Tema 3.- Teoría de Mecanizado Convencional. Ingeniería de Sistemas y Automática Fabricación Asistida por Computador

Transcripción

1 Tema 3.- Teoría de Mecanizado Convencional

2 Fundamentos (1 Máquina Herramienta: Son máquinas no portables que operadas por una fuente de energía exterior conforman los materiales por arranque de viruta, abrasión, choque, presión, técnicas eléctricas,..., o una combinación de ellos. Movimientos fundamentales: Movimiento fundamental de corte (Mc Movimiento de avance (Ma

3 Fundamentos (2

4 Fundamentos (3 Herramienta elemental monocorte: Angulo de inclinación L (λ Cara D de corte, anterior o de desprendimiento Cara I, dorsal, o de incidencia Plano de referencia de trabajo Plano de corte Plano de medida de trabajo Plano de trabajo Ángulo de incidencia A (α Ángulo de desprendimiento de trabajo C (γ Ángulo del filo B (β Ángulo de posición de arista de corte K (χ

5 Fundamentos (4 Se consideran tres operaciones básicas: Torneado Fresado Taladrado Torneado: Genera formas cilíndricas La pieza tiene un movimiento rotativo La herramienta se desplaza radial o longitudinalmente Fresado: Gran versatilidad La pieza normalmente se mantiene fija La herramienta gira y se desplaza en una o dos direcciones Taladrado: Sólo para mecanizar agujeros Aún así es la operación más realizada La pieza se mantiene fija La herramienta gira y se desplaza longitudinalmente Puede realizarse en una fresadora

6 Fundamentos (5 torneado fresado taladrado

7 Fundamentos (6 Herramientas específicas para cada aplicación, pero puede hacerse una distinción fundamental: Herramientas enterizas Herramientas de placa soldada Herramientas de plaquita intercambiable (mayor parte de las herramientas actuales herramientas enterizas

8 Fundamentos (7 herramienta de placa soldada herramienta de plaquita intercambiable

9 Fundamentos (8 Herramientas de torneado: Herramientas de fresado: Herramientas de taladrado:

10 Formación de la viruta (1 Tipos de viruta: Viruta continua Viruta continua con filo aportado Viruta discontinua o quebrada Hipótesis: Corte ortogonal L0 Material maleable, flujo continuo de viruta No hay expansión lateral Herramienta rígida con filo perfecto

11 Formación de la viruta (2

12 Formación de la viruta (3 Relación de corte: Grado de recalcado: r t t v ε 1/ sinφ cos( φ -γ r Deformación plástica: s γ s x cosγ sinφ cos( φ -γ Relación de velocidades: cosγ V s V cos( φ -γ V v V sinγ cos( φ -γ

13 Formación de la viruta (4 Fuerzas y tensiones de corte: Según las direcciones de corte: F t R cos( ρ -γ N Rsin( ρ -γ t F t tan( ρ -γ Según las direcciones de la cara de desprendimiento: µ tan ρ Según el plano de cizallamiento: F Rsin ρ N R cos ρ Ft Ft sin ρ cos( ρ -γ cos ρ cos( ρ -γ F s R cos( φ + ρ -γ Ft cos( φ + ρ -γ cos( ρ -γ N s Rsin( φ + ρ -γ Ft sin( φ + ρ -γ cos( ρ -γ Cálculo de ρ: tan ρ N t + Ft tan F - N tan t t γ γ

14 Teoría de corte (1 Energía de corte: P F v t U P F v tbv t Ft tb Teoría de Ernst-Merchant: F t R cos( ρ -γ Ft 0 φ τ + s τ 0 kσ s Ft 0 φ π 2φ + ρ -γ 2 2φ + ρ -γ C 1 C arctan k 1 a teoría 2 a teoría

15 Teoría de corte (2 Teoría de Lee y Shaffer: π φ + ρ -γ 4 Estas teorías de corte proporcionan funciones que permiten el cálculo del ángulo de cizallamiento

16 Vida de las herramientas (1 Temperaturas en el corte de metales: Método analítico de Cook: T 0.4 U ρc vt ( K T temp. Media en la interfase viruta-herramienta (ºC U energía específica de la operación (Nm/mm 3 v velocidad de corte (m/seg t 0 espesor de la viruta antes de corte (m ρc calor específico volumétrico del material (J/mm 3 -ºC K difusividad térmica del material de trabajo (m 2 /s

17 Vida de las herramientas (2 Desgaste de las herramientas: Por exceso de temperatura Por rotura Por desgaste progresivo

18 Vida de las herramientas (3 Formula de Taylor: VT n C Generalización de la fórmula: V C v P - p A -a T -n

19 Vida de las herramientas (4 Criterios de optimalidad: Tiempo más económico: N N P + n n [ Tr + ( Tm + Tc N ] Pm + Pf TchPm p p P 0 V T e 1- n n P f + T P m ch P m 1- n n R Tiempo de Máxima Producción: Tch Tu Tc + + Tm + n p T u 0 T Tr N T 1- n n p T ch

20 Vida de las herramientas (5 ejemplo: