Escuela Superior Politcnica del LitoralFacultad de Ingeniera en Mecnica y Ciencias de la ProduccinPROCESOS DE MANUFACTURADeber # 5

Fecha de Entrega: Martes, 2 de junio de 2015Nombre Del Estudiante: Castillo Parrales Luis Danilo

Responda las siguientes preguntas. Justifique adecuadamente su respuesta.

1. Explique lo siguientes trminos:

a) Procesos de Manufactura

La manofactura es el proceso de convertir la materia prima en productos mediante varios procesos. Incluye (1) el diseo ,(2) la seleccin de la materia prima y (3) la secuencia de procesos a travs de los cuales ser manufacturado el producto; la palabra manofacrtura se deriva del latn manu factus, que significa hecho a mano.

b) Diagrama PITOC

Es un modelo de diseo en la cual PITOC son las siglas, Proveedores, Inputs, transformacin, Outputs y Clientes. El Diagrama SIPOC (PITOC en espaol), por sus siglas en ingls Supplier Inputs- Process- Outputs Customers, es la representacin grfica de un proceso de gestin. Esta herramienta permite visualizar el proceso de manera sencilla, identificando a las partes implicadas en el mismo: Proveedor(supplier): persona que aporta recursos al proceso Recursos(inputs): todo lo que se requiere para llevar a cabo el proceso. Se considera recursos a la informacin, materiales e incluso, personas. Proceso(process): conjunto de actividades que transforman las entradas en salidas, dndoles un valor aadido. Cliente(customer): la persona que recibe el resultado del proceso. El objetivo es obtener la satisfaccin de este cliente.

c) Operaciones de Procesamiento

Una operacin de procesamiento utiliza energa para alterar la forma, propiedades fsicas o el aspecto de una pieza de trabajo y agregar valor al material. Se distinguen 3 categoras de operaciones de proceso; Formado, para mejorar propiedades y de tratamiento de superficies. e distinguen 3 categoras de operaciones de proceso; Formado, para mejorar propiedades y de tratamiento de superficies.Las operaciones de formado alteran la geometra original de la parte mediante la fundicin, forjado y el maquinado.Las que se refieren a mejorar las propiedades fsicas del material lo hacen sin cambiar su forma. Por ejemplo el tratamiento trmico. Las operaciones para tratar superficies tienen por objeto limpiar, revestir o depositar materiales en ellas. Entre los ms comunes estn la pintura y elelectro deposicin. Las operaciones de ensamble, en stas, dos o ms piezas separadas se unen para formar una nueva entidad de manera permanente o semi-permanente.

d) Operaciones de EnsambladoLas operaciones de ensamble son idnticas a las operaciones de pieza, con la salvedad de que pueden afectar a varias piezas, se crean en el entorno de ensamblaje y se guardan en el archivo de ensamblaje. Las definiciones de operaciones de ensamblaje no se transfieren al nivel de componenteLas operaciones de ensamblaje son, entre otras, chaflanes, empalmes, barridos, revoluciones, extrusiones y agujeros. Tambin se incluyen las operaciones de trabajo y los bocetos utilizados para crearlas. Puede editar, aadir, desactivar o suprimir operaciones de ensamblaje. Tambin puede recuperar el estado de las operaciones de ensamblaje y aadir y eliminar componentes que forman parte de la operacin.La soldadura y el pegamento con adhesivos tambin son ejemplos de ste tipo de proceso.

e) Capacidad de Manufactura

Capacidad de manufactura: es la capacidad q se tiene de producir algo en funcin de la tecnologa disponible.

2. Por qu el diseador de un producto, debe familiarizarce con los procesos de manufactura?

La implementacin efectiva del diseo para la manofactura requiere que los diseadores tengan una comprensin bsica de las caractersticas, capacidades y limitaciones de los materiales. Este conocimiento incluye caractersticas como: la variabilidad de desempeo de las maquinas, en precisin dimensional y el acabado superficial de la pieza de trabajo; el efecto del mtodo de procesamiento sobre la calidad de la pieza. Los diseadores y los ingenieros de productos deben ser capaces de juzgar el impacto de las modificaciones de diseo sobre la seleccin del proceso de manufactura y sobre el ensamble, inspeccin, herramientas y dados, as como el costo de produccin. Es por esto que es imprtate conocer los procesos de manufactura para la fabricacin de un elemento

3. Enuncie la importancia del diagrama PITOC en la planificacin de la produccin de piezas y equipos.

El SITOC (o PITOC en espaol) es importante porque nos permitir aislar un proceso de otros procesos cercanos y de relacionarlo con otros procesos anteriores y posteriores.

4. Realice el diagrama PITOC de la elaboracin de electrodos de soldadura.

Correspondiente diagrama PITOC de la elaboracin de electrodos de soldadura

Ferreteras Constructoras Talleres de mecanizados Maestros artesanos Fbricas de alambrones Distribuidores qumicos Empresa electicas

barillas de soldadura Varillas de alambre Material de soldadura de arco agentes adhesivos energia

Estirado del alambre inspeccin y pruebaEnderezado del alambre, mezcla y agitado, ajuste de la concentracinMezcla del fundente y homogenizadoAmasado; moldeado; recubrimiento; secado;

5. Dentro de los procesos de manufactura existentes, cules se pueden realizar en fro?

Conformado de metales Deformacin plstica Laminado Trefilacion Forjado Extrusin Plegado o doblado Embutido Formado por explosin Granallado cizallado

6. Muestre mediante un esquema, el diagrama de vida de un material expuesto al medio ambiente.

7. Con base a qu criterios se escogen los materiales para un producto?

Los materiales se eligen por suspropiedades,es decir por un conjunto de caractersticas que determinan su comportamiento frente a agentes externos como la electricidad, la luz, el calor o las fuerzas mecnicas.

8. Cmo se clasifican los procesos de manufactura?

1. Procesos de conservacin de masa2. Procesos convergentes

9. Qu es al arrabio?, Cmo se lo obtiene? y Qu impurezas posee?

Elarrabioes un producto intermedio del proceso defundicinde lasmenasdelhierrotratadas concoquecomo combustible ycaliza comofundente. Se obtiene como material fundido en unalto hornomediante reduccin del mineral de hierro. El arrabio producido en los altos hornos tiene la siguiente composicin: un 92% de hierro, un 3 o 4% de carbono, entre 0,5 y 3% de silicio, del 0,25% al 2,5% de manganeso, del 0,04 al 2% de fsforo y algunas partculas de azufre.

10. Cules son las diferencias entre el proceso de alto horno y el de cubilote?

PROCESO DE ALTO HORNOPROCESO DE CUBILOTE

El objeto del alto horno es la reduccin del mineral de hierro. Elalto hornoes la construccin para efectuar la fusin y la reduccin de minerales dehierro, con vistas a elaborar la fundicin. Un alto horno tpico est formado por una cpsula cilndrica deacerode unos 30 metros de alto forrada con un material no metlico y resistente al calor, comoasbestooladrillosrefractarios. Eldimetrode la cpsula disminuye hacia arriba y hacia abajo, y es mximo en un punto situado aproximadamente a una cuarta parte de su altura total.La parte inferior del horno est dotada de varias aberturas tubulares llamadastoberas, por donde se fuerza el paso del aire que enciende elcoque.Cerca del fondo se encuentra un orificio por el que fluye elarrabiocuando se sangra (o vaca) el alto horno. Encima de ese orificio, pero debajo de las toberas, hay otro agujero para retirar la escoria.La parte superior del horno contiene respiraderos para losgases de escape, y un par de tolvas redondas, cerradas porvlvulasen forma de campana, por las que se introduce elmineraldehierro, elcoquey lacaliza.Una vez obtenido el arrabio lquido, se puede introducir en distintos tipos de coladura para obtener unos materiales determinados: la colada convencional, de la que se obtienen productos acabados; la colada continua, de la que se obtienen trenes de laminacin y, finalmente, la colada sobre lingoteras, de la que lgicamente se obtienenlingotes.

Un cubilote es unhornocilndrico compuesto de una capa exteriordeaceroy una capainteriorde ladrillos. Los cubilotes varan en tamao desde slo 1 pie (30 cm) de dimetro hasta ms de 10 pies (3 metros) y son utilizados para derretir hierro crudo o bronce. El cuerpo cilndrico del horno est orientado de manera vertical para permitir a los gases escapar por el extremo superior. Dos puertas se encuentran en la base del horno y estn cerradas durante la operacin del mismo, sin embargo, al final del ciclo de funcionamiento, stas pueden ser abiertas para vaciar el horno de todo el material remanente. Los gases generados durante el funcionamiento de un cubilote pueden ser controlados ajustando en la parte superior distintas "tapas" que absorben los gases de combustin, enfrindolos y filtrndolos antes de liberarlos a la atmsfera. Una abertura llamada boca de sangra en la base del horno permite la remocin del metal fundido en cualquier momento de la fundicin. El cubilote es un horno de uso generalizado en metalrgica debido a su operacin sencilla, eficiente y econmica.

11. A qu se denomina acero calmado y efervescente?

ACERO CALMADOACERO EFERVESCENTE

ElAcero Calmado o Reposadoes aquel que ha sido desoxidado por completo previamente a la colada, por medio de la adicin de metales. Mediante este procedimiento se consiguen piezas perfectas pues no produce gases durante la solidificacin, evitando las sopladuras.Aceroefervescente es el que no ha sido desoxidado por completo antes de ser vertido en moldes; contiene muchas sopladuras pero no aparecen grietas.

12. A travs de qu proceso se obtiene el hierro esponja?

Este se obtiene en la planta de reduccin directa a partir de la reduccin del mineral de hierro que llega en forma de "pellets" o como calibrado. La materia prima para la obtencin del hierro esponja es el mineral de hierro (xido de hierro). Este, al igual que el carbn y la dolomita, se almacenan en silos antes de ingresar a los hornos.ElProceso HyLes un sistema de reduccin directa del hierro patentado por la empresa mexicanaHojalata y Lmina S.A. (Hylsa)en 1957, del cual se obtiene como producto finalfierro esponjaohierro esponjanombres con los que tambin se conoce a este procedimiento de reduccin.

13. Explique la funcin de la caliza y el coque en el proceso de obtencin de acero.

El coquefunciona como combustible ycaliza comofundente para la obtencin del acero

14. Explique la influencia de los siguientes elementos aleantes en el acero: Nquel, Cromo, Azufre, Titanio y Plomo.

NQUEL-NiEl nquel evita el crecimiento del grano en los tratamientos trmicos, lo que sirve para producir en ellos gran tenacidad. El nquel adems hace descender el punto crtico Ac y por ello los tratamientos pueden hacerse a temperaturas ligeramente ms bajas que la que corresponde a los aceros ordinarios.En los aceros aleados con nquel se obtiene para una misma dureza, un lmite de elasticidad ligeramente ms elevado y mayores alargamientos y resistencias que con los aceros al carbono o de baja aleacin.El nquel es imprescindible en la fabricacin de aceros inoxidables y/o resistentes a altas temperaturas, en los que adems de cromo se emplean porcentajes de nquel de entre un 8% al 20%.El nquelse disuelve en la ferritayno es un gran formador de carburos,Aumenta la tenacidady la resistencia de los aceros recocidos, tendiendo aretener austenita en los aceros altos en cromo

CORMO-CrEs el aleante especiales ms empleado en aceros aleados, usndose indistintamente en los aceros de construccin, en los de herramientas, en los inoxidables y los de resistencia en caliente.Su uso:- aumenta la dureza y la resistencia a la traccin de los aceros- mejora la templabilidad,- impide deformaciones en el temple- aumenta la resistencia al desgaste, y a la abrasin,- aumenta la resistencia en altas temperaturas- proporciona inoxidabilidad, etc.El cromo se disuelve en la ferrita y muestra una fuerte tendencia a formar carburos de cromo y carburos complejos. AZUFREEs el elemento ms problemtico, ya que prcticamente es insoluble en el hierro y se presenta fundamentalmente en forma de sulfuro de hierro (FeS). El eutctico que se forma es: L->Fe (0,01% S) + FeS a 988C. Este eutctico se forma fundamentalmente en los lmites de grano del acero. Al ser la temperatura tan baja, en procesos de laminacin o forja se funde el eutctico, volvindose ms frgil el acero en los lmites de grano, propiedad conocida como fragilidad en caliente. Para evitarlo se utiliza manganeso, favoreciendo la formacin de MnS en lugar de FeS. TITANIO-tiSu uso como aleante solo se aplica en aceros de alta gama y en cantidades bajas, por su gran poder desoxidante y su gran capacidad de afinar el para desoxidar y afinar el grano. Es un gran formador de carburos y combina rpidamente con el nitrgeno. Se usa tambin en los aceros inoxidables cromo-nquel. PLOMO: Permanece disperso en forma de pequeas partculas esfricas insolubles en el acero. Aumenta la maquinabilidad de los aceros en pequeas proporciones (0,25%)

15. Qu problemas existen al usar aceros de alto carbono como material de herramienta?

Muchas desventajas tambin vienen con el uso de acero de alto carbono. Fuera de los tipos de uso general de acero, es el ms probable para fracturar o romper debido a la fragilidad adicional de ste. Este tipo de acero no se recomienda para cualquier tipo de soldadura o de soldadura de trabajo.

16. Cules son algunas de las ventajas y desventajas de los procesos de fundicin?

VENTAJASDESVENTAJAS

Sus ventajas son que tienen gran precisin y son muy econmicos, cuando se producen grandes cantidades.Las piezas de fundicin se obtienen de formas exactas con una superficie fina, esto elimina mucho trabajo de maquinado, se emplean para la colada de piezas que han de estar sometidas a un fuerte desgaste.Tolerancias dimensionales amplias. Aspecto y calidad superficial pobre. Piezas con resistencia mecnica reducida*. Cierta probabilidad de defectos. Mano de obra cualificada y especializada. Cadencias de produccin bajas (artesanal). Almacenaje de moldes limitado (p. ej. Arcilla higroscpica)

17. Explique brevemente las caractersticas de los aceros de tipo AISI/SAE: 10XX, 25XX, 43XX y 61XX.

TIPO DE ACEROCARACTERSTICAS

AISI/SAE: 10XXAceros ordinarios al carbono

AISI/SAE: 25XXAceros al Nquel 5,0% Ni (4,75 - 5,25%)

AISI/SAE: 43XXAceros al Ni-Cr-Mo (1,8% Ni - 0,65% Cr - 0,25% Mo)

AISI/SAE: 61XXAcero al Cromo - Vanadio (0,75% Cr - 0,15% V)

18. Qu es la arena verde y porqu es usada en los procesos de fundicin?

Elmoldeo en arena verdeconsiste en la elaboracin de moldes partiendo de la mezcla de arena desliceybentonita(un derivado de la arcilla) a un 30 - 35% con una cantidad moderada de agua. La arena verde es la arena ms barata y ms utilizada para la fundicin. Esta se compone de 90 por ciento de arena de slice, tres por ciento deaguay siete por ciento arcilla. La arena verde tambin se conoce como arena de agua, de acuerdo con Casting Hobby, ya que utiliza agua para unir la arena y la arcilla. La arcilla usada comnmente es la bentonita, que se encuentra en arenas verdes de pasatiempos y hogares de fundicin. Aglutinantes se utilizan a veces en lugar de arcilla para hacer la arena verde. Los ejemplos de aglutinantes industriales incluyen resina y materiales a base de colgeno. La arena verde se utiliza porque resiste la temperatura de vaciado de la aleacin fundida, ya que tiene un punto de funcin de aproximadamente 1704c

19. Cules son las diferencias entre usar un molde permanente y uno desechable?

MOLDE PERMANENTEMOLDE DESECHABLE

Se usan moldes metlicos que se reutilizan muchas veces. Los metales que usualmente se funden en moldes permanentes son el estao, plomo, zinc, aluminio, cobre y aleaciones ferrosas cuando se usan moldes refractarios. Se pueden utilizar corazones metlicos (reutilizables) o de arena (desechables). En este caso se denomina al proceso fundicin en molde semi-permanente. Durante el proceso, las caras interiores de los moldes se recubren con lubricantes o barros refractarios con el fin de controlar la temperatura de la superficie del molde y facilitar el retiro de la pieza. Se obtiene buen acabado superficial y control dimensional estrecho y buenas propiedades mecnicas debido a que el enfriamiento rpido produce una estructura de grano fino. No se pueden realizar formas tan complejas como las posibles con molde desechable debido a la necesidad de abrir el molde. El costo inicial del molde se justifica en series de produccin grandes con el menor costo por pieza.Estos moldes se hacen de arena, yeso o materiales similares que tienen su forma, usando aglomerantes de varias clases. La fundicin en arena es el ejemplo ms prominente. En la fundicin de arena se vaca metal lquido dentro del molde hecho de arena. Despus de que el metal se endurece, se sacrifica el molde a fin de recuperar la fundicin. Ventajas de los modelos desechablesPara la fabricacin de moldes sin mquinas de moldeo se requiere menos tiempo.No requieren de tolerancia especiales.El acabado es uniforme y liso.No requiere de piezas sueltas y complejas.No requiere de corazonesEl moldeo se simplifica notablemente. Desventajas de los modelos desechablesEl modelo es destruido en el proceso de fundicin.Los modelos son ms delicados en su manejo.No se puede utilizar equipo de moldeo mecnico.No se puede revisar el acabado del molde.

20. Enumere las partes ms importantes de un molde utilizado en los procesos de fundicin. (Al menos 5).21. Los moldes, generalmente, se encuentran divididos en dos partes, la parte superior denominadacopey la parte inferior denominadadragaque se corresponden a sendas partes del molde que es necesario fabricar

Figure 1: partes de un molde de fundicin