Math Problem Statement

Se tiene una pieza a mecanizar cuya longitud total es de 304mm y un diámetro inicial de 120mm, se sabe además que para el cilindrado se realizarán 3 pasadas de desbaste y una de acabado, con profundidades de 2.1mm y 0.3mm, las velocidades de rotación del husillo son de 445rpm y 161rpm, además se sabe que los avances son de 1.0mm/rev y 2.8mm/rev,  se pide calcular el tiempo de mecanizado total de la barra en min.

Datos adicionales:

Considerar 30mm para el agarre de la barra al chuck (parte no mecanizable)

3mm de retiro de cuchilla.

La cuchilla de corte, perpendicular a la pieza.

Omitir el tiempo de retorno de cuchilla.

Importante:

No colocar unidades, solo se pide respuesdta numérica, la parte decimal se escribe con "punto decimal", no colocar coma.

Trabajar mínimo con 4 decimales de aproximación en cada paso de su desarrollo.

Solution

Para calcular el tiempo de mecanizado total de la pieza, debemos seguir los siguientes pasos:

Paso 1: Determinar la longitud total mecanizable

La longitud total de la pieza es de 304 mm, pero 30 mm corresponden al agarre en el chuck, lo que significa que la longitud mecanizable es:

Longitud mecanizable=304mm30mm=274mm\text{Longitud mecanizable} = 304 \, \text{mm} - 30 \, \text{mm} = 274 \, \text{mm}

Paso 2: Determinar el número de pasadas

El total de pasadas de mecanizado se divide en:

  • 3 pasadas de desbaste, con una profundidad de corte de 2.1 mm por pasada.
  • 1 pasada de acabado, con una profundidad de corte de 0.3 mm.

Total de material removido: Material removido=(3×2.1mm)+0.3mm=6.3mm+0.3mm=6.6mm\text{Material removido} = (3 \times 2.1 \, \text{mm}) + 0.3 \, \text{mm} = 6.3 \, \text{mm} + 0.3 \, \text{mm} = 6.6 \, \text{mm}

El diámetro inicial de la pieza es de 120 mm, y al realizar las pasadas, se reduce el diámetro a medida que se va removiendo material. Para cada pasada, la profundidad de corte se realiza en el radio de la pieza.

Paso 3: Calcular el tiempo de mecanizado por pasada

El tiempo de mecanizado para cada pasada se calcula usando la siguiente fórmula:

T=Longitud mecanizableAvance por revolucioˊn×Velocidad de rotacioˊnT = \frac{\text{Longitud mecanizable}}{\text{Avance por revolución} \times \text{Velocidad de rotación}}

Para cada tipo de pasada, se usan las velocidades y avances correspondientes.

Paso 4: Cálculo del tiempo para las pasadas de desbaste

Desbaste 1 (profundidad de corte 2.1 mm, avance 1.0 mm/rev, velocidad 445 rpm):

T1=274mm(1.0mm/rev)×(445rpm)=274445=0.6163minT_1 = \frac{274 \, \text{mm}}{(1.0 \, \text{mm/rev}) \times (445 \, \text{rpm})} = \frac{274}{445} = 0.6163 \, \text{min}

Desbaste 2 (profundidad de corte 2.1 mm, avance 1.0 mm/rev, velocidad 445 rpm):

T2=0.6163minT_2 = 0.6163 \, \text{min}

Desbaste 3 (profundidad de corte 2.1 mm, avance 1.0 mm/rev, velocidad 445 rpm):

T3=0.6163minT_3 = 0.6163 \, \text{min}

Paso 5: Cálculo del tiempo para la pasada de acabado

Acabado (profundidad de corte 0.3 mm, avance 2.8 mm/rev, velocidad 161 rpm):

T4=274mm(2.8mm/rev)×(161rpm)=274450.8=0.6076minT_4 = \frac{274 \, \text{mm}}{(2.8 \, \text{mm/rev}) \times (161 \, \text{rpm})} = \frac{274}{450.8} = 0.6076 \, \text{min}

Paso 6: Calcular el tiempo total de mecanizado

El tiempo total de mecanizado es la suma de los tiempos de cada pasada:

Ttotal=T1+T2+T3+T4=0.6163min+0.6163min+0.6163min+0.6076minT_{\text{total}} = T_1 + T_2 + T_3 + T_4 = 0.6163 \, \text{min} + 0.6163 \, \text{min} + 0.6163 \, \text{min} + 0.6076 \, \text{min}

Ttotal=2.4565minT_{\text{total}} = 2.4565 \, \text{min}

Respuesta Final:

El tiempo de mecanizado total de la pieza es 2.4565 minutos.


¿Te gustaría ver más detalles sobre los pasos o tienes alguna pregunta adicional?

  1. ¿Qué otros factores pueden influir en el cálculo del tiempo de mecanizado?
  2. ¿Cómo afecta el cambio en la velocidad de rotación a los tiempos de corte?
  3. ¿Qué otros métodos de mecanizado existen además del cilindrado?
  4. ¿Por qué se omite el tiempo de retorno de la cuchilla en este cálculo?
  5. ¿Cómo se determina la selección de avances y velocidades de corte?

Tip: Para optimizar el tiempo de mecanizado, es importante ajustar tanto los avances como las velocidades de rotación en función del material y las especificaciones de la máquina.

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Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Calculus
Linear Motion
Time Calculation
CNC Machining

Formulas

T = (Longitud mecanizable) / (Avance por revolución * Velocidad de rotación)

Theorems

-

Suitable Grade Level

Grades 10-12