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Universidad Técnica Federico Santa María Departamento de Ingeniería Mecánica Marzo, 2019

INFORME DE LABORATORIO N°1 Procesos de Manufactura

¨Filo postizo y formación de viruta ¨

Nombre: Dylan Cortes Profesor: Rafael Mena Fecha: 04 /04/2019

Universidad Técnica Federico Santa María Departamento de Ingeniería Mecánica Marzo, 2019

RESUMEN Y OBJETIVOS El siguiente informe tiene como fin dar cuenta de la experiencia llevada a cabo en el laboratorio N°1. En el se analizó y se pudo comprobar de forma empírica la formación de filos postizos en una herramienta producto de ciertos parámetros de mecanizado. También se realizó una obtención de virutas en un torno, analizando como varían estas según los parámetros con los que se trabaje, el material, y la herramienta utilizada. Una vez llevada a cabo la experiencia se concluyó que la viruta ideal es aquella que es de tamaño pequeño, lo suficiente como para no entorpecer o poner en riesgo el trabajo del operador pero no tanto como para dañar los equipos al tapar conductos o infiltrarse en espacios pequeños.

MARCO TEÓRICO Un PFCDV en un proceso de formación con desprendimiento de viruta o material. Este se lleva a cabo a través de una maquina-herramienta con la cual se busca dar forma al material y lograr alguna calidad superficial determinada. Algunos ejemplos son: Torneado, Amolado, Fresado, Brochado, entre otros. Estos procesos se configuran en función de parámetros de mecanizado tales como Velocidad de corte, Avance y Velocidad angular.

Cada uno de estos procesos es llevado a cabo a través de una herramienta la cual se encarga de mecanizar el material. Existen diversos tipos y formas de herramientas. Cada una de ellas presenta parámetros tales como Angulo de incidencia, ángulo de desprendimiento y radio de punta. Para un mejor entendimiento del mecanizado se realizan algunas suposiciones y simplificaciones como por ejemplo asumir que la herramienta se mueve de izquierda a derecha sobre la pieza. Debido a la velocidad relativa que existe entre los dos elementos, la herramienta incide en la pieza deformándola hasta provocar el cizallamiento de la viruta. Dependendiendo de los parámetros del proceso se pueden obtener virutas largas, cortas laminares, segmentada, entre otras que se pudieron apreciar en la experiencia Las consecuencias de estas distintas combinaciones de parámetros se ven reflejadas en la viruta que genera el proceso. Las cuales pueden ser largas, cortas, de distintos colores y rugosidades. Una mala combinación de estos parámetros puede tener como consecuencia la formación de filos postizos en la herramienta. El filo postizo es cuando el material desprendido se ¨pega¨ a la herramienta.

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PROCEDIMIENTO En este laboratorio se llevó a cabo un proceso de Torneado. En el se montaron distintos cilindros de diversos tamaños y materiales. 1) En el ensayo 1 se realizo la demostración de la formación del filo postizo ajustando los parámetros de forma tal que la velocidad de corte fuera baja respecto al avance. 2) Los ensayos del 2 al 11 se realizaron para el análisis de formación de viruta en donde se fueron variando parámetros tales como velocidad de corte, avance, velocidad angular, herramienta y material. Tras cada ensayo el paradocente encargado de la actividad fue comentando los resultados obtenidos. En la siguiente tabla se muestran los detales de cada ensayo: Ensayo

Material

Herramienta

Diámetro [mm]

RPM

Avance [mm/rev]

1 2 3 4

SAE 1020 SAE1020 SAE1020 SAE1020

61.1 65.7 66.99 62.4

400 400 375 900

0.119 0.119 0.119 0.127

5 6 7 8 9 10 11

LATON LATON ALUMINIO ALUMIIO COBRE NYLON F. GRIS

HSS HSS (5°) HSS(12°) CNMG120404PL (carburo) HSS (12°) HSS (5°) HSS (12°) HSS (5°) HSS (5°) HSS (5°) HSS (5°)

Profundidad de corte [mm] 1.5 1.5 1.5 1.5

35.4 35.4 38.9 38.9 26.6 42.4 20.3

450 450 710 710 710 900 335

0.127 0.127 0.127 0.127 0.127 0.127 0.127

1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 2 1.5

RESULTADOS Y ANALISIS ENSAYO 1

COMENTARIO IMAGEN Obtención de filo postizo debido a una baja velocidad de corte y un alto avance. El filo postizo puede generar texturas o cortes indeseados en la pieza. Se puede identificar la aparición de este cuando se observa un cambio de color repentino mientras se realiza el mecanizado.

2

Obtención de viruta mediana y de color oscuro. El color oscuro es producido por la alta velocidad y el ángulo de la herramienta positivo. Esto genera un alto roce provocando que la viruta de queme.

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3

4

La disminución de la velocidad angular disminuye el roce con la herramienta, por lo tanto la viruta es un poco larga( laminar) con tonos azulados. Esta viruta larga se acumula en la zona de trabajo por ende resulta peligroso y a la vez una perdida de tiempo para el operario que debe ocuparse de limpiar constantemente el sector. La herramienta de carburo es mucho más resistente por lo cual se puede trabajar a mayores velocidades. Esta posee un rompe viruta el cual produce que esta salga de una longitud bastante reducida respecto a las obtenidas con la herramienta HSS en forma de ¨c¨

5

El angulo positivo de la herramienta genera una viruta pequeña.

6

Al variar el ángulo de la herramienta(menor) se genera una mayor superficie de contacto entre la herramienta y la viruta, por ende se genera una viruta aun mas corta que el caso anterior del tipo granular.

7

El angulo positivo de la herramienta y la característica del material (dúctil) generan una viruta larga y laminar.

8

Se vuelve a generar una viruta larga debido a la alta ductilidad del material, sin embargo puede apreciarse cierta rugosidad por una cara de la viruta producto del aumento de la superficie de contacto que genera la disminución del ángulo.

9

Independientemente de la herramienta el cobre genera una viruta bastante larga y en forma de ¨resorte¨ debido a su alta ductilidad.

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10

El Nylon es un material muy blando por ende la viruta generada, incluso al aumentar la profundidad de corte, es del tipo ¨cinta¨ enroscándose de forma helicoidal con radios muy pequeños.

11

La fundicion gris posee una muy alta dureza, incluso mas que las aleaciones normales debido a su alto contenido en carbono. Este genera que el material al entrar en contacto con la herramienta se corte rápidamente generando una viruta muy pequeña, al punto de ser una especie de ¨polvillo¨ que puede resultar riesgoso para la salud y además para el equipo con el que este trabajando.

CONCLUSION Se logró entender lo que es un filo postizo, como se produce, como identificarlo y las consecuencias que este puede tener en el mecanizado. También se pudo observar como cambia la geometría de la viruta en función de los parámetros de mecanizado. El filo postizo se produce cuando la relación entre velocidad de corte y el avance es muy pequeña, es decir, la herramienta estará sacando mucho material dentro de una misma región, provocando el acumulamiento de material em su punta. Esto puede provocar grandes daños en la pieza. Se producen rugosidades indeseadas las cuales afectan directamente en la calidad superficial que se obtendrá finalmente. Respecto a la geometría de las virutas se puede concluir que siempre se desea generar una viruta lo suficientemente pequeña para no entorpecer el trabajo del operario pero lo suficientemente grande como para que esta no represente un daño para el equipo de trabajo o el mismo operador. Para lograr esto se deben considerar los parámetros de mecanizado. A partir de esta experiencia se puede concluir que a una mayor velocidad de corte, la viruta disminuye su largo. Así mismo, podemos decir que un mayor ángulo de desprendimiento genera virutas mas largas. Es importante también notar que las características de los materiales también influyen en el tipo de viruta. Esto se debe a la resistencia a la deformación que posee cada uno. Materiales mas dúctiles generaran virutas mas largas, mientras que con los de mayor dureza se obtienen virutas mas cortas. Finalmente se observó que el tipo de herramienta también influye. Algunas pueden trabajar a mayores velocidades de corte (virutas cortas) e incluso tener una geometría que ayude al desprendimiento del material de desecho como lo es el caso de las herramientas con rompe viruta.

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BIBLIOGRAFIA -

Apuntes ¨Procesos de manufactura¨, aula USM. ¨Geometría de la herramienta de corte¨, http://www3.fi.mdp.edu.ar/tecnologia/archivos/TecFab/15.pdf ¨Proceso de corte¨, http://wikifab.dimf.etsii.upm.es/wikifab/images/f/f2/GeometriaMecanizado.pdf