diámetro se está reduciendo a 0.48 pulgadas de diámetro mediante una operación de torneado. El husillo gira a 400 rpm y la herramienta avanza a una velocidad de avance de 8 pulgadas por minuto. La energía específica es de 4 w.seg/mm3 . Calcula: a) La velocidad de corte en pies/min b) La velocidad de remoción del material en c) La potencia disipada (de corte) en hp d) La fuerza de corte en libras e) El torque en lb-pulg DATOS
/
L=6 pul
0.5 0.48 400 8
U= 4W *
=? RMR =? P =?
T= torque
a) Velocidad de corte.( pies/min)
0.50.48 2 0.49
b) Velocidad de remoción (pulg/min)
× × 615.48×0.02×0.01 0.12 c)
Potencia disipada de corte en HP
× ×0.12 3 × 1 × 16387.43 4 3 60 13 1ℎ 131.10× 746 0.18 e) El torque
2×
113.31×615.44 69735.5 6973515 2×400 27075
× × 1 3.14×0.49×400 615.44 1 615.44 × 12 51.29 2 0.01
d) La fuerza de corte en Libras
× 25.4 − 210 ×4 3 × ( 1 ) 0.129 × 4 3 1000 × 1 0.516× × 1 4.45 115.95
4. En un torno que tiene una gama de regímenes de giro con un escalonamiento de 100 rpm, se mecaniza un tocho de 90 mm de diámetro y 180 mm de longitud hasta un diámetro de 84 mm mediante tres pasadas de 1 mm de profundidad. Si el torno se pone a 300 rpm y el avance es de 0,15 mm/rev, se pide calcular: a) La velocidad de corte en cada pasada b) El tiempo total empleado en el mecanizado c) El volumen de material eliminado Datos
90 84 180 1 300 0.15/ a) Velocidad de corte de cada pasada
× ×
Primera pasada
luego: = 2 = 902×1 88 Segunda pasada
882∗1 86
2 9088 89 2 8886 87 2
Tercera pasada
862∗1 84
8684 85 2 ∗ 1 83.84/ 3.14∗89∗300 1000 1 ∗ 1 81.95/ 3.14∗87∗300 1000 1 ∗ 1 80.07/ 3.14∗85∗300 1000 b) Tiempo de mecanizado Velocidad de avance:
mm ∗ rev 0.15 rev ∗300 min 45 mm/min
180 4 45/ Tiempo total = 4min*3= 12 min c) El volumen de material eliminado
4 ∗
4 ∗ ∗
84 ] 3.14 ∗ [90 4 0.79∗[8100 7056 ]∗180
5. ¿Cuál es la potencia en KW en cuchilla de torno cuando se tornea un árbol de acero St 60 de 80 mm de diámetro con 5mm de profundidad de corte de viruta, 300
y
0.6mm de avance, siendo el esfuerzo cortante 2,700
N/mm2, el ángulo del plano de corte es 42° y la fuerza de empuje 1500 newtons. Cuál es el torque en la herramienta?
DATOS:
? 1 300 0.6 80 5 2700 2 =
42°
1500 ?
a) Potencia en Kw
∗
2
8025 70
=+ 75
=.. 300 3,1475× 1000 70,65 ∗ × × 0,652700 8100
× 8100×70,65 5722655 × 9537.75 572265 60 9537.75 × 1000 b) Torque de Herramienta
. 2 8100× ) 303750× 303,75
6. Se dispone de un torno con las siguientes características: Gama de velocidades del torno (en rpm): 2000, 1500, 750, 500, 250, 125 y 62. Potencia máxima: 8Kw. Rendimiento ῃ: 0.95. En él se van a mecanizar piezas de acero al carbono con una herramienta de acero rápido. Concretamente, se van a cilindrar en desbaste preformas de 180mm de longitud y 60mm de diámetro hasta que el diámetro final sea de 55mm.Teniendo en cuenta que la velocidad de corte recomendada por el fabricante de la herramienta es de 47.5 m/min para el proceso y el material elegidos y que la presión de corte del acero al carbono es kN/m2:
0.5∗10
a) Determinar las condiciones de corte: Velocidad de corte (v), avance (f) y profundidad (d), en condiciones de potencia máxima. b) Calcular el tiempo de mecanizado. La velocidad recomendada es
47.5
por lo que ajustaremos a ella la
velocidad de rotación apropiada por la herramienta. Del rendimiento extraemos la potencia real extraída para el proceso:
0,95 ∗ 8 7.6
La velocidad máxima V max relacionada con la potencia máxima Pmax será:
∗ ∗ ∗ ∗ Dónde: Ks = presión de corte, a =avance, P = profundidad de corte, FC = fuerza de corte.
∗ ∗ Parece razonable asignar una pasada al proceso para el mecanizado de 5 mm, que es la diferencia entre el diámetro inicial D i y el final Df . Entonces, de la expresión del n° de pasada N pt despejamos la profundidad de pasada P:
2
1 6055 2.
2.5
De la ecuación que relación la velocidad máxima V t obtendremos el n° de revolución por minuto N; se toma la velocidad V t:
...
47,5 . .0,060
251,995
La velocidad de rotación más próxima por debajo seria:
25 Entonces la velocidad de corte pedida máxima para la única pasada, sería:
.. 250..0.060 0,785
47,124
Nada más queda calcular el avance:
7600 → 0,5∗10°∗0,785∗0,0025 ∗ ∗ ↔7,741 0,007741
Para un cilindrado de pasada única el tiempo de mecanizado es:
≈ ∗ ∗ ∗ . 2 Podemos calcular t m de dos maneras distintas, de acuerdo a la ecuación anterior: 1)
2)
→ 0,093 ↔ 5,5 8 ∗ → , . . → ∗ ∗ ∗ → 0,093 ↔ , , 5,58
7. En un torno horizontal serán mecanizadas barras cilíndricas de 237 mm de largo y 60 mm de diámetro. En cada una de ellas se desea cilindrar hasta 48,4 mm de diámetro. Para el avance se utiliza 0.2 y 0.8 mm/Rev. , y la velocidad de rotación a usar en el husillo es 128 rpm y 207 rpm .Se ha programado el siguiente procedimiento:
Tres pasadas de desbaste de igual profundidad a lo largo de los 207 mm. Se ha considerado un exceso de 30 mm de largo para la sujeción de las barras al Chuck del torno. Una pasada de acabado con 0.4 mm de profundidad de pasada
Determina: a) La velocidad de corte que recomienda para el desbaste según los valores indicados b) La velocidad de corte que recomienda para dos pasadas de acabado c) El caudal de viruta arrancado en la primera pasada de desbaste en centímetros cúbicos por minuto d) El tiempo neto o teórico para realizar toda la operación de desbaste L= 237mm Di= 60mm Df=48.4mm
0.2⁄ (Desbastado) 0.8⁄ (Acabado) N= 128rpm N=207rpm
a) Velocidad de Corte que recomienda para el desbaste
×× 3.14×55.39×128 × 22463.31 1000 22.46
DIAMETRO FINAL
2 59.6 23.73min 52.14 DIAMETRO FINAL
59.652.14 2 55.89
b) La velocidad de corte que recomienda para dos pasadas de acabado
DIAMETRO FINAL
×× 3.14×59.8×207 38868.8 × 1000 38.87
2(d) 6020.2 59.6 DIAMETRO MEDIO
2 6059.6 2 59.8
c) El caudal de viruta arrancado en la primera pasada de desbaste en centímetros cúbicos por minuto
4 × × Para el cilindrado:
4 × × 55.87⌋ ×207 ⌊59.6 3.14 4 5.587⌋ ×20.7 ⌊5.96 3.14 4 69.62
d) El tiempo neto o teórico para realizar toda la operación de desbaste
CALCULAMOS × 207 25.6 0.2 ⁄ ×128 ⁄ 25.6 Por pasada 8.08 8.086 × 3 Tiempo para toda la operación 24.26
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