Ejercicios de Torno

A una barra cilíndrica de bronce de Ø 50 mm y 200 mm de longitud. En una operación de cilindrado de desbaste en el torno, se debe reducir el diámetro a Ø 31 mm en una longitud de 100 mm, utilizando una cuchilla de acero rápido (HSS). Con el acabado se debe llegar Ø 30 mm donde la profundidad de la aspereza (rugosidad), de la superficie terminada, no debe exceder de 20 μm; en esta operación se utilizará una cuchilla HSS con redondeo en la punta de 1,5 mm de radio Para esta actividad se dispone de un torno universal, con variador continuo de velocidad de rotación, accionado por un motor eléctrico de 3 kW de potencia, con una eficiencia en la trasmisión de la potencia de 85 %.   Para una cuchilla de acero rápido (HSS), las condiciones de corte recomendadas son:        

La potencia específica de corte, para el bronce, es 0,040 kW. Min/cm3. (05 puntos)    

Determine:

1. El número de pasadas de igual profundidad para el desbaste y la potencia de corte.
2. El tiempo de maquinado, en la operación de desbaste.
3. El avance a utilizar en la pasada de acabado.

1. Se desea realizar una pieza cilíndrica de 60mm, a partir de la barra redonda de 70 mm. de diámetro, refrentando previamente a la longitud final, empleando un torno horizontal dotado de las siguientes velocidades de rotación del husillo:

180 – 290 – 750 – 465 – 30 – 48 – 125 – 78 rpm

Siendo la potencia de la máquina 0.7 CV y estimándolas eficiencias de las operaciones en 85%. La potencia específica de corte del material a maquinar es de 0,070 CV-min/cm3, no debiéndose exceder una velocidad de corte de 18 m/min para el desbaste y 24m/min para el acabado y empleando un avance de 0,26 mm/rev, para el desbaste y 0,14 mm/rev para el acabado, debiendo aplicarse para el acabado una profundidad de pasada de 0,5 mm. Para las operaciones de acabado se empleará una cuchilla de acero rápido cuyo exponente de vida es n = 0,16 siendo la duración del filo para la velocidad máxima recomendada de 110 minutos. El ángulo de ataque de la cuchilla es de 20°. (06 puntos)

Se pide:

1. Velocidades de rotación del husillo a emplearse en el desbaste y acabado.
2. Número de pasadas de igual profundidad y potencia requerida en cada pasada de desbaste de la porción cilíndrica de 60 mm. de diámetro y 200 mm. de longitud.
3. Fuerza de corte que actúa sobre la cuchilla durante el desbaste para las condiciones determinadas en c).
4. Valor de la razón de corte, sabiendo que durante la pasada de desbaste a toda la longitud de la barra se han arrancado 0.6 Kg. De viruta que pesa 5 gms/m.
5. Asumiendo que las condiciones son las que corresponden a una operación de corte ortogonal, determinar el ángulo de la superficie de cizallamiento para las condiciones de la operación de desbaste determinadas en e).
6. Duración del filo de la cuchilla para las condiciones de acabado.

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