Fuerzas
Páginas: 8 (1840 palabras)
Publicado: 8 de diciembre de 2012
FUERZA Y POTENCIA DE CORTE EN ARRANQUE DE VIRUTA
Álvaro Pérez Rodríguez, Luis A. Mayor Moreno, David González López, Daniel González Abad, José
L. del Nogal García, Luis Mediero Muñoyerro, Eduardo Medina Santos.
PALABRAS CLAVE: fuerza, potencia, maquinabilidad.
The forces acting on
the tool are an important aspect of machining. For those concerned with the
manufacture of machine tools,a knowledge of the force is needed for estimation for power
requirements and for design of structures adequately rigid and free for vibration. The cutting forces
vary with the tool angles an accurate measurement of force is helpful in optimising tool design.
Scientific analysis of metal cutting also requires knowledge of the forces, and in the last eighty years
many dynamometers have beendeveloped, capable of measuring tool force with considerable accuracy.
FUERZAS DE CORTE
Las fuerzas de corte están compuestas principalmente por el esfuerzo del arranque de
viruta y el esfuerzo para romper la viruta. La intensa presión y fricción en el proceso da lugar a fuerzas que actúan en varias direcciones. El esfuerzo aplicado sobre el filo es principalmente de compresión, pero tambiénexisten esfuerzos de cizalladura. El área de contacto entre la viruta y la cara de desprendimiento está relacionada con las fuerzas de corte, razón por la que habrá que optimizar su geometría. El material de la herramienta también afecta a las fuerzas de corte.
.
Fig. 1. Esfuerzo de compresión y fuerzas en el filo de corte
Desde un punto de vista tridimensional,la fuerza de corte puede dividirse en tres componentes: fuerza
tangencial (Fc), fuerza radial (F
p
), y fuerza axial (F
f
).
La fuerza tangencial depende en gran parte no sólo del contacto pieza-herramienta, sino también del
tipo de contacto entre la viruta y la cara de desprendimiento.
La calidad de la viruta real y la rotura de ésta afectan considerablemente a la fuerza tangencial.También existe un a relación directa entre el espesor de viruta no deformado (h
d
)
y la fuerza tangencial.
Fig.2. Fuerza de corte: componentes. Fig.3. Fuerza de corte/espesor viruta.
En la figura 3, la fuerza F
co
es lafuerza necesaria para deformar
el material antes de que se forme ninguna viruta. La magnitud
de esta fuerza varía con el tipo y condición del material de la
pieza.
Por otro lado, para la mayoría de los materiales, el aumento de
la velocidad de corte conduce a unas fuerzas de corte más bajas,
debido a un aumento de temperatura en la zona de influencia en
un áreamás reducida de contacto.
Fig.4. Fuerza/velocidad de corte.
El tamaño de la fuerza tangencial contribuye al par de torsión que tiene lugar, y por ello influye en los
requerimientos de potencia para el corte en cuestión. En principio, el producto de la fuerza tangencial
por la velocidad de corte representa la potencia necesaria.
El diagrama comparativo parafuerza específica de corte Kc
muestra que ésta disminuye conforme aumenta el espesor de
viruta sin deformar, dependiendo del tipo de material, como
puede verse para (A) acero inoxidable, (B) acero aleado y (C)
fundición gris.
La fuerza depende de la tensión de fluencia del material en la
zona de cizalladura de la pieza y el área de cizallamiento. Este
área varía considerablemente y con lamisma, la fuerza de
corte. Se cree que tiene una mayor influencia que la tensión de
fluencia del material, que en realidad no varía tanto en el
proceso de corte.
Fig.5. Kc según materiales.
Las aleaciones y el tratamiento...
Álvaro Pérez Rodríguez, Luis A. Mayor Moreno, David González López, Daniel González Abad, José
L. del Nogal García, Luis Mediero Muñoyerro, Eduardo Medina Santos.
PALABRAS CLAVE: fuerza, potencia, maquinabilidad.
The forces acting on
the tool are an important aspect of machining. For those concerned with the
manufacture of machine tools,a knowledge of the force is needed for estimation for power
requirements and for design of structures adequately rigid and free for vibration. The cutting forces
vary with the tool angles an accurate measurement of force is helpful in optimising tool design.
Scientific analysis of metal cutting also requires knowledge of the forces, and in the last eighty years
many dynamometers have beendeveloped, capable of measuring tool force with considerable accuracy.
FUERZAS DE CORTE
Las fuerzas de corte están compuestas principalmente por el esfuerzo del arranque de
viruta y el esfuerzo para romper la viruta. La intensa presión y fricción en el proceso da lugar a fuerzas que actúan en varias direcciones. El esfuerzo aplicado sobre el filo es principalmente de compresión, pero tambiénexisten esfuerzos de cizalladura. El área de contacto entre la viruta y la cara de desprendimiento está relacionada con las fuerzas de corte, razón por la que habrá que optimizar su geometría. El material de la herramienta también afecta a las fuerzas de corte.
.
Fig. 1. Esfuerzo de compresión y fuerzas en el filo de corte
Desde un punto de vista tridimensional,la fuerza de corte puede dividirse en tres componentes: fuerza
tangencial (Fc), fuerza radial (F
p
), y fuerza axial (F
f
).
La fuerza tangencial depende en gran parte no sólo del contacto pieza-herramienta, sino también del
tipo de contacto entre la viruta y la cara de desprendimiento.
La calidad de la viruta real y la rotura de ésta afectan considerablemente a la fuerza tangencial.También existe un a relación directa entre el espesor de viruta no deformado (h
d
)
y la fuerza tangencial.
Fig.2. Fuerza de corte: componentes. Fig.3. Fuerza de corte/espesor viruta.
En la figura 3, la fuerza F
co
es lafuerza necesaria para deformar
el material antes de que se forme ninguna viruta. La magnitud
de esta fuerza varía con el tipo y condición del material de la
pieza.
Por otro lado, para la mayoría de los materiales, el aumento de
la velocidad de corte conduce a unas fuerzas de corte más bajas,
debido a un aumento de temperatura en la zona de influencia en
un áreamás reducida de contacto.
Fig.4. Fuerza/velocidad de corte.
El tamaño de la fuerza tangencial contribuye al par de torsión que tiene lugar, y por ello influye en los
requerimientos de potencia para el corte en cuestión. En principio, el producto de la fuerza tangencial
por la velocidad de corte representa la potencia necesaria.
El diagrama comparativo parafuerza específica de corte Kc
muestra que ésta disminuye conforme aumenta el espesor de
viruta sin deformar, dependiendo del tipo de material, como
puede verse para (A) acero inoxidable, (B) acero aleado y (C)
fundición gris.
La fuerza depende de la tensión de fluencia del material en la
zona de cizalladura de la pieza y el área de cizallamiento. Este
área varía considerablemente y con lamisma, la fuerza de
corte. Se cree que tiene una mayor influencia que la tensión de
fluencia del material, que en realidad no varía tanto en el
proceso de corte.
Fig.5. Kc según materiales.
Las aleaciones y el tratamiento...
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