actividad u3 de manufactura

20
República Bolivariana de Venzuela Ministerio del Poder Popular para la educación Instituto Universitario Politecnico “Santiago Mariño” Trabajo sobre La Termodinámica en el Proceso de Mecanizado de Metales por Arranque de Virutas ALUMNOS: VANESSA CAROLINA REGUEIRO BLASCO SALAZAR HERRERA CARLOS JAVIER ING. INDUSTRIAL

Upload: vanessa-regueiro

Post on 15-Apr-2017

62 views

Category:

Education


0 download

TRANSCRIPT

Page 2: Actividad u3 de manufactura

ÍNDICE

PAG

INTRODUCCION……………………………………………………….………………1

- LA TERMODINÁMICA EN EL PROCESO DE MECANIZADO O CORTE DE

METALES POR ARRANQUE O DESPRENDIMIENTO DE VIRUTAS,

MEDIANTE EL USO DE HERRAMIENTAS DE CORTE.

…………………………………………………......................2,3,4,5,6,7- USO DE TABAS FÍSICAS ASOCIADAS A LA TERMODINÁMICA DE

CORTE DE METALES…………………………………………………..…..…7,8- SEGURIDAD INDUSTRIAL Y EL DESPRENDIMIENTO DE VIRUTAS EN

EL PROCESO DE MANUFACTURA……………………………………..9,10,11

CONCLUSION…………………………………………………………………..……...12

BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………………...13

Page 3: Actividad u3 de manufactura

INTRODUCCIÓN

En el desarrollo del trabajo nos topamos con diferentes puntos relacionados a este

tema como lo son los tipos de virutas, sus características, sobre el proceso de

corte, variables entre otros. En todo proceso tenemos diversas variables, las

cuales afectan las entradas o salidas del proceso. Temperatura, nivel, flujo,

presión, son variables más comunes en los procesos industriales, las cuales son

monitoreadas y controladas por medio de la instrumentación del proceso.

En la Termodinámica se encuentra la explicación racional del funcionamiento de la

mayor parte de los mecanismos que posee el hombre actual, la termodinámica en

el corte de los metales, mediante el uso de herramientas de corte, donde existen

desprendimiento de viruta; es importante describir lo que es el corte de metales

esta es tradicionalmente, un corte que se realiza en torno, taladradoras y

fresadoras en otros procesos ejecutados por maquinas herramientas con el uso de

varias herramientas cortantes.

Para desprender viruta se requiere de la acción de la deformación de un material

dichas acción requiere de variables de energía, temperatura y calor para poder

realizar el desprendimiento de la viruta.

La correcta utilización de los elementos de seguridad es fundamental para

mantener una excelente protección insidiar y del contexto laboral Ante las posibles

situaciones de riesgo es necesario contar con el compromiso del profesional y la

responsabilidad planteada durante instrucciones y capacitaciones de normas y

procedimientos de seguridad.

Page 4: Actividad u3 de manufactura

La Termodinámica en el proceso de mecanizado o corte de metales por arranque o desprendimiento de virutas, mediante el uso de herramientas de

corte.

Sabemos que en la actualidad, los procesos de fabricación mediante el

mecanizado de piezas constituyen uno de los procedimientos más comunes en la

industria metal mecanizada para la obtención de elementos y estructuras con

diversidad de formas, materiales y geometrías con elevado nivel de precisión y

calidad.

Pero durante este proceso mecanizado de piezas ocurre el desprendimiento de

viruta es un proceso de manufactura en la que una herramienta de corte se utiliza

para remover el exceso material de una pieza de forma que el material tenga la

forma deseada. La acción principal de corte en aplicar la deformación en corte

para formar la viruta y exponer la nueva superficie.

En este proceso de corte debemos tener en cuenta lo siguiente:

Page 5: Actividad u3 de manufactura

Los conceptos principales que intervienen en el proceso son los siguientes: metal sobrante, profundidad de corte, velocidad de avance y

velocidad de corte.

METAL SOBRANTE (SOBRE ESPESOR). Es la cantidad de material que debe ser arrancado de la pieza en bruto, hasta

conseguir la configuración geométrica y dimensiones, precisión y acabados

requeridos. La elaboración de piezas es importante, si se tiene una cantidad

excesiva del material sobrante, originará un mayor tiempo de maquinado, un

mayor desperdicio de material y como consecuencia aumentará el costo de

fabricación. .

PROFUNDIDAD DE CORTE.Se denomina profundidad de corte a la profundidad de la capa arrancada de la

superficie de la pieza en una pasada de la herramienta; generalmente

se designa con la letra" t" Y se mide en milímetros en sentido perpendicular;

En las maquillas donde el movimiento de la pieza es giratorio (Torneado y

Rectificado) o de la herramienta (Mandrinado), la profundidad de corte se

determina según la fórmula:

en donde:

Di = Diámetro inicial de la pieza (mm). Df = Diámetro final de la pieza (mm).

En el caso de trabajar superficies planas (Fresado, Cepillado y Rectificado de

superficies planas), la profundidad de corte se obtiene de la siguiente forma:

T = E - e (mm)

en donde:

E = espesor inicial de la pieza

e = espesor final de la pieza (mm).

VELOCIDAD DE AVANCE.Se entiende por Avance al movimiento de la herramienta respecto a la pieza o

de esta última respecto a la herramienta en un periodo de tiempo determinado.

Page 6: Actividad u3 de manufactura

El Avance se designa generalmente por la letra" s" y se mide en milímetros por

una revolución del eje del cabezal o porta-herramienta, y en algunos casos en

milímetros por minuto.

MAQUINA-HERRAMIENTA Y HERRAMIENTALa optimización en el proceso de fabricación de piezas en

la industria es función de la máquina –herramienta así como de la herramienta

misma, por lo que a continuación se presentan las características, más

sobresalientes de cada una de ellas.

MÁQUINAS -HERRAMIENTA. Son aquellas máquinas que desarrollan su labor

mediante un utensilio o herramienta de corte convenientemente perfilada y afilada

que máquina y se pone en contacto con el material a trabajar produciendo en éste

un cambio de forma. y dimensiones deseadas mediante el arranque de partículas

o bien por simple deformación..

La elección de la máquina-herramienta que satisfaga las exigencias tecnológicas,

debe hacerse de acuerdo a los siguientes factores:

l. Según el aspecto de la superficie que se desea obtener: En" relación a la

forma de las distintas superficies del elemento a maquinar, se deben deducir los

movimientos de la herramienta y de la pieza, ya que cada máquina-herramienta

posee sus características que la distinguen y resulta evidente su elección.

2. Según las dimensiones de la pieza a maquinar: Se debe observar si las

dimensiones de los desplazamientos de trabajo de la maquina-herramienta son

suficientes para las necesidades de la pieza a maquinar. Además, se debe tomar

en consideración la potencia que será necesaria durante el arranque de la viruta;

la potencia estará en función de la profundidad de corte, la velocidad de avance' y

la velocidad de corte.

3. Según la cantidad de piezas a producir: Esta sugiere la elección más

adecuada entre las máquinas de, tipo corriente, semiautomático y automático (en

general, se emplean máquinas corrientes para producciones pequeñas y

máquinas automáticas para producciones grandes).

Page 7: Actividad u3 de manufactura

4. Según la precisión requerida: Con este factor se está en condiciones de elegir

definitivamente la máquina-herramienta adecuada.

CLASIFICACIÓN DE LAS MAQUINAS-HERRAMIENTALas máquinas-herramienta se distinguen principalmente por las funciones que

desempeñan, así como el tipo de piezas que pueden producir y en general se

pueden dividir tomando en consideración los movimientos que efectúan durante el

maquinado de las piezas. En el cuadro No. 1 se presenta un resumen de las

principales máquinas-herramientas y los movimientos que realizan, movimiento de

trabajo (principal ó de corte) y de alimentación, (secundario o de corte) asumidos

por la herramienta o la pieza.

HERRAMIENTAS DE CORTEPor herramientas se entiende a aquel instrumento que por su forma especial y por

su modo de empleo, modifica paulatinamente el aspecto de un cuerpo hasta

conseguir el objeto deseado, empleando el mínimo de tiempo y gastando la

mínima energía.

MATERIALES PARA LAS HERRAMIENTAS DE CORTELa selección de material para la construcción de una herramienta depende de'

distintos factores de carácter técnico y económico, tales como: '

1. Calidad del material a trabajar y su dureza.

2. Tipo de producción (pequeña, mediana y en serie).

3. Tipo de máquina a utilizar.

4. Velocidad de Corte.

Page 8: Actividad u3 de manufactura

Importancia de las variables de corte, calor, energía y temperatura en el proceso de manufactura.

Sabemos que durante el proceso normal de mecanizado la mayor parte del trabajo

se consume en la formación de viruta en el corte de plano, la temperatura y el

calor dependen de la fuerza de corte la energía mecanizada introducida en el

sistema produce un aumento de temperatura. Algunas características importantes

son:

1. Una temperatura excesiva afecta adversamente a la resistencia y dureza.

2. El calor puede inducir daños térmicos a las superficies de la maquina y

esta causando daño al material.

3. La energía térmica es transmitida parcialmente a la viruta y la pieza.

4. 4. El calor se propaga desde la zona de origen hasta la herramienta a

través de la conducción.

Calor: El calor está definido como la forma de energía que se transfiere en

diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a

distintas temperaturas.

Las variables importantes del proceso de maquinado son la forma y el material de

la herramienta, las condiciones de corte, como velocidad, avance y profundidad de

corte; uso de fluidos de corte y las características de la máquina herramienta y del

material de la pieza.

Los parámetros influidos por estas variables son las fuerzas y el consumo de

potencia, desgaste de la herramienta, el acabado y la integridad superficial, la

temperatura y la exactitud dimensional de la pieza. El aumento de

temperatura es consideración importante, porque puede tener efectos adversos

sobre la vida de la herramienta, y también sobre la exactitud dimensional y la

integridad superficial de la parte maquinada; la temperatura es una de las

Page 9: Actividad u3 de manufactura

limitaciones de los procesos de corte, la temperatura alcanzada durante el

mecanizado.

Estos trabajos se convierten en calor que se invierte en aumentar las

temperaturas de la viruta, herramienta y la pieza de trabajo.

Corte: Durante el proceso de maquinado se genera fricción y con ello calor, lo que

puede dañas a los materiales de las herramientas de corte por lo que es

recomendable utilizar fluidos que disminuyan la temperatura de las herramientas.

Temperatura y energía: estas variables se pueden relacionar de manera muy

significativa puesto que la temperatura es considerada como una fuente de

energía en diferentes procesos de manufactura, esta se emplea en las acerías

donde se requiere de una fuerte concentración de energía calórica que permita

realizar diferentes tipos de aleaciones, y la temperatura aplicada será conforme a

las características de los materiales que se requiera fundir.

USO DE TABAS FÍSICAS ASOCIADAS A LA TERMODINÁMICA DE CORTE DE METALES.

Las características de cualquier material pueden ser de naturaleza muy variada

tales como la forma, la densidad, la resistencia, el tamaño o la estética. Las cuales

se realizan en el ámbito de la industria es difícil establecer relaciones que definan

cuantitativamente la maquinabilidad de un material, pues las operaciones de

mecanizado tienen una naturaleza compleja. Una operación de proceso utiliza

energía para alterar la forma, propiedades físicas o el aspecto de una pieza de

trabajo y agregar valor al material se distinguen tres categorías de operaciones de

proceso; formado para mejorar propiedades y de tratamiento de superficies.

A veces, sobre todo para los no metales, estos factores auxiliares son más

importantes. Por ejemplo, los materiales blandos como los plásticos pueden ser

difíciles de mecanizar a causa de su mala conductividad térmica.

Page 10: Actividad u3 de manufactura
Page 11: Actividad u3 de manufactura

SEGURIDAD INDUSTRIAL Y EL DESPRENDIMIENTO DE VIRUTAS EN EL

PROCESO DE MANUFACTURA.

La seguridad adecuada que se debe considerar tomar encontramos:

Uso de gafas o anteojos de seguridad

Uso del calzado adecuado

No usar anillos, relojes o pulseras

No usar cabello largo

No jugar en el taller

No usar aire comprimido para limpiar la ropa, herramientas o las

maquinas

Mantener el piso libre de grasa o aceite

Barrer con frecuencia de virutas del material que caen al piso

Mantener limpia siempre las maquinas

No manejar herramientas de corte sin guantes

de corte con la mano desnuda.

Procesos que provocan desprendimiento de viruta Las virutas herramientas se

han calcificado en tres tipos.

El tipo 1 una viruta discontinua o fragmentada, representa una conducción en el

que el metal se fractura en partes considerablemente pequeñas de las

herramientas cortantes.

Page 12: Actividad u3 de manufactura

Este tipo de viruta se obtiene por maquina la mayoría de los materiales

frágiles, tales como el hierro fundido. En tanto se producen estas virutas, el filo

cortante corrige las irregularidades y se obtiene un acabado bastante bueno. La

duración de la herramienta es considerablemente alta y la falla ocurre

usualmente como resultado de la acción del desgaste de la superficie

de contacto de la herramienta.

También puede formar virutas discontinuas en algunos materiales dúctiles y el

coeficiente de ficción es alto.

Sin embargo, tales virutas de materiales dúctiles son una inducción de malas

condiciones de corte:

Un tipo ideal de viruta desde el punto de vista de la duración de la

herramienta y el acabado, es la del tipo B continua simple, que se obtiene en el

corte de todos los materiales dúctiles que tienen un bajo coeficiente de fricción.

En este caso el metal se forma continuamente y se desliza sobre la cara de la

herramienta sin fracturarse.

Las virutas de este tipo se obtienen a altas velocidades de corte y son muy

comunes cuando en corte se hace con herramientas de carburo. Debido a su

simplicidad se puede analizar fácilmente desde el punto de vista de las fuerzas

involucradas.

La viruta del tipo C es característica de aquel maquinado de materiales

dúctiles que tienen un coeficiente de fricción considerablemente alto. En cuanto la

herramienta inicia el corte se aglutina algo de material por delante del filo cortante

a causa del alto coeficiente de fricción. En tanto el corte prosigue, la viruta fluyen

sobre este filo y hacia arriba a lo largo de la cara de la

herramienta.

Periódicamente una pequeña cantidad de este filo recrecido se separa y sale

con la viruta y se incrusta en la superficie torneada. Debido a esta acción el

acabado de la superficie no es tan bueno como el tipo de viruta B

Page 13: Actividad u3 de manufactura

El filo recrecido permanece considerablemente constante durante el corte y

tiene el efecto de alterar ligeramente el ángulo de inclinación. Sin embargo, en

tanto se aumenta la velocidad del corte, el tamaño del filo decrecido disminuye y el

acabado de la superficie mejora.

Este fenómeno también disminuye, ya sea reduciendo el espesor de la viruta

o aumentando el ángulo de inclinación, aunque en mucho de los

materiales dúctiles no se puede eliminar completamente. La elección

de herramientas adecuadas, velocidades avances es un compromiso, ya que entre

más rápido se opere una maquina es la eficiencia tanto del operador como de la

máquina. Sin embargo afortunadamente, tal uso acelerado acorta

grandemente la duración de la herramienta

Page 14: Actividad u3 de manufactura

CONCLUSIÓN

Se realiza como fin de aplicar y adquirir conocimientos claros sobre los procesos

de mecanizado tanto de arranque de viruta (proceso de cilindrado) como

mecanizado de superficies planas por medio del torno t la fresadora. Conceptos

claves a tener en cuenta en este informe, que herramientas e instrumentos son

adecuados a usar, la importancia de los cálculos en la obtención de resultados de

precisión en el manejo de las máquinas y que materiales son fáciles de manipular.

Este tipo de herramientas debe contar con ciertas características para poder ser

utilizables realmente eficaces en su desempeño:

Las herramientas de corte deben ser altamente resistentes a desgastarse.

Las herramientas de corte deben conservar si filo aun en temperaturas muy

elevadas.

Deben tener buenas propiedades de tenacidad

Deben tener un bajo coeficiente de fricción

Deben ser una buena herramienta que no necesite volverse a afilar

constantemente

Alta resistencia a los choques térmicos.

La Temperatura de corte en los diferentes procesos incluye en el proceso de

termodinámica en el corte debido al desprendimiento de calor, generación de

energía y el uso de elementos físicos químicos inmersos en él.

Page 15: Actividad u3 de manufactura

BIBLIOGRAFÍA

- Arias F. (2006). El Proyecto de Investigación Introducción a la Metodología

Científica. (5ta ed.). Venezuela: Episteme.

- María del Carmen Lemos Fernández. (2001). Termodinámica: una guía de

clase. (serie: manuales universitarios, número: 53). España: Europa Artes

Gráficas, S.A.

- Michael J. Moran, Howard N. Shapiro. (2005). Fundamentos de

Termodinámica Técnica. (2da ed.). España: Reverté.

- Kurt C. Rolle. (2005). Termodinámica. (6ta ed.). España: Pretince Hall