La tierra

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA
FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA INDUSTRIAL
MAQUINAS Y EQUIPOS

Parcial # 2 (1)
Nombre del estudiante: _________________________________________________
1. Se desea realizar un proceso de reducción del 60% sobre una plancha de acero SAE 1040 con espesor inicial de 200mm, una longitud de 1,5m y un ancho de 1.000mm.
a. Si el proceso se realizapor fresado con una fresa para planeado, la fresa tiene 8 cortes y 21/2” de diámetro; la profundidad de corte recomendada es de 4mm como máximo a una velocidad de corte de 105m/min y un avance de 0.35mm/rev.
a. ¿Cuánto tiempo demora el proceso?
Si la reducción se realiza por el proceso de laminado, en un molino con rodillos de 1500mm de diámetro, los rodillos giran a 1.5m/s, la fricción esde 0.25 para trabajo en frio, el coeficiente de resistencia es de 620MPa y el coeficiente de endurecimiento por deformación es de 0.18.
b. ¿Cuál es el porcentaje máximo que es posible para la reducción?
c. De acuerdo con ese porcentaje ¿cuál es la potencia de los rodillos y
d. Que fuerza se requiere para realizar el proceso?

Solución
a. ¿Cuánto tiempo demora elproceso?

Para este caso empleamos:
T=LVa . pero la longitud total L no la conocemos, y la velocidad de avance la conocemos en minutos por giro o revolución; como el tiempo lo requerimos en unidades de tiempo como minuto o segundo debemos calcular la velocidad de corte en milímetros por unidad de tiempo así:
Va=Zn Nf De quí no conocemos N portanto, la debemos calcular así:
N=Vc 1000πD→N=105m/min*10003.14*63.35mm= 527.585rev/min. Para esto debimos convertir el diámetro de pulgadas a milímetros
Habiendo calculado N podemos calcular Va
Va=Zn Nf→Va=8*527.585rev/min*0.35mm/rev→Va=1477.2min
Tenemos en cuenta que la fresa tiene 8 cortes, es decir, Zn= 8
Ahora calculamos L
Por tanto tenemos que la fresa recorre todo el ancho y el largo de la pieza con todo su diámetro así que dividimos elancho por el diámetro de la fresa y lo multiplicamos por la longitud de la placa.
wD=1000mm63.5mm=15.74
como debemos realizar la pasada completa se aproxima al siguiente entero;por tanto tendremo 16
Luego tomamos el total de la reducción y la dividimos por la profundidad de corte máxima para finalmente multiplicar los dos resultados parciales y así tenemos el valor total de la longitud que deberecorrer la herramienta para lograr el mecanizado
Para el caso la longitud es 1,5m así que:
Luego sabemos que el espesor a reducir es de 120mm
t0-tfpc=80mm4mm=20
20*1500mm=30000mm
Y así tenemos que:
L=16*45000=480000mm
Y volvemos a:
T=LVa→720000mm1477.2mm/rev=324.939 min

Si la reducción se realiza por el proceso de laminado, en un molino con rodillos de 1500mm de diámetro, se reduce en60%. Si los rodillos giran a 1.5m/s y la fricción es de 0.25 para trabajo en frio, el coeficiente de resistencia es de 620MPa y el coeficiente de endurecimiento por deformación es de 0.18.

b. ¿Para qué porcentaje máximo es posible para la reducción?
dmax=μ2R→ dmax=(0.25)2750mm→dmax=46.875mm ó 39.06%

c. De acuerdo con ese porcentaje ¿cuál es la potencia de los rodillos y
P=2πNFLComo no se conoce F procedemos a despejar
F=Y fwL
Pero igual que el caso anterior desconocemos algunos términos Y y L
Así que procedemos a calcular las dos variables
L=Rt0-tf→L=750mm(80mm)=244.948mm Aquí tenemos en cuenta el 60% de reducción sobre el espesor inicial de 200mm y deducimos el espesor final como 80mm
Yf=kϵn1+n Para este caso debemos conocer primero ϵ; por tanto,
ε=lnt0tf→ε=ln200mm80mm=0.798. Ahora volvemos a:
Yf=kϵn1+n→Yf=620MPa*(0.798)0.181+0.18 →503.596MPa . Para convertir
MPa a N/m2 debemos multiplicar por 1 x 106 . Así que 503.596MPa=503.596x106N/m2
Retomando:
F=Y fwL→F=503.596x106Nm21m.3m→F=151,07x106N. Esto porque el ancho w y la longitud de arco L debemos pasarla a metros y así la fuerza nos queda en N y habiendo hallado la fuerza podemos calcular la...