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• Lion Gait

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24.1. Se necesita determinar el índice de maquinabilidad para un nuevo material de trabajo usando la velocidad de corte para una vida de la herramienta de 60 min como base de comparación. Del ensayo para el material base (acero B1112), resultaron los siguientes valores de los parámetros de la ecuación de Taylor: n = 0.29 y C = 500, donde la velocidad está en m/min y la vida de la herramienta es min. Para el nuevo material, los valores de los parámetros fueron n = 0.21 y C = 400. Estos resultados se obtuvieron usando herramientas de carburo cementado. a) Calcule el índice de maquinabilidad para el nuevo material. b) Suponga que el criterio de maquinabilidad fue la velocidad de corte para una vida de la herramienta de 10 minutos, en lugar del criterio presente. Calcule el índice de maquinabilidad para este caso. c) ¿Qué demuestran los resultados de los dos cálculos acerca de las dificultades en la medición de la maquinabilidad?

24.3 Se necesita determinar el índice de maquinabilidad para un nuevo material de trabajo. Con el material base (B1112), los datos del ensayo resultaron en una ecuación de Taylor con parámetros n = 0.29 y C = 490. Para el material nuevo, los parámetros de Taylor fueron n = 0.23 y C = 430. Las unidades en ambos casos corresponden a: velocidad en m/min y vida de la herramienta en minutos. Estos resultados se obtuvieron usando herramientas de carburo cementado. a) Calcule un índice de maquinabilidad para el material nuevo utilizando la velocidad de corte para una vida de la herramienta de 30 minutos como base de comparación. b) Si el criterio de maquinabilidad fuera la vida de la herramienta para una velocidad de corte de 150 m/min. ¿Cuál es el índice de maquinabilidad para el material nuevo?

24.5. En una operación de torneado sobre hierro fundido se util iza una herramienta de corte con un radio de nariz = 1.5 mm, avance = 0.22 mm/rev y una velocidad = 1.8 m/s. Realice una estimación de la rugosidad superficial para este corte.

24.6. En una operación de torneado se utiliza una herramienta de corte con un radio de nariz de 2/64 in sobre un acero de maquinado libre con una velocidad de avance = 0.010 in/rev y una velocidad de corte = 300 ft/min. Determine la rugosidad superficial para este corte.

24.8 Una pieza que se tornea en un torno mecánico debe tener un acabado superficial de 1.6µm. La pieza está hecha de aleación de aluminio de maquinado libre. La velocidad de corte = 150 m/min y la profundidad de corte = 4.0 mm. El radio de nariz de la herramienta = 0.75 mm. Determine el avance con el que se puede lograr el acabado superficial especificado.

24.9 Resuelva el problema 24.8, considerando que la pieza está hecha de hierro colado en lugar de aluminio y la velocidad de corte se reduce a 100 m/min.

24.11 La especificación del acabado superficial en un trabajo de torneado es de 0.8 µm. El material de trabajo es hierro colado. Las condiciones de corte se han establecido como: v = 75 m/min, f = 0.3 mm/rev y d = 4.0 mm. Es necesario seleccionar el radio de nariz de la herramienta de corte. Determine el radio de nariz mínimo con el que podría lograrse el acabado especificado en esta operación.

24.17 Se usa una herramienta de acero de alta velocidad para tornear una pieza de acero de 300 mm de largo y 80 mm de diámetro. Los parámetros en la ecuación de Taylor son n = 0.13 y C = 75 (m/min) para un avance de 0.4 mm/rev. El costo del operador y la máquina herramienta = $30.00/h y el costo de la herramienta por filo de corte = $4.00. Se requieren 2.0 min para cargar y descargar la pieza de trabajo y 3.50 min para cambiar las herramientas. Determine a) la velocidad de corte para una velocidad de producción máxima, b) la vida de la herramienta en minutos de corte y c) la duración del ciclo y el costo por unidad de producto.

24.19 Una herramienta de carburo cementado se usa para tornear una pieza que tiene 14.0 in de largo y 4.0 in de diámetro. Los parámetros en la ecuación de Taylor son n = 0.25 y C = 1 000 (ft/min). La tasa para el operador y la máquina herramienta = $45.00/h y el costo de la herramienta por filo de corte = $2.50. Se requiere 2.5 min para cargar y descargar la pieza de trabajo y 1.50 min para cambiar la herramienta. El avance = 0.015 in/rev. Determine a) la velocidad de corte para la máxima velocidad de producción, b) la vida de la herramienta en minutos de corte y c) la duración del ciclo y el costo por unidad de producto.

24. 23 Se comparan tres materiales de herramienta para realizar la misma operación de torneado para acabado en un lote de 150 piezas de acero: acero de alta velocidad, carburo cementado y cerámica. Para el acero de alta velocidad, los parámetros de la ecuación de Taylor son n = 0.130 y C = 80 (m/min). El precio de la herramienta de acero de alta velocidad es de $20.00 y se estima que puede afilarse y reafilarse 15 veces a un costo de $2.00 por afilado. El tiempo de cambio de la herramienta es de 3 min. Tanto las herramientas de carburo como las cerámicas son en forma de insertos y pueden fijarse en el mismo portaherramientas mecánico. Los parámetros de la ecuación de Taylor para el carburo cementado son n = 0.3 y C = 650 (m/min), y para la cerámica n = 0.6 y C = 3500 (m/min). El costo por inserto para el carburo es de $8.00 y para la cerámica de $10.00. En ambos casos, el número de cortes de filos cortantes por inserto es de seis. El tiempo de cambio de la herramienta es de 1.0 min para los dos tipos de herramientas. El tiempo de cambio de las piezas de trabajo es de 2.5 min. El avance es de 0.30 mm/ rev y la profundidad de corte es de 3.5 mm. El costo del tiempo de maquinado es de $40/h. Las dimensiones de la pieza son 73.0 mm de diámetro y 250 mm de longitud. El tiempo de montaje para el lote es de 2.0 h. Para los tres tipos de herramienta, compare a) las velocidades de corte para el costo mínimo, b) las vidas de las herramientas, c) la duración del ciclo, d) el costo por unidad de producción, e) el tiempo total para completar el lote y la velocidad de producción, f) ¿cuál es la proporción de tiempo que se requiere en realidad para cortar el metal con cada herramienta?

24.28 En una operación de torneado sobre acero dúctil se desea obtener una rugosidad superficial real de 63 µ-in usando una herramienta con radio de nariz de 2/64 in. La rugosidad ideal está dada por la ecuación (24.1) y tendrá que hacerse un ajuste usando la figura 24.2 para convertir la rugosidad real de 63 µ-in a una rugosidad ideal; debe tomarse en cuenta el material y la velocidad de corte. Se utilizan insert os desechables a un costo de $1.75 por filo de corte (cada inserto cuesta $7.00 y hay cuatro filos por cada inserto). El tiempo necesario para recorrer cada inserto = 25 segundos y para remplazar uno de ellos, después de haberlo recorrido cuatro veces, se requieren 45 segundos. La longitud de la pieza de trabajo = 30.0 in y su diámetro = 3.5 in. El costo de la máquina y el operador = $39.00 por hora incluidos los sobrecostos aplicables. La ecuación de la vida de la herramienta de Taylor para esta combinación de herramienta y trabajo está dada por: vT0.23f0.55 = 40.75, donde T = vida de la herramienta, min; v = velocidad de corte, ft/min; y f = avance, in/rev. Encuentre a) el avance en in/rev con el que se logrará el acabado real deseado, b) la velocidad de corte para el costo mínimo por pieza dado el avance determinado en el inciso a). Sugerencia: Para resolver a) y b) se requiere un procedimiento computacional iterativo.