UNEFM

UNIVERSIDAD NACIONAL

EXPERIMENTAL“FRANCISCO DE MIRANDA” AREA DE TECNOLOGÍA

COMPLEJO ACADEMICO “EL SABINO” PUNTO FIJO – EDO. FALCON PROF. ING. NANCY DURÁN

GUÍA DE PROCESOS

DE FABRICACIÓN

TEMA Nº 1: PROCESOS DE FABRICACIÓN DE PIEZAS METÁLICAS. HERRAMIENTAS MANUALES Y DE TRAZADO.-

CONTENIDO: 1.1.- Aspectos Generales sobre manufactura.

1.2.- Definición de procesos de fabricación.

1.3.- Clasificación de los procesos de fabricación.

1.4.- Descripción de los procesos de fabricación más usados a nivel industrial.

1.5.- Herramientas manuales.

1.6.- Clasificación de las herramientas manuales.

1.7.- Herramientas de trazado.

ELABORADA POR:

NOMBRE Y APELLIDOS: ING. NANCY C. DURÁN MORA. M. Sc. N° de págs.: 12

ÁREA DE CONOCIMIENTO: PROCESOS TECNOLÓGICOS DE FABRICACIÓN

DEPARTAMENTO: MECANICA Y TECNOLOGIA DE LA PRODUCCIÓN

FECHA: Marzo de 2014. Pág. 1 de 12

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INTRODUCCIÓN:

Desde el punto de vista tecnológico, la manufactura se define como la aplicación de

procesos físicos y químicos para alterar la geometría, propiedades y apariencia de un

material de inicio o materia prima para fabricar piezas o productos. Los procesos para

llevar a cabo la manufactura involucran una combinación de máquinas, herramientas,

energía, trabajo manual y se ejecuta como una secuencia de operaciones. La

manufactura desde el punto de vista económico le agrega valor al material cambiando

su forma o propiedades por medio de las operaciones ejecutadas en el.

La tecnología mecánica, se define como la ciencia de los procesos de conformación de

componentes mecánicos, metálicos o no metálicos con una precisión adecuada, así

como las máquinas-herramientas y demás equipos necesarios para la realización física

de tales procesos. Esta ciencia se ha desarrollado de forma potencial desde nuestros

ancestros y ha permitido que se prolongue la vida, que hayan avanzado los métodos de

producción y distribución de diferentes productos como las cosechas de alimentos, ropa,

lo que ha hecho la vida más cómoda y segura para la humanidad.

Las sociedades modernas han alcanzado elevados niveles de productividad debido a la

aplicación sistemática de conocimientos científicos a la esfera productiva; el paso

decisivo fue el desarrollo de la tecnología mecánica que dividió el proceso productivo en

una serie de pasos analizables por separado, mediante la incorporación de los principios

científicos a los procesos mecánicos de manufactura.

La formación universitaria en el área de tecnología mecánica en los programas de

ingeniería mecánica e industrial, se propone lograr sus objetivos a través de la formación

de un profesional más orientado hacia la práctica, técnicamente preparado para una

mayor trascendencia; el cual tendrá la capacidad necesaria para desarrollar futuras

actividades profesionales, lo que implica una mayor comprensión de los sistemas

mecánicos de propósito general y en especial conocer y poder aplicar los principios

tecnológicos de fabricación involucrados en las actividades de manufactura moderna.

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DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE FABRICACIÓN:

DEFINICIÓN:

Un proceso de fabricación es el conjunto de operaciones unitarias necesarias para modificar las características de las materias primas. Dichas características pueden ser de naturaleza muy variada tales como la forma, la densidad, la resistencia, el tamaño. Para la obtención de un determinado producto serán necesarias multitud de operaciones individuales de modo que, dependiendo de la escala de observación, puede denominarse proceso tanto al conjunto de operaciones desde la extracción de los recursos naturales necesarios hasta la venta del producto como a las realizadas en un puesto de trabajo con una determinada máquina/herramienta

CLASIFICACIÓN:

1.- Fabricación por formación: Fundición, sinterización o inyección son procesos de fabricación por formación. Las piezas que se obtienen por formación parten de material suelto (en polvo, en limaduras, fundido, etc.). Éste sufre una alteración en su estado físico, como en el caso de la fundición de un metal que pasa al interior de un recipiente llamado molde, del cual adopta su forma. La sinterización parte de material en polvo que se encuentra en el interior del molde. Por medio de electrodos el material se funde y adopta la forma del molde.

2. Fabricación por conformación: Forja sin estampa, forja con estampa o estampación, extrusión, estirado, plegado, embutición son procesos de fabricación por conformación. Este tipo de fabricación consiste en dar forma a una pieza por medio de procesos mecánicos pero sin registrar una pérdida de material, ya que se basa en la deformación plástica del mismo. La forja sin estampa (sin un molde o plantilla) da forma a la pieza golpeándola hasta conseguir la geometría deseada. Es la utilizada durante mucho tiempo por los herreros. La forja con estampa o estampación consiste en dar forma a una pieza por percusión entre dos

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matrices. Al recibir el impacto, el material, introducido previamente en estado pastoso (calentado de antemano) se deforma y se adapta a las matrices. Es la forma habitual de elaborar las piezas con geometrías complejas que deben soportar solicitaciones importantes, tales como bielas de motores. Si se obliga al material a pasar por una matriz de sección determinada por medio de una gran presión, empujando al material, el proceso se denomina extrusión. Si el material en vez de ser empujado, sufre un esfuerzo de tracción o es estirado se deforma al atravesar la matriz, produciéndose un fenómeno de estirado. La laminación consiste en hacer pasar el material por unos trenes de rodillos giratorios que dejan entre ellos espacios libres con la forma deseada de la sección de la pieza. El plegado es un procedimiento de doblado del material. Éste generalmente se presenta en forma de chapas, pletinas, tubos, etc. o que al ser golpeados se doblan en función de una cuña y del contramolde utilizados. Por último, la embutición consiste en ejercer presión sobre un material delgado (chapa) obligándole a adaptarse a la forma dejada entre la estampa y el contramolde. Se emplea fundamentalmente para chapa, como por ejemplo en las carrocerías de los automóviles y en las carcasas de los electrodomésticos.

3.-Fabricación por arranque de material Cizallado, aserrado, taladrado, fresado, torneado, rectificado, o bruñido son procesos de fabricación por arranque de material. Este tipo de procedimientos son los más utilizados y los que permiten una diversidad mayor de formas. En todos ellos la pieza se fabrica mediante una pérdida de material llamada viruta, resultado del corte de la pieza con una pieza cortante. Según la norma DIN 8580 estos procesos pueden clasificarse según la forma de la herramienta cortante en: - Arranque de viruta por medio de filos determinados geométricamente: torneado, fresado, etc. - Arranque de viruta por medio de filos indeterminados: el material es arrancado por material abrasivo que no tiene ninguna forma determinada: bruñido, pulido, etc.

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Por medio del arranque de viruta se obtienen piezas con tolerancias pequeñas y buenos acabados superficiales, aunque se pierde gran parte de material en forma de viruta debido a que se parte de una pieza de tamaño aproximado (pieza en bruto o preforma).

DESCRIPCIÓN DE LOS PROCESOS DE FABRICACIÓN MAS USADOS:

TORNEADO El torneado se utiliza para la fabricación de piezas de revolución, la máquina que realiza la operación de torneado y sus variantes se llama torno. Permite pequeñas tolerancias y acabados superficiales buenos. Árboles, ejes, casquillos, mangos, etc., son piezas que normalmente se obtienen por torneado. El torneado consiste en arrancar viruta por medio de un filo o herramienta que avanza longitudinalmente mientras la pieza que se va a mecanizar gira accionada por el torno. El torneado puede ser interior o exterior. De esta forma se pueden fabricar cilindros, cuando la herramienta se desplaza paralelamente al eje de giro; superficies planas, cuando la herramienta se desplaza perpendicularmente al eje de giro; superficies cónicas si la trayectoria de la herramienta es oblicua respecto al eje de giro, superficies de forma especial por medio de una plantilla, denominándose torneado de formas y tallado de roscas TALADRADO. Por medio del taladro se pueden realizar agujeros pasantes o ciegos en las piezas. Éstos sirven como base para la sujeción de tornillos, roscas, remaches o para facilitar el engrase, etc. Como herramienta se emplean útiles de uno o varios filos llamados brocas. En la operación de taladrado las brocas tienen un movimiento longitudinal de avance y uno de rotación, mientras que la pieza a taladrar permanece fija. Existen máquinas especiales para realizar taladros denominadas taladradoras, aunque en ciertas ocasiones pueden utilizarse tornos. También se pueden realizar agujeros sin arranque de viruta mediante punzonado y estampado. Para hacer agujeros de gran tamaño es frecuente realizarlos en varias fases, efectuando primero un agujero de pequeño diámetro en la pieza que permita posicionar la broca para que siga un camino recto al taladrar el material. Dependiendo del tamaño del agujero se realizan distintos taladros siempre de menor a mayor diámetro hasta alcanzar las dimensiones deseadas. Esto permite que la broca arranque en cada pasada menos cantidad de viruta, con lo cual la exigencia pedida a la máquina es menor. . FRESADO El fresado es una operación donde el elemento que se desplaza longitudinalmente es la pieza a la que se le va a dar forma mientras que la herramienta tiene exclusivamente un movimiento de giro. Normalmente su aplicación principal es la fabricación de superficies planas y de ruedas dentadas (mediante fresas especiales denominadas fresas madre)

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con un buen acabado superficial. Las herramientas utilizadas se llaman fresas y tienen varios filos geométricos. Según su posición, el fresado puede ser cilíndrico, cuando el eje de giro de la fresa es paralelo a la superficie de corte o frontal, cuando el eje de giro de la fresa es perpendicular a la superficie de corte. La máquina donde se realiza el proceso de fabricación de fresado se llama fresadora. Existe una gran variedad de fresas, lo cual permite un amplio rango de trabajos. Existe prácticamente una fresa para cada aplicación. CEPILLADO Y MORTAJADO El cepillado y el mortajado de piezas es un procedimiento muy adecuado para obtener piezas prismáticas. En ambas se utiliza una herramienta de un solo filo cuyo movimiento es discontinuo. Según quién tenga el movimiento de avance se denomina mortajado (la herramienta se desplaza).

CLASIFICACIÓN DE HERRAMIENTAS MANUALES: Existen diferentes tipos de herramientas que pueden ser clasificadas de la siguiente manera: A. Herramientas de Mano o Manuales Estas se caracterizan por amplificar o reducir alguna de las funciones de mano, esto puede significar mas impacto como el martillo, mayor fuerza de tomar como los alicates, mayor torsión como llaves. B. Herramientas Manuales Mecanizadas Son aquellas cuyo manejo se hace por las manos del trabajador, pero que realiza el trabajo mediante la aplicación de energía eléctrica, neumática, entre otras. Según la energía que utilicen clasifican en tres grupos: Herramientas Eléctricas: Son aquellas alimentadas por electricidad, como es el caso de taladros, sierras, pulidoras, esmeriles, entre otras. Herramientas Neumáticas: Son aquellas alimentadas por aire comprimido, como es el caso de martillos neumáticos, vibradores, taladros, lijadoras. Herramientas de Disparo: Son aquellas en la que los gases de una carga de pólvora constituyen la fuerza motriz. Se usa para clavar o colocar clavos, pernos, entre otros, en materiales duros, tales como madera, hormigón, etc. C. Herramientas Hidráulicas Son aquellas que su fuerza motriz es generada por un sistema hidráulico (aceite) a presión y se utiliza en herramientas que requieren alta potencia, como extractores y prensas.

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HERRAMIENTAS DE TRAZADO:

El trazado es la operación por la cual se realizan líneas sobre una pieza para que sirvan

de referencia a la hora de realizar los distintos procesos de mecanizado sobre esta. Las

herramientas y útiles con los que se realizan estas líneas son variados. El trazado

consiste en reproducir sobre una superficie de una chapa o pieza las cotas o referencias

necesarias para desarrollar los procesos de fabricación mecánica posteriores (taladrado,

limado, cortado, cubado, etc.). En definitiva es pintar sobre la chapa la pieza que

queremos conseguir.

Podemos distinguir dos tipos de trazado manual: • Trazado plano. • Trazado al aire o espacial. .- El trazado plano es el que realizamos sobre una superficie plana, muy utilizado en calderería por las chapas de poco espesor, se realiza de igual forma que cuando dibujamos sobre una hoja de papel. .- El trazado al aire: es el que se efectúa sobre varias caras o superficies de la pieza (en 3 dimensiones), apoyándose en una superficie plana de referencia, como por ejemplo mármol de precisión; reproduciendo en la pieza todas las indicaciones del croquis o plano. Es muy usado en las operaciones de montaje o de ajuste. Para poder trazar, se debe saber cuál es el uso correcto de las herramientas de trazado. La manipulación y el almacenamiento de estas herramientas, ha de ser el correcto, ya que son herramientas de precisión.

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A continuación se describirán las herramientas de trazado: Rotuladores permanentes: Rotuladores permanentes de distintos tipos y lápices de punta gruesa Estos ayudan a

marcar con rapidez, pero son poco fiables, porque se quitan con facilidad a la hora de

trabajar sobre los metales, por lo cual su uso no es lo aconsejable.

Gramil El gramil es un instrumento de trazado y de precisión, que se compone de una base de

fundición perfectamente plana en su cara de apoyo, provisto de un vástago vertical

graduado milimétricamente llamado nonio (fijo o abatible), por el que se desliza una

abrazadera o manguito, también dividida, que sujeta a la punta de trazar. Permite trazar

líneas a distintas alturas paralelas al mármol, de corte en referencia a una orilla o

superficie, además de otras operaciones.

Reglas

La regla graduada es un instrumento de medición con forma de plancha delgada y

rectangular que incluye una escala graduada dividida en unidades de longitud, por

ejemplo centímetros o pulgadas; sirve para trazar segmentos rectilíneos con la ayuda de

un bolígrafo o lápiz, y puede ser rígido, semirrígido o flexible, construido de madera,

metal, material plástico, etc.

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Compás El compás es un instrumento de dibujo técnico, que está formado por dos brazos iguales de acero aleado, articulados en un extremo y los extremos libres terminan con distintas formas de punta afilada (templada). Se utiliza para el trazado de circunferencias, arcos de circunferencias, transportar medidas y medir. Para el trazado de arcos de diámetros mayores se utiliza otra variedad de compas llamado de varas o de varilla, que está formado por una regla plana por la que se desplazan dos abrazaderas con puntas.

Mármol de trazar.

El mármol de trazar es una mesa pequeña de hierro o acero fundido ó mármol, fuerte y

firme, formado por una lámina rectangular y una estructura. La mesa está muy bien

pulida y plana, donde se apoyarán las piezas, elementos de apoyo, elementos de

trazado, etc., la estructura en forma de nervios robustos para evitar deformaciones. En

los extremos lleva dos taladros roscados para la colocación de unos mangos cilíndricos

que nos servirán para el transporte del mismo.

Estructuras o cubos de trazado:

Las estructuras o cubos de trazado son elementos fabricados de fundición gris perlática,

sus formas son variadas en función del tipo de trabajo que vayamos a realizar y

contienen en su interior una serie de taladros y ranuras que sirven para la sujeción de las

piezas por medio de tornillos y tuercas. Las más utilizadas son la estructura en forma de

escuadra y el cubo. Se utiliza apoyando una de las caras de la estructura o del cubo sobre

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el mármol de trazar y sobre este la pieza. Debiendo de estar siempre bien apoyado sobre

el mármol

Calzos Los calzos son elementos prismáticos fabricados con fundición gris perlática, donde sus caras son paralelas entre sí y contienen superficies inclinadas formando 90º, donde apoyaremos las piezas cilíndricas como ejes a la hora de su trazado.

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BIBLIOGRAFÍA:

BLOG: wwwprocesosdefabricacionunefm.blogspot.com

Mill P. Groover (2007). Fundamentos de Manufactura Moderna (3ra Ed.): Mc.

Graw Hill.

Millán Gómez, Simón (2006). Procedimientos de Mecanizado. Madrid: Editorial

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Larbáburu Arrizabalaga, Nicolás (2004). Máquinas. Prontuario. Técnicas Máquinas

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Varios autores (1984). Enciclopedia de Ciencia y Técnica. Tomo 12. Salvat Editores

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Whitehouse, DJ. (1994). Manual de Superficie Metrología, Bristol: Editorial Instituto de Física.

Sandvik Coromant (2006). Guía Técnica de Mecanizado. AB Sandvik Coromant 2005.10.