Diseño de una broca

DISEÑO DE UNA BROCA

MARIA PAULA SÁNCHEZ

MARIA CAMILA DAZA

ANA MARIA GUTIERREZ

LINA MARIA FRANCO

VALERIA ALVAREZ

IVAN FERNANDO MOLINA

Presentado a:

CARLOS DOMINGUEZ

GRUPO: 2

UNIVERSIDAD  DE LA SABANA

FACULTAD DE INGENIERIA

CIENCIA DE LOS MATERIALES

CHÍA. CUNDINAMARCA

30 DE SEPTIEMBRE DE 2014

OBJETIVO: Diseñar una broca que cumpla con las condiciones optimas para la perforación de metales.

REQUERIMIENTOS DEL OBJETO (BROCA):

Función: Las brocas son utilizadas para la perforación de objetos y/o superficies de manera precisa, generando agujeros de diferentes tamaños.

Condiciones a los que será sometida: La broca se diseña con el fin de perforar metales, por esta razón, se ve enfrentada a las siguientes condiciones:

• Módulo de elasticidad: Los metales presentan un modulo de elasticidad que abarca el rango de 60-300 GPa.
• Velocidad de corte: Los aceros presentan una velocidad de corte para brocas de acero rápido en un rango de 15-25 m/min, en el caso especifico de acero rápido con aleaciones abarca una velocidad de 15-21 m/min. (Anchondo, 2004)De igual manera la aceleración a la que se ve sometida la broca depende del diámetro de la misma, estipulados en un rango de 200-2500 revoluciones por minuto. (Heller)
• Calentamiento: Las brocas tienen a calentarse debido a la fricción generada por el movimiento contra el material trabajado. Es por esto que es necesario implementar medidas de aislamiento de calor para evitar la deformación de las brocas.
• Tenacidad a la fractura: Los metales presentan un rango de tenacidad a la fractura entre 87-352 MPam1/2. (F. Cambiassoa)

CARACTERISTICAS DEL DISEÑO:

La broca debe incluir los siguientes parámetros de diseño, estos dependerán del material al cual están destinados de perforar y al tiempo de uso: Longitud de broca, longitud de corte, diámetro y forma del mango, ángulo de la hélice, ángulo de punta, espesor, filo de corte.

PROPUESTA FINAL

Según las condiciones a las que se someterá la broca, se evaluaron los diferentes aspectos teóricos propuestos para el diseño optimo de la misma, es por esto que se tomaron las decisiones presentadas a continuación:

• Material: Acero rápido con Cobalto (HSS Co 8%): Es un material que rige la norma M42 la cual justifica el manejo de esta aleación para aplicaciones donde se exija elevada resistencia en caliente. A demás al ser acero, es apto para la perforación de metales muy duros. (ERADTEEL).
• Longitud de broca: La longitud de broca empleada para la perforación de materiales rígidos como los metales abarca un rango de 40 mm a 151mm en la totalidad de la broca y un rango de 18mm a 151 mm de longitud útil (longitud de hélice). (MAKITA)
• Espesor: 13-25 mm: Debido a que la broca está destinada a perforar metales, es necesario manejar un espesor promedio que permita amortiguar el trabajo generado evitando la fractura de la misma. Es por esto que se escoge un espesor de 13-25mm el cual soporta un avance de revolución de 0,178-0381 mm. (Anchondo, 2004).
• Forma de mango: Triangular: Esta forma de mango evita el deslizamiento no deseado de la broca al momento de perforar, debido a las muescas que presenta. La distribución de las fuerzas ejercidas es optima por lo cual es de gran valor al momento de trabajar con materiales muy duros como aceros inoxidables. (Brocas Mechas para Metal: De Máquinas y Herramientas.).
• Filo de Corte: Punto de la hélice: Aumenta la precisión del corte, basándose en el aumento del ángulo de ataque, se recomienda un uso de ángulo de hélice tipo S para maximizar su función. (MITSUBISHI CATÁLOGO GENERAL).
• Ángulo de la hélice: S (35°): Este tipo de ángulo presenta un acanalado denso, lo cual permite la remoción rápida de la viruta, es usado para metales muy duros. (Brocas Mechas para Metal: De Máquinas y Herramientas.).
• Ángulo de la punta: 135°: El ángulo de punta seleccionado fue de 135°, lo que impide el deslizamiento de la broca. Este ángulo es utilizado comúnmente para perforar materiales muy duros. (Brocas Mechas para Metal: De Máquinas y Herramientas.) (MITSUBISHI CATÁLOGO GENERAL)

El material seleccionado: Acero rápido con cobalto al 8%, está regido bajo la norma americana M42, la cual estipula las propiedades físicas de esta aleación en la siguiente tabla:

Tabla 1: Propiedades físicas del Acero rápido con cobalto al 8%[pic 1]

Bibliografía

Anchondo, L. C. (2004). Tecnologia Mecanica I: Maquinas Herramientas. Mexico, D.F.: LIMUSA S.A.

Brocas Mechas para Metal: De Máquinas y Herramientas. (s.f.). Recuperado el 27 de Septiembre de 2014, de Tipos y Aplicaciones.: http://www.demaquinasyherramientas.com/herramientas-electricas-y-accesorios/brocas-mechas-tipos-y-aplicaciones

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