Relación de fuerza en corte de metal (con diagrama)
Hay dos tipos de procesos de corte de metales. Uno es el proceso de corte oblicuo que se muestra en la Fig. 9.3 (b) y el segundo es el proceso de corte ortogonal como se muestra en la Fig. 9.3 (a).
Discutiremos la relación de fuerza en cada caso anterior en los siguientes artículos:
(i) Relación de fuerza en corte oblicuo:
La figura 9.31 muestra un proceso de torneado en corte oblicuo. En el corte oblicuo, el borde de corte principal (ab) forma un ángulo con la dirección de avance. Dado que el metal se está cortando, debe haber una fuerza de corte (R). Esta fuerza de corte (R) se puede resolver en tres direcciones mutuamente perpendiculares. Por lo tanto, la relación de fuerza en el corte oblicuo es de naturaleza compleja y no se considera para el análisis de fuerza en el proceso de corte. Solo el proceso de corte ortogonal es el más adecuado para facilitar los cálculos y reducir la complejidad.
La fuerza de corte (R) en el corte oblicuo se puede resolver en tres direcciones mutuamente perpendiculares, como se indica a continuación:
(a) En la dirección de avance de la herramienta (F d ):
Son los componentes horizontales de la fuerza de corte. También se llama Fuerza de alimentación (F d ).
(b) En la dirección perpendicular a la dirección de alimentación (F r ):
Está en la dirección radial, es decir, en la dirección perpendicular a la superficie generada. Puede considerarse debido a la reacción entre la herramienta y la pieza de trabajo. También se llama fuerza de empuje y está representada por (F r ).
(c) En dirección vertical (F C ):
Es componente vertical de la fuerza de corte. Es la principal fuerza de corte. Está representado por (F C ).
(ii) Relación de fuerza en corte ortogonal:
La figura 9.32 muestra un proceso de mecanizado ortogonal. En este proceso, la fuerza de corte tiene solo dos componentes. Uno en la dirección de avance (F d ) y otro en la dirección de corte (F c ).
La herramienta de corte se mueve a lo largo de la dirección de avance. El metal se deforma plásticamente a lo largo del plano de corte. Las fichas se mueven a lo largo del rastrillo de la herramienta. El chip que está en bruto obtiene resistencia en el movimiento y, por lo tanto, una fuerza de fricción F de la herramienta que actúa sobre el chip.
Así, varias fuerzas actuando son:
Fuerza F:
Resistencia a la fricción de la herramienta que actúa sobre el chip.
Fuerza N:
Reacción proporcionada por la herramienta, actuando en una dirección normal a la cara de inclinación de la herramienta. Es normal la fuerza de fricción F.
Fuerza F s :
Fuerza de corte del metal. Es debido a la resistencia del metal al corte en la formación de las virutas.
Fuerza F n :
Fuerza normal para cizallar plano. Es una fuerza de respaldo proporcionada por la pieza de trabajo en el chip. Causa tensión de compresión en el plano de corte.
En la Fig. 9.33 se muestra un diagrama de cuerpo libre del chip con las fuerzas que actúan sobre él:
Fuerza R:
Es la resultante de las fuerzas F s y F n .
Fuerza R ':
Es la resultante de las fuerzas F y N.
Dado que el chip está en equilibrio, las fuerzas resultantes R y R 'son iguales en magnitud pero opuestas en dirección y colineal.
Para una geometría fija de la herramienta de corte existe una relación definida entre estas fuerzas. El componente de las fuerzas de corte podría medirse con un dinamómetro y todas las demás fuerzas podrían calcularse.
