REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR DE LA EDUCACION S. I.U.P SANTIAGO MARIÑO - EXTENSIÓN EXTENSIÓN PUERTO ORDAZ ESCUELA: 45 - SECCION: A MATERIA: PROCESO DE MANUFACTURAS PUERTO ORDAZ - EDO. BOLIVAR BOLIVAR
MAQUINAS Y HERRAMIENTAS
Prof!or: ING. '(") C. D("r*
B"#$%&&r: M"r+or% ,(%)*ro C.I: .5/.405
P(r*o Or1"23 "r%& 1& 05
,UE SON LAS VIRUTAS La viruta es un fragmento de material residual con forma de lámina curvada o espiral que se extrae mediante un cepillo u otras herramientas, tales como brocas, al realizar trabajos de cepillado, desbastado o perforación, sobre madera o metales. Se suele considerar un residuo de las industrias madereras o del metal; no obstante tiene variadas aplicaciones.
EXPLICAR EL PRINCIPAL PROCESO DE SEPARACIÓN DE VIRUTAS s un proceso de !ecanizado, que consiste en separar material de una pieza fabricada previamente normalmente por fundición, forja, laminación o por pulvimetalurgia. stos procesos de fabricación, consiguen unas exactitudes del orden de micras " además con unos acabados superficiales excelentes. Lógicamente, el material de la herramienta de corte debe ser de ma"or dureza que la pieza a tratar, puesto que la dureza de un material define su oposición a ser rallado.
DESCRIBIR LOS MATERIALES LA GEOMETR6A DE LAS 7ERRAMIENTAS DE CORTE La producción con herramientas de corte se halla en constante evolución, " esta se puede apreciar por el análisis de las velocidades de corte alcanzadas para un material en el transcurso del tiempo.
0805 A#ro! r9%1o! ;< =>=%) 08; C"r(ro! 0 =>=%) 08 C"r(ro! r#(%r*o! 0? =>=%) 08? Cr9=%#" ; =>=%)3 088 D%"=")* 5; =>%)
SOLO SE UTILIZAN UNOS CINCO TIPOS DE MATERIALES DIFERENTES3 ,UE SON A#ro! "& #"ro)o )1(r#%1o! @*=&"1o!: #uando el hierro está aleado con el carbono en proporciones menores que el $% de carbono se denomina acero al carbono. La proporción de carbono " el tratamiento t&rmico del acero determinan sus propiedades, en cuanto a dureza " resistencia mecánica, por lo que una gran parte del acero se fabrica con un estricto control del contenido de carbono " se somete a tratamiento t&rmico posterior, para darle las cualidades apropiadas de acuerdo al futuro uso.
A#ro! "&"1o! @7SS: stas herramientas son aptas para trabajos a alta velocidad "a que son resistentes al calor " no se deforman con facilidad. ntre los elementos aleantes principales se encuentran el cromo " el vanadio. stos aceros son sometidos a un tratamiento t&rmico complejo para lograr las mejores propiedades. 'e aceros rápidos se fabrican; brocas, cuchillas de tornear, fresas de corte etc.
C"r(ro 1 *()!*)o !%)*r%2"1o: el carburo de tungsteno mu" utilizado para fabricar peque(as piezas de forma variada las que soldadas a un soporte de acero " bien afiladas constitu"en las herramientas de corte más duras com)nmente. Se fabrican herramientas de corte con calzo de tungsteno para trabajos mu" pesados como son*
Prfor"1o 1 ro#"!. C(#$%&&"! 1 *or)"r ="*r%"&! 1(ro!. Bro#"! "r" #o)#r*o3 #r9=%#"! %1r%o!. D%)*! "r" !%rr"! #%r#(&"r! 1 &"r" 1(r"#%).
l inconveniente principal de estas herramientas es que son de dif+cil reafilado " que su fragilidad hace que no se puedan obtener bordes afilados a navaja.
Cor%)1) @%1o 1 "&(=%)%o: s una de las sustancias más duras que se conoce despu&s del diamante " se usa extensamente para la fabricación de abrasivos, papeles de lija " muelas de afilado na capa gruesa de óxido de aluminio fabricada por electrólisis, sobre la base blanda de una pieza de aluminio, puede hacer que el metal se comporte como extremadamente duro -resiste al limado lo que se aprovecha para la elaboración de las cuchillas de rasurado desechables.
P"r*#(&"! 1 1%"=")*!: estas herramientas son unas de las más caras " de mu" buen funcionamiento gracias a sus propiedades que lo hace mu" resistente generalmente se utilizan trozos peque(os para trabajar
FORMAS GEOMHTRICAS DE LAS 7ERRAMIENTAS DE CORTE ESTRUCTURA
La geometr+a de la herramienta de corte tiene una gran influencia en le mecanizado, incidiendo en los siguientes factores*
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'esgaste " vida )til de la herramienta /otencia de mecanizado #alidad superficial 0eom&trica, entre otros.
1s+ se tienen desde simples cu(as hasta complejas geometr+a de herramientas de corte.
n la figura se puede ver la forma " superficies de una herramienta mono cortante, donde*
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S(rf%#% 1 1!r)1%=%)*o: s la cara o superficie sobre la cual flu"e la viruta.
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S(rf%#% 1 %)#%1)#%": s la superficie de la herramienta frente a la cual pasa la superficie transitoria generada en la pieza.
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Ar%!*" r%)#%"& 1 #or*: s la formada por la intersección de las superficies de desprendimiento e incidencia.
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S(rf%#% 1 %)#%1)#%" &"*r"&: s la superficie de la herramienta frente a la cual queda la superficie generada en la pieza.
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Ar%!*" &"*r"& 1 #or*: s la formada por la intersección de las superficies de incidencia lateral " de desprendimiento.
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P()*" 1 &" $rr"=%)*": s la parte de la herramienta donde se cortan la arista principal " lateral de corte, la cual puede ser redondeada o achaflanada.
A)(&o 1 f%&o 1 &"! $rr"=%)*"! l funcionamiento adecuado de un cortador depende de los ángulos de alivio " de ataque, que deben de formarse en la herramienta. l ángulo del filo del corte frontal es el que forma la arista cortante " una l+nea perpendicular al costado de la herramienta. ste ángulo puede variar entre 2 " 34 grados dependiendo el tipo de corte " acabado deseado. n ángulo de 25 a 624 es satisfactorio para cortes de desbastes; los ángulos entre 624 " 344 se utilizan en buriles de uso general.
P"r" 1*r=%)"r & *%o & "&or 1& 9)(&o 1 "*"( 1 #o)!%1r"r!: • • • •
La dureza del material a cortar l tipo de operación de corte -continuo o interrumpido l material " forma de la herramienta de corte. La resistencia al borde del corte.
CLASIFICACIÓN DE LAS 7ERRAMIENTAS DE CORTE 7ERRAMIENTAS PARA CORTAR T%+r"!: s una herramienta que consta de dos cuchillas " que, por medio de la acción de ellas, permite el desgarramiento o cortadura del material. #on esta forma de ser corte no se desprende viruta. 7a" varios tipos de tijeras seg)n el material a cortar.
L" *%+r" 1 &#*r%#%!*": 8iene una muesca que permite pelar cables. T%+r" 1 #or*"r #$"": special para chapas metálicas. Si la chapa es mu" gruesa se puede apo"ar en la mesa o en el tornillo de banco.
A&%#"*! 1 #or*: 8ienen la misma función que las tijeras a la hora de cortar alambre, cables9
L" #(#$%&&" o J#(**rK: :os sirve para cortar material, haciendo presión manual con ella sobre el mismo. 'ependiendo del grosor de la cuchilla podemos cortar papel, plástico, cuero " madrea9
E& #or*"*(o: s un tipo de cuchilla especial para cortar tubos. Las herramientas de corte tambi&n se identifican de acuerdo al material con el que est&n hechas, algunas que existen, son los siguientes*
A#ro! r9%1o!: se conoce bajo este nombre a la aleación carbonohierro. Las herramientas producidas con este material permiten cortar hasta 644 m
S*&%*"!: este material, tambi&n utilizado para producir herramientas de corte, cuenta con una base de #r " #o, lo que le permite alcanzar temperaturas de hasta >44 5#.
A#ro! *r"-r9%1o!: las herramientas producidas con este tipo de acero mantienen su filo incluso a temperaturas superiores a los =44 5#, por lo que son sumamente resistentes. 1demás de esto, trabajan a velocidades superiores que las de aceros rápidos.
C"r(ro! 1(ro!: este material, tambi&n conocido como carburos metálicos,
está compuesto por carburos de 8ántalo, ?olframio " titanio. Las herramientas producidas con este material logran alcanzar velocidades superiores a los $244 m
N%*r(ro #%#o 1 oro: este material es el segundo más duro, sólo el diamante lo supera, " se caracteriza por soportar temperaturas de hasta $444 5#. 0eneralmente las herramientas compuestas por este material se utilizan para tornear piezas duras, metales " aleaciones que posean resistencia al calor.
Cr=*: se denomina bajo este nombre a aquellas herramientas que son fabricadas con metales duros que poseen part+culas tales como carburo de nitruro de titanio, nitruro de titanio o carburo de titanio.
D%"=")* o&%-#r%!*"&%)o: este es el material de ma"or dureza " se caracteriza por ser sumamente resistente a los desgastes producidos por abrasión. Las herramientas producidas con este material tienen una vida )til que puede ser hasta 644 veces ma"or que la que posee el metal duro.
VIDA TIL DE LAS 7ERRAMIENTAS DE CORTE DESGASTE DE LAS 7ERRAMIENTAS La duración de una herramienta de corte es uno de los aspectos económicos más importantes en el corte " se ha realizado un gran esfuerzo en investigar los factores que
limitan la duración de una herramienta de corte. La vida de una herramienta puede terminar en varias formas " estas pueden separarse en dos grupos principales* •
•
/or desgaste gradual o progresivo de ciertas zonas de la cara el flanco de la herramienta de corte. /or una falla o fractura que produzca la terminación prematura de la vida de la herramienta.
Se han sugerido tres formas de desgaste progresivo en el corte de metales, ellas son, desgaste por adhesión, por abrasión " por difusión. n la práctica, se conoce poco acerca de la importancia relativa, de estos mecanismos de desgaste, aunque se ha obtenido mucha información del desgaste de la herramienta.
E& 1!"!* ror!%o 1 ()" $rr"=%)*" 1 #or* o#(rr ) 1o! for="! 1%!*%)*"!: •
•
'esgaste de la cara de la herramienta que se caracteriza por la formación de un cráter " es una consecuencia del flujo de viruta sobre la cara. 'esgaste del flanco de la herramienta en donde se forma una zona de desgaste plana a causa de la fricción entre la herramienta " la superficie generada en la pieza.
1 velocidades de corte mu" elevadas, se cree que el crecimiento del cráter es el factor que controla la duración de la herramienta de corte, mientras que a velocidades de corte normales la duración de la herramienta es generalmente controlada por el desgaste en el flanco. La duración de desgaste en el flanco de la herramienta puede determinarse convenientemente midiendo el ancho promedio de la zona de desgaste.
E& ro#!o 1& 1!"!* 1& f&")#o 1(r")* & =#")%2"1o ! #"r"#*r%2" or *r! *""!: •
• •
tapa de factura inicial, en la cual el filo agudo se fragmenta rápidamente una zona de desgaste de dimensiones finitas. tapa media, en donde el desgaste por unida de tiempo es uniforme. tapa final de fragmentación rápida, en la cual se piensa que el desgaste de la herramienta por unidad de tiempo aumenta a causa del incremento rápido de las temperaturas generadas por la fricción entre la zona de desgaste del flanco " la superficie transitoria de la pieza.
/ara demostrar claramente las diversas etapas del desgaste del flanco de una herramienta de corte es necesario ajustar las condiciones de corte de tal forma que la duración de la herramienta sea de una hora aproximadamente. Los ensa"os de desgaste de herramienta poseen poca reproductibilidad, " por esta causa es dif+cil proponer unas condiciones de corte que garanticen la duración requerida de la herramienta de corte. /or consiguiente las condiciones para el ensa"o espec+fico deben determinarse por ensa"o " error.
CUALES SON LOS PROCESOS SIN ARRAN,UE DE VIRUTAS3 E'EMPLO.
PROCESO DE ARRAN,UE SIN VIRUTA #onsiste en proceder a un amasado del material. Seg)n el material sea calentado para ello o no lo sea se hablará de obtención de forma en caliente o en frio, trabajos de esta clase son por ejemplo* la forja, el doblado, el laminado, el prensado, el estirado, el embutido, el repujado " el acu(ado.
Pro#!o! 1 f"r%#"#%) !%) "rr")( 1 %r(*": FOR'A: ste proceso de fabricación se utiliza para dar una forma " unas propiedades determinadas a los metales " aleaciones a los que se aplica mediante grandes presiones. La deformación se puede realizar de dos formas diferentes* por presión, de forma continua utilizando prensas, o por impacto, de modo intermitente utilizando martillos pilones. 1s+ por medio de la foja se obtiene formas art+sticamente curvadas en rejas " puertas de hierro.
T%o! 1 for+"1o: For+" &%r For+" #o) !*"=" R#""1o LAMINADO: #ualquier proceso de laminación empieza con un material de una determinada sección al que se le obliga a pasar entre unos rodillos de alta rigidez que ejercen una importante fuerza de compresión, de manera que se consigue aplicar una deformación plástica, es decir, una deformación permanente. /or medio del laminado se fabrica rieles de ferrocarril, rieles redondos " cuadrados.
T%o! 1 &"=%)"1o: Laminado /lano Laminado de 8ubos Laminado #ontinuo Laminado de #orte Laminado de 1nillo Laminado de #uerdas
DOBLADO: l doblado es un proceso de conformado sin separación de material " con deformación plástica utilizado para dar forma a chapas. Sutiliza, normalmente, una prensa que cuenta con una matriz si es con estampa &sta tendrá una forma determinada " un punzón que tambi&n puede tener forma qu& realizará la presión sobre la chapa. /or doblado se consiguen tubos " planchas de formas determinadas.
T%o! 1 1o&"1o: Do&"1o ) or1 Do&"1o ) V TREFILADO: l trefilado propiamente dicho consiste en el estirado del alambre en fr+o, por pasos sucesivos a trav&s de hileras, dados o trefilas de carburo de tungsteno cu"o diámetro es paulatinamente menor. sta disminución de sección da al material una cierta acritud en beneficio de sus caracter+sticas mecánicas. Las ventajas que aporta el trefilado propio del conformado en fr+o son las siguientes*
B()" #"&%1"1 !(rf%#%"&3 r#%!%) 1%=)!%o)"&3 "(=)*o 1 r!%!*)#%" 1(r2"3 or !((!*o &" o!%%&%1"1 1 ro1(#%r !##%o)! =( f%)"!. !uchas de las varillas, alambres, tubos de pared estrecha " perfiles especiales, se producen mediante un trefilado en fr+o. 'ependiendo del producto que queramos obtener, realizaremos un trefilado simple, con mandril fijo o con mandril flotante*
Pro#!o: /atentado 'ecapado
8refilado 1cabado
E(%o "r" & *rf%&"1o: Las máquinas utilizadas para realizar este proceso se denominan trefiladoras. n ellas se hace pasar el alambre a trav&s de las hileras, como se ha descrito anteriormente. /ara lograrlo el alambre se enrolla en unos tambores o bobinas de tracción que fuerzan el paso del alambre por las hileras
NOMBRE EXPLI,UE ALGUNOS FLUIDOS DE CORTE F&(%1o! 1 #or* /ara mejorar las condiciones durante el proceso de maquinado, se utiliza un fluido que ba(a el área en donde se está efectuando el corte.
Lo! o+*%o! r%)#%"&! 1 !* f&(%1o !o): •
• • • •
1"udar a la disipación del calor generado. Lubricar los elementos que intervienen, en el corte para evitar la p&rdida la herramienta. @educir la energ+a necesaria para efectuar el corte /roteger a la pieza contra la oxidación, " la corrosión. 1rrastrar las part+culas del material -medio de limpieza. !ejorar el acabado superficial.
L"! ro%1"1! !)#%"&! ( &o! &(%1o! 1 #or* 1) o!r !o) &o! !%(%)*!: Po1r rfr%r")* /ara ser bueno el l+quido debe poseer una baja viscosidad, la capacidad de ba(ar bien el metal -para obtener el máximo contacto t&rmico; un alto calor espec+fico " una elevada conductibilidad t&rmica.
Po1r &(r%f%#")* 8iene la función de reducir el coeficiente de rozamiento en una medida tal que permita el fácil deslizamiento de la viruta sobre la cara anterior de la herramienta.
D)*ro 1 &o! f&(%1o! 1 #or* =9! (*%&%2"1o! ! #%*") &o! !%(%)*!: A#%*! =%)r"&! 1 esta categor+a pertenecen el petróleo " otros productos obtenidos de su destilación; en general, estos aceites tienen un buen poder refrigerante, pero son poco lubrificantes " poco antisoldantes. Se emplean para el maquinado de las aleaciones ligeras " algunas veces por las operaciones de rectificado. 8ienen la ventaja de no oxidarse fácilmente.
A#%*! *"&!
1 &stos pertenecen el aceite de colza " otros obtenidos de plantas o semillas; tienen buen poder lubricante " tambi&n refrigerante, además de tener un escaso poder antisoldantes. Se oxidan con facilidad por ser inestables.
A#%*! =%*o!: Son las mezclas de aceites vegetales " minerales; los primeros entran en la proporción de 64% a 34%, 8iene un buen poder lubrificante " refrigerante. Son más económicos que los vegetales.
A#%*! "& %!(&f(ro 1 =o&%1)o Afrecen como caracter+stica la lubricación a elevadas presiones " la de facilitar el deslizamiento, de la viruta sobre la cara de la herramienta; no son adecuados para el maquinado de metales no ferrosos, "a que originan corrosiones en la superficie de las piezas trabajadas, :o obstante, existen los aceites llamadosB inactivosB obtenidos con mezclas, de bisulfuro de molibdeno " aceites vegetales o animales.
A#%*! =(&!%o)"&! Se obtienen mezclando el aceite mineral con agua en las siguientes proporciones* o
D ; " ? "r" =(&!%o)! 1%&(%1"!
8ienen un escaso poder lubrificante; se emplean para trabajos ligeros.
o
D ? " 05> "r" =(&!%o) =1%"!
/oseen un discreto poder lubrificante; se emplean para el maquillado de metales de mediana dureza con velocidades medianamente elevadas. o
D 05 " ; "r" =(&!%o)! 1)!"!
/resentan un buen poder lubrificante; son adecuados para trabajar los metales duros de la elevada tenacidad. /rotegen eficazmente contra las oxidaciones las superficies de las piezas maquinadas.
E&##%) 1& f&(%1o 1 #or* E!*" &##%) ! "!" ) #r%*r%o! ( 1)1r 1 &o! !%(%)*! f"#*or!: o
D& ="*r%"& 1 &" %2" ) f"r%#"r
/ara las aleaciones ligeras se utiliza petróleo; para la fundición, en seco. /ara el latón, bronce " cobre, el trabajo se realiza en seco o con cualquier tipo de aceite que est& exento de azufre; para el n+quel " sus aleaciones se emplean las emulsiones. /ara los aceros al carbono se emplea cualquier aceite; para los aceros inoxidables aut&nticos emplean los lubrificadores al bisulfuro de molibdeno. o
D& ="*r%"& ( #o)!*%*( &" $rr"=%)*"
/ara los aceros al carbono dado que interesa esencialmente el enfriamiento, se emplean las emulsiones; para los aceros rápidos se orienta la elección de acuerdo con el material a trabajar. /ara las aleaciones duras, se trabaja en seco o se emplean las emulsiones. o
S) & =*o1o 1 *r""+o
/ara los tornos automáticos se usan los aceites puros exentos de sustancias nocivas, dado que el operario se impregna las manos durante la puesta a punto de la máquina; para las operaciones de rectificado se emplean las emulsiones. /ara el taladrado se utilizan los aceites puros de baja viscosidad; para el fresado se emplean las emulsiones " para el brochado los aceites para altas presiones de corte o emulsiones.
BIBLIOGRAFIA
http*<??.scribd.com46FC=GFC=F6