República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del poder popular para la educación

I.U.P "Santiago Mariño"

Esc: 45 Sección: S

Materia: Proceso de Manufactura

Procesos de

mecanizado por

arranque de virutas

Prof. Alcides Cádiz

Integrantes:

Crismarina Yory

Jessica Sifontes

Puerto Ordaz , Estado bolívar 20/11/14

INTRODUCCION

El Hombre desde los tiempos de antaño ha tratado de facilitar su estándar de

vida mediante distintos inventos, fue así como llego la era de los metales,

donde el hombre comenzó a fabricar herramientas con mayor detalle y

confección que le ayudaran en este largo caminar de la Historia.

En este ámbito el hombre fue desarrollando múltiples técnicas de fabricación,

hasta llegar nuestros tiempos donde aparecieron distintos tipos de metales,

aleaciones, que fueron dando distintas propiedades a los materiales que iba

utilizando, tanto así que el hombre tuvo que introducirse en otro tema, los

llamados procesos de fabricación de herramientas o piezas, puesto que cada

material tendría distinto tipo trabajo debido a su naturaleza metálica.

Fue así como llegamos a este trabajo que se enfocara en lo que son los

llamados procesos de manufactura, y los procesos mecánicos cav (con

arranque de viruta), analizando con mayor detalle los últimos, dando su

definición y algunas especificaciones de sus procesos. Este trabajo será de

gran utilidad a aquellos ingenieros o estudiantes de ingeniería que pretenden

tener mayor información sobre este ámbito de los materiales y la mecánica

Esto también implica la Termodinámica en donde se encuentra la explicación

racional del funcionamiento de la mayor parte de los mecanismos que posee el

hombre actual, La termodinámica en el corte de metales, mediante el uso de

herramientas de corte, donde existe desprendimiento de viruta Es importante

describir lo que es el corte de metales, esta es Tradicionalmente, un corte que

se realiza en torno, taladradoras, y fresadoras en otros procesos ejecutados

por máquinas herramientas con el uso de varias herramientas cortantes.

Procesos de mecanizado por arranque de virutas

En el mecanizado por arranque de viruta se eliminan trozos de material

mediante herramientas con filos perfectamente definidos. Los más habituales

son:

Serrado

Limado

Taladrado

Roscado

Torneado

Fresado

Brochado

Mortajado

1. Serrado

Puede ser un proceso manual o realizado mediante máquina herramienta, pero

el principio es el mismo: deslizar una hoja de sierra hacia adelante y hacia

abajo para realizar el corte del material.

2. Limado

Es un proceso manual, la forma más antigua de sacar viruta. Tiene poca

capacidad de arranque y se utiliza para ajustes, por lo que se precisa de una

mano de obra bastante especializada. Hay diferentes tipos de limas

dependiendo del tamaño de los dientes y de la sección de la lima.

TIPO SECCIÓN TRANSVERSAL

plana

cuadrada

triangular

circular

cuchillo

3. Taladrado

Es la operación consistente en realizar agujeros circulares en una pieza. Para

ello se monta en la máquina de taladrar una herramienta llamada broca, que

gira para penetrar eliminando virutas del material a taladrar.

Algunos tipos de taladros:

Taladro de mano

Taladro de sobremesa Taladro de columna

Taladro radial

4. Roscado

El roscado puede realizarse manualmente o con máquina herramienta. Si se

hace manualmente podremos realizar una rosca dentro de un agujero (rosca

hembra), para lo que utilizaremos una herramienta llamada macho de roscar.

Para realizar una rosca exterior o rosca macho, se utiliza una herramienta

llamada terraja.

Tanto una como otra consiste en girar una herramienta de corte

introduciéndola en un agujero previo (macho) o girándola en torno a una

varilla (terraja) sirviéndose de un utensilio para girarlas con facilidad llamado

volvedor.

Como hemos dicho también puede roscarse en máquinas como taladros o

fresadoras o en máquinas especialmente adaptadas a la realización de roscas

(roscadoras), acoplando la herramienta de corte a dicha máquina.

5. Torneado

Es un procedimiento para crear superficies de revolución por arranque de

viruta. Llamamos superficies de revolución a aquellas en las que si hacemos un

corte por un plano perpendicular a su eje, la sección es circular. La máquina

que se utiliza para el torneado se denomina torno.

En esta máquina, la

pieza tiene un

movimiento circular o

rotatorio y la

herramienta lineal.

El tipo de piezas que

podemos realizar

combinando estos tres

movimientos

principales es muy

variado en función del

diámetro, la longitud, la

complejidad de las

formas a mecanizar,

etc.

En esta máquina, la

pieza tiene un

movimiento circular o

rotatorio y la

herramienta lineal.El

tipo de piezas que

podemos realizar

combinando estos tres

movimientos

principales es muy

variado en función del

diámetro, la longitud, la

complejidad de las

formas a mecanizar,

etc.

La pieza a mecanizar irá amarrada mediante un sistema de fijación (plato de

garras, pinza, plato liso, …) y tendrá movimiento rotatorio y la herramienta de

corte irá fijada a un soporte o torreta y se desplazará en las dos direcciones

indicadas para proceder al arranque de material.

Además el movimiento de los ejes del torno puede ser totalmente manual o

semiautomático, o puede estar gobernado por un CNC.

Ejemplos de piezas obtenidas por torneado:

Siguiendo estos principios existen diferentes tipos de tornos, que a su vez

pueden ir provistos de diferentes accesorios. Veremos los más frecuentes.

6. Fresado

Es un procedimiento consistente en el corte del material con una herramienta

rotativa que puede tener uno o varios filos. Dicho corte de material se realiza

combinando el giro de la herramienta con el desplazamiento, bien sea de la

misma herramienta o de la pieza a trabajar. Dependerá del diseño de la

máquina que lo que se desplace sea la herramienta, la mesa, o combine el

desplazamiento de ambos. Dicho desplazamiento será en cualquier dirección

de los tres ejes posibles en los que se puede desplazar la mesa, a la cual va

fijada la pieza que se mecaniza.

La máquina que se

utiliza se llama

fresadora, con sus

múltiples opciones y

variantes.Al disponer de

un movimiento más, las

piezas que se realizan

en fresadora son mucho

más variadas y pueden

ser de mayor

complejidad respecto a

las del torno.

Una fresadora es por tanto una máquina dotada de una herramienta de corte

fijada al cabezal y provista de movimiento lineal en tres direcciones (X – Y – Z).

La pieza irá fijada a la mesa por el procedimiento de fijación que se elija, y el

desplazamiento en estas 3 direcciones es lo que se denomina los ejes de la

máquina (de ahí fresadora de 3 ejes).

Cuando una fresadora de control numérico dispone de cambio automático de

herramientas, se llama centro de mecanizado.

Ejemplos de piezas realizadas en la fresadora:

Las fresadoras se pueden clasificar de diferentes formas: según la

configuración de sus diferentes partes móviles, según su número de ejes,

según la orientación del cabezal principal (donde va fijada la herramienta de

corte), ....

Dependiendo de la configuración de sus partes móviles hablaríamos de

fresadoras de mesa fija y columna móvil, de bancada fija y mesa móvil,

fresadora puente o pórtico, etc.

Dependiendo del número de ejes, opcionalmente puede tener 4, 5 o en casos

muy especiales más ejes. Normalmente los ejes adicionales son ejes rotativos.

En función de que dicho eje rote respecto al eje X, Y o Z, se denomina eje

A, B o C (o bien U, V, W).

La foto de la derecha corresponde a una máquina de 5 ejes con mesa

giratoria, aunque igualmente puede ser la mesa fija y dotar al cabezal de

articulaciones para inclinarlo (rotarlo).

Dependiendo de la orientación del cabezal principal tendríamos una fresadora

vertical u horizontal.

Estos son otros tipos de fresadoras:

Fresadora puente

Fresadora vertical

Fresadora horizontal

7. Brochado

El brochado consiste en pasar una herramienta rectilínea de filos múltiples,

llamada brocha, sobre la superficie a tallar en la pieza, ya sea exterior o

interior, para darle una forma determinada. El brochado se realiza normalmente

de una sola pasada mediante el avance continuo de la brocha, la cual

retrocede a su punto de partida después de completar su recorrido.

La brocha trabaja por arranque progresivo de material mediante el

escalonamiento racional de los dientes, determinado por la forma cónica de la

herramienta. La forma de la herramienta permite obtener formas que por otro

procedimiento serían muy costosas o imposibles.

Ejemplos de formas interiores obtenidas por brochado Diferentes brochas

El movimiento de corte (C) lo produce la brocha al avanzar, mientra la pieza

está fija; la profundidad de pasada (P) la proporciona la propia herramienta.

Esto sería un esquema del funcionamiento de la brochadora.

La brochadora es una máquina relativamente moderna y se emplea en series

largas ya que la brocha es una herramienta cara.

Ejemplos de piezas con operaciones de brochado.

Brochado interior

Brochado exterior

Herramientas de mano

8. Mortajado

La mortajadora, también llamada limadora vertical, es una máquina cuya

herramienta, dotada de movimiento rectilíneo y alternativo vertical, arranca

viruta al moverse sobre piezas fijadas sobre la mesa de la máquina.

Las mortajadoras, y en general todas las máquinas herramientas de

movimiento alternativo, tienen poco rendimiento. También cabría añadir que los

trabajos propios de la mortajadora pueden realizarse, en piezas pequeñas, en

otras máquinas como la fresadora y debido a ello esta máquina no ha adquirido

el desarrollo y perfección de la mayoría de las máquinas herramientas.

Las mortajadoras se crearon principalmente para la ejecución de ranuras,

generalmente chaveteros, en poleas, volantes, etc., pero también se

emplean para contornear matrices, levas, placas, para tallar engranajes,

etc

La termodinámica en el corte de metales, mediante el uso de herramientas

de corte, donde existe desprendimiento de viruta.

El objetivo fundamental en los Procesos de Manufactura por Arranque de Viruta

es obtener piezas de configuración geométrica requerida y acabado deseado.

La operación consiste en arrancar de la pieza bruta el excedente (mal

sobrante) del metal por medio de herramientas de corte y maquinas

adecuadas. .

Los conceptos principales que intervienen en el proceso son los

siguientes: metal sobrante, profundidad de corte, velocidad de avance y

velocidad de corte.'

METAL SOBRANTE (SOBRE ESPESOR). Es la cantidad de material que debe

ser arrancado de la pieza en bruto, hasta conseguir la configuración geométrica

y dimensiones, precisión y acabados requeridos. La elaboración de piezas es

importante, si se tiene una cantidad excesiva del material sobrante, originará un

mayor tiempo de maquinado, un mayor desperdicio de material y como

consecuencia aumentará el costo de fabricación. .

PROFUNDIDAD DE CORTE.

Se denomina profundidad de corte a la profundidad de la capa arrancada de la

superficie de la pieza en una pasada de la herramienta; generalmente

se designa con la letra" t" Y se mide en milímetros en sentido perpendicular;

En las maquillas donde el movimiento de la pieza es giratorio (Torneado y

Rectificado) o de la herramienta (Mandrinado), la profundidad de corte se

determina según la fórmula:

en donde:

Di = Diámetro inicial de la pieza (mm). Df = Diámetro final de la pieza (mm).

En el caso de trabajar superficies planas (Fresado, Cepillado y Rectificado de

superficies planas), la profundidad de corte se obtiene de la siguiente forma:

T = E - e (mm)

en donde:

E = espesor inicial de la pieza

e = espesor final de la pieza (mm). .

VELOCIDAD DE AVANCE.

Se entiende por Avance al movimiento de la herramienta respecto a la pieza o

de esta última respecto a la herramienta en un periodo de tiempo determinado.

El Avance se designa generalmente por la letra" s" y se mide en milímetros por

una revolución del eje del cabezal o porta-herramienta, y en algunos casos en

milímetros por minuto.

VELOCIDAD DE CORTE.

Es la distancia que recorre el "filo de corte de la herramienta al pasar

en dirección del movimiento principal (Movimiento de Corte) respecto a la

superficie que se trabaja: El movimiento que se origina, la velocidad de corte

puede ser rotativo o alternativo; en el primer caso, la velocidad de, corte o

velocidad lineal relativa entre pieza y herramienta corresponde a la velocidad

tangencial en la zona que se esta efectuando el desprendimiento de la viruta,

es decir, donde entran en contacto herramienta y, pieza y debe irse en el punto

desfavorable. En el segundo caso, la velocidad relativa en un instante dado es

la misma en cualquier punto de la pieza o la herramienta.

"En el caso de maquinas con movimiento giratorio (Tomo, Taladro, Fresadora,

etc.), la velocidad de corte esta dada por:

(m/min) ó (ft/min)

En donde:

D = diámetro correspondiente al punto más desfavorable (m).

n = número de revoluciones por minuto a que gira la pieza o la herramienta.

Para máquinas con movimiento alternativo (Cepillos, Escoplos, Brochadoras,

etc.), la velocidad de corte corresponde a la velocidad media y esta dada por:

en donde:

L = distancia recorrida por la herramienta o la pieza (m).

T = tiempo necesario para recorrer la distancia L (min).

MAQUINA-HERRAMIENTA Y HERRAMIENTA

La optimización en el proceso de fabricación de piezas en

la industria es función de la maquina –herramienta así como de la herramienta

misma, por lo que a continuación se presentan las características, más

sobresalientes de cada una de ellas.

MÁQUINAS -HERRAMIENTA. Son aquellas máquinas que desarrollan su labor

mediante un utensilio o herramienta de corte convenientemente perfilada y

afilada que maquina y se pone en contacto con el material a trabajar

produciendo en éste un cambio de forma. y dimensiones deseadas mediante el

arranque de partículas o bien por simple deformación..

La elección de la maquina-herramienta que satisfaga las exigencias

tecnológicas, debe hacerse de acuerdo a los siguientes factores:

l. Según el aspecto de la superficie que se desea obtener: En" relación a la

forma de las distintas superficies del elemento a maquinar, se deben deducir

los movimientos de la herramienta y de la pieza, ya que cada máquina-

herramienta posee sus características que la distinguen y resulta evidente su

elección.

2. Según las dimensiones de la pieza a maquinar: Se debe observar si las

dimensiones de los desplazamientos de trabajo de la maquina-herramienta son

suficientes para las necesidades de la pieza a maquinar. Además, se debe

tomar en consideración la potencia que será necesaria durante el arranque de

la viruta; la potencia estará en función de la profundidad de corte, la velocidad

de avance' y la velocidad de corte.

3. Según la cantidad de piezas a producir: Esta sugiere la elección más

adecuada entre las máquinas de, tipo corriente, semiautomático y automático

(en general, se emplean máquinas corrientes para producciones pequeñas y

máquinas automáticas para producciones grandes).

4. Según la precisión requerida: Con este factor se está en condiciones de

elegir definitivamente la maquina-herramienta adecuada.

CLASIFICACIÓN DE LAS MAQUINAS-HERRAMIENTA

Las maquinas-herramienta se distinguen principalmente por las funciones que

desempeñan, así como el tipo de piezas que pueden producir y en general se

pueden dividir tomando en consideración los movimientos que efectúan durante

el maquinado de las piezas. En el cuadro No. 1 se presenta un resumen de las

principales máquinas-herramientas y los movimientos que realizan, movimiento

de trabajo (principal ó de corte) y de alimentación, (secundario o de corte)

asumidos por la herramienta o la pieza.

HERRAMIENTAS DE CORTE

Por herramientas se entiende a aquel instrumento que por su forma especial y

por su modo de empleo, modifica paulatinamente el aspecto de un cuerpo

hasta conseguir el objeto deseado, empleando el mínimo de tiempo y gastando

la mínima energía.

MATERIALES PARA LAS HERRAMIENTAS DE CORTE

La selección de material para la construcción de una herramienta depende de'

distintos factores de carácter técnico y económico, tales como: '

1. Calidad del material a trabajar y su dureza.

2. Tipo de producción (pequeña, mediana y en serie).

3. Tipo de máquina a utilizar.

4. Velocidad de Corte.

.

Conclusión

Podemos concluir que cortar metales involucra la remoción de metal mediante

las operaciones de maquinado. Tradicionalmente, el maquinado se realiza en

tornos, taladradoras de columna, y fresadoras con el uso de varias

herramientas cortantes. El maquinado de éxito requiere el conocimiento sobre

el material cortante. Estas clases explicarán todos aspectos de cortar metales.

El contenido es para los individuos que necesitan de entender los procesos y

los productos que hacen posibles el cortar metales. El contenido aplica a los

sistemas comunes de las herramientas y las operaciones así como las

aplicaciones especializadas para los usuarios más experimentados