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La termodinámica en el corte de metales
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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”EXTENSIÓN PUERTO ORDAZ
ESCUELA INGENIERIA INDUSTRIAL
TERMODINAMICA
EN EL CORTE DE METALES
Alumno:
Díaz Elis
Jhosfrank Rosal
Puerto Ordaz Noviembre, 2015
INTRODUCCION
Las propiedades mecánicas de los materiales nos permiten diferenciar
un material de otro ya sea por su composición, estructura o comportamiento
ante algún efecto físico o químico, estas propiedades son usadas en dichos
materiales de acuerdo a algunas necesidades creadas a medida que ha
pasado la historia, dependiendo de los gustos y propiamente de aquella
necesidad en donde se enfoca en el material para que este solucione a
cabalidad la exigencia creada.
La selección de la calidad y el material de la herramienta es un factor
importante que se debe tener en cuenta a la hora de planificar una operación
de mecanizado productiva.
La Termodinámica aporta los fundamentos científicos básicos. La
Termodinámica estudia, interpreta y explica sin interacciones energéticas que
surgen entre los sistemas materiales formulando las leyes que rigen dichas
interacciones.
TERMODINAMICA EN EL CORTE DE METALES MEDIANTE EL USO DE HERRAMIENTAS DE CORTE, DONDE EXISTE DESPRENDIMIENTO
DE VIRUTA.
Corte de metales. Tradicionalmente, el corte de metales se realiza en torno,
taladradoras, y fresadoras en otros procesos ejecutados por máquinas
herramientas con el uso de varias herramientas cortantes. Las partes se
producen desprendido metal en forma de pequeñas virutas. El trabajo central
de estas máquinas está en la herramienta cortante que desprende esas virutas.
Su objetivo principal es eliminar en forma de viruta, porciones de metal de la
pieza a trabajar, con el fin de obtener una pieza con medidas, forma y
acabados deseados.
Herramientas: Es el elemento cortante que se utiliza en las máquinas
herramientas con el fin de realizar operaciones de mecanizado y dar un
acabado a determinados materiales
PROCESOS QUE PROVOCAN DESPRENDIMIENTO DE VIRUTA
Las máquinas, aparatos, herramientas están formados por muchas piezas
unidades, tales como: pernos, armazones, ruedas, engranes, tornillos,
etc. Todas estas piezas obtienen su forma mediante procesos mecánicos,
fundición, forja, estirado, laminado, corte de barras y planchas y por sobre todo
mediante arranque de viruta.
Este proceso es muy empleado debido a la gran precisión que se logra en la
forma y su calidad en los acabados superficiales. Por lo general lo que se
hace es trabajar la piel sin arranque de viruta de tal modo que después
sea muy pequeño el arranque de viruta.
Las maquinas herramientas se pueden dividir en tres grupos:
Las que usan herramienta monofolio
Herramienta multifilo
Muelas abrasivas
LA FRESADORA
Esta es una máquina-herramienta que se denomina multifilo. La herramienta
multifilo está compuesta por dos o más filos cortantes, la mayoría de este tipo
de herramientas son de tipo rotatorio, teniendo un vástago cilíndrico o cónico
para ser sujetadas, o tiene un agujero para ser montadas.
Las fresadoras se dividen en dos clases:
Fresadora horizontal
Fresadora vertical
Sin embargo la fresadora universal puede adaptarse a las dos formas y la
fresadora consta de varios filos y gira con movimientos uniformes de esta
manera produce el arranque de viruta.
Fresadora
CEPILLO HIDRÁULICO
También conocido como planeado, es un proceso similar al limado, debido a
que el arranque de viruta también se produce de forma lineal. Y se utilizan
principalmente para el maquinado de superficies planas de grandes
dimensiones.
Estas máquinas no se utilizan para la producción en medianas y grandes series
debido a que los tiempos de maquinado utilizados por estas son muy largas.
Estas máquinas se clasifican en las que utilizan muelas abrasivas, estas
muelas abrasivas generalmente son de forma cilíndrica, de disco o de copa, y
están formadas por granos individuales de material muy duro generalmente son
de óxido de aluminio o de carburo de silicio.
RECTIFICADORA
La rectificadora se puede clasificar de diversas maneras según el tipo de
superficie a mecanizar: rectificadoras universales, cilíndricas, horizontales,
verticales, exteriores e interiores.
Cepillo Hidráulico
En el rectificador es posible corregir todas las imperfecciones de naturaleza
geométrica causada por posibles procesos realizados al material para lograr
ciertas características como son la: rugosidades superficiales, deformaciones.
Y el rectificador permite ajustar las dimensiones de una pieza en el orden de
milésimas de milímetro.
PROCESO DE TALADRADO
Es una máquina herramienta que consta con un motor que hace girar una
broca, perforando hoyos con diámetros y profundidades deseadas lo que
provoca el desprendimiento de viruta.
IMPORTANCIA DE LAS VARIABLES DE CORTE, CALOR, ENERGÍA Y TEMPERATURA EN EL PROCESO DE MANUFACTURA.
En todo proceso tenemos diversas variables las cuales afectan la entrada y
salida del proceso. Temperatura, nivel, flujo, presión de variables más comunes
en los procesos industriales, las cuales son monitoreadas y controladas por
medios de la instrumentación del proceso.
Las variables importantes del proceso de maquinado son la forma y el
materialde la herramienta, las condiciones de corte, como velocidad, avance
yprofundidad de corte; uso de fluidos de corte y las características de la
máquinaherramienta y del material de la pieza.Los parámetros influidos por
estas variables son las fuerzas y el consumo depotencia, desgaste de la
herramienta, el acabado y la integridad superficial,latemperatura y la exactitud
dimensional de la pieza
Variables de corte : Se usan en un número casi infinito de formas ytipos.
Algunas son herramientas de un solo filo (una sola arista cortante) y, aun
el tipo más simples; con la mayoría de las aristas cortantesrelacionadas,
una con la otra. Aunque cualquier forma es necesaria paraproducir
determinadas superficies, en cualquier caso, ciertas formas
deherramientas permiten la eliminación más eficiente del metal que
otras.
Variable de Calor: En la fundición, la energía se agrega en forma
decalor de modo que la estructura interna del metal se cambia y llega a
serliquida. En este estado el metal se esfuerza por presión, la cual
puedeconsistir de la sola fuerza de gravedad, en una cavidad con forma
dondese le permite solidificar. Por lo tanto, el cambio de forma se lleva a
cabocon el metal en dicha condición en la que la energía para la forma
esprincipalmente la del calor y se requiere poca energía en la fuerza
deformación
Variable de Energía : El fenómeno de la energía implica el
maquinado,puede ser conveniente considerar que se necesita en
algunos de losotros procesos de fabricación ver como lo defiere el
maquinado
Variable de Temperatura: Las propiedades al impacto de los
metalesdepende de la temperatura y para algunos materiales hay un
grancambio de resistencia a la falla con un cambio relativamente
pequeño detemperatura.
Uso de tablas físicas y químicas asociadas a la termodinámica de corte de metales. (Incluir las tablas sus análisis y ejemplos)
Las propiedades físicas y químicas de los materiales metálicos, cambian su
manera de comportarse y de reaccionar cuando se encuentran en ambientes y
situaciones especiales que pueden presentarse tanto durante su proceso de
fabricación como durante su empleo normal.
Tablas de VaporDe igual forma, la información proveniente de experimentación Las
propiedades de las sustancia puras se pueden conseguir en forma tabulada. o
Combina modelos termodinámicos para lograr la descripción de cada
fase
Buena precisión o Fácil uso
Diseñadas para entrar con P y T
Se dividen por zonas, de acuerdo a la fase o región de saturación de
relevancia para el sistema: Saturación: líquido-vapor o sólido-vapor
Líquido comprimido Vapor sobrecalentado. E
En general, para la mayoría de las sustancias, se considera el modelo de sólido
y líquido incompresible, es decir, el volumen de la sustancia en estas fases se
considera independiente de la presión en un proceso a temperatura constante,
por lo que no se suele generar información para la zona de líquido comprimido,
sólido y saturación sólido-líquido.
Estructura de las Tablas de Vapor Saturación
En esta tabla se muestran los valores de las propiedades termodinámicas en la
zona de saturación correspondiente.
Por ejemplo, en el caso de una mezcla líquido-vapor, para cada temperatura
tabulada se muestra la presión de saturación, los volúmenes específico,
entalpías, energías internas y entropías, tanto del vapor saturado como del
líquido saturado.
En el caso de saturación sólido-vapor se muestran las mismas propiedades
para la condición de sólido saturado y vapor saturado. El esquema general de
esta tabla es el siguiente:
Ejemplo: Agua en Saturación Líquido-vapor
El estado de una sustancia pura en mezcla líquido-vapor puede definirse al
conocer:
-T y v (ó h, u, s)
-P y v (ó h, u, s)
- x y T (ó P, v, h, u, s)
Recuerde que T y P son dependientes en saturación Donde calidad se define
como la relación entre la masa de vapor y la masa total de la mezcla:
X= mvapor/mtotal
Las propiedades de la mezcla:
v = vf (1 − x) + vgx , h = hf (1 − x) + hgx , u = uf (1 − x) + ug x , s = sf (1 − x) + sgx
Líquido Comprimido: para estás fases las tablas están caracterizadas por
mostrar la información por sub-tablas de presión, por lo que están diseñadas
para entrar con T y P.
SEGURIDAD INDUSTRIAL Y EL DESPRENDIMIENTO DE VIRUTAS EN EL PROCESO DE MANUFACTURA.
La seguridad industrial: Es el sistema de dispositivos obligatorio que tiene por objetivo la prevención que se ocupa de dar lineamientos o directrices generales para el manejo o la gestión de riesgos en la industria.
Las instalaciones industriales incluyen una gran variedad de operaciones de minería, transporte, generación de energía, transformación de productos químicos, fabricación y eliminación de residuos, que tienen peligros inherentes que requieren un manejo muy cuidadoso, así como adoptar, cumplir y hacer cumplir una serie de normas de seguridad y medidas preventivas.
Es todo aquel conjunto de normas, reglamentos, principios, legislación que se
establecen a objeto de evitar los accidentes laborales y enfermedades
profesionales en un ambiente de trabajo.Por ende en todo proceso de
manufactura donde exista desprendimiento de viruta no se está exento de sufrir
algún accidente ocupacional
Uno de los equipos comunes en los procesos de manufactura es el torno y al
este ser utilizados se debe tomar en cuenta las siguientes generalidades.
Los interruptores y las palancas de embrague de los tornos, se han de
asegurar para que no sean accionados involuntariamente.
Las arrancadas involuntarias han producido muchos accidentes.
Las ruedas dentadas, correas de transmisión, acoplamientos, e incluso
los ejes lisos,deben ser protegidos por cubiertas.
El circuito eléctrico del torno debe estar conectado a tierra. El cuadro
eléctrico al que esté conectado el torno debe estar provisto de un
interruptor diferencial de sensibilidad adecuada. Es conveniente que las
carcasas de protección de los engranes y transmisiones vayan provistas
de interruptores instalados en serie, que impidan la puesta en marcha
del torno cuando las protecciones no están cerradas.
Las comprobaciones, mediciones, correcciones, sustitución de piezas y
herramientas.
PARA PROTECCION AL PERSONAL
Se utilizaran gafas de protección contra impacto, sobre todo cuando se
mecanizan metales duros, frágiles o quebradizossegún la norma
Covenin 955-76 “Protectores Oculares y Faciales” específicamente clase
3: Anteojos de copa Tipo 3 Anteojos de copa para protección al
impacto.
Para la realizar operaciones de afilado de cuchillas se deberá utilizar
protección ocular según la norma Covenin 955-76 “Protectores Oculares
y Faciales” específicamente clase 3: Anteojos de copa
Conclusión
Se puede concluir que el proceso de corte de metales tiene
muchas variantes, y que es importante conocerlas para aplica el mejor
tipo de corte al metal.
También es importante conocer todos los factores que
intervienen en el proceso de corte, y así dicho proceso será exitoso.
BIBLIOGRAFÍA
http://es.slideshare.net/erikagamboa/teora-del-corte
Manufactura Industrial 1Manufactura Industrial 2