U.3. Tema 2. Fabricación de piezas con arranque de material

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Introducción


Estos métodos de fabricación se realizan arrancando el material sobrante en forma de virutas o pequeñas partículas, con el fin de obtener la pieza diseñada. Se caracterizan por que hay una gran pérdida de material, lo que encarece el producto final; se debe utilizar un material inicial, obtenido mediante forja, laminación o cualquier otro proceso de los explicados en el tema de conformación por deformación, con una preforma de dimensiones ligeramente mayores que las definitivas.


En el mecanizado por arranque de viruta se dan procesos de desbaste (eliminación de mucho material con poca precisión) y de acabado (eliminación de poco material con mucha precisión


Estas operaciones de arranque de material conocidas como mecanización, son realizadas por medio de máquinas-herramientas.

En ellas se dan dos tipos de movimientos: el de corte, por el que la herramienta penetra en el material, y el de avance, por el que la herramienta encuentra nuevo material para cortar. Cada uno de ellos lo puede realizar la pieza o la herramienta según el tipo de mecanizado.

  Imagen 01. wikipedia. Lic Creative Commons
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Las máquinas herramientas se caracterizan por los siguientes parámetros comunes a todas ellas:

  • Velocidad de corte, es la velocidad de un punto común a la arista cortante y a la pieza. Cuando la pieza se mueve y la herramienta permanece fija, es llamada velocidad de corte lineal, vc expresada en (m/min).

 

Donde:
  • es el diámetro de la pieza, expresado en (m).
  • n es la velocidad de giro de la pieza expresada en (rpm) revoluciones por minuto.
Si se mueve la herramienta mientras permanece fija la pieza, entonces se habla de la velocidad angular de corte, se expresa en (rpm). Siendo la ecuación:

Velocidades muy rápidas desgastan la herramienta pero mecanizan muy deprisa, en cambio velocidades bajas alargan la vida de la herramienta, pero fabrican muy lentamente, se debe encontrar una solución de compromiso entre ambas.
  • Avance (a), es el desplazamiento de la herramienta o de la pieza por cada pasada o por cada vuelta, se expresa en (mm/min), o en (mm/vuelta), según que la herramienta se traslade o gire.
  • Profundidad de pasada (p), es el espesor del material arrancado en una pasada, se mide en mm.
  • Tiempos de fabricación, (t) es el tiempo que tarda en realizarse el mecanizado expresado en (min).

Donde:
  • L es la longitud mecanizada, expresada en mm.
  • a es el avance en cada vuelta, expresado en mm/vuelta.
  • n es la velocidad de giro, expresada en (rpm).

  • Fuerza de corte, es la fuerza necesaria para arrancar una determinada sección de material.
  • Potencia de corte, es la potencia necesaria en la herramienta para el avance y el desprendimiento de material.

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¿Cúales son los parámetros comunes que caracterizan a todas las máquina herramientas?
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Recuerda
La potencia se expresa por la ecuación

 


Donde:
  • W es el trabajo, que es igual a fuerza por desplazamiento.
  • t es el tiempo transcurrido.

Sustituyendo en la ecuación anterior se obtiene:

 

Con lo que se obtiene una ecuación fundamental de mecánica, muy empleada en los problemas:”La potencia es igual al producto de la fuerza por la velocidad”