manufactura y su relacion con fisica.

2014Universidad Politcnica de San Luis PotosMercado Torres Roberto Ivn.Martnez Lugo Alejandro.

[manufactura y su relacion con fisica.]

INTRODUCCION.

La fsica es la forma que encontr el hombre para estudiar la naturaleza, sostenindose en la base de las matemticas. La importancia reside en intentar comprender (hasta donde se nos permite) como funciona la naturaleza. Mediante la fsica hemos logrado comprender que la misma fuerza que provoca la cada de una manzana de un rbol es la responsable de que la luna gire alrededor de la tierra, y sta alrededor del sol. Que la luz es un campo electromagntico, que la materia est compuesta por nfimas partculas elementales llamadas tomos. Que existen cuerpos con tanta masa concentrada que ni siquiera la luz escapa de ellos (agujeros negros).Adems, si no fuera por la fsica no existiran las computadoras, ni maquinas complejas gobernadas por computadoras en general. La industria no podra haberse desarrollado como lo est hoy en dia. No existiran los aviones ni los satlites. Ni siquiera podrias llevar los pantalones que tienes puestos.La fsica es maravillosa, pero cuidado: la naturaleza no est escrita en un lenguaje matemtico como dicen. Las teoras que propone el hombre no es lo que la naturaleza dicta. La naturaleza no se basa en funciones para evolucionar. El hombre (con sus virtudes y limitaciones) cre una teora para tratar de comprender la naturaleza y, por cierto, nunca sabremos como son sus engranajes.Entre tantas reas en las que la fsica acta se tratara la relacin entre la fsica y la industria manufacturera, en esta la fsica se lleva a cabo de diferentes formas tales como : el uso de poleas, fuerzas, movimiento angular, energas, etc.

En este reporte se pretende explicar la manera en que la fsica se relaciona con la industria manufacturera, se abarcara solamente tres aplicaciones de la fsica en la industria manufacturera: Torno Industrial Trituradora de Mandibula. Taladrora

Se explicara de forma detallada el funcionamiento de cada una de las maquinas as como el papel que juega la fsica en ellas.

I. Torno Industrial.

Se denominatornoa un conjunto demquinas y herramientasque permiten mecanizar piezas de forma geomtrica derevolucin. Estas mquinas-herramienta operan haciendo girar la pieza a mecanizar mientras una o varias herramientas de corte son empujadas en un movimiento regulado deavancecontra la superficie de la pieza, cortando lavirutade acuerdo con las condiciones tecnolgicas demecanizadoadecuadas. Desde el inicio de laRevolucin industrial, el torno se ha convertido en una mquina bsica en el proceso industrial de mecanizado.

La herramienta de corte va montada sobre un carro que se desplaza sobre unas guas o rieles paralelos al eje de giro de la pieza que se tornea, llamado eje Z; sobre este carro hay otro que se mueve segn el eje X, en direccin radial a la pieza que se tornea, y puede haber un tercer carro llamadocharriotque se puede inclinar, para hacer conos, y donde se apoya la torreta portaherramientas. Cuando el carro principal desplaza la herramienta a lo largo del eje de rotacin, produce elcilindradode la pieza, y cuando el carro transversal se desplaza de forma perpendicular al eje de simetra de la pieza se realiza la operacin denominadarefrentado.

Velocidad de corte

Se expresa en metros por minuto (m/min), tiene que ser elegida antes de iniciar el mecanizado y su valor adecuado depende de muchos factores, especialmente de la calidad y tipo de herramienta que se utilice, de la profundidad de pasada, de la dureza y la maquinabilidad que tenga el material que se mecanice y de la velocidad de avance empleada.A partir de la determinacin de la velocidad de corte se puede determinar las revoluciones por minuto que tendr el cabezal del torno, segn la siguiente frmula:

Donde n=velocidad angular y D=radio de la pieza.

Velocidad de avance

Es la velocidad relativa entre la pieza y la herramienta, es decir, la velocidad con la que progresa el corte. El avance de la herramienta de corte es un factor muy importante en el proceso de torneado.Cada herramienta puede cortar adecuadamente en un rango de velocidades de avance por cada revolucin de la pieza, denominadoavance por revolucin(fz). Este rango depende fundamentalmente del dimetro de la pieza, de la profundidad de pasada, y de la calidad de la herramienta.La velocidad de avance es el producto del avance por revolucin por la velocidad de rotacin de la pieza.

Donde N=avance y F=velocidad de rotacin.

Potencia de corte

La potencia de cortePcnecesaria para efectuar un determinado mecanizado se calcula a partir del valor del volumen de arranque de viruta, la fuerza especfica de corte y del rendimiento que tenga la mquina. Se expresa en kilovatios (kW).Para poder obtener el valor de potencia correcto, el valor obtenido tiene que dividirse por un determinado valor () que tiene en cuenta la eficiencia de la mquina. Este valor es el porcentaje de la potencia del motor que est disponible en la herramienta puesta en el husillo.

Donde Pces la potencia de corte (kW) Aces el dimetro de la pieza (mm) fes la velocidad de avance (mm/min) Fces la fuerza especfica de corte (N/mm2) es el rendimiento o la eficiencia de la mquina

II. Trituradora de Mandbula.

La trituradora de mandbula se destina principalmente al uso de la maquinaria detrituracinde primer nivel o primaria (trituracin gruesa y media), clasificada en el modelo de oscilacin sencilla, modelo de oscilacin compleja y el modelo de oscilacin mixta.

Est compuesta principalmente de armazn, eje excntrico, polea grande, volante, mandbula mvil, placa de proteccin lateral, placa codo, asiento trasero de paca codo, husillo regulador de holgura, resorte restaurador, mandbula fija y la mvil, etc.; entre cuales la placa codo tambin sirve de seguros.

Se adopta el acero al manganeso de alta intensidad, fundido y configurado de una vez, disponiendo las ventajas tales como resistencia a friccin y a presin, y larga vida de servicio, etc. Se aplica principalmente a la trituracin de las piedras grandes, medias y pequeas y los objetos correspondientes.

Principio de funcionamiento

En el funcionamiento, el motor elctrico rota por medio de que la polea conduce el eje excntrico, dejando la mandbula mvil acercar y distanciar peridicamente a la mandbula fija, realizando las mltiples trituraciones tales como extrusin, frotacin y enrodillamiento, etc.; para que las materias se cambien de lo grande a lo pequeo cayendo gradualmente hasta que se evacuen por la salida.

En el proceso de triturar las piedras grandes en las pequeas, la primera trituradora es generalmente la principal. La trituradora que tiene la historia ms larga y la ms fuerte es la de mandbula. En el momento de alimentar la trituradora de mandbula, las materias se echan desde el tope hasta la cavidad de trituracin con los dientes de mandbula que empujan con gran fuerza las materias hacia la pared para triturar las piedras en las pequeas.

III. Taladradora.

Eltaladroes unamquina herramientadonde se mecanizan la mayora de losagujerosque se hacen a las piezas en los talleres mecnicos. Destacan estasmquinaspor la sencillez de su manejo. Tienen dos movimientos: El derotacinde labrocaque le imprime elmotor elctricode la mquina a travs de unatransmisinporpoleasyengranajes, y el deavancede penetracin de la broca, que puede realizarse de forma manual sensitiva o de forma automtica, si incorpora transmisin para hacerlo.

Tiempo de mecanizado

Para poder calcular el tiempo de mecanizado de un taladro hay que tener en cuenta la longitud de aproximacin y salida de la broca de la pieza que se mecaniza. La longitud de aproximacin depende del dimetro de la broca.

Velocidad de rotacin de la broca

Lavelocidad de rotacindel husillo portabrocas se expresa habitualmente enrevoluciones por minuto(rpm). En las taladradoras convencionales hay una gama limitada de velocidades, que dependen de la velocidad de giro del motor principal y del nmero de velocidades de lacaja de cambiosde la mquina. En las taladradoras de control numrico, esta velocidad es controlada con un sistema derealimentacinque habitualmente utiliza unvariador de frecuenciay puede seleccionarse una velocidad cualquiera dentro de un rango de velocidades, hasta una velocidad mxima.La velocidad de rotacin de la herramienta es directamente proporcional a la velocidad de corte y al dimetro de la herramienta.

Velocidad de avance

La velocidad de avance es el producto del avance por revolucin por la velocidad de rotacin de la herramienta.

Potencia de corte

La potencia de cortePcnecesaria para efectuar determinado mecanizado se calcula a partir del valor del volumen de arranque de viruta, la fuerza especfica de corte y del rendimiento que tenga la taladradora. Se expresa en kilovatios (kW).Esta fuerza especfica de corteFc, es una constante que se determina por el tipo de material que se est mecanizando, geometra de la herramienta, espesor de viruta, etc.Para poder obtener el valor de potencia correcto, el valor obtenido tiene que dividirse por un determinado valor () que tiene en cuenta la eficiencia de la mquina. Este valor es el porcentaje de la potencia del motor que est disponible en la herramienta puesta en el husillo.

donde Pces la potencia de corte (kW) Aces el dimetro de la broca (mm) pes la profundidad de pasada (mm) fes la velocidad de avance (mm/min) Fces la fuerza especfica de corte (N/mm2) es el rendimiento o la eficiencia de la mquina

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