MATERIAL DE LA PIEZA ESTANDAR NACIONAL : AISI/ SAE DENOMINACION 1020 DUREZA :125 : 135HB RESISTENCIA A LA TRACCION laminado simple 456,9 N/mm², normalizado 449 N/mm², recocido 400,7 N/mm² CALIDAD COROMANT: SMA PROFUNDIDAD DE CORTE (ap) mm CONTACTO DE TRABAJO (ae) mm
INICIO DE OPERACIONES CARACTERISTICA DE MAQUINAS FRESADORAS MARCA : FRESADORA VARNAMO 2 Velocidad de giro máxima de la herramienta = 1800 rpm Velocidad de giro mínima de la herramienta = 40 Gama de frecuencia =12 Cono de fijación ISO 40 Velocidad de giro 40 57 80 120 165 235 310 450 625 910 1300 1800 Avance de la mesa máximo =900 mm. x minutos Avance de la mesa mínimo = 15 mm. X minutos Gama de frecuencia = 12 Avance de la mesa 15 22 32 45 65 97 135 200 295 415 615 900 MARCA : FRESADORA CINCINNATI CINOVA 80 Velocidad de giro maxima de la herramienta = 2000 rpm Velocidad de giro minima de la herramienta =25 rpm Gama de frecuencia =16 Avance de mesa máximo =760 mm x minutos Avance de la mesa = 6 mm x minutos Gama de frecuencia =16 Diámetro de fresa a usar = 80 mm 3 filos cono ISO 50 Rango de uso. Velocidad de giro máxima de la herramienta = 1150 Velocidad de giro mínimo de la herramienta = 850 Velocidad de giro : posición A 25 33 45 60 80 105 148 190 Posición B 255 345 465 615 830 1150 1500 2000 Avance de la mesa 6 8 11 16 22 32 45 60 83 114 156 213 292 406 558 760
--------------------------------------------------------------------- CALCULO DE TRABAJO PRÁCTICO MATERIAL SAE 1020 DUREZA BRINELL =HB= 130 Rango de HB = 125 a 135 Rango de velocidades para el acero SAE 1020 Velocidad de corte = 285 m/minutos Avance para afinado =0.1 mm x minutos Velocidad de corte = 245 m/minutos Avance = 0.2 mm x minutos Velocidad de corte =180 m/minutos Avance para desbaste =0.4 mm x minutos Diámetro de la fresa = 63 mm II x D x N Vc = -------------m /minutos 1000 VC x 1000 N = ------------- II x D 175000 N= ------------= 884.194 rpm II x 63 Ninguna fresadora tiene esta velocidad de rotación salvo la VARNAMO DESBASTE: Para el cálculo de la velocidad de corte necesaria para el desbaste, se procede de la siguiente manera: Primero: Identificar en la máquina, la gama de velocidades de giro que posee; en este caso, será la fresadora VERNAMO: 40 57 80 120 165 235 310 450 625 910 1300 1800 [rpm]. Segundo: Saber el Diámetro de la fresa a utilizar: Diámetro de la fresa= 63 [mm]. Tercero: Conocer el tipo de plaquita a utilizar en el porta-herramienta de la fresadora, esto es en función de la dureza del material a trabajar, en nuestro caso, es un acero SAE 1020 el que consta de la siguiente dureza: Dureza Brinell (HB)= 130. Para éste acero y una plaquita SMA, se recomienda lo siguiente: Tabla 1 Tipo de plaquita SMA Avance/diente [mm/diente] 0,1 0,2 0,4 Velocidad de corte [m/min] 285 245 180
Cuarto: La velocidad de corte de la plaquita se determina en función de las rpm, la que designaremos N, y el diámetro de la fresa D, donde irán insertas las plaquitas. Lo anterior, se justifica porque: la máquina tiene indicada su gama de rpm, y debe transformarse en velocidad, para poder elegir aquella (velocidad) que sea más cercana a lo indicado por el fabricante de la plaquita, dependiendo del avance por diente que se necesite, como se indica en la tabla 1. Para desbaste se tiene: Lo que indica el fabricante de la plaquita (Teóricamente): Velocidad de corte (Teorica) = 180 [m/min] Avance por diente = 0,4 [mm/diente] Diámetro de la fresa = 63 [mm] Despejando para N: Ahora si se selecciona la velocidad de giro del husillo de la máquina fresadora VARNAMO de 910 [rpm] que corresponde a 180[m/min] (En forma práctica), y se calcula la velocidad de corte de la fresa, se tiene: Factor: Quinto:
Con estas dos velocidades de corte (la teórica y la práctica), debemos determinar la diferencia entre ellas: [m/min] Por lo tanto, para este caso la velocidad de corte teórica respecto de la práctica tienen una diferencia de 36 [m/min] o sea es un 22% entre lo real y lo teórico, considerando un rendimiento de la máquina de un 80%. Sexto: Para el cálculo del avance de la mesa, se usará la siguiente fórmula: El fabricante recomienda un para desbaste de 0,4 [mm] y una velocidad de corte de 180 [m/min] 910 [rpm], que es coincidente con una de las velocidades de la máquina (es la que se usará), además el avance (real) máximo de la mesa es 900 [mm/min] y con una fresa con 3 incertos (plaquitas); se procederemos a determinar el máximo avance por diente que podemos obtener de la máquina: Lo anterior, nos indica que estamos bajo lo recomendado por el fabricante de la plaquita, el cual es 0,4 [mm/min] Nota: si se aumentase a 4 o 6 insertos nos estaríamos acercando a un proceso de afinado. Septimo: Se cálcula el tiempo de corte:
Para el cálculo de la longitud mecanizada corregida para desbaste se calcula: La explicación es la siguiente: A la longitud se debe sumar el radio de la fresa más dos milímetros, con lo cual, antes de empezar el mecanizado la mitad de la fresa está sobre el material a mecanizar. Si nuestra pieza a mecanizar ( ) es de 112 [mm], se tiene : Para mayor detalle ver Figura 1 Figura 1: O O D 2 Para determinar se debe aplicar Pitágoras, donde la hipotenusa es el radio de la herramienta en tanto, e son los catetos. Entonces: Otra forma de determinar es: Por lo tanto, nuestro tiempo de corte será: Octavo:
Cálculo de la potencia de corte Neta: Para nuestro caso en particular: Se obtiene del catálogo SANDVIK Coromant para acero SAE 1020, el cual es 1500 [N/mm 2 ]. 0,8. Figura 2: ver figura 2 47,75 La potencia de corte neta es: Ahora que se ha hecho el cálculo para el desbaste, se procede al cálculo de velocidades de corte, avance por diente, longitud de mecanizado, tiempo de corte y potencia para el trabajo de la pieza. TRABAJO: Para el cálculo de la velocidad de corte necesaria para el trabajo de la pieza, se procede de la siguiente manera: Primero:
Identificar en la máquina, la gama de velocidades de giro que posee; en este caso, será la fresadora VERNAMO: 40 57 80 120 165 235 310 450 625 910 1300 1800 [rpm]. Segundo: Saber el Diámetro de la fresa a utilizar: Diámetro de la fresa= 63 [mm]. Tercero: Conocer el tipo de plaquita a utilizar en el porta-herramienta de la fresadora, esto es en función de la dureza del material a trabajar, en nuestro caso, es un acero SAE 1020 el que consta de la siguiente dureza: Dureza Brinell (HB)= 130. Para éste acero y una plaquita SMA, se recomienda lo siguiente: Tabla 2 Tipo de plaquita SMA Avance/diente [mm/diente] 0,1 0,2 0,4 Velocidad de corte [m/min] 285 245 180 Cuarto: La velocidad de corte de la plaquita se determina en función de las rpm, la que designaremos N, y el diámetro de la fresa D, donde irán insertas las plaquitas. Lo anterior, se justifica porque: la máquina tiene indicada su gama de rpm, y debe transformarse en velocidad, para poder elegir aquella (velocidad) que sea más cercana a lo indicado por el fabricante de la plaquita, dependiendo del avance por diente que se necesite, como se indica en la tabla 1. Para desbaste se tiene: Lo que indica el fabricante de la plaquita (Teóricamente): Velocidad de corte (Teórica) = 245 [m/min] Avance por diente = 0,2 [mm/diente] Diámetro de la fresa = 63 [mm] Despejando para N: Ahora si se selecciona la velocidad de giro del husillo de la máquina de 1300 [rpm] (En forma práctica), y se calcula la velocidad de corte de la fresa, se tiene: Factor:
Quinto: Con estas dos velocidades de corte (la teórica y la práctica), debemos determinar la diferencia entre ellas: Por lo tanto, para este caso la diferencia entre la velocidad de corte teórica y práctica tiene una diferencia de 61 [m/min], lo que implica una diferencia de 23,7%. Sexto: Para el cálculo del avance de la mesa, se usará la siguiente fórmula: El fabricante recomienda un para Trabajo de 0,2 [mm] y una velocidad de corte de 245 [m/min] 1237 [rpm], pero, la velocidad de la máquina que está más cerca es 1300 [rpm] (es la que se usará), además el avance (real) de la mesa que más se aproxima a la recomendada por el fabricante es 900 rpm y con una fresa con 3 insertos (plaquitas); se procederemos a determinar el máximo avance por diente que podemos obtener de la máquina: La diferencia entre lo recomendado por el fabricante y lo real es: Lo cual, es ínfimo.
Septimo: Se calcula el tiempo de corte: Para el cálculo de la longitud mecanizada corregida para trabajo se calcula: La explicación es la siguiente: A la longitud se debe sumar el radio de la fresa más dos milímetros, con lo cual, antes de empezar el mecanizado la mitad de la fresa está sobre el material a mecanizar. Si nuestra pieza a mecanizar ( ) es de 112 [mm], se tiene: Para mayor detalle ver Figura 1 Figura 1: B O m O y Lm D 2 D Para determinar se debe aplicar Pitágoras, donde la hipotenusa es el radio de la herramienta en tanto, e son los catetos. Entonces:
Otra forma de determinar es: Por lo tanto, nuestro tiempo de corte será: Octavo: Cálculo de la potencia de corte Neta: Para nuestro caso en particular: Se obtiene del catálogo SANDVIK Coromant para acero SAE 1020, el cual es 1500 [N/mm 2 ]. Se considera de 0,8. Figura 2: ver figura 2 47,75 La potencia de corte neta es:
[HP] AFINO: Para el cálculo de la velocidad de corte necesaria para el afino de la pieza, se procede de la siguiente manera: Primero: Identificar en la máquina, la gama de velocidades de giro que posee; en este caso, será la fresadora VERNAMO: 40 57 80 120 165 235 310 450 625 910 1300 1800 [rpm]. Segundo: Saber el Diámetro de la fresa a utilizar: Diámetro de la fresa= 63 [mm]. Tercero: Conocer el tipo de plaquita a utilizar en el porta-herramienta de la fresadora, esto es en función de la dureza del material a trabajar, en nuestro caso, es un acero SAE 1020 el que consta de la siguiente dureza: Dureza Brinell (HB)= 130. Para éste acero y una plaquita SMA, se recomienda lo siguiente: Tabla 3 Tipo de plaquita SMA Avance/diente [mm/diente] 0,1 0,2 0,4 Velocidad de corte [m/min] 285 245 180 Cuarto: La velocidad de corte de la plaquita se determina en función de las rpm, la que designaremos N, y el diámetro de la fresa D, donde irán insertas las plaquitas. Lo anterior, se justifica porque: la máquina tiene indicada su gama de rpm, y debe transformarse en velocidad, para poder elegir aquella (velocidad) que sea más cercana a lo indicado por el fabricante de la plaquita, dependiendo del avance por diente que se necesite, como se indica en la tabla 1. Para desbaste se tiene: Lo que indica el fabricante de la plaquita (Teóricamente): Velocidad de corte (Teórica) = 285 [m/min] Avance por diente = 0,1 [mm/diente] Diámetro de la fresa = 63 [mm] Despejando para N:
Ahora si se selecciona la velocidad de giro del husillo de la máquina de 1300 [rpm] (En forma práctica), y se calcula la velocidad de corte de la fresa, se tiene: Factor: Quinto: Con estas dos velocidades de corte (la teórica y la práctica), debemos determinar la diferencia entre ellas: Por lo tanto, para este caso la velocidad de corte tiene una diferencia de 29 [m/min], lo que corresponde a 11,3%. Sexto: Para el cálculo del avance de la mesa, se usará la siguiente fórmula: El fabricante recomienda un para Trabajo de 0,1 [mm] y una velocidad de corte de 285 [m/min] 1440 [rpm], pero, la velocidad de la máquina que está más próxima es 1300 [rpm] (es la que se usará), además el avance (real) de la mesa que más se aproxima a la recomendada por el fabricante es 415 rpm y con una fresa con 3 insertos (plaquitas); se procederemos a determinar el máximo avance por diente que podemos obtener de la máquina:
La diferencia entre lo recomendado por el fabricante y lo real es: Lo cual, es irrelevante para este caso. Septimo: Se calcula el tiempo de corte: Para el cálculo de la longitud mecanizada corregida para afino se calcula: La explicación es la siguiente: A la longitud se debe sumar el radio de la fresa más cuatro milímetros, con lo cual, antes de empezar el mecanizado la mitad de la fresa está sobre el material a mecanizar. Si nuestra pieza a mecanizar ( ) es de 112 [mm], se tiene: Para mayor detalle ver Figura 1 Figura 1: O O D 2 D 2 Por lo tanto, nuestro tiempo de corte será:
Octavo: Cálculo de la potencia de corte Neta: Para nuestro caso en particular: Se obtiene del catálogo SANDVIK Coromant para acero SAE 1020, el cual es 1500 [N/mm 2 ]. Se considera de 0,8. Figura 2: ver figura 2 47,75 La potencia de corte neta es: