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Capítulo 21 PREGUNTAS DE REPASO
21.1 21.1 Expl Expliq ique ue por por qué qué las las viru viruta tass cont contin inua uass pued pueden en no ser ser nece necesa sari riam amen ente te deseables. Pueden sobrecalentar el buril o lastimar al operario. 21.2 Nombre los factores que contribuyen a la l a formación de virutas discontinuas. Angulo de corte material de la pie!a cortado ausencia de rompe virutas y ausencia de "ngulo de alivio. 21.# 21.# Expliq Explique ue la difere diferenc ncia ia entre entre "ngulo "nguloss de ataqu ataque e positiv positivo o y negat negativo ivo.. $%ué $%ué importancia tiene el "ngulo de ataque& 'a diferencia de "ngulos positivo o negativo es nada m"s referencia a la inclinación que posee con respecto de la pie!a dando como resultado la cantidad de material removido y el acabado generado. 21.( )omente el papel y la importancia del "ngulo de alivio. Es el "ngulo que permite despe*ar las virutas de la pie!a y evitar el calentamiento de la pie!a. 21.+ Explique la diferencia entre virutas discontinuas y virutas segmentadas. 'a viruta discontinua, discontinua, son segmentos equidistantes equidistantes de desperdicio desperdicio del material de distancia seme*ante. 'a viruta segmentada, segmentos de viruta rotos o cortados al a!ar. 21.- $Por qué debera interesarnos la magnitud de la fuer!a de empu*e en el corte& Para poder determinar la penetración de cortador en la pie!a a maquinar. 21./ $)u"les son las diferencias entre el corte ortogonal y el oblicuo& El "ngulo que existe entre la pie!a y el buril. 21.0 21.0 $Exist $Existe e algun alguna a venta venta*a *a en tener tener un borde borde acumul acumulado ado o recrec recrecido ido en una erramienta& Explique su respuesta. 'a calidad del corte as como la cantidad de material desprendida y la facilidad con la que el buril corta. 21. $)u"l es la función de los rompevirutas& $)ómo funcionan& 3u función el desviar romper y dar desfogue correcto ala viruta para evitar cortes y reducir el calentamiento del cortador funciona ubic"ndose después del cortador con un "ngulo de desfogue que puede llegar a los 45
21.14 6dentifique 6dentifique las fuer!as fuer!as comprendi comprendidas das en una operación operación de corte. corte. 7e estas fuer!as $cu"les contribuyen a la potencia requerida& 8uer!a de corete fuer!a de penetración fuer!a de rotación. 3iendo esta ultima la que contribuye a la potencia requerida.
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21.1( 21.1( $Est"n $Est"n relaci relaciona onadas das la ubicac ubicación ión de la temper temperatu atura ra m"xima m"xima y de de la la crateri!ación& 7e ser as explique por qué. 3i ya que la elevación de la temperatura influye en la vida 9til de la erramienta en particular en la crateri!ación y en la precisión dimensional de la pie!a de traba*o: puede provocar da;o térmico a la superficie de la pie!a de traba*o. 21.1+ $Es importante la ductilidad del material para la maquinabilidad& Explique su respuesta. Es difcil establecer relaciones que definan cuantitativamente la maquinabilidad de un material pues las operaciones de mecani!ado tienen una naturale!a comple*a. En algunos casos la dure!a ductilidad y la resistencia del material se consideran como los principales factores a evaluar. 'os materiales duros son generalmente m"s difciles de mecani!ar pues requieren una fuer!a mayor para cortarlos. 3obre estos faccto fa tore ress in infl fluy uyen en pro rop pie ieda dad des del mat ater eria iall co como mo su comp composic osición ión qumic qumica a conductividad térmica y térmica y su estructura microscópica. 21.1- Explique por qué es importante estudiar los tipos de virutas producidas para entender las operaciones de corte. 'a relación de corte es un par"metro importante y 9til para evaluar las condiciones de corte. 7ebido a que el espesor sin deformación de la viruta es un par"metro de la m"quina y por lo tanto ya es conocido la relación de corte se puede calcular con facilidad midiendo el espesor de la viruta con un micrómetro. 21.1/ $Por qué cree que la temperatura m"xima en el corte ortogonal se locali!a casi a la mitad de la interfa! erramienta
ci!allamiento en su plano primario y =b> fricción en la interfa! erramienta. 'as fuentes de generación de calor en el maquinado se concentran en la !ona primaria de ci!allamiento y en la interfa! erramienta
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erramienta es larga pero la rapide! a la que se remueve el material también es ba*a. Por ello existe una velocidad óptima de corte por esta ra!ón se recomienda que todo el maquinado tenga una velocidad igual o similar a la optima de corte. 21.1 Explique las consecuencias de permitir que se eleven las temperaturas a niveles altos durante el corte. ?@ 'a temperatura excesiva reduce la resistencia la dure!a la rigide! y la resistencia al desgaste de la erramienta: El aumento de calor provoca cambios dimensionales desequilibrados en la parte que se est" maquinando lo que dificulta el control de su precisión dimensional y de sus tolerancias. 21.24 'a fuer!a de corte aumenta con la profundidad de corte y reduciendo el "ngulo de ataque. Explique por qué. ?@por que las virutas obtenidas en las operaciones reales de maquinado a demostrado que se producen por ci!allamiento la pie!a de traba*o permanece sin deformaciones: encima de él la viruta recién formada se mueve acia arriba sobre la cara de ataque de la erramienta. 21.21 $Por qué no siempre es recomendable aumentar la velocidad de corte para incrementar la velocidad de producción& ?@ 3e a indicado que al aumentar la velocidad de corte la vida 9til de la erramienta se reduce con rapide! 21.22 $)u"les son las consecuencias si se astilla una erramienta de corte& ?@ 'a punta de la erramienta se somete a esfuer!os muy altos lo que provoca desgaste y algunas veces astillado y fractura de la erramienta.las erramientas pueden sufrir astillado en donde se rompe un peque;o fragmento del filo de la erramienta 'os fragmentos astillados de la erramienta de corte pueden ser muy peque;os =microastillado o macroastillado>o pueden ser relativamente grandes llamados de diversas maneras como astillado grueso fractura gruesa y falla catastrófica.
21.2# $)u"les son los efectos de reali!ar una operación de corte con una erramienta desafilada& $ con una muy afilada& ?@BE??AC6ENDA 7E386'A7A, na erramienta desafilada o mellada tiene un radio grande entre sus filos al igual que la punta de un l"pi! o el extremo de corte de un cucillo desafilado. la erramienta tiene un "ngulo positivo de ataque pero al disminuir la profundidad de corte el "ngulo de ataque se puede volver negativo. 'a erramienta simplemente se desli!a sobre la pie!a de
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traba*o =sin cortar> y pule su superficie: esta acción eleva la temperatura de la pie!a y provoca esfuer!os residuales superficiales. BE??AC6ENDA A86'A7A, 21.2( $A qué factores atribuye la diferencia de energas especficas cuando se maquinan los materiales mostrados en la tabla 21.2& $Por qué existe un intervalo de energas para cada grupo de materiales& ?@El criterio para establecer que un material es m"s maquinable que otro puede obedecer a distintos criterios, la potencia requerida la forma de la viruta el acabado superficial el m"s usado es el de desgaste de la erramienta, un material es maquinable cuando desgasta poco la erramienta y 3e define la energa especfica de corte ps como la energa necesaria para remover una unidad de volumen de material. El aumento de ps al disminuir ac se debe al efecto de tama;o ya que las fuer!as de fricción en la cara de incidencia y aplastamiento de la punta redondeada representan un porcenta*e mayor en la energa consumida al disminuir ac 21.2+ $Por qué tiene la temperatura un efecto tan importante en la duración de las erramientas de corte& Por que influyen directamente en la dure!a de la erramienta de corte causando ablandamiento en la punta deformación pl"stica y pérdida del filo en el borde. 21.2- 'as erramientas de corte de cer"mica y de cermet tienen ciertas venta*as sobre las de carburo. Entonces $Por qué no an rempla!ado por completo las de carburo& 'os carburos est"n dentro de los m"s importantes vers"tiles y económicos para fabricar erramientas y matrices para una amplia gama de aplicaciones: ya que tienen gran dure!a alto módulo de elasticidad alta conductividad térmica y ba*a dilatación térmica. 21.2/ $pueden tener efectos adversos los fluidos de corte& 3i efectos sobre las maquinas erramientas efectos ambientales y biológicos. 21.20 7escriba las tendencias que observa en la tabla 21.2 'a selección de determinado tipo de rompevirutas depende del avance y da a profundidad de corte en la operación del material de la pie!a del tipo de viruta producida durante el corte y si se trata de una operación de desbaste o acabado. 21.2 $Por qué son importantes la estabilidad y que sean inertes qumicamente =falta de reactividad> en las erramientas de corte& Por qué son caractersticas de los recubrimientos utili!ados en las erramientas de corte para me*orar la resistencia a la propagación de grietas. 21.#4 $)ómo ara para medir la eficacia de los fluidos de corte& Estableciendo un criterio de desempe;o en las funciones para las cuales se emplea como son, F 'ubricación F ?efrigeración F Eliminación de viruta
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F Protección frente a la corrosión 21.#1 Porque al aber un cabio de temperatura excesiva que no sea la ideal provocara cambio en el avance velocidad profundidad de corte asi como reducir la resistencia la dure!a la rigide! y la resistencia al desgaste de la erramienta: las erramientas también se pueden reblandecer y sufrir deformación pl"stica alterando de esta manera su forma. El aumento de calor provoca cambios dimensionales desequilibrados en la parte que se est" maquinando lo que dificulta el control de su precisión dimensional y de sus tolerancias. 'a elevación excesiva de temperatura puede ocasionar da;os térmicos y cambios metal9rgicos en la superficie maquinada afectando de manera adversa sus propiedades. 21.#2 Al ser mayor la velocidad disminuye el tiempo para disipar el calor de a que la temperatura se eleve =convirtiéndose al final en casi un proceso adiab"tico>. Adem"s el ndice de crateri!ación aumenta r"pidamente con el incremento continuo de la temperatura. 21.## )omo puede verse en la figura 21.1( la viruta retira la mayor parte del calor generado. 3e a estimado que durante una operación caracterstica de maquinado 4G de la energa se disipa en la viruta mientras que el resto lo ace en la erramienta y en la pie!a de traba*o. Al aumentar la velocidad de corte la viruta retira la mayor proporción del calor total generado y menos calor va acia la pie!a de traba*o y la erramienta. Por esta ra!ón la velocidades de maquinado se an incrementado de modo significativo a lo largo de los a;os. 21.#( El desgaste de la erramienta desafilada y los cambios en su geometra durante el corte se manifiestan de diferentes maneras por lo general se clasifican como, desgaste del flanco crateri!acion desgaste de la punta muescados deformación pl"stica de la erramienta astillado y fractura gruesa. Adem"s afecta en la formación de viruta y provoca el ro!amiento de la erramienta sobre la pie!a de traba*o elevando su temperatura y posiblemente induciendo esfuer!os residuales en la superficie maquinada. 21.#+
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Es deseable tener valores elevados de n ya que cuanto menor sea el valor de n menor ser" la vida 9til de la erramienta. 'a magnitud de ) es la velocidad de corte D@ 1 minuto. 'a velocidad de corte es la variable del proceso mas importante asociada con la vida 9til de la erramienta. 'a vida 9til de la erramienta disminuye con rapide! al aumentar la velocidad de corte por tanto es recomendable no tener valores elevados en la ecuación de Daylor. 21.#)uanto menor es el valor de n m"s aguda es la curva por lo que el desgaste de la erramienta aumenta con m"s rapide! al incrementarse la velocidad de corte por esta ra!ón se encuentra a la dereca la curva de la vida 9til en comparación de otros materiales para erramienta. 21.#/ $Por qué las temperaturas de la erramienta son ba*as a velocidades mnimas de corte y elevadas a altas velocidades de corte& ?,7ebido a la friccion que ocurre entre el metal de corte y el metal de la pie!a a cortar ya que conforme es mayor la friccion entre los dos la temperatura aumenta esto se puede e*emplificar de manera sencilla frotando las manos. 21.#0 $3e puede reali!ar el maquinado de alta velocidad sin el uso de un fluido de corte& ?,No debido a que se eleva muco la temperatura de la erramienta y el material a cortar y esto puede acer que se funda el material a cortar de*ando imperfecciones en la pie!a. 21.# 7ados sus conocimientos sobre el proceso b"sico de corte de metales $cu"les son las propiedades fsicas y qumicas importantes de una erramienta de corte& ?, 1. Alta resistencia al desgaste. 2. )onservación de la dure!a a altas temperaturas #. Huena tenacidad. (. ?educido coeficiente de ro!amiento. +. )onductividad térmica apropiada seg9n condiciones de utili!ación. -. Estabilidad qumica. /. Alta resistencia a la compresión. 0. Alta resistencia a la rotura por flexión. 22.1 $)u"les son las propiedades importantes requeridas en los materiales para erramientas de corte& ?, Penetración del temple Denacidad7ure!a en calienteCaquinabilidad y ?esistencia a la descarburación 22.2 $)u"les son las diferencias en composición y propiedades entre las erramientas de acero al carbono y de acero de alta velocidad&
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?, las erramientas de acero al carbon normalmente son templadas y enfriadas en agua para que tengan mayor dure!a y tenacidad mientras que en las erramientas de acero rapido se busca que no pierdan filo a muy altas temperaturas ya que estas reali!an traba*os donde se llega al ro*o vivo. en cuanto a la composicion los aceros al carbon como su nombre lo dice es una me!cla de ierro y carbono en altas cantidades mientras que los aceros rapidos tambn tienen carbono este solo este oscila entre 4(<21G y el acero puede contener varios de los siguientes elementos de aleación, manganeso cromo tungsteno silicio molibdeno vanadio nquel y cobalto. 22.# $)u"l es la composición de una erramienta caracterstica de carburo& ?, Dambién conocidos como CEDA' 7?I =Bard Cetal < BC> se desarrolló acia 124 con base en los carburos de t"ntalo =Da)> carburo de titanio =Di)> y carburo de Jolframio =K)> los cuales eran unidos por medio del )o y el Ni previamente molidos =polvos metal9rgicos> la coesión se obtiene por el proceso de sinteri!ado o fritado =proceso de calentar y aplicar grandes presiones asta el punto de fusión de los componentes en ornos eléctricos>. 22.( $Por qué se desarrollan los insertos para erramientas de corte& Porque las operaciones de cambio de erramienta son laboriosas e ineficientes. 22.+ $Por qué se recubren las erramientas& $)u"les son los materiales m"s comunes para recubrimiento& $%ué es un recubrimiento de fases m9ltiples& $)u"les son sus venta*as& Para que tengan una vida m"s larga: nitruro de titanio carburo de titanio carbonitruro de titanio y el óxido de aluminio: es donde se combinan dos o m"s materiales en el recubrimiento: son altamente efectivas en el maquinado de ierros fundidos y aceros. 22.- Explique las aplicaciones y limitaciones de las erramientas a base de cer"mica. 3on efectivos en alta velocidad y en operaciones de corte interrumpido las aplicaciones inapropiadas de fluido pueden provocar la fractura de la erramienta. 22./ $)u"l es la composición del sialón& 3ilicio aluminio oxgeno y nitrógeno. 22.0 $)ómo se reacondicionan las erramientas de corte& Afil"ndolas mediante rectificadoras de erramientas y cortadores. 22. 'iste la función principal de las erramientas de corte. Extraer material de una pie!a cuando se quiere llevar a cabo un proceso de mecani!ado. 22.1- Explique por qué se an desarrollado tantos tipos de materiales para erramientas de corte a lo largo de los a;os. $Por qué a9n siguen desarroll"ndose&
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El material de la erramienta de corte debe poseer las siguientes caractersticas, L 7ure!a en caliente L Denacidad y resistencia al impacto L ?esistencia al impacto térmico L ?esistencia al desgaste L Estabilidad qumica y neutralidad Para responder a estos demandantes requerimientos a lo largo de los a;os se an desarrollado diversos materiales para erramientas de corte con una amplia variedad de propiedades mec"nicas fsicas y qumicas. 'as erramientas de corte siguen desarroll"ndose ya que estamos sometidos a un cambio constante y a una continua me*ora para acer m"s eficientes y eficaces las erramientas de corte pero a su ve! reduciendo los costos. 22.1/ $%ué propiedades de los materiales para erramientas son adecuadas para las operaciones de corte interrumpido& $Por qué& •
•
Denacidad y resistencia al impacto =impacto mec"nico>, para que las fuer!as de impacto sobre la erramienta que se repiten en operaciones de corte interrumpido =como el fresado torneado de una fleca estriada en un torno o debido a la vibración y el traqueteo durante el maquinado> no astillen o fracturen la erramienta. ?esistencia al impacto térmico, para soportar los ciclos r"pidos de temperatura encontrados en el corte interrumpido.
22.10 6ndique las ra!ones para recubrir erramientas de corte con m9ltiples capas de diferentes materiales. 'os recubrimientos tienen propiedades 9nicas como, L Cenor fricción. L Cayor adesión. L Cayor resistencia al desgaste y al agrietamiento. L Act9an como una barrera para la difusión. L Cayor dure!a en caliente y resistencia al impacto. 'as erramientas recubiertas pueden tener una vida 9til 14 veces m"s larga que la de las erramientas no recubiertas permitiendo mayores velocidades de corte y reduciendo as tanto el tiempo requerido para las operaciones de maquinado como los costos de producción. 22.1 'iste los elementos de aleación utili!ados en los aceros de alta velocidad. Explique por qué son tan eficaces en las erramientas de corte. Existen dos tipos b"sicos de aceros de alta velocidad, al molibdeno =serie C> y al tungsteno =serie D>. 'a serie C contiene asta 14G de Co con )r M K y )o como elementos de aleación. 'a serie D contiene de 12G a 10G de K con )r M y )o como elementos de aleación. 'os aceros de alta velocidad son los que tienen mayor aleación de todos los aceros para erramientas. 3e pueden endurecer a diferentes profundidades poseen buena resistencia al desgaste y son relativamente económicos. 7ebido a su tenacidad los
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aceros de alta velocidad son adecuados para, =a> erramientas de "ngulos grandes y positivos de ataque: =b> cortes interrumpidos =c> m"quinas erramienta con ba*a rigide! su*etas a vibración y traqueteo y =d> erramientas comple*as y de una sola pie!a como brocas rimas macuelos y cortadores de engranes. 22.24 )omo se indicó en la sección 22.1 los materiales para erramientas de corte pueden tener propiedades en conflicto con las operaciones de maquinado. 7escriba sus observaciones respecto de esta materia. 'a erramienta de corte se somete a =a> temperaturas elevadas: =b> esfuer!os de contacto elevados: =c> ro!amiento a lo largo de la interfa! erramienta los aceros de alta velocidad son tenaces pero tienen una dure!a en caliente limitada y =b> los materiales cer"micos tienen alta resistencia a la temperatura y al desgaste pero son fr"giles y pueden astillarse. 3u uso se limita a operaciones distintas de maquinado de a que algunas erramientas de corte pierdan una importancia particular en la manufactura moderna.
22.21 )omente los propósitos de los caflanes en los insertos y sus caractersticas de dise;o. Existen varias formas de insertos o pastillas de carburo tales como cuadrado tri"ngulo diamante y redonda. 'a resistencia del filo de corte de un inserto depende de su forma. )uanto menor sea el "ngulo comprendido o incluido menor ser" la resistencia del filo. Para me*orar la resistencia del filo y evitar el astillado por lo general todos los filos de los insertos se onean o asentan acaflanan o se producen con un descanso negativo.
22.22 Explique el impacto económico de la tendencia mostrada en la figura 22.2# $Por qué la temperatura tiene un efecto tan importante en la vida 9til de las erramientas& 'a temperatura de fusión del material para erramientas es importante contra las temperaturas desarrolladas en la !ona de corte. 'a temperatura cambia las caractersticas de una erramientamaterial ya que lo puede acer m"s duro entre otras caractersticas que acen que se alargue la vida 9til de la erramienta. 22.2( 'as erramientas de corte de cer"micos y cermets tienen ciertas venta*as sobre las erramientas de carburos. Entonces $por qué no las an reempla!ado
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totalmente& 'os carburos se usan debido a que tiene unas propiedades mec"nicas muy buenas. )ermets debido a su fragilidad y alto costo an limitado su uso m"s amplio. 22.2+ $Pueden tener efectos adversos los fluidos de corte& 7e ser as $cu"les son& Pueden acer que la viruta se vuelva m"s ri!ada concentrando entonces el calor cerca de la punta de la erramienta lo que reduce la vida 9til de ésta. a9n m"s importante en las operaciones de corte interrumpido como el fresado con cortadores de dientes m9ltiples el enfriamiento de la !ona de corte provoca ciclos térmicos en los dientes del cortador lo que originara grietas térmicas debidas a fatiga térmica o a impacto térmico. 22.2- 7escriba las tendencias que observó en la tabla 22.2. 3e observa que las propiedades deseables en las erramientas para una operación de maquinado particular pueden parecer contradictorias respecto de las propiedades de la erramienta de corte observando las direcciones opuestas de las flecas ori!ontales largas. Ibsérvese también que el costo de las erramientas aumenta conforme nos movemos acia la dereca en la tabla 22.2, de aceros de alta velocidad =B33 por sus siglas en inglés> a diamante =que es el m"s costoso>. 22.2/ $Por qué son importantes la estabilidad qumica y la neutralidad en las erramientas de corte& Estabilidad qumica y neutralidad con respecto al material de la pie!a de traba*o para reducir el desgaste. 22.20.< $)ómo ara para medir la efectividad de los fluidos de corte& Explique cualquier dificultad que pudiera encontrar. Para medir la efectividad se puede observar que los fluidos de corte realicen la extracción segura de la viruta que las maquinas realice la operación con menos pasadas y tiempos m"s cortos que el maquinado final soporte las corrosiones del medio ambiente. 'as dificultades que se pueden encontrar es que el fluido de corte puede penetrar la importante cara de ataque de la erramienta y afectar el proceso de corte. 22.2.< 'os recubrimientos de nitruro de titanio en las erramientas reducen el coeficiente de fricción en la interfa! erramienta. En la actualidad se usan ampliamente diamantes sintéticos o industriales ya que el natural tiene defectos y su desempe;o puede ser impredecible como en el caso de los abrasivos empleados en ruedas de esmerilado. 22.#1.< 'iste y comente las venta*as de recubrir las erramientas de acero de alta velocidad. 'os principales elementos de aleación son el cromo vanadio tungsteno cobalto y molibdeno. )romo, me*ora la tenacidad la resistencia al desgaste y la resistencia a temperaturas elevadas. Manadio, me*ora la tenacidad la resistencia a la abrasión y la dure!a en caliente.
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Dungsteno y el cobalto tienen efectos similares, me*oran la resistencia y la dure!a en caliente. Colibdeno, me*ora la resistencia al desgaste la tenacidad y la resistencia y dure!a a la temperatura elevada 22.#2.< Explique los lmites de aplicación cuando se comparan las erramientas de corte de carburo de tungsteno con las de carburo de titanio. 'as erramientas de carburo de tungsteno Al aumentar el contenido de cobalto disminuyen la resistencia dure!a y resistencia al desgaste del K) mientras que aumenta su tenacidad debido a la mayor tenacidad del cobalto. 3e utili!an para cortar aceros ierros fundidos y materiales no ferrosos abrasivos y an reempla!ado ampliamente a las erramientas de B33 debido a su me*or desempe;o. 'as erramientas de carburo de titanio tienen una resistencia al desgaste mayor que la del carburo de tungsteno pero no es tan tena!. Es adecuado para maquinar materiales duros. 22.##.< En general se prefieren los "ngulos negativos de ataque para las erramientas a base de cer"micos de diamante y de nitruro de boro c9bico. $Por qué& Para evitar el astillado debido a la pobre resistencia a la tensión de los cer"micos. 22.#( $)ree que existe relación entre el costo de una erramienta de corte y su resistencia en caliente& Explique su respuesta. 3i ay relación entre estos dos factores ya que un material resistente es sometido a varios procesos térmicos para poder someterlos a varias condiciones gracias a estos procesos ace que las erramientas de corte sean m"s costosas. 22.#+ ?ealice una investigación en la bibliografa técnica y dé algunos valores caractersticos de las velocidades de corte para las erramientas de acero de alta velocidad y para varios materiales de la pie!a de traba*o. 22.#- En la tabla 22.1 las 9ltimas dos propiedades listadas pueden ser importantes para la vida 9til de la erramienta de corte. $Por qué& Porque esas dos propiedades acen que la erramienta de corte pueda resistir a coques qumicos y ace que nuestro material pueda tener mayor vida 9til 22.#/ 3e a indicado que los recubrimientos de nitruro de titanio permiten que las velocidades de corte y los avances sean mayores que con erramientas no recubiertas. 6nvestigue en la bibliografa técnica y elabore una tabla que muestre el incremento porcentual de las velocidades y avances que podran obtenerse al recubrir las erramientas. 22.(4 Explique las venta*as y limitaciones de producir roscas por laminado en comparación con maquinado. Menta*as
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22.(1Explique las ra!ones de los lineamientos de dise;o para el taladrado 22.(27escriba sus observaciones acerca de lo que contienen las tablas 22.2 y 22.( y explique por qué se an establecido esas recomendaciones en particular 'a mayor parte de las operaciones de cilindrado implican el uso de erramientas de corte monofilo =buriles o a base de inserto> en la fig. 22.2 y 22.( se muestra la geometra de un buril dereco caracterstico para carear. Estas erramientas se describen con nomenclatura normali!ada. )ada grupo de materiales de erramienta y de la pie!a tienen un con*unto óptimo de "ngulos de erramienta que se an establecido por experiencia. 3e describen los par"metros del proceso de cilindrado como son la geometra de la erramienta y la rapide! de remoción de material se presentan datos de pr"cticas recomendadas de corte incluyendo los materiales de la erramienta profundidad de corte avance velocidad de corte y empleo de fluidos de corte. 22.(#Bemos visto que la velocidad de corte el avance y la profundidad son los par"metros principales en una operación de cilindrado. En términos relativos $a qué valores se deben a*ustar esos valores para a> desbaste y b> acabado& a> acer uno o m"s cortes de desbaste con grandes avances y grandes profundidades de corte =por ende grandes tasas de remoción de metal sin importar muco la tolerancia dimensional y la aspere!a de la superficie y b> continuar con un corte de acabado con menor avance y profundidad de corte para obtener un buen acabado superficial. 22.((Explique la *ustificación económica de la compra de un torno de revolver en lugar de uso convencional 3e utili!a con el fin de disminuir el tiempo total de mecani!ado una ve! que se va taladrando madrinando roscando o escariando la parte interior mecani!ada se puede ala ve! ir cilindrando refrentando ranurando roscando y cortando con erramientas de torneado exterior. 22.(+El pie de la tabla 22.12 dice que el taladro al aumentar el di"metro del orificio
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se deben reducir las velocidades y los avances explique por que 3i es mayor el di"metro a reali!ar se debe disminuir la velocidad por que este se calienta y los radios grandes pueden producir el traqueteo 22.(-$)onsiderara usted los procesos de maquinado descritos en este captulo como procesamientos a forma neta& 3i 22.(/En la manufactura moderna con m"quinas erramientas controladas por computadora $%ué tipo de virutas met"licas son indeseables y por qué& 'as virutas continuas ya que estas se enredan en el portaerramientas los soportes y la pie!a as como en los sistemas de eliminación de viruta y se debe parar la operación para apartarlas. Miruta de borde acumulado se forma en la punta de la erramienta durante el corte al agrandarse se ace inestable 22.(0Baga una lista de los factores que contribuyen al mal acabado superficial en los procesos que se describieron en este capitulo 1. acabado e integridad superficial de la parte maquinada 2. duración de la erramienta #. requerimientos de fuer!a y potencia (. control de viruta 22.('a severidad de la operación para el escariado es muco menor que para el macuelado aunque ambos son procesos de remoción de material interno $Por qué& 'a operación del escariado se lleva a cabo como un taladro en cambio el macuelado es una erramienta de roscar que produce virutas con dos tres o cuatro canales impulsa las virutas acia el orificio por lo que ay que sacarlo solo al finali!ar el corte. 2#.1$Por qué el fresado es un proceso vers"til de maquinado& no de los procesos m"s vers"tiles es el fresado donde un cortador giratorio de varios dientes remueve material mientras se mueve a lo largo de varios e*es con respecto a la pie!a. Adem"s de producir perfiles redondos diversos internos o externos se pueden fabricar mucas otras pie!as con formas m"s complicadas. 2#. 2 < )6'6N7?6)A3 PE?68O?6)A3 =dientes solo en la periferia>, )on dentado recto, planeado desbaste y afinado. )on dentado elicoidal, planeado desbaste y afinado. Acopladas, desbaste reba*ado de superficies ranurado profundo. <)6'6N7?6)A3 8?INDA'E3 36N MA3DAQI =dientes en periferia y en cara lateral>. so en fresadora ori!ontal y vertical para fresado en escuadra. ?eba*ado en "ngulo recto < 7E 763)I =poca longitud de corte respecto a su di"metro> con dentado recto, ranurado plano
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con dentado cru!ado o alterno, ranurado profundo )on dentado en cru!, caveteros profundos 8rontales, mecani!ado de guas a (+ +4 ++ y -4 grados. Prism"ticas, mecani!ado de guas prism"ticas en "ngulo de (+ -4 y 4 grados. <8?E3A3 )IN MR3DAQI =)ilndrico o cónico>, )ilindricofrontales, copiado matrices ranurado fresado de contornos acabado y desbaste. )ónicas, avellanado preciso de orificios Angulares, ?anurado y ensambles a cola de milano. <7E PE?86' )IN3DANDE =con o sin v"stago>, 7estalonadas, ranurado semicircular. 7e módulo, Dallado de, engrana*es ruedas dentadas pi;ones de cadena poleas sincrónicas tornillos etc. C9ltiple, roscado y morda!as 2#.# Menta*as 'os dientes elicoidales pueden ser utili!ados en una gran cantidad de aplicaciones ya que pueden ser montados tanto en e*es paralelos como en los que no lo son. presentan un comportamiento mas silencioso que el de los dientes rectos us"ndolos entre e*es paralelos. presentan una mayor relación de contacto debido al efecto de traslape de los dientes. pueden transmitir mayores cargas a mayores velocidades debido al embonado gradual que poseen. 2#.(8resado convencional, Dambién es llamado acia arriba o contra el avance el espesor m"ximo de la viruta est" en el final del corte. 3us venta*as son que el agarre del diente no es función de las caractersticas superficiales de la pie!a y que la contaminación yo la cascarilla no afectan la vida de la erramienta. 8resado concurrente, Dambién llamado acia aba*o =el giro de la pie!a est" en la misma dirección que el avance de la pie!a> el corte comien!a en la superficie de la pie!a y la viruta es all m"s gruesa. 'a venta*a es que la componente acia aba*o de las fuer!as de corte mantiene a la pie!a en su posición en especial en pie!as delgadas. 3in embargo debido a las grandes fuer!as de impacto que se producen cuando los dientes entran a la pie!a esta operación debe tener un soporte rgido y se debe eliminar el *uego en el mecanismo de engranes de avance de la mesa. Este fresado no es adecuado para pie!as con cascarilla como son los metales traba*ados en caliente las pie!as for*adas y las pie!as fundidas. 3e recomienda usar el fresado concurrente para tener una duración m"xima de fresa cuando se usan maquinas erramientas con control numérico computari!ado =)N)>. 2#.+ El cepillado tiene la finalidad de remover metal para producir superficies planas ori!ontales verticales o inclinadas dónde la pie!a de traba*o se su*eta a una prensa de tornillo o directamente en la mesa. 'as cepilladoras tienen un solo tipo de movimiento de su bra!o o carro éste es de vaivén mientras que los movimientos
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para dar la profundidad del corte y avance se dan por medio de la mesa de traba*o. El formado =perfilado> consiste en una operación de plegado que se reali!a de forma gradual en sucesivas estaciones en cada una de las cuales tiene lugar una pasada operación o etapa de dico conformado. 7e este modo la sección transversal de la capa se va aproximando etapa a etapa a la del perfil a obtener. 'as erramientas de perfilado son diferentes rodillos divididos entre las estaciones que componen el proceso 2#.- 3e usa con frecuencia porque por medio del fresado se puede dar un me*or acabado a cualquier tipo de material debido a su diversidad de fresas se pueden utili!ar superficies planas cóncavas convexas etc. )on la fresadora se pueden mecani!ados que con otras m"quinas no se lograran. na de las aplicaciones es para acer engranes. 2#./ El brocado es un procedimiento mecani!ado por arranque de viruta cuya erramienta se denomina broca tiene forma de barra y su superficie esta provista de m9ltiples dientes. 'a operación de brocado consiste en acer pasar la broca for!adamente por un orificio cilndrico o por la superficie exterior de la pie!a con el fin de obtener progresivamente el perfil de la broca empleada. 3u principal función es el mecani!ado de ranuras. 2#.0 $Por qué se reali!an operaciones de rimado& El rimado =escariado> es una operación utili!ada para acer que un orificio ya existente sea m"s preciso dimensionalmente que el obtenido sólo con taladrado y me*orar su acabado superficial. na rima remueve un mnimo de 4.2 mm =4.440 pulgada> en el di"metro de un orificio taladrado y para metales m"s duros alrededor de 4.1# mm =4.44+ pulgada>. 2#. 7escriba la diferencia entre un apoyo fi*o y un apoyo desli!able. 7é una aplicación para cada uno de ellos. 'os apoyos fi*os se su*etan directamente sobre las guas del torno en tanto que los apoyos desli!ables se su*etan sobre el carro y avan!an con éste. 'a erramienta de corte se su*eta al portaerramientas que se acciona con el tornillo de avance y remueve material al avan!ar a lo largo de la bancada. na erramienta dereca se mueve acia el cabe!al y una erramienta i!quierda avan!a acia el contrapunto. 'as operaciones de careado =refrentado> se efect9an moviendo la erramienta en forma radial con la corredera transversal su*etando también el carro para me*orar la precisión dimensional. 2#.14 Explique las funciones de la silleta en un torno. 'a corta carrera del ariete de la torreta limita esta m"quina a pie!as de traba*o relativamente cortas y a cortes ligeros para producción de cantidades peque;as y medianas. En otro estilo =tipo silleta> la torreta principal se instala directamente
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sobre la silleta que se desli!a a lo largo de la bancada. 'a longitud de la carrera se limita sólo por la longitud de la bancada. 'a construcción de este tipo de torno es m"s robusta y se utili!a para maquinar pie!as de traba*o grandes. 7ado lo pesado de los componentes las operaciones del torno tipo silleta son m"s lentas que las de tipo ariete. 2#.11 7escriba las venta*as relativas de dados =a> de autoapertura y =b> sólidos para roscado. 7ados de auto apertura 'a velocidad de producción en el corte de cuerdas de tornillos puede aumentar con erramientas conocidas como almoadillas o peines para roscar. Por lo general estas erramientas tienen cuatro cortadores con m9ltiples dientes y se pueden a*ustar radialmente. 7espués de cortar las roscas los cortadores se abren de modo autom"tico gir"ndolos alrededor de su e*e para retirar la parte. Dambién existen dados sólidos de roscado Para cortar cuerdas de tornillo rectas o cónicas. Estos dados o matrices se utili!an sobre todo para roscar o acer cuerdas en los extremos de tubos y tubera y no son adecuados para el traba*o de producción. 2#.12 $)u"l es la diferencia entre una fresadora de mandrinado y un torno& 8resadora de mandrinado dica m"quina puede mane*ar pie!as de traba*o con tama;os asta de 2.+ m =0 pulgadas> de di"metro. 'as operaciones de mandrinado en pie!as de traba*o un tanto peque;as se pueden efectuar en un torno: las pie!as se maquinan en mandrinadoras. Estas m"quinas erramienta son ori!ontales o verticales y tienen la capacidad de reali!ar diversas operaciones como torneado careado =refrentado> ranurado y biselado. 2#.1# Explique cómo se cortan las roscas externas en un torno. Es posible cortar roscas externas con una matri!. Aunque se suma considerablemente al costo las roscas pueden rectificarse después para alta precisión dimensional y acabado superficial en aplicaciones como el accionamiento de tornillos en las m"quinas. 2#.1(.< $)u"l es la distancia entre un orificio ciego y un orificio pasado& $)u"l es su significado& 4.4/+ SmmT ó 4.44# SpulgadasT. 3e debe a que el di"metro de un orificio producido por taladro es ligeramente m"s grande que el di"metro de la broca. 2#.1+.< Explique las ra!ones de los diversos lineamientos de dise;o para torneado. Es importante considerar diversos factores cuando se dise;an partes a maquinar de manera económica mediante operaciones de torneado ya que el maquinado general requiere tiempo considerable lo que incrementa el costo de producción: desperdicia material y no es tan económico como el formado o moldeado de partes debe evitarse asta donde sea posible.
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2#.1-.< Ibservar" que se an utili!ado los términos Uresistencia de la erramientaV y Uresistencia del material de la erramientaV. $)onsidera que ay alguna diferencia entre ellos& Explique su respuesta. 3i ya que resistencia del material de la erramienta se refiere al componente principal y resistencia de la erramienta es en base al proceso que lleve para su elaboración. 2#.1/.< Explique por qué la secuencia de taladrado mandrinado y rimado produce un orificio m"s preciso que el traba*o sólo por taladrado y rimado. Porque es posible que los orificios taladrados as no tengan suficiente concentricidad por la tendencia del taladro a desviarse radialmente se puede me*orar la concentricidad del orificio taladrado si después se mandrina. 2#.10.< Explique por qué las operaciones de maquinado pueden ser necesarias incluso en partes de forma neta fabricadas mediante fundición de precisión formado o metalurga de polvos. Porque se llevan a cabo con m"quinas vers"tiles y tienen la capacidad de producir una amplia variedad de formas con finos acabados. 2#.1.< $)u"les son las consecuencias del taladrado con una broca que no se afila de manera adecuada& ?uptura de la broca desgaste excesivo orificio ausado orificio sobre< dimensionado y mal acabado de la superficie del orificio. 2#.24 3e est" torneando una barra redonda irregular y muy oxidada. $?ecomendara una profundidad de corte peque;a o grande& Explique sus ra!ones. na profundidad de corte grande ya que con esto se lograra quitar todo el óxido a la barra adem"s de acer que la misma obtenga una forma m"s regular. 2#.21 7escriba los problemas en su caso que pudieran encontrarse en la su*eción de una pie!a de traba*o fabricada con un metal blando en un plato de tres morda!as. Principalmente pueden lastimar las pie!as durante su agarre por lo que también puede causar mala rugosidad o mal acabado y desgaste r"pido. 2#.22 $)ambia la fuer!a o el torque en el taladrado conforme aumenta la profundidad del orificio& Explique su respuesta. No ya que esta fuer!a es una constante que se determina por el tipo de material que se est" mecani!ando geometra de la erramienta espesor de viruta etc. 2#.2# Explique las similitudes y diferencias entre los lineamientos de dise;o para torneado y para mandrinado. El Dorneado se reali!a en todos los tipos de materiales utili!a erramientas de una sola punta o de forma.
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El Candridado agranda un orificio o cavidad cilndrica fabricada mediante un proceso previo o produce ranuras circulares internas. 2#.2( $)u"les son las venta*as y aplicaciones de tener un usillo ueco en el cabe!al de un torno& En él se montan dispositivos de su*eción del traba*o =como los mandriles y las boquillas>: a través de estos usillos se pueden alimentar barras o tubos largos para diversas operaciones de torneado. 2#.2+ Explique cómo ara para producir una conicidad en una pie!a de traba*o redonda en un torno. El método m"s empleado para tornear conicidades es el descentrado del contrapunto o cabe!al móvil. 7ebe recordarse que el contrapunto es de dos pie!as y que para despla!arlo deben aflo*arse los tornillos que lo su*etan con la bancada del torno. 2#.2- 3uponga que se le pide reali!ar una operación de mandrinado en una pie!a de traba*o ueca de di"metro grande. $tili!ara una fresadora de mandrinado ori!ontal o vertical& Explique su respuesta. ?. 'a fresadora de mandrinado ori!ontal ya que est" indicada en el taladrado de agu*eros a distancias medidas o precisas gracias al a*uste micrométrico de la mesa. Existen dos tipos de fresadoras verticales, las de banco fi*o o bancada y las de torreta o consola. 2#.2/ Explique las ra!ones de la tendencia principal a producir roscas mediante laminación contra el corte de las mismas. $)u"les seran las diferencias =en su caso> en los tipos de roscas producidos y sus caractersticas de desempe;o& ?. ?oscado por laminación )uando se requieren producir grandes cantidades de pie!as roscadas se recurre a la laminación en lugar del arranque de viruta. En este método las fibras del material no son cortadas sino despla!adas. Esto reduce el tiempo de fabricación extendiendo la durabilidad de las erramientas adem"s de reducir los sobrantes de material. El roscado por laminación se puede reali!ar en varios tipos de tornos centros de mecani!ado y tornos )N). En un Dorno El torneado de roscas se reali!a frecuentemente en tornos )N) con erramientas de metal duro con plaquita intercambiable que ya tienen adaptado el perfil de la rosca que se trate de mecani!ar. 'os intervalos de avance de la m"quina deben coincidir con el paso de las mismas lo que se logra con la programación de los tornos )N). El torneado con plaquitas intercambiables se reali!a aciendo varias pasadas de corte a lo largo de toda la longitud de la rosca dividiendo la profundidad total de la rosca en peque;as pasadas. 2#.20 En algunos materiales el orificio taladrado puede ser m"s peque;o que el
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di"metro de la broca. Explique este fenómeno e identifique las propiedades correspondientes del material que podran influir. ?. 7ependiendo de sus propiedades térmicas algunos materiales met"licos o no met"licos se dilatan en forma considerable debido al calor que produce el taladrado por lo que el di"metro final del orificio puede ser m"s peque;o que el di"metro de la broca. Para me*orar el acabado superficial y la precisión dimensional los orificios taladrados se pueden someter a operaciones posteriores como escariado y oneado. 2#.2 7escriba sus observaciones respecto del contenido de las tablas 2#.2 y 2#.( y explique por qué se acen dicas recomendaciones en particular. ?. 3e acen recomendaciones especficas en cuanto a los par"metros del proceso de torneado para diversos materiales de pie!as de traba*o y erramientas de corte. )ada grupo de materiales de la pie!a de traba*o tiene un grupo óptimo de "ngulos de erramienta que se an desarrollado en gran medida a través de la experiencia. 'os diversos "ngulos en una erramienta de un solo punto de corte tienen funciones importantes en las operaciones de maquinado. 2#.#4 3e a visto que la velocidad el avance y la profundidad de corte son los par"metros principales en una operación de torneado. En términos relativos $en qué valores se deberan establecer estos par"metros para =a> una operación de desbaste y =b> una operación de acabado& ?. Profundidad de corte, Est" predeterminada por la geometra de la pie!a de corte y por la secuencia de las operaciones. sualmente para operaciones de desbaste se utili!a la mayor profundidad posible mientras que para el acabado se utili!a la profundidad necesaria para lograr las dimensiones requeridas. Avance, Es la distancia que recorre la erramienta en cada revolución de la pie!a. 'as unidades son, =mmrev o pulgrev> Melocidad de corte, 'a velocidad se da por el giro del usillo =mmin o ftmin> y es muy importante en una operación de desbaste debido a que influye en los tiempos de producción y en el desgaste de la erramienta. 3e debe tener un valor óptimo para encontrar un balance entre la tasa m"xima de producción y la vida 9til de la erramienta. 2#.#1 Explique la *ustificación económica para comprar un torno de torreta o revólver en ve! de uno convencional. ?. 'os tornos convencionales son de construcción robusta que permite mayor rigide! de corte y poseen un dise;o 9nico en la ca*a de cambios que ofrece un comprensible rango de roscas tanto en pulgadas como unidades milimétricas: los engrana*es son ecos en acero al carbono y su forma y lubricación de aceite reduce el ruido. 'os tornos de torreta =revólver> tipo barra o mandril son vers"tiles y las operaciones se pueden efectuar manualmente utili!ando el torniquete =rueda
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revólver o cabestrante> o de modo autom"tico. na ve! a*ustadas de manera adecuada estas m"quinas no requieren operadores con muca experiencia y sale económicamente factible para su uso. 2#.#2> 'a nota al pie de la tabla 2#.11 indica que =en el taladrado> conforme aumenta el di"metro del orificio se deben reducir las velocidades y los avances. Explique porqué. El avance en taladrado es la distancia que la broca avan!a por revolución dentro de la pie!a de traba*o por lo cual se reducen las velocidades para evitar la fractura de la broca también las velocidades y avances dependen del acabado superficial especfico requerido. 2#.##> En la manufactura moderna con m"quinas erramienta controladas por computadora $qué tipos de virutas met"licas seran poco deseables y por qué& En la que requiere demasiada potencia produce virutas largas y genera fuer!as de corte poco deseables sobre el maquinado por ello sólo se debe utili!ar cuando las ranuras son cerradas cortas. 2#.#(> 'iste y explique los factores que contribuyen a un acabado superficial deficiente en los procesos descritos en este captulo. 'as superficies de salida de las brocas no sean planas. 'os fondos de los orificios no coincidan o los "ngulos est"ndar de la punta de la broca: deben evitarse los fondos planos o de formas irregulares 2#.#+> 'a severidad operativa para el rimado es muco menor que la del macueleado aunque ambos son procesos de remoción interna de material que pueden resultar difciles. $Por qué& Porque en metales blandos una rima remueve un mnimo de 4.2 mm =4.440 pulgada> en el di"metro de un orificio taladrado y para metales m"s duros alrededor de 4.1# mm =4.44+ pulgada>. 'os intentos por retirar capas m"s peque;as pueden ser per*udiciales ya que se da;ara la rima o se bru;ira la superficie del orificio. En este caso es preferible el oneado. Por lo general las velocidades de la rima son la mitad de la de la broca del mismo tama;o y tres veces la velocidad de avance 2#.#-> ?evise la figura 2#.- y comente los factores implicados en la determinación de la altura de las !onas =de velocidad de corte> para diversos materiales para erramientas. Cucos materiales met"licos y no met"licos se pueden maquinar sin fluidos de corte pero en la mayora de los casos la aplicación de un fluido me*ora la operación de manera significativa. 2#.#/> a se indicó que algunos mandriles o cucWs se accionan mediante potencia. ?ealice un estudio en la bibliografa técnica y describa el dise;o b"sico de dicos mandriles.
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3e utili!an en equipo automati!ado para altas velocidades de producción incluyendo la carga de partes mediante robots industriales. Dambién existen diversos tipos de cucWs de potencia con mecanismos tipo palanca o cu;a para accionar las morda!as: estos mandriles tienen movimientos =golpes> de las morda!as que por lo general se limitan a unos 1# mm =4.+ pulgada>.