Procesos de Manufactura II.

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1.-Forjado en dado abierto El caso más simple de forjado consiste en comprimir una parte de sección cilíndrica entre dos dados planos, muy semejante a un ensayo de la compresión. Esta operación de forjado se conoce como recalcado o forjado para recalcar, reduce la altura de material de trabajo e incrementa su diámetro. Proceso Este proceso se puede describir como una pieza sólida colocada entre dos matrices planas o dados, cuya altura se reduce por compresión. Este proceso también recibe el nombre de recalcado o forjado con dado plano. Las superficies del dado pueden tener cavidades sencillas para producir forjados sencillos. En este proceso se mantiene el volumen constante, toda la reducción de la altura provoca el aumento del diámetro de la pieza forjada. Forjado con dado impresor Llamado algunas veces forjado en dado cerrado, se realiza con dados que tienen la forma inversa a la requerida para la parte. Este proceso se ilustra en una secuencia de tres pasos en la figura 3.20. Proceso

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1.-Forjado en dado abierto El caso ms simple de forjado consiste en comprimir una parte de seccin cilndrica entre dos dados planos, muy semejante a un ensayo de la compresin. Esta operacin de forjado se conoce como recalcado o forjado para recalcar, reduce la altura de material de trabajo e incrementa su dimetro.

ProcesoEste proceso se puede describir como una pieza slida colocada entre dos matrices planas o dados, cuya altura se reduce por compresin. Este proceso tambin recibe el nombre de recalcado o forjado con dado plano. Las superficies del dado pueden tener cavidades sencillas para producir forjados sencillos. En este proceso se mantiene el volumen constante, toda la reduccin de la altura provoca el aumento del dimetro de la pieza forjada.

Forjado con dado impresor Llamado algunas veces forjado en dado cerrado, se realiza con dados que tienen la forma inversa a la requerida para la parte. Este proceso se ilustra en una secuencia de tres pasos en la figura 3.20. ProcesoLos procesos de preformado, como el forjado con dados convexos y cncavos, se utilizan para distribuir el material en las diferentes zonas de la pieza bruta, parecido a cmo se conforma la masa para hacer bizcochos.En el forjado con dado cncavo, el material de la pieza se aleja de una regin. En el forjado con dado convexo se junta en una regin localizada. Seguidamente a la pieza se le da la forma aproximada de la forma final con un proceso llamado bloqueo utilizando dados bloqueadores. Finalmente es el acabado del proceso de forja en matrices de estampado en el que la pieza obtiene su geometra final. La rebaba se elimina normalmente mediante troquelado.

HerramientasYunqueEl yunque de herrero se remonta a miles de aos, cuando los hombres prehistricos usaban una roca para dar forma al metal y eventualmente la herramienta se convirti a su forma actual. El yunque dispone de una forma cnica llamada cuerno unida a una pieza slida de acero rectangular. La herramienta viene en muchos tamaos dependiendo del tipo de metal del que est forjada. El herrero utiliza el yunque de acero endurecido para dar forma a metal caliente de la manera deseada. El yunque proporciona una superficie dura sobre la cual golpear el metal cuando se vuelve maleable despus de haber sido calentado a la temperatura deseada en una forja.MartilloEl herrero utiliza una variedad de martillos para golpear el metal. Adems de dar forma, los martillos se utilizan para cortar y extraer metales. En este proceso el martillo golpea al acero al rojo vivo para alargarlo. Los martillos de herrero varan en forma, pero por lo general cuentan con un extremo cuadrado y otro en forma de cua para cortar acero caliente. Deben ser de peso moderado porque el herrero tiene que servirse de ellos todo el da, por lo general pesan alrededor de 2 1/2 libras (1,13 kg). Un martillo de herrero tiene propiedades similares al martillo moderno en cuanto al peso y la forma, con la excepcin del borde de corte.CincelLos cinceles se utilizan para cortar el acero caliente con el golpe del martillo. El acero se calienta hasta alcanzar un color rojo cereza, luego se toma el acero y se lo coloca sobre el yunque en posicin horizontal. Un ayudante sostiene el acero y el herrero tiene un cincel en una mano y el martillo en la otra. El herrero coloca el cincel sobre el metal caliente y da un golpe, cortando el metal.PinzasLas pinzas estn forjadas con largas piezas de acero al carbono y se ven como si fueran pinzas para ensaladas gigantes y gruesas. Una vez que el metal ha sido calentado a la temperatura deseada, un herrero emplea pinzas para mover el metal sobre el yunque o morsa. Las pinzas se utilizan tambin para sostener el metal al momento de golpear sobre el yunque.BatnFuller se estn formando herramientas de diferentes formas utilizadas en la fabricacin de ranuras o huecos. Se utilizan a menudo en pares, la parte inferior ms completa tiene un vstago cuadrado que se ajusta en el agujero resistente en el yunque, mientras que la parte superior tiene un mango ms completa. El trabajo se coloca en la parte inferior ms completa y la parte superior se coloca en el trabajo y golpe con un martillo. La parte superior ms completa tambin se utiliza para el acabado de esquinas redondas y para el estiramiento o la propagacin de metal.ResistenteThe Hardy es una herramienta de corte similar al cincel. Se utiliza como un cincel o un martillo para el corte de metales calientes y fros. Tiene una espiga cuadrada que encaja en el agujero resistente en el yunque, con el filo hacia arriba. El metal a cortar se coloca a la vanguardia y la golpe con un martillo. Tambin se utilizan con el conjunto de herramientas que se colocan sobre la pieza de trabajo y la golpearon.Slack baeraUna baera de demora es por lo general un recipiente grande lleno de agua, salmuera o aceite utilizado por un herrero para saciar metal caliente. Se cree que el trmino que deriva de la palabra "repose", como en el apagado del calor.

2.- Caractersticas del proceso de extruido as como de su equipo. Es un proceso utilizado para crear objetos conseccintransversal definida y fija. El material se empuja o se extrae a travs de un troquel de una seccin transversal deseada.Puede ser continua (produciendo tericamente de forma indefinida materiales largos) o semicontinua (produciendo muchas partes). El proceso de extrusin puede hacerse con el material caliente o fro.Los materiales extruidos comnmente incluyenmetales,polmeros,cermicas, hormigny productos alimenticios.El proceso comienza con el calentamiento del material. ste se carga posteriormente dentro del contenedor de la prensa. Se coloca un bloque en la prensa de forma que sea empujado, hacindolo pasar por el troquel. Si son requeridas mejores propiedades, el material puede ser tratado mediantecalorotrabajado en fro.El radio de extrusin se define como el rea de la seccin transversal del material de partida dividida por el rea de seccin transversal del material al final de la extrusin. Una de las principales ventajas del proceso de extrusin es que este radio puede ser muy grande y an producir piezas de calidad.

Tipos de extrusin:

Equipamiento:Existen diferentes variaciones en el equipamiento deeste proceso, se distinguen por cuatro caractersticas fundamentales:1. Movimiento de la extrusin con relacin al material que ser sometido a extrusin: Si el troquel se sostiene de forma estacionaria y el material de partida se mueve hacia l, se trata de una "extrusin directa". Si el material de partida est estacionario y el troquel se mueve hacia el material de partida, se trata entonces de una "extrusin indirecta".2. La posicin de la prensa, ya sea vertical u horizontal.3. El tipo de manejo, ya sea hidrulico o mecnico.4. El tipo de carga aplicada, ya sea convencional (variable) ohidrulica.

Extrusin directa:tambin conocida como extrusin delantera, es el proceso ms comn de extrusin. ste trabaja colocando la barra en un recipiente fuertemente reforzado. La barra es empujada a travs del troquel por el tornillo o carnero. Hay un dummy block reusable entre el tornillo y la barra para mantenerlos separados. La mayor desventaja de este proceso es la fuerza requerida en la extrusin de la barra, es mayor que la necesitada en la extrusin indirecta porque la fuerza defriccinintroducida por la necesidad de la barra de recorrer completamente el contenedor. Por eso la mayor fuerza requerida es al comienzo del proceso y decrece segn la barra se va agotando. Al final de la barra la fuerza aumenta grandemente porque la barra es delgada y el material debe fluir no radialmente para salir del troquel. El final de la barra, llamado tacn final, no es usado por esta razn.Extrusin indirecta:En la extrusin indirecta, tambin conocida como extrusin retardada, la barra y el contenedor se mueven juntos mientras el troquel est estacionario. El troquel es sostenido en el lugar por un soporte el cual debe ser tan largo como el contenedor. La longitud mxima de la extrusin est dada por la fuerza de la columna del soporte. Al moverse la barra con el contenedor, la friccin es eliminada.

3.- Elementos de un troquelEl troquel consta de varias partes o elementos entre ellos podemos listar:Porta troquelPunznPilotoPorta punzonesSufrideraPlanchador, expulsor y puente (mascarilla)BotadoresGuasMatrizBoquillasPostesTazasElevadoresBarras limitadoras o de ajustePlacas paralelasBujes embalados, etc.

Troqueles de perforacin, utilizados para hacer agujeros en la pieza.

Los troqueles de corte se utilizan para estampar una forma determinada en una lmina de metal para operaciones posteriores.

Los troqueles de flexin y doblado estn diseados para efectuar pliegues simples o compuestos en la pieza en bruto.

Los troqueles de embutir se emplean para crear formas huecas. Para lograr una seccin reducida en una parte hueca, como el cuello de un cartucho de fusil, se utilizan troqueles reductores especiales. Cuando la pieza terminada debe tener una protuberancia en la parte inferior o central suelen emplearse troqueles hidrulicos. En stos el cuo se sustituye por un pistn que introduce en la pieza agua o aceite a presin, lo que obliga al metal a doblarse hacia fuera contra la matriz.

Los troqueles de rebordeado forman un reborde curvo en piezas huecas. Un tipo especial de troquel de rebordeado, llamado troquel de costura con alambre, enrolla firmemente los bordes externos del metal alrededor de un alambre que se inserta para dar resistencia a la pieza.

Los troqueles combinados estn diseados para realizar varias de las operaciones descritas en un nico recorrido de la prensa; los troqueles progresivos permiten realizar diversas operaciones sucesivas de modelado con el mismo troquel.

4.- Describe los mtodos de maquinado avanzado

-Rectificado qumico y electroqumico: El ECM, llamado maquinado electroltico remueve el metal esencialmente por desplateado. Su aplicacin ms comn es la formacin de agujeros y cavidades de la manera indicada en la figura B. El electrolito se bombea a travs de un claro de menos de 25m hasta 250 mm de espesor entre la herramienta (el ctodo) y la pieza de trabajo (el nodo). La corriente elctrica quita electrones de la superficie de la pica de trabajo y libera iones. En el plateado de metal los iones se transportan y se depositan en el ctodo, pero en el ECM esos iones se combinan con los iones hidroxilo de la solucin y forman un lodo que se arrastra por el flujo del electrolito. Se libera hidrgeno en la herramienta y no se remueve o aade metal a ella, de modo que la herramienta no cambia de tamao o forma. El electrodo (herramienta) se alimenta a una constante en la pieza de trabajo y el agujero o cavidad se forma con la misma forma de la herramienta. El electrodo est aislado para evitar la accin electroltica y la remocin de metal detrs de la punta y as mantener derecho el agujero, como se indica en la figura B. En algunos casos el electrodo puede dejarse desnudo y an drsele un perfil particular para formar Inclinacin o conicidad en una cavidad.Los propsitos del electrolito son conducir la electricidad, combinarse qumicamente con los iones metlicos y eliminarlos, arrastrar el calor y producir gas que evita el plateado en las herramientas. La solucin ms usada es agua salada pero se pueden agregar otras sustancias para mejorar la eficiencia con diversos materiales de trabajo y en ciertas operaciones para disminuir la corrosin y el ataque lntergranular. El fluido se bombea con un gasto de 75 a 375 litros / min. (20 a 100 gal / min.)

-Erosionado y electoerosionado: La electroerosin es un proceso de fabricacin tambin conocido como mecanizado por descarga elctrica o EDM (por su nombre en ingls, electrical discharge machining).El proceso de electroerosin consiste en la generacin de un arco elctrico entre una pieza y un electrodo en un medio dielctrico para arrancar partculas de la pieza hasta conseguir reproducir en ella las formas del electrodo. Ambos, pieza y electrodo, deben ser conductores, para que pueda establecerse el arco elctrico que provoque el arranque de material.Bsicamente tiene dos variantes:El proceso que utiliza el electrodo de forma, conocido como ram EDM, donde el trmino ram quiere decir en ingls ariete y es ilustrativo del choque del electrodo contra la pieza o viceversa (pieza contra el electrodo).La que utiliza el electrodo de hilo metlico o alambre fino, WEDM (donde las siglas describen en ingls wire electrical discharge machining).

-Maquinado y corte con rayo lser: El mecanizado con lser es un proceso especial o proceso no convencional de mecanizado de ndole trmica, que no genera viruta, en el que la eliminacin del material se provoca por la fusin y vaporizacin del mismo al concentrar en zonas localizadas elevadas temperaturas.'LASER' son las siglas del ingls 'Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation', lo que en castellano significa Amplificacin de luz mediante emisin estimulada de radiacin. El mecanizado con lser, comparado con los procesos convencionales de arranque de viruta, presenta una mejor precisin y acabado superficial (rugosidad), siempre y cuando no lo comparemos con los procesos de superacabado.Otros aspectos importantes son que se pueden obtener determinadas formas complejas no obtenibles por procesos convencionales, y que se pueden mecanizar materiales muy duros.

-Corte con haz de electrodos: Consiste de un flujo colimado de electrones libres dotados de una velocidad elevada.La carga elctrica de los electrones permite la aceleracin de los mismos mediante campos electrostticos, permitiendo un elevado control y estabilidad en los parmetros esenciales. La velocidad aumenta en forma lineal con la tensin de aceleracin.Dependiendo en forma directa del nmero de electrones y de su velocidad, el haz as formado posee una cantidad de energa.La tendencia a que el haz se ensanche se produce debido a que los electrones se repelen por su carga elctrica, entonces la seccin transversal del haz ser mayor, cuanto ms elevada sea la intensidad del haz y por lo tanto el nmero de electrones.Para conseguir un haz de seccin muy fina, debemos corregir la divergencia inherente del haz.Encontramos un elemento denominado lente electromagntica que hace posible la concentracin del haz, se crea un campo magntico al paso de la corriente elctrica mediante una bobina de hilo conductor.Este campo concentra los electrones, reduciendo la seccin del haz.Al desviar el haz mediante bobinas electromagnticas, estamos desviando los electrones de su trayectoria rectilnea.El haz formado, con el simple choque de partculas ( electrones ) con las molculas del aire, de dispersan, y esto se debe a la reducida masa de los electrones.A causa de esto la generacin y propagacin directa del haz de electrones slo son posibles en una atmsfera de vaco.

Corte y soldadura con arco de plasmaLasoldadurapor arco plasma conocida tcnicamente como PAW (Plasma Arc Welding), y utiliza los mismos principios que la soldadura TIG, por lo que puede considerarse como un desarrollo de este ltimo proceso. Sin embargo, tanto la densidad energtica como las temperaturas son en este proceso mucho ms elevadas ya que el estado plasmtico se alcanza cuando un gas es calentado a una temperatura suficiente para conseguir su ionizacin, separando as el elemento enionesy electrones.Corte con chorro de agua y chorro abrasivo

El chorro de agua abrasivo es cientos, si no miles de veces ms potente que el chorro de agua pura. Tanto el chorro de agua como el chorro de agua abrasivo tienen sus aplicaciones. Mientras que el chorro de agua pura corta materiales blandos, el chorro de agua abrasivo corta materiales duros, tales como metales, piedra, materiales compuestos y cermica.Los chorros de agua abrasivos que utilizan parmetros estndar pueden cortar materiales hasta una dureza igual y ligeramente superior a la cermica de xido de aluminioPulverizado y compactacin de materiales

Es un proceso de produccin en masa donde se emplean polvos de un solo metal, varios metales o una mezcla de metales y no metales. Esencialmente consiste del mezclado mecnico de polvos, que se compactan en matrices o dados a altas presiones y esta parte compactada se calienta a una temperatura inferior a la del punto de fusin del material principal. Las partculas se unen formando una pieza fuerte individual similar a la que se obtendra al fundir los mismos materiales. A veces se hace un segundo prensado para mejorar las propiedades o exactitud dimensional de la pieza.

Maquinado de materiales cermicos

En general, estos materiales presentan una baja maquinabilidad, debido, principalmente, a la presencia de porosidad en la pieza, lo que disminuye sus propiedades mecnicas y reduce de forma drstica la conductividad del material. El efecto de la porosidad en la pieza provoca un contacto no continuo entre la pieza y la herramienta, lo convierte el proceso en un modelo de corte interrumpido. Este fenmeno provoca continuas oscilaciones de las fuerzas de corte, microchoques y vibraciones, a los que se ve sometida la pieza.