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PROCESOS DE MANUFACTURA (G1) 1. Una barra de 100 mm se mecaniza con una herramienta con ángulo de inclinación de 15 ° ortogonalmente. La profundidad de corte es de 5 mm mientras que la velocidad de avance es de 0,25 mm / rev. Si la longitud media de una viruta cortada que representa una rotación de la pieza de trabajo es de 90,5 mm, calcule el ángulo del plano de cizallamiento. 2. Durante una prueba de corte de material en condiciones ortogonales en un torno con una herramienta de ángulo de ataque de 18 °, con una profundidad de corte de 3 mm y una velocidad de avance de 0,48 mm / rev, se registran los siguientes datos. Espesor medio de viruta = 0,98 mm Componente horizontal de la fuerza de corte = 1600 N Componente vertical de la fuerza de corte = 2340 N Calcule lo siguiente: a. Coeficiente de fricción en la interfaz de la herramienta de viruta b. Angulo del plano de corte, y c. Esfuerzo cortante en el plano cortante. 3. Los datos siguientes son de una prueba de corte ortogonal. Ángulo de ataque = 18 ° Profundidad de corte = 5 mm Velocidad de avance = 0,25 mm / rev Longitud de la viruta antes de cortar = 32,4 mm Longitud de la viruta después del corte = 14,9 mm Fuerza de empuje = 1150 N Fuerza de corte horizontal = 700 N Utilizando el análisis de Merchant, calcule a. magnitud de la fuerza resultante, b. ángulo del plano de corte, y c. fuerza de fricción y ángulo de fricción. 4. En un corte ortogonal de un componente de acero con herramienta de carburo, se obtuvieron los siguientes datos: Ángulo de ataque de la herramienta = 10 ° Ancho de viruta = 6 mm Espesor de viruta sin cortar = 0,10 mm Relación de espesor de viruta = 0,33 Fuerza de corte = 1290 N Fuerza de empuje = 1650 N Dibuje el diagrama de fuerzas y calcule el esfuerzo cortante. 5. En una prueba de corte ortogonal, se conocieron los siguientes valores a partir de la experimentación. Ángulo de ataque = 20 ° Fuerza de empuje = 500 N Espesor de viruta sin cortar = 0,14 mm Ancho de corte = 5 mm Velocidad de corte = 2 m / s Espesor de viruta = 0,70 mm Si la fuerza en la dirección de la velocidad de corte es dos veces mayor que la fuerza de empuje, calcule el esfuerzo cortante de fluencia del material. 6. Durante una prueba de corte en condiciones ortogonales en un torno con una herramienta de ángulo de ataque de 20 °, con una profundidad de corte de 3 mm y una velocidad de avance de 0,42 mm / rev, se registran los siguientes datos. Espesor medio de viruta = 0,78 mm Componente horizontal de la fuerza de corte = 900 N Componente vertical de la fuerza de corte = 1120 N Calcule lo siguiente: a. coeficiente de fricción en la interfaz de la herramienta de viruta b. ángulo del plano de cizallamiento, y c. esfuerzo cortante en el plano cortante. 7. Durante una prueba de corte de metal en condiciones ortogonales en un torno con una herramienta de ángulo de ataque de 20 °, con una profundidad de corte de 3 mm y una velocidad de avance de 0,38 mm / rev, se registran los siguientes datos. Espesor medio de viruta = 0,89 mm Componente horizontal de la fuerza de corte = 1000 N Componente vertical de la fuerza de corte = 1840 N Calcule lo siguiente: a. coeficiente de fricción en la interfaz de la herramienta de viruta b. ángulo de cizallamiento c. esfuerzo cortante en el plano cortante. 8. En un torno se mecaniza una pieza de latón de 75 mm de largo y 50 mm de diámetro con una profundidad de corte de 1,25 mm y vance de 0,2 mm / rev. El motor del torno es de 3 kW con una eficiencia de 70%. Seleccione la velocidad de corte para obtener el costo mínimo de mecanizado en las siguientes condiciones. Costo operativo del torno = `75 por hora Costo de reafilado del filo = `15 por filo Tiempo para cargar y descargar un componente = 15 segundos Tiempo de cambio de herramienta = 5 minutos Constantes de vida útil de la herramienta n = 0,2; C = 400. 9. Se realiza un conjunto de pruebas ortogonales para identificar el ángulo de corte, el coeficiente de fricción promedio y el esfuerzo de corte del acero para moldes que tiene una dureza de 34Rc. Las condiciones de corte y las fuerzas medidas y los espesores de viruta se dan en la Tabla . La herramienta tiene ángulo de ataque cero. El ancho de corte (es decir, el ancho del disco) fue b = 5 mm y la velocidad de corte fue V = 240 m / min. Las propiedades del acero se dan como: coeficiente específico cs = 460 Nm / kg◦C, densidad específica ρ = 7,800 kg / m3, conductividad térmica c = 28,74 [W / m°C]. Evalúe el ángulo y esfuerzo de corte y el coeficiente de fricción promedio (βa) para cada prueba. TABLA. Condiciones de prueba de corte ortogonal y mediciones en torneado de acero Avance f [mm/rev] Fuerza de empuje [N] Fuerza de corte (N) Espesor de viruta tc [mm] 0.02 350 290 0.05 0.03 480 350 0.058 0.04 590 400 0.074 0.05 690 440 0.083 0.06 790 480 0.102 0.07 890 505 0.116 0.08 980 540 0.131 10. Calcule el tiempo de mecanizado necesario para dar forma a una superficie plana de 250 mm de largo y 200 mm de ancho en una formadora hidráulica utilizando una velocidad de corte de 40 m / min y un avance de 0,5 mm por carrera. La profundidad de corte es de 4 mm. Calcule la tasa de remoción de material y la potencia requerida.
