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Cálculo de velocidad de corte y duración de herramienta Para el torneado de una pieza de acero inoxidable austenítico AISI 304 L, de dureza 170 HB, y con las dimensiones del siguiente plano, se utiliza cuchilla de torno con plaquitas de de metal duro

Para dejar un acabado medio con dicha herramienta se recomiendan los regimenes de corte siguientes: Velocidad de corte: 180 m/min Avance: 0,2 a 0,5 mm/rev Profundidad de corte: 2 a 4 mm Con la condición, establecida por el fabricante de que con esa velocidad de corte se garantiza una duración del filo de corte de 15 minutos según la siguiente tabla:

¿Cuánto vale el coeficiente C y el exponente n en la ecuación de Taylor para esa herramienta? Mecanizando a 100 m/min ¿cuánto duraría la herramienta? Respuesta: La ecuación de Taylor es la siguiente: vT n = C(Trefn ) Donde: v: Velocidad de corte T: Tiempo de vida Tref: Tiempo de vida de referencia. Cuando la velocidad de corte está dada en minutos vale1min, si fuera en segundos valdría 60 s n: Pendiente de la gráfica C: Intersección de la línea con el eje de velocidades

Tenemos de dato la velocidad 180 m/min para un tiempo de 15 min, y podemos calcular la velocidad para un tiempo distinto según la recomendación del fabricante; p. ej., a una velocidad de 199,8 m/min la herramienta duraría 10 min:

v = 1.11⋅ 180 = 199,8 Con estos valores podemos plantear 2 escenarios equivalentes para la parte izquierda de la ecuación de Taylor: n

n

180 (15 ) = 199,8(10 ) ln (180 ) + n ln (15 ) = ln (199,8 ) + n ln (10 ) 5,1929 + n2,708 = 5,2973 + n2,3025 0,4055n = 0,1044 ⇒ n = 0,2574 Si ahora se sustituye n en cualquiera de las ecuaciones se obtendrá C: 0 , 2574

180(15) = 361,4 (que es la intersección con el eje de las velocidades, es decir, la velocidad para la cual la herramienta durará 1 minuto) Con esos datos se puede saber cuánto tiempo durará la herramienta si la velocidad de corte es de 100 m/min: 0 , 2574

100(T )

T = 0, 2574

= 361,4

361,4 = 147,15 min 100

Cálculo de la potencia de la máquina Se desea mecanizar la pieza del ejemplo anterior en el torno del IQS, que tiene un motor con una potencia de 5,5 kw y una transmisión con un rendimiento de 90%. ¿Es posible mecanizar la pieza con una velocidad de 180 m/min, un avance de 0,3 mm/rev y una profundidad de corte de 2 mm? Respuesta:

La potencia de corte del torno, disminuida un 10%, debería ser superior a la potencia de corte: Pc = Fc v Para saber la potencia de corte, el dato que se puede utilizar es la potencia unitaria según la tabla:

Teniendo en cuenta que esa tabla es para un corte con una profundidad de 0,25 mm, se ha de corregir según la figura siguiente:

Por tanto, de la tabla, la energía específica o potencia unitaria para un acero inoxidable con dureza entre 150 y 250 HB es: Pu = 2,8 Nm/mm3, y corregida para la profundidad de corte: Pu corr =2,8⋅0,6=1,68 Nm/mm3 = 1680 N/mm2. Para poderla comparar con la potencia del motor del torno, disminuida un 10% (5,5⋅0,9=4,95 kw), se tendría que calcular la potencia de corte, y para ello hay que conocer la fuerza de corte Fc:

La potencia unitaria se puede calcular, para un cilindrado, como: Pu =

Fc , t0w

Donde: t0: espesor de viruta antes de ser desprendida en el corte ortogonal (equivalente al avance en cilindrado) w: ancho del corte (equivalente a la profundidad de corte en cilindrado)

Sabiendo que la velocidad de corte es de 180 m/min (3 m/s): Fc = 1680 ⋅ 2 ⋅ 0,3 = 1008 N Pc = Fcv ; Pc = 1008 ⋅3 = 3024 w = 3,024 kw

Como que 3,024...