GENERALIDADES DEL TORNEADO
INDICE
GENERALIDADES DEL TORNEADO ...................................................................................................... 1 1.
INTRODUCCION: ..................................................................................................................... 1
2.
SUPERFICIES QUE SE PUEDEN OBTENER EN EL TORNO: ........................................................ 1
3.
TORNOS DE TALLER: ............................................................................................................... 1 A)
Torno de banco. .................................................................................................................. 1
B)
Torno rápido ....................................................................................................................... 2
C)
Torno para cuarto de herramientas o taller mecánico ..................................................... 2
D)
Torno de escote (bancada partida) .................................................................................... 2 TIPOS DE TORNOS: .................................................................................................................. 2
4.
TORNO EN PARALELO: .................................................................................................... 2
4.1. 4.1.1.
Dispositivos para el torno en paralelo: ...................................................................... 3
4.1.2.
Dos sistemas característicos de colocar una barra en el torno paralelo: ................. 9
Torno Copiador: ................................................................................................................ 10
4.2.
4.2.1.
Funcionamiento de un torno copiador: ................................................................... 10
4.2.2.
Ventajas: ................................................................................................................... 10
Tornos de Producción: .......................................................................................................... 12
5.
5.1.
Tornos Semiautomáticos: ............................................................................................. 12
5.2.
Tornos Automáticos: .................................................................................................... 15
Operaciones de Afilado: ....................................................................................................... 22
6.
6.1.
Afilado en húmedo: ...................................................................................................... 22
6.2.
Afilado en seco: ............................................................................................................ 22
6.3.
Colocación de la herramienta: ..................................................................................... 22
Herramientas de perfil constante pueden ser de: ............................................................... 22
7.
7.1.
Barra o radiales:. ........................................................................................................... 22
7.2.
Prismáticas o Tangenciales: .......................................................................................... 22
7.3.
Circulares: ..................................................................................................................... 23
Parámetros del torneado: .................................................................................................... 23
8.
8.1. 9. 10.
Velocidad de corte (V): ................................................................................................. 24
Elecciones de la velocidad de corte: .................................................................................... 24 Parámetros dependientes del torneado: ......................................................................... 24
11.
Parámetros dependientes del torneado potencia: ......................................................... 25
12.
Operaciones de Torneado: ............................................................................................... 25
12.1.
Refrentado: ............................................................................................................... 25
12.2.
Moleteado: ............................................................................................................... 26
12.3.
Ranurado:.................................................................................................................. 27
12.4.
Torneado de Conos: .................................................................................................. 27
12.5.
Segado o Tronzado: .................................................................................................. 28
12.6.
Roscado: .................................................................................................................... 29
12.7.
Chaflanado: ............................................................................................................... 29
13.
Calculo de número de rpm y tiempo tiempo principal: .............................................................. 30
13.1.
Velocidad de Corte (m/min) ..................................................................................... 30
13.2.
Velocidad de avance (mm): ...................................................................................... 30
13.3.
Espesor de Corte-ac (mm): ....................................................................................... 31
13.4.
Anchura de viruta aw(mm): ..................................................................................... 31
13.5.
Sección de viruta, Sc(mm2): ..................................................................................... 32
13.6.
Fuerza puesta en juego (N): ..................................................................................... 32
GENERALIDADES DEL TORNEADO 1. INTRODUCCION: •
•
•
•
El uso del torno data de tiempos antiquísimos. Se dice que los egipcios lo conocían hace 3000 años. Lógicamente, la forma de tales tornos era rudimentaria y su eficiencia muy limitada. Fue solo después de la invención de la máquina de tejer y de la máquina de vapor, esto es en los albores del año 1800, cuando comenzó, con respecto al torno, la serie de estudios y perfeccionamiento que lo llevaron al alto grado de precisión y potencia alcanzada en nuestros días. La importancia de estas máquinas deriva, especialmente, de la variedad de trabajos que con ella pueden ejecutarse. En efecto, además de las superficies cilíndricas que en mecánica son las más empleadas, con el torno se pueden obtener superficies cónicas, planas, cóncavas, convexas, helicoidales, etc.
2. SUPERFICIES QUE SE PUEDEN OBTENER EN EL TORNO:
A) Cilíndrica exterior; B) Cilíndrica interior; C) Cónica interior y exterior; D) Plana; E) Helicoidales; F) Convexa; G) Cóncava 3. TORNOS DE TALLER: A) Torno de banco: Es un torno pequeño que se monta en un banco o en un gabinete
metálico y se utilizan para maquinado ligero en piezas de trabajo pequeñas.
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B) Torno rápido: Se puede montar en un banco o un gabinete, se caracteriza por la rapidez
de preparación y cambio de la pieza de trabajo, facilidad de operación y poco mantenimiento. C) Torno para cuarto de herramientas o taller mecánico : Está equipado con aditamentos
y accesorios especiales que permiten efectuar una serie de operaciones de precisión. Por lo general, se utiliza para producir herramientas y calibradores que se emplean en trabajo de producción de troqueles y herramientas. D) Torno de escote (bancada partida: Tiene una sección de la bancada, debajo del plato que se puede desmontar, para aumentar el diámetro máximo del trabajo que se puede voltear. 4. TIPOS DE TORNOS: 4.1.TORNO EN PARALELO:
El torno paralelo o mecánico es el tipo de torno que evolucionó partiendo de los tornos antiguos cuando se le fueron incorporando nuevos equipamientos que lograron convertirlo en una de las máquinas herramientas más importante que han existido. Sin embargo, en la actualidad este tipo de torno está quedando relegado a realizar tareas poco importantes, a utilizarse en los talleres de aprendices y en los talleres de mantenimiento para realizar trabajos puntuales o especiales. Esta máquina tiene un arranque de viruta que se produce al acercar la herramienta a la pieza en rotación, mediante el movimiento de ajuste, que al terminar una revolución completa se interrumpirá la formación de la misma.
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De todos los tipos de torno, este es el más difundido y utilizado, aunque no ofrece grandes posibilidades de fabricación en serie. 4.1.1.
Dispositivos para el torno en paralelo: 4.1.1.1. Plato Universal de 3 garras (CHUCK):
Se monta en el extremo de husillo principal del torno y sirve para sujetar las piezas de forma cilíndrica. Las mordazas o garras son recambiables y se accionan con una llave especial que se inserta, las 3 mordazas se desplazan simultáneamente hacia el centro o hacia afuera. La llave debe ser siempre retirada antes de que empiece a girar el husillo, pues de lo contrario puede salir despedida con gran fuerza causando algún accidente a los operarios.
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4.1.1.2. Plato de Garras Independientes:
Se emplea para la sujeción de piezas de forma irregular. Consta de 4 garras, cada una accionada en forma independiente.
4.1.1.3. Plato sin mordazas:
Las piezas que no se pueden fijar con mordazas, se bloquean con estribos y tornillos sobre platos que no disponen de mordazas. Para poder aplicar los estribos, estos platos presentan unas ranuras radiales en forma de T y unas ventanas también radiales. Las mesas que giran conjuntamente con el plato deben estar equilibradas. Por esta razón, cuando la distribución del peso de las piezas es asimétrica respecto al eje del plato se añade un contrapeso.
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4.1.1.4. Pinzas:
Cuando se deben tornear cuerpos cilíndricos, barras trefiladas de pequeñas dimensiones o piezas en grandes series con tornos semiautomáticos y automáticos, en lugar de los platos autocentrantes es posible utilizar un dispositivo, en forma de tubo, llamado pinza. Las pinzas se utilizan sobre todo en el torneado de barras que pueden ser cilíndricas, hexagonales o cuadradas. La pinza consiste en un cuerpo cónico con un agujero axial en el que se inserta la barra a tornear. Tres o cuatro cortes longitudinales dan elasticidad a un extremo de la pinza, de forma que ejerciendo una presión uniforme sobre su superficie externa, se estrangula el agujero y bloquea la barra. La presión necesaria para cerrar la punza se obtiene al hacer entrar forzadamente su extremo cónico en el alojamiento hueco del husillo.
4.1.1.5. Plato de arrastre y brida de arrastre (perro):
Estos dos elementos mecánicos nos permiten montar una pieza entre puntos y darle movimiento giratorio.
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Unión Plato-Perro de arrastre:
Montaje de una pieza entre puntos:
Montaje de una pieza con el Chuck y centrado en su extremo:
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4.1.1.6. Uñetas de arrastre: 4.1.1.6.1.
Fuerza de contrapunto y elección de las Uñetas de arrastre:
La fuerza axial requerida, que es suministrada por el contrapunto, depende de la dirección y sentido de corte, material de la pieza, sección de la viruta y la relación entre el diámetro de la pieza y el diámetro de arrastre. La fuerza del contrapunto es obtenida en función de la sección de viruta y la relación entre el diámetro de la pieza y el diámetro de arrastre. Si el sentido de corte es hacia el contrapunto. La fuerza axial de corte actúa contra este, por lo que la fuerza obtenida debe multiplicarse por 2, estos es, aumentarla en un 100%. 4.1.1.7. Lunetas:
Son un soporte auxiliar para sostener una pieza muy larga que se interpone entre el cabezal principal y el contrapunto evitando que la pieza se deflexione y vibre por efecto de la fuerza de corte impuesta por la herramienta, Existen lunetas fijas y móviles que se montan sobre las guías de la bancada o sobre el carro portaherramientas respectivamente; sus patines soportan la superficie de la pieza en rotación.
4.1.1.7.1.
Montaje de Lunetas:
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Luneta Móvil:
Luneta Fija:
4.1.1.8. Torreta Múltiple:
Nos permite montar simultáneamente hasta 4 herramientas, lo cual permite con un simpe giro presentar un nuevo buril sobre la pieza.
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4.1.2.
Dos sistemas característicos de colocar una barra en el torno paralelo: 4.1.2.1.Colocación sobre Plato universal:
4.1.2.2. Colocación entre dos puntos:
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4.2.Torno Copiador:
Se llama torno copiador a un tipo de torno que operando con un dispositivo hidráulico y electrónico permite el torneado de piezas de acuerdo a las características de la misma siguiendo el perfil de una plantilla que reproduce una r éplica igual a la guía. Se utilizan para el torneado de aquellas piezas que tienen diferentes escalones de diámetros, que han sido previamente forjadas o fundidas y que tienen poco material excedente. Son muy utilizados estos tornos en el trabajo de la madera y del mármol artístico para dar forma a las columnas embellecedoras. La preparación para el mecanizado en un torno copiador es muy sencilla y rápida y por eso estas máquinas son muy útiles para mecanizar lotes o series de piezas que no sean muy grandes. Las condiciones tecnológicas del mecanizado son comunes a las de los demás tornos, solamente hay que prever una herramienta que permita bien la evacuación de la viruta y un sistema de lubricación y refrigeración eficaz del filo de corte de las herramientas mediante abundante aceite de corte o taladrina. 4.2.1.
Funcionamiento de un torno copiador:
El funcionamiento de un torno copiador consiste básicamente en la acción de un palpador muy sensible que sigue el contorno de la pieza madre, transmitiendo su movimiento por un mecanismo hidráulico o magnético a un carro que tiene movilidad independiente Generalmente el sistema copiador no está unido al torno, sino más bien es un aparato que se puede colocar o no en él. De la misma manera, en el mercado podemos encontrar copiadores que se pueden adaptar a cualquier torno de precisión para transformarlo así en un torno copiador La preparación del mecanismo de un torno copiador es más que sencilla, por lo que estas máquinas son muy útiles cuando queremos mecanizar lotes de piezas que no sean muy grandes. Estos tornos toman al elemento indefinido entre el Chuck y el contrapunto haciéndolo girar y a continuación lo someten al arranque de viruta mediante la herramienta que se mueve automáticamente siguiendo el perfil impuesto por una pieza prototipo o plantilla. Se emplean generalmente en la producción en serie de piezas similares y de perfil complicado. 4.2.2.
Ventajas:
a) Reproducción perfecta de un gran número de piezas iguales entre sí. b) Empleo de operarios no especializados. c) Reducción del costo por la rapidez de la operación.
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5. Tornos de Producción: 5.1.Tornos Semiautomáticos:
Los tornos semiautomáticos se desarrollaron por la incapacidad del torno paralelo de desarrollar trabajos en serie. Pueden ser: 5.1.1.
De Torre revolver:
Es un torno más sólido y resistente. En el carro portaherramientas se pueden montar hasta cuatro herramientas simultáneamente y además un porta herramienta posterior.
Tenemos:
La coloración de cuatro herramientas sobre la torre del carro de un torno revolver:
Porta
herramientas 12
montados en la torre del torno revolver:
5.1.2.
De herramientas múltiples:
Se caracteriza por llevar 2 carros que trabajan simultáneamente con avance automático: a) Carro anterior con movimiento longitudinal. b) Carro posterior con movimiento transversal. No es necesario que el movimiento de los dos carros inicie y termine al mismo tiempo.
Mecanizado exterior de un pistón, ejecutado al trono con herramientas múltiples en paralelo.
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Tomando cónico bilateral ejecutado al torno con herramientas múltiples.
Maquinado en torno de herramientas múltiples con guía leva:
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5.2.Tornos Automáticos:
Para un gran producción de piezas se impone la condición de repetir mecánicamente y en orden, un determinado ciclo de torneado, sin recurrir al empleo de un operario para la maniobra de la máquina. Un mismo operario puede supervisar varios tornos automáticos, ya que su trabajo está limitado a la carga de las barras y a la vigilancia. En todos los casos el principio de operación está basado en la programación de órganos mecánicos tales como: engranes, cremalleras, balancines, levas, etc. Pueden ser: 5.2.1.
De husillo con Torre Revolver:
La torre puede estar en un plano horizontal o vertical.
5.2.1.1. Fases de trabajo desarrolladas en torno automático:
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5.2.1.2. Torno Automático con torre revolver frontal:
5.2.1.3. De Herramientas Independientes:
La característica principal es el cabezal principal desplazable para darle a la pieza el movimiento de avance, mientras las herramientas solo tienen desplazamiento radial.
Vista en perspectiva de varias herramientas del torno automático
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5.2.2.
Métodos de trabajo en los Tornos Automáticos:
a) Determinar convenientemente el orden cronológico de las distintas fases (cilindrado, perfilado, roscado, agujerado, corte, etc.) b) Fijar las carreras de trabajo de las herramientas c) Establecer los avances d) Elegir la velocidad de corte (tener presente las distintas velocidades para desbastar, acabar, rosar, etc.) e) Se examina la posibilidad de hacer actuar 2 o más herramientas simultáneamente. (Controlar que no vayan a interferir entre sí.)
5.2.3.
Torno Vertical:
Estos tornos nacieron de la necesidad de tener que tornear elementos de gran tamaño principalmente poca altura pero gran diámetro como rodetes de turbinas, grandes volantes, poleas, ruedas dentadas de molinos, etc., los cuales por su peso se pueden montar más fácilmente sobre una plataforma horizontal. El torno vertical es una variedad de torno diseñado para mecanizar piezas de gran tamaño, que van sujetas al plato de garras u otros operadores y que por sus dimensiones o peso harían difícil su fijación en un torno horizontal. Los tornos verticales tienen el eje dispuesto verticalmente y el plato giratorio sobre un plano horizontal, lo que facilita el montaje de las piezas voluminosas y pesadas.
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5.2.3.1. Torno Vertical multiusos:
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5.2.4.
Torno CNC:
El torno CNC es un tipo de torno operado mediante control numérico por computadora. Se caracteriza por ser una máquina herramienta muy eficaz para mecanizar piezas de revolución. Ofrece una gran capacidad de producción y precisión en el mecanizado por su estructura funcional y porque la trayectoria de la herramienta de torneado es controlada a través del ordenador que lleva incorporado, el cual procesa las órdenes de ejecución contenidas en un software que previamente ha confeccionado un programador conocedor de la tecnología de mecanizado en torno. Es una máquina ideal para el trabajo en serie y mecanizado de piezas complejas. 5.2.4.1. Herramientas para tornear:
Son hechas en forma de barra redonda cuadrada o rectangular de acero para herramientas forjadas, que en un extremo tienen su filo cortante. a) Herramienta Monofilo o Buril:
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b)
Herramientas para tornear:
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5.2.4.1.1. Herramientas Integrales para tornear:
En las figuras que siguen se ilustran las principales herramientas utilizadas en el torneado. Se destaca en particular la forma geométrica de las herramientas, los ángulos, el tipo de trabajo para el que se utilizan y el movimiento de avance que se les imprime. 5.2.4.1.1.1. Herramientas recta para desbastar:
Sirve para tornear extensiones y para refrentar. El ángulo de la punta, puede ser, según los casos de 100°, 90° u 80°.
5.2.4.1.1.2. Herramienta curvada para desbastar:
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6. Operaciones de Afilado:
El afilado de las herramientas de torno puede efectuarse en húmedo y en seco. 6.1.Afilado en húmedo:
El afilado a mano se efectúa casi siempre en húmedo, es decir, con un chorro reducido y regular de refrigerante sin que sumerja completamente la zona del filo en contacto con la muela. 6.2.Afilado en seco:
Si no se dispone de un chorro regular o bien se desea observar el proceso de la operación de afilado se afila en seco. 6.3.Colocación de la herramienta:
Tanto para el afilado a mano como para el efectuado a máquina en la afiladora, es importante establecer la posición relativa entre herramienta y la muela. Se prefiere generalmente el afilado contra el filo. Esto es, la abrasión se inicia en el filo y se prosigue a lo largo del flanco del filo principal. De esta forma se atenúa el calentamiento del filo y se evita la formación de rebabas. 7. Herramientas de perfil constante pueden ser de: 7.1.Barra o radiales: Su mango está dispuesto en dirección radial a la pieza.
7.2.Prismáticas o Tangenciales:
Con el mango dispuesto en dirección tangencial a la pieza. La solidez de estas herramientas permite tornear perfiles complicados y soportar grandes esfuerzos.
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7.3.Circulares:
Tienen la forma de un disco, sobre cuya circunferencia viene impresa la forma que debe reproducirse en la pieza.
8. Parámetros del torneado:
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8.1.Velocidad de corte (V): La velocidad de corte se relaciona con la velocidad de rotación del husillo y de la pieza.
9. Elecciones de la velocidad de corte:
Los factores que determinan la elección de la velocidad de corte son: a) b) c) d) e)
Dureza de la pieza Condición de la pieza (arena, oxido, desbalance, corte interrumpido) Condición de la máquina, velocidades disponibles, potencia disponible Vida satisfactoria de la herramienta Dureza en caliente de la herramienta
10. Parámetros dependientes del torneado:
a) b) c) d) e) f)
A mayor avance, mayores fuerzas. Un cambio en la velocidad de corte no afecta a las fuerzas. A mayor profundidad de corte mayores fuerzas. La fuerza de corte aumenta con el tamaño de la viruta Un fluido refrigerante reduce ligeramente las fuerzas pero aumenta considerablemente la vida de la herramienta. La fuerza de corte disminuye al aumentar el ángulo de ataque.
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11. Parámetros dependientes del torneado potencia:
La potencia del motor que demanda una operación de torneado despreciando la potencia esta se determina por:
12. Operaciones de Torneado: 12.1.
Refrentado:
La operación de refrentado consiste en un mecanizado frontal y perpendicular al eje de las piezas que se realiza para producir un buen acoplamiento en el montaje posterior de las piezas torneadas. Esta operación también es conocida como fronteado.
12.1.1. Mecanizado de un tornillo partiendo de una barra Hexagonal:
1) Se cilindra el cuerpo del tornillo dejando la cabeza hexagonal en sus medidas originales. 2) Se achaflana la entrada de la rosca y se refrenta la punta del tornillo. 3) Se ranura la garganta donde finaliza la rosca junto a la cabeza del tornillo. 4) Se rosca el cuerpo del tornillo, dando lugar a la pieza finalizada
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12.2.
Moleteado:
El moleteado es un proceso de conformado en frío del material mediante unas moletas que presionan la pieza mientras da vueltas. Dicha deformación produce un incremento del diámetro de partida de la pieza.
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12.3.
Ranurado:
El ranurado consiste en mecanizar unas ranuras cilíndricas de anchura y profundidad variable en las piezas que se tornean, las cuales tienen muchas utilidades diferentes. Por ejemplo, para alojar una junta tórica, para salida de rosca, para arandelas de presión, etc. En este caso la herramienta tiene ya conformado el ancho de la ranura y actuando con el carro transversal se le da la profundidad deseada. Los canales de las poleas son un ejemplo claro de ranuras torneadas.
12.4.
Torneado de Conos:
Un cono o un tronco de cono de un cuerpo de generación viene definido por los siguientes conceptos:
Diámetro mayor
Diámetro menor
Longitud
Ángulo de inclinación
Conicidad
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12.4.1. Trabajo de conos:
12.5.
Segado o Tronzado:
Se llama segado a la operación de torneado que se realiza cuando se trabaja con barra y al finalizar el mecanizado de la pieza correspondiente es necesario cortar la barra para separar la pieza de la misma. Para esta operación se utilizan herramientas muy estrechas con un saliente de acuerdo al diámetro que tenga la barra y permita con el carro transversal llegar al centro de la barra.
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12.6.
Roscado:
a) b) c) d)
12.7.
Roscado interior con buril Roscado exterior con buril Roscado interior con pieza fija Roscado exterior con pieza fija
Chaflanado:
El chaflanado es una operación de torneado muy común que consiste en matar los cantos tanto exteriores como interiores para evitar cortes con los mismos y a su vez facilitar el trabajo y montaje posterior de las piezas. El chaflanado más común 29
suele ser el de 1mm por 45º. Este chaflán se hace atacando directamente los cantos con una herramienta adecuada.
13. Calculo de número de rpm y tiempo principal: 13.1.
Velocidad de Corte (m/min)
Donde: Vc: Velocidad de corte (m/min) D: Diámetro en mm N: Veloc. de rotación (rpm) 13.2.
Velocidad de avance (mm):
Donde: f: Avance (mm ó mm/rev) Vf: Velocidad de Avance mm/min N: Veloc. de rotación (rpm)
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13.3.
Espesor de Corte-ac (mm):
Donde ac: Espesor de corte (mm) f: Avance en mm κr : Ángulo de posición 13.4.
Anchura de viruta aw(mm):
Donde: aw: Anchura de viruta (mm) ap: Profundidad de pasada (mm) κr : Ángulo de posición 31
13.5.
Sección de viruta, Sc(mm2):
Donde: Sc: Sección de viruta (mm2) Ac: Espesor de corte (mm) Aw: Anchura de viruta (mm)
13.6.
Fuerza puesta en juego (N):
Donde: Fc: Fuerza de corte (N) Sc: Sección de viruta ( mm2) ps : Energía específica de corte (N/mm2 32