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EXAMEN PARCIAL DE PROCESOS DE MANUFACTURA Nombre Problema 1. En una experiencia de corte ortogonal se está mecanizando un material de aleación de 2.9 de peso específico a una velocidad de corte de 30 m/min con una herramienta cuyo ángulo de ataque es de 15, habiéndose obtenido en 2 minutos 160 gr de viruta que pesa 5 gr/m. la fuerza que actúa normalmente a la superficie de ataque a la herramienta es de 40 kg y la fuerza de fricción 20 kg. Determinar: a) El coeficiente aparente de fricción entre la viruta y la herramienta. b) El valor de la fuerza de corte. c) El ángulo del plano de cizallamiento. d) La potencia específica de corte. Problema 2. Se está realizando una experiencia de corte ortogonal, torneando un tubo de 125 mm. de diámetro exterior y 6 mm. de espesor a 150 rpm. Empleando un avance de 0.41 mm/rev. siendo las fuerzas actuantes sobre la cuchilla: Fc = 270 gr. y Ft = 85 kg. El peso específico del material es de 7 gr/cm3 y la viruta obtenida pesa 24 gr/m. para estas condiciones se pide determinar: a) La razón de corte. b) El ángulo de cizallamiento. c) El esfuerzo de compresión actuante sobre el plano de cizalladura. d) La potencia específica de corte. Problema 3. Se desea dimensionar la transmisión para el cabezal de un torno sencillo queriéndose escalonar las 3 velocidades del mando directo como los términos de una progresión geométrica de razón 1.8 y donde por razones de espacio los números de dientes de los engranajes montados al husillo son 36 para el conductor y 81 para el conducido, siendo todos del mismo modulo y de dientes rectos. El diámetro de la polea menor montada sobre el husillo es de 80 mm y la velocidad de rotación del contra-eje es de 596 rpm. La velocidad del husillo más alta a obtener por mando directo es 972 rpm y la más baja por mando reductor es 50 rpm. Determinar para este cabezal: a) Las velocidades de rotación del husillo por mando directo y por reductor. b) Los números de dientes de los engranajes conducido y conductor montados al contraeje el tren reductor, indicándolos en el orden mencionado. c) El diámetro de la polea mayor montada sobre el husillo. Problema 4. Una ranura ejecutada a todo lo largo del tornillo patrón de un torno horizontal sencillo le permite desempeñar también las barras de avance, las relaciones de transmisión entre el husillo y la salida de la caja de avances de esta máquina son: 1/8, 1/4, 3/8, 1/2, 5/8 y 3/4 sabiendo que el mayor paso posible de roscarse es de 3 mm. el mayor avance longitudinal posible es de 0.60 mm/rev. y el menor avance transversal es de 0.10 mm rev. Determinar: a) El paso del tornillo patrón. b) Los pasos posibles de roscarse. Se mandrilando un agujero de 120 mm de longitud a un diámetro de 50 mm empleando una velocidad de corte de 15.7 m/min. el tiempo neto de pasada es de 8 minutos y el volumen de viruta es de 53.155 cm3. Para las condiciones de operación la potencia específica de corte es de 0.061 CV/cm3/min. Determinar: a) El diámetro inicial del agujero. b) El avance empleado.

c) La potencia entregada por el motor. Considere la eficiencia de la máquina 80%. d) La fuerza de corte. Problema 5a. Se tiene un variador PIV en el cual las dimensiones de la polea conductora son iguales a las de las poleas conducidas. Si la velocidad de rotación de la polea conductora es de 900 rpm y la máxima velocidad de la polea conducida es de 1200 rpm. Cuál será la mínima velocidad que podría obtenerse en la polea conducida?. Problema 5b. Se tiene un variador continuo de velocidades PIV en el cual las dimensiones de la polea conductora son iguales a las de la polea conducida, siendo la relación de sus diámetros máximo y mínimo de 4/3. Si la máxima velocidad de la polea conducida es de 640 rpm. Cuál será la mínima velocidad que podría obtenerse en la polea conducida. Problema 6. Con las condiciones de corte ortogonal se está ejecutando en un torno, un canal de 3 x 3 mm en un eje de 70 mm de diámetro, su velocidad rotacional del husillo es de 95 rpm y el avance empleado es de 0.9 mm/rev. La herramienta usada tiene un ángulo de filo de 67° y de incidencia de 8°, siendo la fuerza total que ejercerá ésta sobre la obra o pieza de 400 kg y en una dirección de 60.5°con respecto al plano de cizallamiento. El material del eje es de acero con una densidad de 7.8 gr/cc y que al observar la muestra de viruta se encontró que 2 m de ésta pesa 56.16 gr. Determinar: a) (2 ptos.) La relación de corte. b) (2 ptos.) El esfuerzo cortante o cizallamiento y normal o compresión al cizallamiento. c) (2 ptos.) El coeficiente aparente de fricción. Problema 7. Con una herramienta de corte se pueden mecanizar 6 ejes entre reafilados cuando se trabaja a 240 rpm. Si se trabaja a 996 rpm se pueden mecanizar 15 ejes entre reafilados. El costo inicial de la cuchilla es de 90 nuevos soles y se puede reafilar a un costo de 15 nuevos soles, la herramienta soporta un promedio de 25 reafilados. Determine: a) (3 ptos.) El exponente de Taylor. b) (3 ptos.) El número de componentes producidos entre reafilados cuando la velocidad es 100 rpm. Problema 8. Para el mecanizado de un lote de ejes se ha programado una operación de cilindrado sobre una barra de 25 mm de diámetro y 50 rpm de longitud, empleando un avance de 0.1 mm por vuelta y una profundidad de pasada e 0.5 mm utilizando una velocidad de rotación del husillo de 300 rpm. La relación de Taylor para estas condiciones está dado por: 𝑉𝑐 𝑥 𝜗 3 = 40 siendo el costo inicial de la herramienta de 300 soles; sirviendo para 50 filos, siendo el costo de cada reafilado de S/. 10. Para estas condiciones determinar: a) (2 ptos.) El costo de un filo. b) (2 ptos.) El costo de herramienta por pieza. Problema 9a (2 ptos.). En el mecanizado de cierto componente se emplea una velocidad de corte de 20 m/min obteniéndose el tiempo de vida de la herramienta t = 120 min. Si la Vc es rebajada en 20%, para esta nueva condición determine cuál es el nuevo tiempo de vida de la herramienta. Problema 9b (2 ptos.) Sabiendo que en la experiencia del problema anterior, el aumento de la velocidad de corte a 50 m/min produce una vida de la herramienta 29% menor.

a) Determinar el exponente de vida.

Problema 10. Para el mecanizado de un lote de espigas cilíndricas se ha programado una pasada de cilindrado sobre barras de 30 mm de diámetro y 105 mm de longitud empleando un avance de 0.2mm/rev y una velocidad de rotación de husillo de 260 rpm. La cuchilla a utilizar tiene un exponente de vida o de Taylor igual a 0.15 y es tal que para una velocidad de corte de 30 m/min su filo dura 2 horas. El costo inicial de este cuchillo es de S/. 32 y el costo de cada reafilado de S/. 2.8 y el número promedio de reafilados esperado en esta herramienta es de 50. Determinar para estas condiciones: a) El costo de un filo. b) El costo de herramientas por pieza. c) La duración del filo de la cuchilla para una velocidad de corte de 15 m/min. Problema 11. En una experiencia de corte ortogonal se está mecanizando aluminio a una velocidad de corte de 40 m/min con una herramienta cuyo ángulo de ataque es de 15, habiéndose obtenido en 2 minutos 160 gr de viruta que pesa 5 gr/m. La fuerza que actúa normalmente a la superficie de ataque a la herramienta es de 40 gr y la fuerza de fricción 20 gr. Determinar: a) El coeficiente aparente de fricción entre la viruta y la herramienta. b) El valor de la fuerza de corte. c) El ángulo del plano de cizallamiento. d) La potencia específica de corte. Problema 12. Observando la tabla máquina de un torno horizontal sencillo, se aprecia que éste entrega: - Mayor avance automático longitudinal: 1.2 mm/rev. - Menor avance automático transversal: 0.5 mm/rev. - Roscados con paso máximo y mínimo de 6 y 0.5 mm se sabe que en esta máquina, la relación de transmisión entre el husillo y la entrada a la caja de avances es de 5/4, el tornillo patrón es de 4 mm de paso y el tornillo de accionamiento del carro transversal tiene 2.4 mm de pago. Además el piñón que ataca a la cremallera tiene 16 dientes y su paso circular de 4.0 mm. para estas condiciones determine: a) La relación de transmisión máxima en la caja de avances. b) La relación de trasmisión dentro del tablero del carro para los avances automáticos longitudinales. c) La relación de transmisión dentro del tablero del carro para los avances automáticos transversales. Problema 13. Se ha dimensionado la transmisión para el cabezal de un torno sencillo de modo que las velocidades en el husillo son 896 - 560 – 350 – 128 – 80 y 50 rpm. Los conos de poleas son tales que la suma de los diámetros de las poleas conectadas entre sí es de 299 mm siendo el diámetro menor de la polea montada sobre el husillo de 115 m. Los engranajes del tren reductor son todos los dientes rectos y módulo 2 y los números de dientes de los montados al husillo son 20 para el conductor y 60 para el conducido. Se pide: a) Esquematizar la transmisión dada. b) Determinar la velocidad de rotación del contra-eje. c) Determinar los diámetros de las poleas montadas sobre el contra-eje. d) Determinar los números de dientes de los engranajes conducido y conductor montados al contra-eje del tren reductor, indicándolos en el orden mencionado.