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Ejercicio de seminario - problemas fresado Sistemas y Procesos de Fabricación (ITI. 1,3,4) (Universitat Politecnica de Valencia)

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Problema F1 Se realiza un planeado en desbaste, mediante un fresado periférico en oposición, sobre una pieza plana de dimensiones 150 x 60 x 30, con objeto de reducir su espesor en 8 mm. El material de la pieza es acero dulce. Se utiliza una fresa de diámetro 100 mm, con 10 dientes, ancho 80 mm, ángulo de posición 90º y ángulo de desprendimiento 5º. 60 30 150

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Problema F1 La fresa trabaja a 130 r.p.m. y posee un avance por diente de 0.2 mm/diente. Fuerza específica de corte 1950N/mm2 a considerar constante para las condiciones del problema. a. b. c. d.

Dibuja el esquema del proceso (Movimientos de corte y de avance y profundidades axiales y radiales). Calcula la potencia de corte media. Calcula la velocidad de avance. Calcula el tiempo de corte de la pieza.

Solución: Pcm = 4104,54 W Tcorte = 0.68 min

Vavance=260 mm/min

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Problema F2 Se realiza un planeado en desbaste, mediante un fresado frontal centrado, para mecanizar 4 mm de espesor en una pieza de 140 mm de ancho y 600 mm de longitud. El material de la pieza es acero medio, Ks = 1730N/mm2. Se utiliza una fresa con 12 dientes, ángulo de posición 60º, diámetro 200 mm (diámetro medio en la zona de corte) y ángulo de desprendimiento 2º. La fresa trabaja a 200 r.p.m. y con avance por diente 0.3 mm. a. Dibuja el esquema del proceso (Movimientos de corte y de avance, y profundidades de pasada axial y radial). b. Calcula la potencia de corte media. c. Tiempo de corte Solución: Pcm = 11616.86 W Tc = 0.873 min (en condiciones de acabado Tc = 1.11 min) Descargado por andres caceres ([email protected])

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Problema F3 Para mecanizar el escalón de la figura se realiza un fresado frontal mediante una fresa de 40 mm de diámetro y cuatro plaquitas de corte de forma triangular y configuración positiva-positiva. El ángulo de desprendimiento es de 0º y el de posición de 90º. El valor de la fuerza especifica de corte es 3355 N/mm2. El avance por diente es de 0.1 mm y la velocidad de giro de la herramienta es de 1500 r.p.m. 100 mm

8 mm 25 mm

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Problema F3 a.

b. c. d.

El valor de la profundidad de pasada axial, si la profundidad de pasada radial es de 25 mm, y se desea que el par de corte medio no exceda los 30 N·m La potencia de corte media y el tiempo invertido en el corte, para las condiciones del apartado “a”. Velocidad de avance Tiempo de corte de la pieza

Solución: a) Profundidad de pasada máxima aa max = 5.58 mm, por lo que se realizarán dos pasadas de 4 mm de profundidad b) Pcm = 3374,51 W c) Vavance= 600 mm/min d) Tiempo de corte por pieza (2 pasadas) = 0,4 min Tiempo de corte por pieza (2 pasadas) en condiciones acabado = 0,466 min Descargado por andres caceres ([email protected])

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Problema F4 Se realiza un fresado periférico en concordancia en una pieza plana de longitud 180 mm y ancho 60 mm, con el objetivo de desbastar su espesor en 5 mm. Se utiliza una fresa cilíndrica de 8 dientes rectos con ángulo de desprendimiento 5º, diámetro 100 mm y ángulo de posición 90º. La fresa trabaja a 200 rpm, la fuerza especifica de corte para el material a mecanizar es 2987 N/mm2 y la velocidad de avance es de 96 mm/min.

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Problema F4 a. Dibuja un esquema del proceso donde se vean la sección de viruta, el ángulo de fresado, el avance por diente, los movimientos fundamentales y las profundidades de pasada axial y radial. Calcula: b. Avance por diente y espesor medio de viruta c. Potencia de corte media d. Dibuja la dirección de la fuerza principal de corte y de la fuerza de empuje y explica como afecta al amarre de la pieza y al acabado de la superficie mecanizada.

Solución: Sz = 0,06 mm/diente

Pcm = 1400,2 W

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hmedio= 0,013 mm

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Problema F5 Se realiza un planeado de 40 mm de ancho y 3 mm de profundidad, mediante un fresado frontal centrado El material es fundición dura con Ks=2800 N/mm2. Datos de la fresa: K = 90º L = 0º γ = 0º z=4 Ø = 60 mm Condiciones: Sz = 0.2 mm Vc=105 m/min a. Dibuja un esquema del proceso con los movimientos fundamentales y la profundidad de pasada radial y axial. b. Calcula la fuerza principal de corte c. Calcula la potencia de corte media. Solución: Ft = 1425.72 N

Pcm= 2495 W Descargado por andres caceres ([email protected])

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Problema F6 Se realiza un planeado en desbaste, mediante un fresado frontal centrado, sobre una pieza plana de 30 mm de ancho, con el objeto de rebajar su espesor en 6 mm. El material de la pieza es acero al carbono no aleado normalizado C 0.35% con Ks=3420 N/mm2. Se utiliza una fresa de diámetro 40 mm, con 4 dientes, K=90 º y ángulo de desprendimiento 0º. La fresa trabaja a 1000 rpm y posee un Sz = 0.1 mm/diente. a. Dibuja el esquema del proceso (mov. principales y profundidades de pasada axiales y radiales). b. Calcula el número medio de dientes que están cortando simultáneamente. c. La fuerza de corte media del proceso. d. El par medio del proceso. Solución: Zcort = 1,079

Ftm = Descargado 1959.21 N caceres Par([email protected]) por andres m= 39.184 N·m

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Problema F7 Se dispone de un centro de mecanizado de 3 kW. Se quiere mecanizar con fresado frontal, 4 mm de espesor en una pieza de 90 mm de ancho y 550 mm de longitud. Se emplea una fresa de diámetro 100 mm, 10 dientes, K=90º y γ =2º. Datos del proceso: n= 300 rpm y Sn= 3 mm/vuelta. Calcular el tiempo de corte de una pieza, si el material es de aluminio aleado (Ks=75 Kp/mm2) Solución: θ= 128.316º

Zcort= 3.56

T corte pieza =1.285 min (tiempo de corte por pasada 0.642 min) T corte pieza en condiciones de acabado =1.44 min

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Problema F8 Se realiza un planeado, mediante un fresado frontal centrado, sobre una pieza plana de 50 mm de ancho, para eliminar una capa de material de 6 mm de espesor, empleando para ello una fresa cónica de 60º de 8 dientes y diámetro en su base de 80 mm. La operación se realiza en una fresadora de 5.5 kW que posee unas pérdidas por rozamiento del 20%. El material de la pieza es acero al carbono cuya Ks se considera constante e igual a 2686 N/mm2. La fresa trabaja a 500 rpm y con Sn=1.2 mm/rev. a. Dibuja el esquema del proceso (movimientos principales y profundidades de pasada axiales y radiales) b. ¿Cuál es el número mínimo de pasadas iguales necesarias para realizar el planeado? Solución: θ= 77.36º, Zcort= 1.719 ,

aa max= 3.276 mm

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2 pasadas de 3 mm

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Problema F9 Se utiliza una fresa enteriza de disco de 10 mm de ancho y 80 mm de diámetro para realizar la ranura mostrada en la figura en una sola pasada. La fresa con 12 dientes rectos gira a 500 rpm y se considera una fuerza específica de corte de valor 285 Kp/mm2 a.Dibuja la operación, indicando 4 movimientos y profundidades de pasada. 10 b.Si el par disponible en la máquina es de 100 N·m. Calcula el avance por diente máximo que se puede emplear. c.Para el avance por diente obtenido en el apartado anterior, calcula la potencia de corte media de la operación. Solución:

(θ = 25.84º, Zcort= 0.86) Sz= 0.47 mm/diente Pcm= 5235 W Descargado por andres caceres ([email protected])