Tema 5 - Mecánica

Tema 5 Departamento de Ingeniería Mecánica 9597 Proceso Mecánicos Parte IV Mecanizado con arranque de virutas Geometría de la herramienta de...

Tema 5 Departamento de Ingeniería Mecánica 9597 Proceso Mecánicos Parte IV Mecanizado con arranque de virutas Geometría de la herramienta de corte 1 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1 Tema 5 Objetvos de aprendizaje Conocimientos técnicos básicos sobre la geometría de la herramienta. 9597 Proceso Mecánicos Contenidos de específicos Superficies y aristas de la herramienta Sistema de referencia de la herramienta Ángulos principales de la herramienta Ángulos secudandarios de la herramienta Geometría de corte 2 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1  Geometría de la Herramienta de Corte Tema 5 Superficies y aristas de la Hta. 9597 Proceso Mecánicos ü Sistema de hta en mano è ángulos propios (distintas representaciones) ü Sistema de hta en uso è ángulos efectivos Ángulos del cuerpo, 2 ÷5º más que los ángulos de Hta. 3 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1  Herramienta monocortante Tema 5 9597 Proceso Mecánicos 4 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1  Sistema de referencia de la Hta. Tema 5 ð Plano de referencia: Paralelo a la base de la H y que pasa por la punta de la hta. 9597 Proceso Mecánicos ð Plano de Corte (Filo): Tangente al filo de la H y perpendicular al plano de referencia. ð Plano de Medida: Perpendicular al plano de filo. En él se definen los ángulos principales. 5 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1 Tema 5 9597 Proceso Mecánicos 6 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1  Representaciones DIN y ASA. Tema 5 9597 Proceso Mecánicos 7 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1  Sistemas de referencia de una herramienta monocortante Tema 5 9597 Proceso Mecánicos 8 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1  Sistemas de referencia de una herramienta monocortante Tema 5 9597 Proceso Mecánicos 9 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1  Ángulos principales de la Hta. Tema 5 9597 Proceso Mecánicos 10 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1  Ángulos principales de la Hta. Tema 5 Ángulo de desprendimiento ØFormado por: ¨ Las rectas intersección del plano de definición con el plano de referencia y 9597 Proceso Mecánicos la cara de desprendimiento de la H. ØInfluye en: ¨ Los esfuerzos y potencia de corte así como en el tipo de viruta. ØValores: ¨ Al aumentar disminuyen los esfuerzos de corte y viceversa.(¯ curva viruta) ¨ Puede ser positivo o negativo. ¨ Deben aumentar al aumentar la tenacidad de la H. y disminuir la resistencia de la pieza. ¨ Deben disminuir en caso contrario. 11 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1  Ángulos principales de la Hta. Tema 5 Ángulo de desprendimiento ØValores: ¨ Ángulo negativo: H trabaja a compresión à materiales duros y 9597 Proceso Mecánicos cortes interrumpidos). ¨ Si muy bajo à ­Tf y consumo energía à ¯ Vida hta por rotura ¨ Si muy elevado à ¯ esfuerzos de corte y potencia; pero sección de filo débil ¨ Selección en función de: El mayor posible sin que rompa Si ¯ calidad hta, ¯ dureza pieza o ¯a à ­g ¨ Valores habituales: 6º Metal duro: -8 a 25º HSS: 0 a 30º 12 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1  Ángulos principales de la Hta. Tema 5 Ángulo de incidencia ØFormado por: ¨ Las rectas intersección del plano de 9597 Proceso Mecánicos definición con el plano de filo y la cara de incidencia de la H. ØInfluye en: ¨ Evita el rozamiento entre la cara de incidencia y la superficie mecanizada de la pieza. ØValores: ¨ Siempre mayor que cero. ¨ Los menores posibles. ¨ Deben aumentar al aumentar la tenacidad de la H. y disminuir la resistencia de la pieza. ¨ Deben disminuir en caso contrario. 13 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1  Ángulos principales de la Hta. Tema 5 Ángulo de incidencia 9597 Proceso Mecánicos ØValores: ¨ Si muy bajo à ­Tf por talonamiento à ¯ Vida hta ¨ Si muy elevado à sección de filo débil à desmoronamiento del filo à ¯ calidad superficial ¨ Selección en función de: El menor posible sin que se talone. Si ­ calidad hta o ­ dureza pieza à ¯ a 14 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1  Ángulos principales de la Hta. Tema 5 Ángulo de filo ØFormado por: ¨ Las rectas intersección del plano de 9597 Proceso Mecánicos definición con las caras de incidencia y de desprendimiento de la H. ØInfluye en: ¨ La robustez de la herramienta. ØValores: ¨ Para valores pequeños la herramienta penetra mejor en la pieza pero corre el riesgo de romperse el filo. (menor capacidad para conducir calor y resistir esfuerzos de corte) ¨ Aumentan al aumentar la resistencia de la pieza, siendo mayores para materiales duros y menores para materiales blandos. a + b + g = 90 ¨ Suele tener redondeo o chaflán. 15 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1  Ángulos principales de la Hta. Tema 5 Ángulo de inclinación del filo 9597 Proceso Mecánicos No confundir l con g 16 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1  Ángulos principales de la Hta. Tema 5 Ángulo de inclinación del filo ØRompevirutas: ¨ Reduce 5÷20% la fuerza absorbida en el corte. 9597 Proceso Mecánicos ¨ Su capacidad para fraccionar la viruta depende del avance (menor a >a) y del radio de curvatura del arrollamiento (g, altura y longitud del rompevirutas) ¨ Tipos: Enterizos: afilados a muela, trabajan peor Postizos: más complejos, mejor colocación para cada operación. 17 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1  Cuadro de valores según material pieza y Hta. Tema 5 9597 Proceso Mecánicos ØAnálisis: ¨ Mayores ángulos en acabado. ¨ Menores ángulos a mayor resistencia de material de pieza y calidad de hta. 18 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1  Ángulos secundarios de la Hta. Tema 5 èÁngulo de posición principal èÁngulo posición 9597 Proceso Mecánicos secundario èÁngulo de punta Plano de referencia 19 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1  Ángulos secundarios de la Hta. Tema 5 Ángulo de punta ØFormado por: ¨ El filo principal y el filo secundario. 9597 Proceso Mecánicos ØInfluye en: ¨ La tenacidad y la accesibilidad de hta. ØValores: ¨ Grandes (80º a 90º) en desbaste. ¨ Medianos (55º a 60º) en desbaste ligero o semiacabados. ¨ Pequeños (35º) en acabado. ¨ Ángulos mayores menor accesibilidad. ØRadio de punta: ¨ El mayor posibleàfilo resistente y ­a (r»4a ; r»p/4). ¨ Si muy alto, mayor rozamiento (­Fc) y vibraciones. ¨ Selección en función de: Tipo de operación; Calidad hta. (mayor calidad, menor radio); Ra=a2/32r 20 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1  Ángulos secundarios de la Hta. Tema 5 Ángulo de posición principal ØFormado por: ¨ El plano tangente a la superficie trabajada y el 9597 Proceso Mecánicos filo principal de corte. ØInfluye en: ¨ Hace que la entrada y salida de la H se realice de forma gradual. ¨ Modifica las dimensiones de la viruta. ¨ Modifica la Fc (¯Xà ¯ hà­Fc) ØValores: ¨ Si es posible debe ser inferior a 90º para reducir el impacto y las fuerzas sobre el filo de corte. Espesor de viruta: h = a sin X Anchura de viruta: b = p / sin X 21 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1  Ángulos secundarios de la Hta. Tema 5 Ángulo de posición secundario ØFormado por: 9597 Proceso Mecánicos ¨ El plano tangente a la superficie trabajada y el filo secundario de corte. ØInfluye en: ¨ Evitar el rozamiento entre la cara de incidencia secundaria con la superficie de la pieza trabajada. ¨ Controlar el acabado superficial ØValores: ¨ Mejor acabado superficial cuanto menor es el ángulo. k+ e + k’ = 180º 22 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1  Ángulos secundarios de la Hta. Tema 5 Ángulo de Desprendimiento longitudinal ØFormado por: ¨ El plano longitudinal de la H y la superficie de desprendimiento. 9597 Proceso Mecánicos ØInfluye en: ¨ Direccionar la Fuerza de corte y definir el tipo de esfuerzo sobre la H. ¨ Controlar la forma de ejes esbeltos ØValores: ¨ Positivo à piezas cóncavas (Fc acerca pz-H) ¨ Negativo à piezas convexas (Fc aleja pz-H) 23 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1  Equivalencia de denominaciones Tema 5 9597 Proceso Mecánicos G + X = 90 24 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1 Tema 5 ØInfluencia del avance: ­a à ­ge, ¯ae ØInfluencia de la colocación del plano base de la hta: 9597 Proceso Mecánicos ØInfluencia de la orientación de la hta: orientación de la fuerza, zona de contacto inicial y tamaño de la viruta 25 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1  Movimiento de corte resultanteMovimiento de en el torneado Tema 5 avance otencia r que el movimiento Ángulo de la velocidad Velocidad de Vector del movimiento de corte resultante corte principal de la herramienta Velocidad 9597 Proceso Mecánicos Velocidad efectiva E de avance Vector resultante del movimiento de corte ienta. sumo de potencia. Herramienta Punto sobre el filo Proceso 6/25 26 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1  Geometría de la herramienta de corte Tema 5 9597 Proceso Mecánicos 27 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1 Tema 5 GEOMETRIA DE CORTE 9597 Proceso Mecánicos Gentileza 28 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1 Tema 5 9597 Proceso Mecánicos Profundidad de Pasada (p) [mm], es la semi- diferencia entre el diámetro sin cortar y el cortado. Avance (a) [mm/revolución], es la velocidad de la herramienta en relación a la pieza que está girando. Podríamos decir que es la velocidad de avance del carro. Es de vital importancia para la correcta formación de la viruta, y la terminación superficial de la pieza. Va = n ⋅ a 29 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1 Tema 5 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE TALADRADO APLICACIONES Mecanizado de agujeros de diferente profundidad y diámetro. COMBINACIÓN DE DOS MOVIMIENTOS 9597 Proceso Mecánicos DIFERENTES: El movimiento principal o de corte El movimiento de avance MOVIMIENTO PRINCIPAL Giro de la herramienta, llamada BROCA. Consumo de Potencia y Velocidad mayor que el movimiento de avance. MOVIMIENTO DE AVANCE Siempre en dirección paralela al eje de la broca. 30 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1 Tema 5 PARTES DE UNA BROCA: SE DIVIDE EN: Mango Parte Cortante 9597 Proceso Mecánicos EN LA PARTE CORTANTE: Suele disponer de varios dientes (Es muycomún que haya 2). En cada uno de ellos: Filo Principal Filo Secundario Superficie de incidencia Superficie de desprendimiento Filo transversal 31 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1 Tema 5 ÁNGULOS DE LOS FILOS DE UNA BROCA SE PUEDEN DEFINIR: Ángulo de posición de filo principal (κr) Ángulo de desprendimiento (γ) Ángulo de incidencia (α) 9597 Proceso Mecánicos 32 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1 Tema 5 PARÁMETROS BÁSICOS DE UNA OPERACIÓN DE TALADRADO Vc: Velocidad de Corte (m/min): π DN Vc = 1000 9597 Proceso Mecánicos Va: Velocidad de Avance (mm/min): Va (mm/min) az: Avance por filo (mm/diente) az: Avance (mm/diente) Va Va: Velocidad de Avance (mm/min) az = z⋅ N z: Nº de filos N: Veloc. de rotación (rpm) 33 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1  SECCIÓN DE VIRUTA, FUERZA DE CORTE Y POTENCIA DE CORTE Tema 5 Espesor de Corte, h’ (mm): h’: Espesor de corte (mm) h' = az ⋅ sen(κ r ) az: Avance por filo (mm) κr : Ángulo de posición Ancho de Viruta, b (mm): 9597 Proceso Mecánicos D b : Anchura de viruta (mm) b= 2 D: Diámetro de la broca sen(κ r ) (mm) κr : Ángulo de posición Sección de viruta, Sc(mm2): Sc: Sección de viruta (mm2) Sc = h'⋅ b h’ : Espesor de corte (mm) b : Ancho de viruta (mm) o también: Sc: Sección de viruta (mm2) Sc = az ⋅ D az: Avance por filo (mm) 2 D: Diámetro de la broca (mm) 34 Francisco Valenzuela Gálvez. 2020 rev. 1