Capítulo I

Introducción a las Máquinas-Herramientas

Material didáctico preparado por:

Dr. Alejandro López Ibarra y M. En Enrique Alejandro López Baltazar

Docentes-Investigadores

Universidad Autónoma de Zacatecas

“Francisco García Salinas”

Área de Ciencias e Ingeniería

Unidad Académica de Ingeniería

Líneas de investigación:

-Procesos y Materiales

-Caracterización y soldabilidad de aleaciones metálicas

-Maquinabilidad de materiales

Tecnología Mecánica I

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Objetivo

Conocer los tipos de máquinas-herramientas y

operaciones que realizan, así como también

identifique las variables que intervienen en el

proceso de maquinado y comprenda los principios

del corte de los materiales con arranque de viruta y

que obtenga un panorama general del ámbito de

competencia y su importancia en la industria metal-

mecánica.

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Contenido

I. Introducción.

II. Clasificación de los Procesos de Manufactura.

III. Definición de Maquinado o Arranque de Viruta.

IV. Ámbito de competencia de los procesos de arranque de viruta

V. Clasificación de las Máquinas-Herramientas.

VI. Operaciones en las Máquinas-Herramientas

VII. Ejemplos de trabajos realizados en el Programa de IngenieríaMecánica

VIII. Proyectos de investigación

I. Introducción

5

I. Introducción

6

Fundición Deformación

plástica

Arranque de

viruta

Producto funcional

I. Introducción

7

I. Introducción

Proceso: se puede definir en general

como un cambio en las propiedades de

un objeto, incluyendo geometría, dureza,

estado y contenido de información.

1) Material

2) Energía

3) Información

Procesos de material: son aquellos que

producen cambios geométricos, y/o

cambios en las propiedades de los

materiales.

Agentes

especiales {

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La manufactura moderna es una actividad

que requiere recursos humanos,

materiales, máquinas y capital, los cuales

deben organizarse, coordinarse y

controlarse para lograr una producción

eficiente, económica y competitiva.

Procesos de Manufactura: Es la

coordinación de personal, herramientas y

máquinas para convertir las materias

primas mediante cambios geométricos y/o

propiedades en productos útiles.

Manufactura: conversión de los materiales

en productos útiles.

I. Introducción

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Etapas básicas para la manufactura de un producto

Investigación y desarrollo del producto

Planeación y herramental para la producción

Manufactura

Comercialización

I. Introducción

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II. CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA

1. Según el tamaño

2. Según el producto

3. Según el tipo de sistema de manufactura

4. Según el tipo

de material

5. Según el tipo

de proceso

6. Flujo del material

7. Básicos y especiales para

metalesa) Número de empleados

b) Volumen de ventas

c) Número de piezas

8. Impacto ambiental

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a) Número de empleados

México

(Nafinsa)

Microempresa

de 1 a 15

Pequeña

empresa

de 16 a 100

Mediana empresa

de 101 a 250

Grande empresa

más de 250

Unión

Europea

Pequeña empresa

< 50

Mediana empresa

de 50 a 250

Grande empresa

> 250

II. CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA

12

b) Volumen de ventas

Pequeña empresa

- Activo neto < 200x106 pesetas

- Ventas < 850x106 pesetas

Mediana empresa

- Activo neto oscila entre 200x106 y 450x106 pesetas

- Ventas oscilan entre 850x106 y los 1,750x106 pesetas

Grande empresa

- Activo neto > 450x106 pesetas

- Ventas > 1750x106 pesetas

II. CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA

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c) Número de piezas

Masiva

(>100,000 piezas/año)

Moderada

(2,500 a 100,000 piezas/año)

Limitada

(10 a 500 piezas/año)

II. CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA

14

Según el tipo de producto

Alimentos

Medicamentos

Textil

Automotríz.

Naval

Aeronáutica

Ferroviaria

Electrónica y Eléctrica

Construcción

Mobiliario

Cerámicos.

Petroquímica

Metal - Mecánica

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Según el tipo de sistema de manufactura

Sistema Fijo Sistema Flexible

16

4. Según el tipo de material

Metales Polímeros Cerámicos

Compuestos Otros

II. CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA

17

5. Según el tipo de proceso

Cambian la forma Ensamble

Cambian las propiedades

mecánicasAcabado superficialArranque de viruta

II. CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA

18

6. Según el flujo del material

Flujo Divergente (reducción de masa)

Flujo Directo (conservación de

masa)

Flujo Convergente (ensamble y/o unión)

II. CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA

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7. Básicos y especiales

Fundición Deformación plástica Maquinado

Soldadura Tratamientos térmicos Metalurgia de polvos

Básicos

Especiales

II. CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA

20

8. Impacto ambiental

Fundición Deformación plástica Maquinado

Soldadura Tratamientos térmicos Metalurgia de polvos

II. CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA

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Procesos que cambian la forma del material

METALURGIA EXTRACTIVA

FUNDICIÓN

CONFORMADO EN FRÍO Y EN CALIENTE

METALURGIA DE POLVOS

MOLDEO DE PLÁSTICO

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Procesos para el ensamble o unión de materiales

SOLDADURA POR FUSIÓN

SOLDADURA DEL ESTADO SÓLIDO

SOLDADURA FUERTE Y BLANDA

ENSAMBLE CON ELEMENTOS ROSCADOS

REMACHADO

ENSAMBLE POR PEGADO

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Procesos para modificar las propiedades de los metales

TRATAMIENTOS TÉRMICOS

TRABAJADO EN CALIENTE

TRABAJADO EN FRIO

TRATAMIENTOS TERMOMECÁNICOS

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Procesos para el acabado superficial

PULIDO

RECTIFICADO

TAMBOREO

ELECTRORRECUBRIMIENTO

BRUÑIDO

PULVERIZADO

ANODIZADO

GALVANIZADO

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Procesos de arranque de viruta

MAQUINADO MEDIANTE MÉTODOS

CONVENCIONALES

MAQUINADO MEDIANTE METODOS NO

CONVENCIONALES

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Procesos según el sistema de Flujo del material

Flujo Convergente (ensamble o unión)

Flujo directo (conservación de masa)

Flujo Divergente (reducción de masa)

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Según la categoría

QuímicosTérmicosMecánicos

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Procesos Básicos y especiales para metales

Arranque de viruta

Deformación Plástica

Fundición

Básicos

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Especiales

Metalurgia de Polvos

Tratamientos Térmicos

Soldadura

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III. Definición de maquinado o proceso de

arranque de viruta.

Fundición Deformación Plástica

- Forma

- Dimensiones

- Acabado superficial

Producto funcional

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-Forma

-Dimensiones

-Acabado superficial

Remoción de material

Producto funcional o ensamblable

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III. ¿Cuál es la definición de Maquinado o

Arranque de Viruta?

¿Cuál es la definición de Maquina-Herramienta?

Arranque de Viruta

Manual

Arranque de Viruta a

Máquina

Máquina-Herramienta

IV. Ámbito de competencia de los procesos

de arranque de viruta

Arranque

de viruta

Aptitud para el servicio

Supervisión, calificación,

certificación, control y

aseguramiento de la calidad

Caracterización y

selección de aleaciones

metálicas

Recuperación de

piezas

Procesos

Metalurgia Física

Costos

Seguridad e higiene

Metales

Desarrollo sustentable

(Impacto ambiental)

Diseño

Análisis de fallas

Diagnóstico,

pronóstico y

prevención de fallas

Análisis de la Integridad

estructural

Diseño de

experimentos

34

Arranque de viruta manual

35

V. Clasificación de las Máquinas-

Herramientas

Convencional No Convencional

Arranque de Viruta

Clasificación de las Máquinas-Herramientas

para el Maquinado Convencional

Según el tipo de

generación de superficies.Según el tipo

de operación

Según el grado del

acabado

superficial

Planas Revolución

Según el grado de

automatización

Mecánicas CNC

Según el

Tamaño

Según el tipo de

herramienta de corte

Monofilo

Multifilo

Abrasivos

¿Impacto ambiental?

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Superficies

Planas

Superficies de

Revolución

Movimiento

rotativo

Movimiento

alternativo

Herramienta Fija

Pieza Móvil

(Cepilladora de mesa)

Herramienta Móvil

Pieza Fija

(Cepilladora de codo,

brochadora, sierra,

mortajadora)

Herramienta Fija

Pieza Móvil

(Tornos)

Herramienta Móvil

Pieza Fija

(Taladradoras, Fresadoras,

Rectificadoras,

Mandrinadoras)

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Máquinas-Herrramientas de Movimiento Alternativo:

Herramienta Fija - Pieza Móvil

Cepilladora de Mesa

39

Máquinas-Herramientas de Movimiento Alternativo:

Herramienta Móvil - Pieza Fija

40

Máquinas-Herramientas de Movimiento Rotativo:

Herramienta Móvil - Pieza Fija

41

Máquinas-Herramientas de Movimiento Rotativo:

Herramienta Fija - Pieza Móvil

42

43

Clasificación del Maquinado

No Convencional

Maquinado por

Chorro de

Abrasivo (MCA)

Maquinado

electroquímico

Maquinado con

chorro de líquido

Maquinado

Ultrasónico

44

“Máquinas-herramientas que utilizan

herramientas monofilo”

45

TORNOS

Torno paralelo CNCTorno paralelo o

de puntas

46

TORNOS

Torno revólver Torno vertical

47

TORNOS

Torno al aire Torno horizontal

48

TORNOS

Torno copiador

49

MANDRINADORA

50

MORTAJADORA

51

CEPILLADORAS

Cepilladora de mesa

52

CEPILLADORAS

Cepilladora de codo

53

“Máquinas-herramientas que utilizan

herramientas multifilo”

54

TALADRADORAS

Columna Radial

55

FRESADORAS

VerticalHorizontal

56

FRESADORAS

Vertical universal Horizontal universal

57

FRESADORAS

Fresadora con fresa madre

58

FRESADORAS

Centro de maquinado

59

BROCHADORAS

Vertical Brochas y piezas

60

BROCHADORAS

Horizontal

61

SIERRAS

Sierra cinta Sierra alternativa

“Máquinas-herramientas que utilizan

ruedas abrasivas”

Actividad complementaria

Visitar una empresa o Taller en la cual realizan

maquinado mediante ruedas abrasivas

VI. TIPOS DE OPERACIONES EN LAS

MÁQUINAS-HERRAMIENTAS

Tornos Cepilladoras

Mandrinadora Mortajadora 63

TIPOS DE OPERACIONES EN LAS

MÁQUINAS-HERRAMIENTAS

Taladradoras Fresadoras

Sierra cinta

Brochadoras

Rectificadora64

TORNOS

Cilindrado (desbastado y afinado)

Roscado65

TORNOS

Taladrado

Moleteado Moleteador

66

TORNOS

Rectificado Torneado duro Tronzado

Ranurado, refrentado y torneado interior

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TORNOS

Torneado cónico

Desplazamiento del cabezal móvil Carrillo compuesto o auxiliar

Regla guíaHerramienta de forma

68

Torneado de forma

TORNOS

69

TORNOS

Avellanado

Abocardado

Escareado

70

CEPILLADORA

71

FRESADORA

72

TALADRADORA

73

RECTIFICADORA

74

ASERRADORAS

TORNO-FRESADORA

76

V. Operaciones en las máquinas-herramientas

OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS

OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS

OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS

OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS

OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS

OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS

OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS

OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS

OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS

OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS

OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS

OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS

OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS

OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS

OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS

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1. Máquinas-herramientas que utilizan herramientas de corte monofilo

- Tornos

- Mandrinadora

- Cepilladoras

- Mortajadora

2. Máquinas-herramientas que utilizan herramientas de corte multifilos

- Taladradoras

- Fresadoradoras

- Brochadoras

3. Máquinas-herramientas que utilizan muelas o ruedas abrasivas

- Rectificadoras

VII. Ejemplos de trabajos realizados

Efecto de la velocidad de corte y profundidad sobre la rugosidad

Tipo de viruta y desgaste de la herramienta de corte

VIII. Proyectos de Investigación

- Maquinabilidad de los materiales mediante el torno CNC

- Influencia de las condiciones de corte sobre el acabado

superficial, la duración de la herramienta y economía en

el maquinado.

- Obtención de modelos matemáticos para obtener

ecuaciones de regresión con el fin de predecir el

comportamiento o el efecto de la relación entre las

condiciones de corte y las variables dependientes