CAPÍTULO 3 y 5

CAPTULO 3 PROCESO DE FORMADO Y

RECUBRIMIENTOS DE METALES

El futuro pertenece a los que estn capacitados. Pertenece a los que son muy buenos en lo que hacen.

No pertenece a los que tienen buenas intenciones. Brian Tracy

Competencia especfica

El estudiante es competente si aplica saberes para comprender y explicar el proceso de formado mecnico y recubrimientos metlicos. De acuerdo con el producto terminado y lo que se puede ver, analiza e infiere acerca de la tcnica utilizada para la manufactura de productos por presin as como del recubrimiento superficial empleado para cumplir con la calidad deseada.

OBSERVA:

Qu material se est procesando?

Qu forma tiene cada producto?

Qu tecnologa se us en su proceso?

Cmo se imprimen las diferentes formas?

Cul ser la variable ms difcil de controlar durante su proceso?

3.1 PROCESO DE FORMADO METLICO

Aprendizajes esperados:

Analiza los principios sobre deformacin mecnica. Representa las variables que

intervienen en un proceso de transformacin.

Identifica los diferentes procesos de deformacin volumtrica y de lminas metlicas.

Reconoce que dependiendo de la materia prima y de la forma del producto terminado se

puede inferir acerca del proceso principal.

Reconoce que mediante el color textura y acabado del producto terminado se puede

inferir acerca del proceso secundario.

Contenido:

Principios sobre deformacin mecnica

Procesos de deformacin volumtrica Procesos principales

Proceso de lminas metlicas

ANALIZA:

Qu criterios de desempeo tiene una biela?

Cul ser la parte ms critica durante su funcionamiento?

Supongamos que se puede manufacturar por forja, fundicn y maquinado ?

Cmo se comporta su estructura durante cada proceso?

Cul ser la opcin ms conveniente y por qu?

Tendr algn tratamiento trmico o recurimiento superficial?

PRINCIPIOS SOBRE DEFORMACIN

En el captulo 1 se explica que los materiales estn compuestos por muchos cristalinas (policristalino) y que a su vez forman granos. El tamao de grano determina si un material es dctil o frgil, los granos tienen su lmite de grano y ste es un potencial de fractura, por ello, un material frgil tiene ms posibilidades de no resistir y fracturarse. Existen otras imperfecciones en un grano, como dislocaciones, vacantes, impurezas e inclusiones. Una dislocacin es un defecto en un arreglo ordenado de la estructura atmica de un metal. Un plano de deslizamiento que contiene una dislocacin requiere, para permitir el deslizamiento, un esfuerzo cortante menor que un plano en una red perfecta. Las dislocaciones son los defectos ms significativos para comprender la resistencia de un material que soporta un esfuerzo determinado. La presencia de dislocaciones reduce el esfuerzo cortante requerido para provocar el deslizamiento, pero este deslizamiento se ve obstruido por la presencia de una tras otra dislocacin, o encontrarse como barrera el lmite de grano. Este impedimento incrementa la resistencia total y la dureza del metal y es a lo que se le conoce como endurecimiento por deformacin.

Los lmites de grano tienen una influencia importante sobre la resistencia y ductilidad de los metales y como interfieren en el movimiento de las dislocaciones, tambin influyen en el endurecimiento por deformacin. A temperaturas elevadas y en materiales cuyas propiedades dependen de la velocidad a la que se deforman, la deformacin plstica ocurre por medio del deslizamiento de los lmites de grano, llamado termofluencia.

Un metal dctil y fuerte puede agrietarse cuando se somete a esfuerzos externos muy bajos por ejemplo cuando el material se humedece en mercurio-zinc, o con plomo-bismuto. Estos elementos enfriantes fragilizan y debilitan los lmites de grano, la fragilizacin del metal slido tambin puede ocurrir cuando se trabaja por debajo de la temperatura de fusin del material. En caliente tambin se corre el riesgo de fragilizar el material, cuando se somete a deformacin plstica a elevadas temperaturas se debilita el lmite de grano y el material se desmorona, para evitar este problema el material se trabaja por debajo de la temperatura de fusin. El metal deformado muestra una resistencia mayor debido a la obstruccin de las dislocaciones con los lmites de grano, el aumento de resistencia depende del grado de deformacin, cuanto mayor sea la deformacin ms fuerte ser el material.

La anisotropa se mide en diferentes direcciones, durante la deformacin plstica los granos se han alargado en direccin x pero se han contrado en direccin y por lo tanto sus propiedades son diferentes dependiendo la direccin. Las impurezas del material son otro factor a considerar, se orientan de acuerdo con la deformacin y pueden debilitar los lmites de grano ocasionando debilitamiento y fragilizaran del material.

El proceso de conformado metlico tiene como fundamento el principio de deformacin permanente. El material en forma de barra, placa o lmina se le aplica una fuerza mecnica para adoptar la forma deseada, pero en este proceso de agregar valor se corre el riesgo de perder o ganar propiedades mecnicas que pueden ser indeseables. Para explicar la deformacin permanente, recordemos lo que sucede en una grfica esfuerzo-deformacin.

La deformacin plstica a temperatura ambiente provoca la deformacin de los granos y de sus lmites, un incremento general de la resistencia y un decremento de la ductilidad. Estos efectos se pueden revertir calentando el metal a un rango de temperatura especifica por cierto periodo, a esto se le llama recocido.

El recocido presenta tres momentos diferentes que se deben controlar:

1. Recuperacin.- ocurre por debajo de la temperatura de recristalizacin, se relevan los

esfuerzos en las regiones altamente deformadas, es decir se eliminan los esfuerzos

residuales. Los granos deformados contienen a su vez un gran nmero de dislocaciones,

cuando calentamos el material las dislocaciones se mueven y reordenan liberando los

esfuerzos residuales. El nmero de dislocaciones no se reduce, slo se reordenan en una

estructura poligonizada por lo tanto las propiedades mecnicas del material no se alteran.

2. Recristalizacin.- ocurre por la nucleacin y el crecimiento de nuevos grano que contienen

pocas dislocaciones. Cuando el metal es calentado por arriba de la temperatura de

recristalizacin, aproximadamente 0.4 veces la temperatura de fusin, la recuperacin

3.1 (1) ACTIVIDAD Endurecimiento por deformacin

Observa analiza y contesta

1. Explica lo que sucede a nivel microestructural con la probeta sometida a tensin. 2. Explica lo que sucede a nivel macroestructural con la probeta sometida a tensin. 3. Si sometieras a una prueba de dureza una muestra antes de la fractura y despus de la

fractura en la zona de estriccin. Cmo se comportara? 4. Para agregar formas al material, en qu zona se debe trabajar?

Evidencias de aprendizaje:

Conocimiento x Producto Desempeo x Actitud Forma de trabajo:

Individual Equipo x En plenaria x Registro: Libreta Reporte x Otro Criterios de Calidad: Consultar Anexo

rpida elimina los esfuerzos residuales y produce la estructura poligonizada y reduccin

del tamao de grano, enseguida ocurre nucleacin de nuevos granos eliminando las

dislocaciones, el metal cristalizado presenta escasa resistencia peros elevada ductilidad.

3. Crecimiento de grano.- si se contina elevando la temperatura del material los granos

comienzan a crecer y su tamao podra exceder el tamao original, afectando

considerablemente las propiedades del material y un aspecto rugoso llamado piel de

naranja, lo cual es indeseable para un material.

La manufactura por conformado se puede realizar tanto en frio como en caliente, cuando la deformacin se realiza arriba de la temperatura de recristianizacin, se llama trabajo en caliente y cuando se trabaja a la temperatura ambiente se conoce como trabajo en frio.

La ventaja de trabajar el material en caliente, es la facilidad con que se puede formar se requiere menos fuerza, menos tiempo y no ocurre endurecimiento por deformacin. Adems, no aumenta la dureza ni disminuyen otras propiedades deseables mientras ocurre el formado. Como la mayora de los materiales tienen espacios diminutos entre la estructura cristalina o bolsas de impurezas dentro del material, tambin ayuda a perfeccionar la estructura granular. Para que la formacin de los metales en caliente sea ms eficaz, se debe efectuar un valor ms alto del punto de recristianizacin, temperatura en la que cambia la forma los granos del metal. Por ejemplo, si

3.1 (2) ACTIVIDAD Proceso de recocido

Investiga, analiza y esquematiza

De acuerdo con las etapas del recocido:

1. Elabora un esquema representando el comportamiento del grano en la fase de recuperacin, recristianizacin y crecimiento.

2. En una tabla presenta la temperatura de fusin y recristianizacin de los siguientes materiales:

Acero al carbono

Acero inoxidable

Aleacin de aluminio

Aleacin de cobre

Hierros Evidencias de aprendizaje:



se ha formado un metal en frio y el grano se ha alargado y hay mucho esfuerzo, se debe someter a un tratamiento trmico. Se lo calienta a una temperatura suficiente para que los granos vuelvan a quedar en su forma normal, sin esforzar. El formado del metal a alta temperatura, primero reduce la energa y a la fuerza necesaria para conformarlo y, despus, el tratamiento trmico. El punto de recristianizacin vara mucho segn las condiciones y los materiales. Para evitar corridas o pandeo, se necesitan procesos especiales para su manejo a fin de evitar la deformacin del material blando. Tambin aumentan las posibilidades de desgaste y deterioro de la maquinaria y matrices por la accin de la fatiga trmica e impacto.

El trabajo en frio aumenta la dureza acompaado del incremento proporcional de fragilidad. Esta puede ser una cualidad deseable, pero aumenta la dificultad al trabajar con los materiales y puede representar la necesidad de tratamiento o procesamientos adicionales para eliminar la fragilidad o la dureza indeseable.

Los factores que se deben considerar para decidir si se trabaja en frio o en caliente son:

Tamao, peso de la pieza, el material y su disponibilidad.

Los esfuerzos de operacin de acuerdo con la funcin de la pieza.

La complejidad de la forma de la pieza, su densidad y dureza.

Su factibilidad econmica que incluye el manejo de materiales y el tiempo de ciclo y otros

aspectos relacionados con los costos.

Por el proceso de conformado se pueden procesar la mayora de los metales ferrosos, no ferrosos, polvos metlicos y los productos cermicos y alimenticios que se tienen que endurecer en el horno.

Para facilitar el estudio del proceso de conformado metlico se divide en dos categoras, dependiendo la materia prima que se va a transformar. Si se va a trabajar un slido con mayor volumen como es el caso de tochos, planchas o lupias se considera deformacin por volumen pero si lo que se va a transformar es una lmina se clasifica en el proceso de lminas metlicas. Proceso de deformacin volumtrica y proceso de lminas metlicas.

3.1 (3) ACTIVIDAD Trabajo en frio y en caliente

Analiza y compara

De acuerdo con la informacin elabora una tabla comparativa:

CRITERIO TRABAJO EN FRIO TRABAJO EN CALIENTE

Materiales

Tamaos y formas

Resistencia mecnica

Acabados

Observaciones


Conocimiento Producto x Desempeo x Actitud Forma de trabajo:

Individual x Equipo En plenaria x Registro: Libreta x Reporte Otro Criterios de Calidad: Consultar Anexo

CONSTRUYE TU GLOSARIO

De acuerdo a lo visto en la seccin anterior, define:

1. Lmite de grano

2. Policristalino

3. Dislocacin

4. Deslizamiento

5. Fragilizacin

6. Anisotropa

7. Termofluencia

8. Estriccin

9. Zona plstica

10. Temperatura de recristianizacin

PROCESOS DE DEFORMACION VOLUMTRICA

El proceso de conformado utiliza como materia prima slidos en forma de tocho, lupia o planchas, se diferencia de la fundicin y del maquinado, porque en uno se usan moldes y el material est en estado de fluidez y en el otro hay desprendimiento de viruta o remocin de material. Con el conformado se obtienen productos en forma continua, como son los productos de laminado o extruido; perfiles, laminas, cables y tubos que despus se cortan a la longitud deseada. Tambin se obtienen productos discretos a travs de la forja y sus variantes, el conformado de lminas y la metalurgia en polvos.

La materia prima utilizada para el conformado mecnico se obtuvo a travs de la colada continua como se vio en el captulo anterior.

El proceso de deformacin volumtrica se divide en:

1. Laminacin

2. Forjado

3. Extrusin y estirado

LAMINADO

La laminacin consiste en reducir el espesor o cambiar la seccin transversal de una pieza de trabajo larga mediante fuerza de compresin aplicada mediante unos rodillos, por ello, a veces tambin le llama rolado. Este proceso lo podemos apreciar claramente cuando vamos por las tortillas, como se puede ver la masa debe estar en estado plstico para no esforzar a los rodillos. Las operaciones de laminado se hacen en caliente con materiales muy duros y tenaces o de gran tamao, todas las formas estructurales que estn en el mercado se han obtenido por colada continua y laminacin. Los materiales no metlicos se laminan para reducir su espesor y mejorar su estructura granular, tambin se usa en plsticos, polvos metlicos, cermico y vidrio caliente.

El laminado se caracteriza por el laminado plano, el de formas y laminado de anillos. Con el laminado plano se obtienen placas planas, hojas gruesas y delgadas (hojalata), para obtener estos espesores, se ajusta espacio entre rodillos y su velocidad. El laminado en frio se caracteriza por su buen acabado superficial, pero no se pueden trabajar grandes espesores, con el laminado en caliente se pueden manejar grandes volmenes aunque el acabado es rugoso.

El laminado de forma se producen varias formas estructurales, como vigas, rieles, se laminan roscas, con rodillos de forma especial, el equipo es costoso y la mano de obra que interviene es moderada, tambin se puede llevar a cabo en frio o en caliente. Para la laminacin en caliente primero se eleva la temperatura y en esta fase el grano se presenta grueso, poroso y quebradizo, al pasarse por el tren de laminacin la estructura del material se hace ms fino mejorando la resistencia y dureza, a medida que pasa por los rodillos a temperatura ambiente adems de adquirir ms resistencia se va mejorando el acabado superficial.

Las placas que se pueden obtener son desde un espesor de 6 mm (1/4 pulgada) hasta 300 mm (12 pulgadas). Para aplicaciones estructurales como cascos de barco, calderas, puentes, maquinaria, recipientes a presin y para reactores, para buques y tanques de guerra. Las lminas tienen un espesor de menos de 6 mm y es comn que se encuentren en forma de rollos, tambin se

encuentran en forma de hojalata que est en forma de hojalata. Para trabajarse en otros procesos en los que se utiliza lmina como materia prima, como puertas, carrocera, aparatos elctricos, latas para diferentes bebidas

3.1 (4) ACTIVIDAD Variables del proceso de laminado





LAMINADO PLANO

Una placa de cierto espesor pasa por el par de rodillos giratorios que reducen el espesor, cada rodillo es impulsado por un motor. La velocidad de la placa aumenta desde que pasa por primer juego de rodillos y va aumentando conforme se mueve a travs del espacio de los rodillos de laminacin, los rodillos jalan el material por medio de la fuerza de friccin neta, cuando aumenta la friccin tambin se incrementan las fuerzas de laminado y la demanda de energa. Una friccin elevada puede daar la superficie del producto terminado o provocar que el material se pegue en los rodillos, por ello, el enfriamiento y la lubricacin de rodillos es un factor importante. El material ms usado para rodillos es el hierro fundido, acero forjado y recubiertos con carburo de tungsteno. Los rodillos aplican presin sobre el material al reducir el espesor, lo que produce una fuerza de laminado que se debe controlar con las siguientes acciones:

Reducir la friccin en el interfaz del rodillo y la pieza de trabajo.

Usar rodillos de dimetro ms pequeo para reducir el rea de contacto.

Reducir la resistencia del material elevando la temperatura.

Aplicar tensiones para jalar el material.

La placa laminada tiende a ser ms gruesa en el centro que en los extremos, por ello los rodillos se rectifican en la parte del centro para que su dimetro sea mayor que en sus extremos (comba), deben disearse de tal manera que no se deformen rpidamente. Las fuerzas de laminado tambin tienden a aplanar elsticamente los rodillos, lo cual es indeseable ya que el espesor de la placa no sera homogneo. Otro aspecto para tomar en cuenta es el ancho de la placa el cual se puede controlar con rodillos adicionales con ejes verticales, ubicados en el extremo del producto laminado, aportando as una restriccin fsica al ensanchado.

La vibracin y el traqueteo tambin pueden tener efectos negativos para la calidad del producto y la productividad del proceso. El traqueteo es una vibracin autoexcitada, puede presentarse en la laminacin y en operaciones de extrusin, estirado, maquinado y rectificado, en el laminado causa variaciones peridicas en el espesor y mal acabado superficial.

Figura 3.1 Procesos de laminacin plana

Al producto de la primera operacin de laminacin en caliente se le conoce como tocho o planchn, con seccin rectangular con 150 mm (6 pulgadas) de un lado, stos son materia prima para laminado de formas. Los planchones se laminan como placas y laminas, llamadas palanquillas que son de seccin tambin cuadrada pero ms pequeas que el tocho, despus pasan al tren de laminado para obtener diferentes formas estructurales.

LAMINADO DE FORMAS

Existen varios tipos de molinos de laminacin con distintos arreglos en los rodillos, como laminacin do, de tres rodillos, de cuatro rodillos y de conjunto. Se puede aplicar tensin frontal y posterior para reducir la fuerza de laminado. El equipo para laminado en caliente es bsicamente el mismo que el laminado en frio pero existen diferencia en los materiales de los rodillos, parmetros de los procesos, lubricantes y sistemas de enfriamiento. Los molinos altamente automatizados producen perfiles de excelente calidad, con tolerancias cerradas, altas velocidades de produccin y con bajo costo.

Perfiles estructurales.- Las formas estructurales rectas y largas como canales vigas y diferentes perfiles, se forman a temperatura elevada mediante laminado de formas, los tochos pasan a travs de una serie de rodillos diseados especialmente con la forma que se desea imprimir.

Figura 3.2 Laminado de formas

LAMINADO DE ROSCAS

Es un proceso de laminado en frio por medio del cual se forman roscas rectas o cnicas en barra redonda o alambrn, al pasar ste entre rodillos que imprimen la forma de la rosca por presin, los productos tpicos son tornillos, pernos y partes roscadas similares. Este proceso tiene la capacidad de generar otras formas como estras y algunos engranes, se utiliza para elementos roscados con alta velocidad de produccin. Algunas ventajas de estos elementos roscados:

Alta resistencia mecnica ya que no existe desprendimiento de material, con este proceso el material en cada pasada se comprime para formar la rosca. No se desperdicia el material.

Genera esfuerzos residuales de compresin logrando mayor resistencia a la fatiga.

Acabado superficial fino. El proceso puede aplicarse al material en bruto o engranes precortados que requieren mayor resistencia, en aplicacin de transmisiones automticas y herramientas elctricas.

3.1 (5) ACTIVIDAD Infiere acerca de perfiles laminados en caliente y en frio

Investiga, analiza e infiere

Con tus compaeros recolectar muestras de diferentes perfiles de acero.

MATERIAL:

Cinco diferentes perfiles de acero ( dos trabajados en caliente y tres en frio)

Pueden ser soleras, redondeos o diferentes perfiles slidos, no tubos (talleres de

maquinado, herreras o distribuidoras de acero.

PROCEDIMIENTO:

Traer fsicamente para descartar las que se repiten.

Aplicar metodologa de las 3 Qs. Qu ves: Material, formas, texturas, acabados. Qu no

ves: tecnologa que lo formo, si fue en frio o caliente y el uso que le darn. Qu infieres:

Designacin numrica del materia, Proceso utilizado y forma de los rodillos. Propiedades y

aplicaciones del perfil.

RESULTADOS. Elaborar una tabla




Figura 3.3 Laminado de roscas

LAMINADO DE TUBOS SIN COSTURA

Es una operacin en caliente, se hacen tubos sin costura largos y de pared delgada. El perforado rotativo de tubo se realiza mediante un arreglo de rodillos giratorios, los ejes de los rodillos se inclinan para jalar la barra redonda travs de ellos por medio del componente axial del movimiento giratorio. Un mandril interno promueve la operacin ampliando el orificio y dimensionando el dimetro interior del tubo; se puede mantener en su lugar con una barra larga, o puede ser un mandril flotante sin soporte. La severa deformacin que sufre la barra obliga a que el material sea de alta calidad.

EL LAMINADO DE ANILLOS

Es un proceso de deformacin que lamina las paredes gruesas de un anillo para obtener anillos de paredes ms delgadas, pero de un dimetro mayor. Conforme el anillo de paredes gruesas se comprime, el material se alarga, ocasionando que el dimetro del anillo se agrande. El laminado de anillos se aplica usualmente en procesos de trabajo en caliente para anillos grandes y en procesos de trabajo en fro para anillos pequeos. Las aplicaciones de laminado de anillos incluyen collares para rodamientos de bolas y rodillos, llantas de acero para ruedas de ferrocarril y cinchos para tubos, recipientes a presin y mquinas rotatorias. Las paredes de los anillos no se limitan a secciones rectangulares, el proceso permite la laminacin de formas ms complejas. Las ventajas del laminado de anillos sobre otros mtodos para fabricar las mismas partes son el ahorro de materias primas, la orientacin ideal de los granos para la aplicacin y el endurecimiento a travs del trabajo en fro. Como se ve en la figura las figuras complejas que se pueden obtener se muestran en incisos b al d.

3.1 (6) ACTIVIDAD Variables del proceso de laminado de tubos

Investiga, analiza y dibuja



Individual Equipo x En plenaria x Registro: libreta Reporte x Otro Criterios de Calidad: Consultar Anexo

Figura 3.4 Laminado de anillos

Ventajas y desventajas de los proceso de laminacin

Ventajas:

Este proceso no produce ningn desperdicio como subproducto de la operacin. Con las operaciones de trabajo en caliente se pueden lograr cambios significativos en la

forma de las partes de trabajo. Las operaciones en fro se pueden usar no solamente para dar forma, sino tambin para

incrementar su resistencia.

Desventajas:

La mayor parte de los procesos de laminado involucran una alta inversin de capital, requieren equipo y piezas pesadas llamadas molinos laminadores o de laminacin.

El alto costo de inversin requiere que los molinos se usen para producciones en grandes cantidades de artculos estndar como lminas y placas.

La mayora del laminado se realiza en caliente debido a la gran cantidad de deformacin requerida por lo que los productos no pueden mantenerse dentro de las tolerancias adecuadas y la superficie presenta una capa de xido caracterstica.

FORJA

La forja es el formado de metal, principalmente en caliente, por aplicaciones individuales e intermitentes de presin en lugar de aplicarle presin continua como en el rolado. Los productos generalmente son discontinuos tambin, tratados y entregados como piezas unitarias. El proceso de forja puede trabajar metal comprimiendo su seccin transversal y hacindolo ms largo, o apretndolo en sentido longitudinal y aumentando su seccin transversal, o apretndolo en la parte interna y haciendo que se conforme a la forma de una cavidad.

LA FORJA CON MATRIZ ABIERTA

Es la operacin ms simple del forjado, las piezas forjadas pesan de 15 a 500 kg. Las partes pueden ser muy pequeas, como clavos, pernos y tornillos o muy grandes, como ejes para barco hasta de 23 metros. Este proceso se representa por una pieza solida entre dos matrices planas y cuya altura se reduce por compresin. El proceso tambin se reconoce como recalcado o forjado con matriz

plana, las superficies de la matriz pude tener cavidades poco profundas para producir forjas sencillas, es difcil mantener tolerancias cerradas, es necesario maquinar para dar forma final y su velocidad de produccin baja.

3.5 Matriz abierta

LAS FORJAS EN MATRIZ CERRADA

Se realizan con las matrices que tienen la forma inversa de la parte requerida y presenta una lnea divisoria ocasionada por la rebaba al ejercer presin sobre el material. La pieza de trabajo inicial se muestra como una parte cilndrica, al cerrarse la matriz y llegar a su posicin final, el metal fluye ms all de la cavidad de la matriz y forma una rebaba o lnea de particin reflejando que se conform con una matriz dividida. Aunque la rebaba se recorta posteriormente, tiene realmente una funcin importante en el forjado por impresin, ya que cuando sta empieza a formarse, la friccin se opone a que el metal siga fluyendo hacia la abertura y de esta manera fuerza al material de trabajo a permanecer en la cavidad, En el formado en caliente, la restriccin del flujo de metal es mayor debido a que la rebaba delgada se enfra rpidamente contra las placas de la matriz, incrementando la resistencia a la deformacin.

3.6 Matriz cerrada

EL FORJADO SIN REBABA

El parmetro ms importante es que el volumen del material de trabajo debe igualar al volumen de la cavidad del dado dentro de muy estrechas tolerancias. Si la pieza de trabajo inicial es demasiado grande, la presin excesiva puede causar dao al dado o a la prensa. Si la pieza de trabajo es demasiado pequea, no se llenar la cavidad. Debido a este requerimiento especial, el proceso es ms adecuado en la manufactura de partes geomtricas simples y simtricas y para trabajar metales como el aluminio, el magnesio o sus aleaciones. El forjado sin rebaba se clasifica

frecuentemente como un proceso de forjado de precisin. Los productos forjados son ms precisos algunos productos que se pueden obtener son engranes, alabes de turbina y bielas. Este forjado requiere de marices ms complejas, control preciso del volumen, posicin exacta de la pieza en la cavidad de la matriz, es usado para aleaciones de aluminio, magnesio debido a las cargas y temperaturas de forjado relativamente bajas.

Figura 3.7 Forjado de precisin

Procedimiento general para el proceso de forja:

1. Preparar tocho mediante cizallado, aserrado o tronzado. Limpiar la superficie.

2. Para forja en caliente, calentar pieza en un horno apropiado y despus limpiarla

de la cascarilla, con un cepillo de alambre, chorro de agua, vapor o raspado.

3. Para forjar en caliente, precalentar las matrices y para forjado en frio lubricarlas.

4. Forjar el tocho en matrices apropiadas y secuencia adecuadas. Eliminar rebaba de

ser necesario.

5. Limpiar la forja y verificar sus dimensiones.

6. Efectuar operaciones adicionales como enderezado, tratamiento trmico y si es

necesario operaciones de maquinado y rectificado.

7. Inspeccionar la forja en caso de cualquier defecto interno o externo.

Los materiales comunes para las matrices son aceros para herramientas que contienen cromo, nquel, molibdeno y vanadio. Son costos sobre todo si se trata de matrices cerradas y progresivas, ya que en un bloque de material se tiene que imprimir la matriz o sea el inverso de la pieza que se va a forjar (ingeniera inversa). Los bloques de acero tambin son forjados para garantizar estructuras granulares fuertes, se imprime la matriz por fresado, rectificado y maquinado por descargas elctricas y electroqumico. Se utiliza la tecnologa CAE/CAD/CAM. Despus de ser maquinadas, se tratan trmicamente para obtener las propiedades mecnicas deseadas, la precisin dimensional es muy cerrada por lo que requiere de acabados superficiales con rayo laser y recubrimientos. Son bienes de capital costosos, el costo va a depender de su tamao, complejidad de forma, aplicacin y acabados necesarios para su fabricacin.

3.1 (7) ACTIVIDAD Forja progresiva para manufacturar una biela

Investiga, analiza y modela




ACUADO

Conocido como forja por recalcado, se efectuar en el extremo de una barra redonda para aumentar la seccin trasversal, por ejemplo la cabeza de tornillo, los pernos, remaches y muchos otros sujetadores. El cabeceado puede realizarse en frio o en caliente, la barra tiende a curvearse si no se respeta la relacin longitud a dimetro de 3:1, pero con las matrices apropiadas puede ser ms alta. Por ejemplo, se puede tolerar relaciones ms altas si el dimetro de la cavidad de la matriz no es mayor a 1.5 veces el dimetro dela barra.

3.1 (8) ACTIVIDAD

Forjado en caliente con matriz cerrada

Observa, investiga y reporta.

Utiliza un lector de cdigos QR, observa video sobre forjado:

(http://youtu.be/MntC7dgGxRo)

QU VES

QUE NO VES

QU INFIERES

JUSTIFICACION

La forma de la Materia prima. Color, textura,

peso

. Especificaciones

Material

Funcin

Nivel consumo

Personas que compran

Nivel de produccin

Tamao, formas,

procedimientos

Tecnologa principal

Proceso principal

Acabados

Tecnologa secundaria

Proceso Secundario


Conocimiento x Producto Desempeo Actitud x Forma de trabajo:

Individual x Equipo En plenaria x Registro: Libreta Reporte x Otro Criterios de Calidad: Consultar Anexo

El cabeceo automtico en frio es para piezas pequeas y arroja por minuto cientos de piezas. El cabeceo en caliente es para piezas ms grandes y se realiza en recalcadores horizontales, estas mquinas tienden a ser ruidosas, requieren una cubierta para el ruido y protectores auditivos.

Figura 3.8 Recalcado

PENETRADO

Este proceso penetra la superficie de trabajo con un punzn para producir una cavidad o una impresin, su deformacin depende de cunto se limita su flujo cuando desciende el punzn, un ejemplo es el ahuecamiento para la entrada de un tornillo allen. El proceso se basa en el principio que al comprimir un slido cilndrico sobre su circunferencia y se desarrollan altos esfuerzos de compresin suficientes para imprimir la forma del dado en el centro.

Figura 3.9 Penetrado

La forjabilidad de una pieza es la posibilidad de deformarse a golpes sin agrietarse, este agrietamiento se puede presentar cuando se excede de materia dentro de la matriz, o si falta material el material se tuerce y desarrolla pliegues, controlar la temperatura y golpes para que no exista cambio microestructural. Estos defectos en la pieza pueden causar fallas durante su funcionamiento por ello su inspeccin antes de entregarla es una parte fundamental.

La tecnologa presente durante el forjado puede ser prensa hidrulica, prensa mecnica, prensa de tornillo, martinete de cada por gravedad, martinete de cada mecnica. Desde luego hornos, matrices, maquinados de rebabas y para tratamientos trmicos o superficiales.

EXTRUSIN Y ESTIRADO

La extrusin y el estirado tienen numerosas aplicaciones en la manufactura de productos continuos y discretos a partir de una gran variedad de metales y aleaciones. En la extrusin una palanquilla cilndrica en estado plstico se fuerza a pasar a travs de un dado o matriz obteniendo la forma que tiene el dado. Un ejemplo simple pero muy ilustrativo es el tubo y salida a presin de la pasta dental. Una caracterstica de la extrusin es que pueden ocurrir grandes deformaciones sin fracturas porque el material se somete a compresin triaxial elevada, la geometral del dado permite productos extruidos de seccin transversal constante.

La compresin indirecta es esencialmente de trabajo en caliente, donde un lingote fundido de forma cilndrica, se coloca dentro de un fuerte contenedor de metal y comprimido por medio de un mbolo, de manera que sea expulsado a travs del orificio de un dado. El metal expulsado o extruido toma la forma del orificio del dado. El proceso puede llevarse a cabo por dos mtodos llamados: extrusin directa, donde el mbolo est sobre el lingote en el lado opuesto al dado y el metal es empujado hacia el dado por el movimiento del mbolo o extrusin indirecta, en la cual el dado y el mbolo estn del mismo lado del lingote y el dado es forzado dentro del lingote, por el movimiento del mbolo.

La extrusin en frio se utiliza ampliamente para componentes de automviles, motocicletas, bicicletas y aparatos elctricos. Los materiales usados son aleaciones de aluminio, de cobre y de plomo, algunos aceros y polvos cermicos.

Los factores importantes en la extrusin son el diseo del dado, la relacin de extrusin, la temperatura de la palanquilla, la lubricacin y la velocidad de extrusin.

Figura 3.10 Tipos de extrusin y productos

3.1 (9) ACTIVIDAD Proceso de extrusin

Observa, investiga y reporta.

Utiliza un lector de cdigos QR, observa video sobre extrusin:

(http://youtu.be/5lluI4mj6zA)

QU VES

QUE NO VES

QU INFIERES

JUSTIFICACION

La forma de la Materia prima. Color, textura, peso

. Especificaciones

Material

Funcin

Nivel consumo


Nivel de produccin

Tamao, formas, procedimientos Tecnologa principal

Proceso principal

Acabados

Tecnologa secundaria

Proceso Secundario




EXTRUSIN DE TUBOS

La extrusin es un mtodo ideal de producir tubos sin costura (polmeros), el principio del mtodo se utiliza en la extrusin para forrar cables conductores de electricidad. El cable en el centro del orificio circular del dado, forma un espacio anular a travs del cual el metal extruido fluye para formar el forro. Para la produccin de tubos, el cable se reemplaza por un mandril. Hay tres tipos, de arreglo, de mandril que pueden usarse: fijo, flotante y perforante.

Figura 3.11 Extrusin para tubos

En los incisos a y b el mandril est fijo al mbolo y el lingote debe perforarse de manera que el mandril pueda sobresalir a travs del lingote y tomar su posicin en el orificio del dado. La tendencia moderna es la de usar el mandril flotante, ms que uno fijo, puesto que l mismo se centra y, por tanto, produce tubos con concentricidad dentro del 1 %. Por otro lado, los mandriles fijos producen tubos excntricos a menos que se tenga cuidado, para perforar con precisin el lingote. Cuando se usa mandril perforador, el lingote es slido y el mandril se retrae dentro del mbolo. Despus que el lingote caliente se coloca dentro del contenedor, el mandril es empujado dentro del lingote y pasa a travs de l para colocarse en el orificio del dado. Las principales ventajas de este proceso son velocidad y economa, porque elimina la operacin de perforado por separado y el equipo especial requerido.

Las desventajas son que las prensas requeridas, son mucho ms grandes y mucho ms caras que las del tipo sin perforador. La operacin severa de perforado, algunas veces da abundantes grietas y desgarres en el agujero del lingote produciendo defectos en el tubo. Por estas razones, el perforado no se lleva a cabo en tubos de aluminio y sus aleaciones, y se usa principalmente en aleaciones de cobre donde no son necesarios buenos acabados superficiales, requeridos en usos hidrulicos y de alta presin. Un desarrollo reciente ha sido la introduccin de dados puente, donde el mandril normal se ha reemplazado por uno ms pequeo, sostenido en posicin en el orificio del dado, por tres brazos delgados de araa. El metal es rebanado por los tres brazos de araa cuando es extruido, para dar tres segmentos separados, pero stos son inmediatamente comprimidos por el soporte cnico del dado sin exponerse al aire, por lo que las superficies limpias se sueldan por presin, para formar un tubo completo. Cuando este proceso fue propuesto inicialmente, los clientes tendan a ser renuentes a aceptar el producto, que era considerado inferior a los tubos sin costura normales. Sin embargo, ahora se acepta que los tubos hechos con dados puente son tan buenos, si no es que superiores a los tubos extruidos normalmente.

El equipo bsico de extrusin si es en caliente se usa una prensa hidrulica horizontal ya que son capaces de aplicar una fuerza constante en una carrera larga, por consiguiente se pueden usar

palanquillas largas y as aumentar la velocidad de produccin. Si es en frio se usa prensa hidrulica vertical.

ESTIRADO (TREFILADO)

El estirado reduce o cambia la seccin transversal de una barra o alambre largo, en general jalndola a travs de un dado, la diferencia entre extrusin y estirado es que en la extrusion se empuja el material a que pase por el dado y en el estirado se jala a travs de l. Los productos de barra y alambre abarcan muchas aplicaciones, redondos para flechas, pernos, alambre, cable, rayos de bicicleta y cuerdas para instrumentos musicales. Las variables de procesamiento son la reduccin del rea transversal, el ngulo que tiene el dado, la friccin durante el recorrido del material y la velocidad de estirado.

Figura 3.12 Estirado barras y alambres

Los defectos en una barra o un alambre son el agrietamiento, los traslapes, raspaduras, dobleces longitudinales, si se trefila en frio se acumulan esfuerzos residuales por lo que hay que tratar trmicamente.



1. Quebradizo

2. Traqueteo

3. Vibracin autoexitada

4. Tocho

5. Planchn

6. Palanquilla

7. Troquel progresivo

8. Herramental

9. Matriz

10. Dado

PROCESOS DE LMINAS METLICAS

Las lminas llamadas tambin hojas metlicas son la materia prima para producir un sin nmero de productos que estn a nuestro alrededor como latas para bebida, artculos de cocina y de oficina, carrocera del auto as como diferentes autopartes y fuselajes de avin. Al igual que la forja se utilizan prensas pero la materia prima no es un slido sino es una hoja de acero, el trabajo de estas hojas se le conoce como estampado, tambin se usan matrices o troqueles.

El material ms usado es el acero al carbono en hoja ya que se puede trabajar fcilmente y tiene buena resistencia. El aluminio es ms usado en aplicaciones en las que se necesite ligereza y anticorrosin, para usos en la aeronutica se trabaja con aluminio y titanio.

Las operaciones bsicas que se hacen a una hoja de metal son cizallar, doblar y embutir.

CIZALLADO

Generalmente la lmina en rollo se corta mediante cizallado en una hoja de metal, se corta sometindola a esfuerzos de corte con un punzn y una matriz, el corte generalmente no es lisa ni perpendicular al plano de la hoja. El cizallado se inicia con la formacin de grietas, en las orillas superior e inferior de la pieza de trabajo, al final estas grietas se encuentran una con otra y ocurre la separacin completa, las superficies pulidas y brillantes en el orificio son el resultado del contacto y roce de la orilla cizallada contra las paredes del punzn y de la matriz respectivamente.

Los principales parmetros del cizallado son:

Forma del punzn y de la matriz Velocidad del punzonado. Lubricacin La holgura entre punzn y matriz.

La fuerza requerida para el punzononado debe ser suficiente para cortar la hoja metlica, e es el espesor de la hoja, l longitud por la resistencia ltima del material.

Figura 3.13 Punzonado

La holgura es un factor muy importante, al aumentar la holgura la zona de deformacin es ms grande y la orilla ms rugosa y la hoja tiende a ser jalada hacia la regin de la holgura, en algunos casos se requiere de operaciones secundarias para que estn ms lisas. La calidad de la orilla mejorar incrementando la velocidad del punzn. Las orillas sufren endurecimiento por la fuerza aplicada, reduciendo la ductilidad y daa la formabilidad de la hoja en operaciones posteriores como doblado y estirado.

Las operaciones ms comunes de cizallado son el punzonado, donde la masa cizallada se desecha y consiste en los siguientes procesos bsicos:

Perforado. Se punzonan varios orificios en una hoja.

Seccionado. La hoja se corta en partes.

Muescado. Consiste en el retiro de pedazos en las orillas

Pestaado. Se deja una ceja sin retirar material.

TROQUELADO

El troquelado o estampado es el conjunto de operaciones que se le hacen a una lmina a fin de obtener una geometria propia. Este trabajo se realiza con troqueles, prensas con movimiento rectilineo alternativo. Las operaciones se subdividen en:

Corte o punzonado que se realiza en frio.

Doblado o curvado que tambien se realiza en frio.

Embutido que puede realizarse en frioo caliente.

3.1 (10) ACTIVIDAD Operaciones de cizallado en lmina

Observa y representa

MATERIAL:

Papel aluminio

PROCEDIMIENTO:

Imprimir operaciones bsicas en lmina

RESULTADOS:

Hoja con nombre de las operaciones Evidencias de aprendizaje:


Individual Equipo x En plenaria x Registro: Libreta Reporte Otro: papel aluminio Criterios de Calidad: Consultar Anexo

Para el troquelado se debe tomar en cuenta lo siguiente:

1. Trazar en palntillas las formas a troquelar de modo que no se desperdicie material. 2. Es preciso considerar la orientacion de las fibras del material para dismimuir la resistencia

al ser formado. 3. El trazado con plantillas debe reproducir el dibujo que facilite la operacin rapida de corte. 4. La holgura entre punzon y matriz debe estar entre 5 y 13 % del espesor de la placa, pero

depende del tipo de material.

Figura 3.14 Productos troquelados

DOBLADO

El desarrollo en el plano de una lmina doblada se calcula segn el plano neutro de la misma lamina, el plano neutro no sufre variacin de longitud en la operacin de doblado. En caso de doblado, el plano neutro no siempre se encuentra a la mitad del espesor sino que puede resultar desplazado hacia el centro de la curvatura en relacin con el espesor de la lmina. Experimentalmente se ha observado que la distancia Y del plano neutro a la superficie interior de la curva viene a ser igual a la mitad del espesor S cuando sta no supera 1 mm. Todos los materiales tienen una memoria elstica por ello se debe sobre doblar, otra manera de lograr el doblado es acuando la lmina, es decir, la zona se somete a compresin muy localizada entre la punta del punzn y la superficie de la matriz, tcnica llamada fondear.

3.1 (11) ACTIVIDAD

Plantilla para troquelar abrazaderas

Observa, investiga y plantilla




Figura 3.15 Proceso de doblado

Figura 3.16 Troquel: Punzonar, cortar y doblar

Las hojas o cintas metlicas de 7 m de largo y angostas se pueden doblar fcilmente con simple soporte y una prensa plegadora. Existen diversas operaciones que se le pueden hacer a una hoja de lmina a travs del doblado, entre ellas plegada, curveada, perfilada, engrapada, rebordeado, abocardado y formado de tubos con costura.

Figura 3.17 Operaciones de doblado

EMBUTIDO

Es un proceso para hacer formas contorneadas o recipientes en donde una sola pieza forma los lados y el fondo. El estirado de cascaron o embutido de materiales tubulares en caliente, se suelen hacer por etapas. Los productos van desde tanques para oxigeno hasta agujas hipodrmicas, para comparar los requisitos de tamao y exactitud que se pueden lograr. El material se puede estirar cuando el dimetro o tamao terminados son mayores que el dimetro inicial del material o bien se puede contraer cuando el dimetro final es menor que el de la pieza de trabajo original.

3.1 (12) ACTIVIDAD Operaciones de doblado

Observa, analiza y compara

De acuerdo con la figura 3.17. Elabora un listado de ocho aplicaciones diferentes de doblado e indica en la aplicacin que se encontr. Evidencias de aprendizaje:



Tambin se pueden especificar dos clases adicionales, el embutido puede considerarse como de superficie o profundo. Las operaciones de embutido de superficie son aquellas en las cuales la profundidad es menor que el dimetro inicial del material. El embutido profundo se tiene cuando la profundidad es mayor que el dimetro inicial y se suele hacer en etapas sucesivas. En la mayora de estas operaciones de embuticin se utilizan lubricantes para poder acoplar los troqueles y comprimir el metal ms cerca entre ellos. Sin el lubricante, en material no fluye con suavidad lo cual ocasiona prdida de exactitud y el aumento de arrugas o deformaciones en el material en s. Las prensas utilizadas para el embutido pueden ser de accin sencilla o doble. Una prensa de accin sencilla es en la cual slo se mueve un elemento de la prensa. La de doble accin, se mueven los componentes superior e inferior (ariete y yunque) de la prensa. El movimiento puede ser consecutivo o simultneo.

Figura 3.18 Operaciones de embutido

El nmero de etapas de embuticin depende de la relacin que exista entre la magnitud del disco y de las dimensiones de la pieza embutida, de la facilidad de embuticin, del material y del espesor de la chapa1. Es decir, cuanto ms complicadas las formas y ms profundidad sea necesaria, tantas ms etapas sern incluidas en dicho proceso.

Del 100% de la produccin de metal, ms de la mitad termina en componentes estructurales que forman parte de ensambles completos desde fuselajes de avin hasta artculos de oficina. A la lmina y barras o plancha de acero se le agrega forma por deformacin plstica, por ello, resulta de suma importancia considerar los esfuerzos, la resistencia y el comportamiento microestructural que el material tiene durante la deformacin.

Existe una gran variedad de formas que se pueden producir por conformado metlico, para decidir alguna en especial va a depender de la restriccin de forma, tamao, aplicacin, nivel de produccin y su factibilidad de manufactura (bajo costo).



1. Grietas

2. Holgura

3. Desbarbado

4. Lanceteado

5. Fondear

6. Acuar

7. Rechazado

8. Niblado

9. Rasurado

10. Bruido

3.2 RECUBRIMIENTOS METLICOS


Reconoce que los recubrimientos metlicos.

Variables que intervienen en un recubrimiento metlico.

Analiza el procedimiento para aplicar un recubrimiento metlico

Contenido:

Galavanoplastia

Pavonado

Depsito de nitruro

ANALIZA:

Qu aspectos de deterioro obsevas en

el ancla?

Cul ser el elemento ms agresivo que

ocasiona tal deterioro?

Qu sucedera si se desea anclar pero

sta se parte en dos ?

Cmo se le puede hacer para prevenir

esta fractura?

Si en lugar del ancla fuera una turbina

de avin, qu sucedera?

Si en lugar del turbina fuera la carcaza

de bomba de aagua de la cisterna, qu

sucedera?

Los procesos principales como la fundicin y el conformado mecnico despus de agregar la forma a la materia prima metlica requieren de algn recubrimiento para mejorar su apariencia, pero sobre todo para hacer ms eficiente su desempeo cuando est en ambiente de corrosin, fatiga o friccin. Aunque seleccionar el material y el proceso es extremadamente importante, las propiedades superficiales tambin determinan el buen funcionamiento, se aplican los recubrimientos para:

Mejorar la resistencia al desgaste y la erosin como es el caso guas para maquinas-herramientas, superficies de desgaste de maquinaria y flechas, rodillos, levas y engranes.

Mejorar la resistencia a la fatiga, controlando la friccin entre superficies deslizantes, rodamientos, matrices o herramentales.

Mejorar la resistencia a la corrosin y oxidacin tal es el caso de lminas, carroceras y diferentes componentes automotrices.

Reconstruir las superficies de componentes desgastados, se reconstruyen para prolongar un poco ms su vida til ya que son muy costosos.

Mejorar su apariencia color y textura.

Escoger el material de recubrimiento y la tcnica para recubrir, es una decisin difcil, conceptos como la calidad, durabilidad y consideraciones econmicas. Caractersticas fsicas, grosor y propiedades mecnicas as como de la aplicacin que tendr y el nmero de piezas a recubrir son algunos factores que se deben considerar. Existe un gran nmero de recubrimientos. Los dos factores ms importantes que se deben tener en cuenta en el comportamiento de un recubrimiento son las caractersticas de su superficie acabada y su adherencia al sustrato, ste es el material de trabajo o pieza a la que se le va aplicar el recubrimiento.

La clasificacin de recubrimientos es muy amplia la qumica, fsica, electroqumica, deposicin, por difusin e inmersin. A continuacin se explicaran las ms usuales.

GALVANOPLASTA

El proceso puede resumirse en el traslado de iones metlicos desde un nodo (carga positiva) a un ctodo (carga negativa) en un medio lquido (electrolito), compuesto fundamentalmente por sales metlicas. La deposicin de los iones metlicos sobre la superficie preparada para recibirlos se efecta siguiendo fielmente los detalles que componen dicha superficie, cohesionndose las molculas al perder su carga positiva y adhirindose fuertemente entre ellas, formando as una superficie metlica, con caractersticas correspondientes al metal que la compone.

Electrodeposicin es la tcnica que tambin es conocida como galvanoplastia, proceso con el cual un material metlico se cubre con zinc, conocido como galvanizado. Tambin se utiliza cromo, nquel, cobre, oro y plata. Es un proceso muy comn para la deposicin de metales.

El cromado se usa con fines anticorrosivos y estticos pero tambin se usa con fines de restauracin, las piezas gastadas que se van a restaurar no deben tener esquinas agudas ni salientes debido a que las esquinas quedaran muy gruesas y se quebraran.

Sus caractersticas son un control exacto de su espesor con rango de 0.0005 a 0.25 mm, se forma una capa uniforme en piezas complejas. El proceso se basa en la ley de Faraday, la cual expresa

que un farad produce el equivalente de un gramo de material aplicado. La corriente continua desde el nodo, que es el material para revestir (zinc) ioniza el electrolito y los iones positivos del metal, para revestir atraviesan el electrolito hasta el ctodo (pza. a recubrir). Cuando estos iones metlicos se desplazan del nodo al ctodo a travs del electrolito se depositan en el ctodo y liberan su carga elctrica. Por lo tanto, el espesor y rapidez de la electrodeposicin se determina por el amperaje de la corriente elctrica. Todas las piezas deben estar absolutamente limpias, libres de raspaduras

Los elementos bsicos de un sistema de electrodeposicin son el ctodo, el nodo, el electrolito que vara segn el metal que se va a revestir, la corriente continua y los tanques necesarios para limpieza, deposicin y enjuague.

Figura 3.19 Galvanoplastia

PAVONADO

El pavonado es un proceso por inmersin, mediante el cual se aplica una capa de xido abrillantado en la superficie de piezas metlicas con la finalidad de que las recubra y proteja. El xido del que se compone el pavonado es, por lo general, el xido frrico y puede tomar una coloracin azul, caf o negra. La capa de xido hace las veces de recubrimiento y ayuda a que se mejore el aspecto del metal y a evitar la corrosin del mismo. En general, existen dos principales tipos de pavonado: pavonado por inmersin y pavonado por calentamiento.

Las piezas resultantes del pavonado por inmersin toman una coloracin azulada, por lo que tambin se le conoce como azulado. Se trata de la inmersin de las piezas metlicas en una mezcla de nitrato de potasio y nitrato de sodio a temperaturas de entre 310 y 350C. Luego de llevar a cabo esta inmersin, las piezas son lavadas con jabn caliente, con lo que termina el proceso de pavonado.

El pavonado en caliente se lleva a cabo en hornos a temperaturas de 400C. Para iniciar el proceso es necesario llevar a cabo la minuciosa limpieza de las piezas metlicas para desprenderles la herrumbre y suciedad. Posteriormente se les recubre con una solucin de asfalto al 25%, aunque igualmente se puede utilizar una solucin de barniz de aceite en gasolina. Luego de este paso, las piezas metlicas se colocan sobre una malla de hierro y se introducen en el horno alrededor de 10 minutos, con lo que termina el proceso.

3.2 (13) ACTIVIDAD

Procedimiento para el galvanizado de una viga

Observa video, investiga y contesta

Observa detenidamente el video para recubrir una viga y contesta:

(http://youtu.be/v5wLyheLp8g)




1. Tipo de galvanoplastia

2. Material base, material de recubrimiento.

3. Color y textura

4. Determina la secuencia de operaciones.

5. Propiedades y caractersticas obtenidas.

6. Otros procesos por galvanoplastia

El pavonado es un mtodo muy eficaz para evitar la corrosin de los metales siempre y cuando se lleve a cabo en instalaciones adecuadas para dichos procesos. Cuando las plantas de pavonado estn mal diseadas o mal instaladas se puede presentar una serie de contratiempos, tales como:

- Ineficacia del proceso - Produccin de piezas deficientes - Roturas de las piezas resultantes - Nula proteccin a la corrosin - Produccin de elementos txicos

El revestimiento no aumenta ni disminuye las dimensiones de los metales tratados, por lo que las tolerancias para el ajuste de piezas no se ven afectadas. Se obtiene un resultado mate cuando se aplica sobre una superficie tratada con chorro de arena o con un mordiente qumico, y brillante sobre una superficie pulida o lisa. Los colores que se pueden obtener varan del negro al azulado, segn la clase de aleacin tratada.

Se obtiene mediante la aplicacin de cidos que proporcionan una oxidacin superficial de gran adherencia y durabilidad. El pavonado atrae y retiene los aceites lubricantes. Por esta razn es necesario contar con asesores que tengan el conocimiento necesario para llevar a cabo correctamente este proceso.

3.2 (14) ACTIVIDAD Procedimiento para el pavonado de una pieza

Observa video, investiga y contesta

Observa detenidamente el video para recubrir una viga y contesta:

(http://youtu.be/xg1ylIQo3x8) Evidencias de aprendizaje:



1. Tipo de pavonado.

2. Material base, material de

recubrimiento.

3. Color y textura

4. Determina la secuencia de

operaciones.

5. Propiedades y caractersticas

obtenidas.

6. Otros procesos de pavonado.

DEPSITO DE NITRURO

El nitruro de titanio conocido tambin como Tinita es un material cermico extremadamente de 85 Rockwell C, 2500 Vickers. Usado frecuentemente como recubrimiento sobre componentes de aleaciones de titanio, acero, carburos y aluminio para mejorar las propiedades superficiales del sustrato. El TiN tiene excelentes propiedades de refractabilidad infrarroja ya que tiene 2930 C de punto de fusin.

Los mtodos ms comunes de TiN creacin de capa fina son la deposicin de vapor fsica por lo general deposicin por pulverizacin catdica, deposicin por arco catdico y la deposicin qumica de vapor (CVD). En ambos mtodos, el titanio puro se sublima y se hacen reaccionar con nitrgeno a una alta energa en vaco. Se puede generar una pelcula de TiN tambin en piezas de trabajo de Ti por el crecimiento reactivo por ejemplo, recocido en una atmsfera de nitrgeno atmsfera. La deposicin fsica de vapor (PVD) se prefiere para las piezas de acero porque las temperaturas de deposicin superan la temperatura austenizacin del acero. Capas de TiN tambin se chisporrotearon en una variedad de materiales de punto de fusin ms alto, tales como aceros inoxidables. En general, las capas de color dorado de acabado de productos suelen ser muy delgada, no son ms gruesas que 4 micras ya que capas ms gruesas sera propenso a agrietarse. El material de base tambin debe poseer una alta resistencia a la compresin, de modo que la capa no se rompe en el punto de carga. Recubrimientos de nitruro de titanio tambin se pueden depositar por pulverizacin trmica mientras que los polvos de TiN se producen por nitruracin del titanio con nitrgeno o amnico a 1200 C.

Se pueden fabricar objetos de cermica a granel por el embalaje de titanio metlico en polvo en la forma deseada, comprimindolo a la densidad adecuada, entonces la ignicin en una atmsfera de nitrgeno puro. El calor liberado por la reaccin qumica entre el metal y el gas es suficiente para sinterizar (metalurgia de polvos) el producto de reaccin en un nitruro, artculo acabado duro. Un uso bien conocido del TiN es el recubrimiento para proteger el filo y aumentar la resistencia a la corrosin en brocas fresas, a menudo la mejora de su vida til en un factor de tres o ms.

Por su color similar al oro metlico, se utiliza para recubrir bisutera y adornos de coches con propsitos decorativos. Tambin se utiliza ampliamente como recubrimiento de la capa superior, por lo general con chapado de nquel o cromo, en accesorios de grifera y pomos de puerta. Como recubrimiento se utiliza en la industria aeroespacial y aplicaciones militares y para proteger las superficies de deslizamiento de la suspensin horquillas de bicicletas y motocicletas, as como los ejes de coches sujetos a choque. No es txico. Los recubrimientos de TiN tambin se utilizan en prtesis, especialmente implantes de reemplazo de cadera y otros implantes mdicos.

Actualmente los tratamientos superficiales buscan la optimizacin, en especial en la creciente aplicacin de los recubrimientos PVD, siendo ahora no solo dorados y ofreciendo una amplia gama de materiales base. ste es un proceso por arco elctrico o pulverizacin catdica. El medio de evaporacin durante la etapa de recubrimiento es siempre fsico. Por ello, la denominacin genrica de proceso de deposicin fsica en fase vapor. Las etapas del proceso son las siguientes:

Carga del reactor.

Alto vaco (10-5 mbar mnimo).

Calentamiento-desgasificacin de las piezas.

Decapado inico.

Recubrimiento.

Enfriamiento y descarga.

Esta tcnica se confunde, en ocasiones, con tratamientos en baos qumicos, electrolticos o galvnicos realizados en instalaciones abiertas. Las instalaciones PVD son hermticas, recubren a presiones muy bajas (10-2-10-3 mbar) y las reacciones se consiguen ionizando los reactivos (estado plasmtico). Por las condiciones de trabajo adems este proceso es considerado limpio y respetuoso del medio ambiente.

3.2 (15) ACTIVIDAD Deposicin fsica de vapor PVD


De acuerdo con el siguiente enlace http://www.trateriber.es/pdf/PVD.pdf. Elabora un mapa conceptual. Evidencias de aprendizaje:

Conocimiento Producto x Desempeo Actitud x Forma de trabajo:

Individual x Equipo En plenaria Registro: Libreta Reporte x Otro Criterios de Calidad: Consultar Anexo



1. Recubrimiento

2. Sustrato

3. Deposicin

4. Electroltico

5. Austenizacin

6. Sublimacin

7. Inmersin

8. Herrumbre

9. Vickers

10. Infrarojo

PROYECTO INTEGRADOR Al desarrollar este proyecto aplicars tus saberes y la metodologa 3Qs para seleccionar el proceso principal y secundario de autopartes metlicas conformadas por presin y hayan sido recubiertas por alguna tcnica.

MATERIAL:

Chasis, toldo, partes de colisin, ejes, embragues, sujetadores y soportes.

Asistir a un taller mecnico y tomar foto con evidencia que estuvieron en contacto con las piezas.

Elegir 5 piezas del conjunto.

DESARROLLO:

Cada equipo tendr un tarea especfica, todos deben participar para que el trabajo sea

organizado y colaborativo.

La siguiente tabla es una gua, la puedes mejorar:

FOTO CADA PIEZA

QU VES

QU NO VES

QU INFIERES

JUSTIFICACIN

Color, tamao peso y textura

Materia prima, la geometra que tiene antes de

entrar al proceso y sus

especificaciones

Material

zonas criticas

Funcin que desempea.

Nivel consumo


Nivel de produccin

Formas o geometras

Tecnologa que agreg la mayor

forma

Proceso principal

Acabados. Partes crticas de

desempeo

Tecnologa para limpieza de piezas

y T. trmicos

Proceso Secundario

La justificacin debe tener los fundamentos tericos vistos en clase y los investigados.

El profesor guiar la actividad y tendr registro para evaluar avance parcial del proyecto


Conocimiento x Producto x Desempeo x Actitud Forma de trabajo:


**Se aplicar la coevaluacin.

AUTOEVALUACIN

1. La temperatura de recristianizacin equivale a : 1.2 T. fusin ( ) 1/2 T. fusin ( ) 0.4 T. fusin ( )

2. En los procesos de manufactura, la temperatura ayuda a:

Elevar ductilidad ( ) Reduce modulo elstico ( ) Ambos ( )

3. Menciona dos razones principales para trabajar un material en caliente:

....

4. Principal caracterstica del proceso de conformado:

Material slido ( ) Fuerza ejercida ( ) Variedad de Formas ( )

5. Cul es la materia prima para trabajar por deformacin volumtrica:

Lupia ( ) Lmina ( ) hojalata ( ) Todos ( )

6. Un tornillo sometido a temperatura e impacto, por cual proceso te decides:

Cabeceado ( ) Fundicin ( ) Maquinado ( )

7. Operaciones bsicas en el conformado de lminas:

Cortar ( ) Doblar ( ) Embutir ( ) Todas ( )

8. Cul es el proceso principal e indica si es en frio o caliente, para las siguientes autopartes:

Defensa de carro .. Estructura chasis. Eje de transmisin.. Vlvula de admisin.. Cigeal .

9. Contesta la siguiente tabla:

RECUBRIMIENTO MATERIAL BASE

MATERIAL RECUBRIR

CARACTERSTICAS DEL PROCESO

COLOR TEXTURA

GALVANOPLASTA

PAVONADO

DEPSITO DE NITRURO

CAPTULO 5 PROCESOS DE UNIN DE METALES

Para saber que sabemos lo que sabemos, y saber que no sabemos lo que no sabemos, hay que tener cierto conocimiento.

Nicols Coprnico

Competencia especfica

El estudiante es competente si aplica saberes para comprender e identificar el proceso de unin de metales. De acuerdo con un ensamble mecnico y lo que se puede ver, analiza e infiere acerca del tipo de unin utilizada, si es temporal o permanente para que cumpla con la funcin que desempea y la calidad deseada.

OBSERVA:

Smbolo colosal de Mxico:

Cuntas estructuras de acero utilizaron?

Cmo las unieron?

Cunto tiempo se llevaron?

Cul ser el riesgo si se hubieran unido mal?

Cunto manejo de material intervino?

5.1 UNIONES TEMPORALES


Reconoce los principios para uniones temporales

Identifica los elementos de sujecin mecnica.

Clasifica los diferentes elementos roscados

Reconoce las uniones por presin

Contenido:

Principio sobre uniones temporales

Sujecin mecnica

Sujecin por presin

ANALIZA:

Qu tipo de unin se utiliza entre las estructuras?

Por qu se utiliza esta unin y no otra?

Qu operaciones se requerirn para unirlas?

Cmo las puedes separar?

Cul ser la operacin ms difcil para la unin?

PRINCIPIOS SOBRE UNIONES TEMPORALES

Si nos detenemos a ver a nuestro alrededor nos daremos cuenta que aproximadamente el 90% de productos que usamos estn ensamblados o unidos de alguna manera, por mencionar algunos, el telfono celular, la engrapadora, la pasta de dientes, la lata de refresco, el juego de sala los sartenes de cocina, la plancha y ni se diga la lavadora, la bicicleta y el automvil. Es muy difcil encontrar productos tiles que sean de una sola pieza, imagnate que los productos mencionados se produjeran de una sola pieza, sera imposible. Cada uno tiene diferentes componentes y para unirlos o ensamblarlos se requiere elementos de unin. El proceso de ensamble est presente en toda la industria, resulta preocupante tratar de reducir estas operaciones ya que requieren tiempo, tanto para la preparacin como para la unin, lo que ocasiona un cuello de botella por ello, se pre ensamblan fuera de la lnea para ahorrar tiempo, la automatizacin de los procesos sobre todo en soldadura es un factor importante para incrementar la productividad del proceso.

En algunos casos se requiere sujetar las piezas con rigidez y en otros que estn libres para moverse, por ello tanta variedad. Para unir los componentes se debe tener en cuenta: que se pueda desarmar fcilmente para darle servicio, que se pueda remplazar o intercambiar rpidamente, permitir una tolerancia para compensar el desgaste. Estas necesidades se satisfacen con tcnicas y dispositivos para unin o sujecin permanentes o temporales. El ingeniero del producto debe conocer las caractersticas, ventajas y limitaciones de cada una para seleccionar la ms adecuada acorde con la aplicacin especfica.

En general los mtodos para sujecin y unin se clasifican en tcnicas para sujecin mecnica y unin por presin. La sujecin mecnica puede ser permanente o temporal. La unin que se considera permanente no hay ajustes, ni necesidad de desmontar ni separar las piezas, una vez se han fijado se tendra que destruir, tal es el caso de los remaches. En esta clasificacin se contempla a las arandelas de seguridad ya que ejercen presin para mantener los elementos en su lugar y un ajuste de agujero con eje por interferencia.

Ventajas de usar ensamble mecnico sobre otros procesos de unin:

Facilidad de Ensamble y desensamble para aquellos mtodos de sujecin que lo permiten. No requiere una gran cantidad de capacitacin para colocarlos y se usa herramienta

sencilla en un tiempo relativamente breve.

La tecnologa es simple y se inspecciona su colocacin con facilidad. Los productos que son demasiado grandes y pesados para transportarse completamente

armados pueden enviarse en subensambles ms pequeos y armarse en instalaciones adecuadas.

Permite un mantenimiento gradual y reparacin al ensamble completo, mediante

desensambles peridicos, al contrario de las soldaduras.

En todo tipo de construccin y ms concretamente en el caso de las estructuras metlicas de edificios resulta necesario unir entre s perfiles simples para formar estructuras complejas como es el caso de la torre Latinoamericana o la Eiffel. Cualquier unin es siempre un punto delicado en una estructura metlica y por ello es necesario preverlas planeando su construccin, colocar solamente donde se hayan definido y supervisar la calidad de la unin.

Las uniones temporales, tambin llamadas desarmables, son aquellas que renen varias piezas y forman con ellas una misma pieza; permiten, en todo momento la separacin de las piezas unidas, mediante una maniobra fcil que no deteriora los elementos.

SUJECIN MECNICA

La sujecin mecnica incluye todos los mtodos de uso de dispositivos mecnicos para unir dos o ms piezas entre s. Sus ventajas son la adaptabilidad de sujetadores mecnicos en trminos de tamao, forma costo y facilidad de ensamblar dar servicio o reparar con herramientas comunes y especiales. En la mayora de los casos, los mtodos de sujecin implican el uso de componentes de equipo separados (sujetadores), que se agregan a las partes durante el ensamblado, muchos productos utilizan una gran variedad de sujetadores. Los mtodos de sujecin mecnica se dividen en dos:

1. Los que permiten desensamble, los sujetadores roscados, tales como pernos,

tornillos y tuercas 2. Unin permanente, los diferentes tipos de remaches.

5.1 (1) ACTIVIDAD Elementos de unin en torres de estructura metlica

Investiga, analiza y compara

Busca en la red acerca de las torres y contesta ls siguiente tabla;

TORRE AO ALTURA ESTRUCTURA ACERO

TIPO DE UNION OBSERVACION

Latinoamericana

Eiffel




SUJETADORES ROSCADOS

Representan la categora ms importante del ensamble mecnico, generalmente permiten el desensamble, son aquellos componentes excepto los que tienen roscas externas o internas propias para su ensamble. Son manufacturados de acero al carbono, acero medio o de alta aleacin, se producen mediante formado en frio (cabeceado y laminado), tambin por maquinado pero resulta ms costoso y recordemos que su resistencia es menor. Por lo general, este tipo de sujetadores se niquelan o recubren para aumentar su resistencia a la corrosin. Los tipos de recubrimientos ms utilizados son los de nquel, cromo, zinc, y xido negro, es posible utilizar otros materiales como aceros Inoxidables, aleaciones de aluminio-nquel y plsticos slo para aplicaciones de baja tensin.

Los sujetadores roscados son cualquier dispositivo mecnico que utiliza el principio del plano circular inclinado para aplicar la presin. Este grupo incluye muchas variedades, como tornillos de rosca helicoidal para madera, plsticos y lmina metlica, tornillos roscados (pernos), tornillos de mquina o para metales y tuercas.

Uno de los medios de unin desarmable ms utilizada es el empleo de tornillos, arandelas y tuercas:

Tornillos.- Sujetadores con roscas externas, por lo general se ensambla en un orificio roscado ciego.

Pernos.- Sujetador con rosca externa que se inserta a travs de orificios en las partes y se asegura con una tuerca en el lado opuesto.

Tuercas.- Sujetador con rosca interna que coincide con la de perno del mismo dimetro, paso y forma de rosca.

Figura 5.1 Sistema roscado

Las uniones desarmables son aquellas que renen varias piezas de manera solidaria y forman con ellas una misma pieza; pero que permiten, en todo momento, la separacin de las piezas unidas, mediante una maniobra fcil que no deteriora los elementos.

Los tornillos se fabrican en mayor variedad y configuraciones que los pernos, debido a que sus funciones son ms variadas.

Tornillos para Mquina. Se identifican por su vstago recto y roscado, sin punta y con cabeza hexagonal, la mayora de tornillos roscados tiene est forma. Se especifican por su dimetro y longitud, si la cabeza es plana la longitud incluye la cabeza, en todas las dems formas solo incluye la longitud del cuerpo o vstago. Los tornillo de maquina miden de menos de de pulgada de dimetro, se identifican por su nmero no por su dimetro.

Tornillos Prisioneros. Estn endurecidos y diseados para funciones de ensamble tales como collarines de sujecin, engranes y poleas para ejes. Se fabrican de diversas geometras.

Tornillos Autorroscantes. Estn diseados para formar o cortar las roscas en un orificio que ya existe, dentro del cual se hace girar. Utilizados como topes mecnicos, abrazaderas, mazas divididas, superficies de apoyo y como medio de posicionamiento.

Figura 5.2 especificaciones de un roscado

La variedad de tornillos incluyen esparragos (birlos), tornillos de mariposa, pijas, tornillos de cabeza ranurada, tornillo de cabeza hexagonal y prisioneros.

El tornillo de pija, el roscado est en casi todo el cuerpo cnico, es para sujetar piezas gruesas en superficies de madera. Los esprragos, no tienen cabeza y tienen rosca en ambos extremos, una ms larga que otra, se utilizan porque la distancia es grande u no se puede usar tornillo de mquina.

Existen una gran variedad de tuercas, las ms comunes son las tuercas cuadrada y hexagonal para tornillos de mquinas, una tuerca ms delgada conocida como contra tuerca, una tuerca de mariposa que puede apretarse con los dedos y una tuerca especial llamada tuerca de entalladas que tiene ranuras para colocar una chaveta (pasador hendido) en ellas

Cuando las tuercas y tornillos estn sometidos a vibraciones que podran aflojarlos se utiliza una arandela para mantener la tuerca en su lugar. Las arandelas planas pasan con facilidad sobre las tuercas. Estn disponibles una gran variedad de tamaos, espesores y anchuras para toda la clase de aplicaciones.

5.1 (2) ACTIVIDAD Especificacin roscas en sistema internacional (ISO) y americano

Observa con atencin la figura 5.2 y contesta

La estandarizacion de roscas nos permite la intercambiabilidad, es importante reconocer el lenguaje en ambos sistemas. Haz lo siguiente:

1. La rosca de la figura 5.2 est en sistema americano, dibuja y define el significado de cada

una de sus partes, designar la informacin .

2. Para el sistema internacional , dibuja y define el significado de cada una de sus partes,

designar la informacin .

3. Trae una tabla de equivalencias entre ambos sistemas.

4. Cmo puedes identficar si una rosca es americana y otra mtrica. Cul es la diferencia

principal?




Figura 5.3 Variedad de sujetadores roscados

Fuente: www.eltornilo.com.mx http

Figura 5.4 Variedad de tuercas

Figura 5.4 Variedad de tuercas

Tuercas flotantes. En las lneas de montaje en las operaciones en que se usan tornillos se pierde mucho tiempo en alinear un tornillo con el agujero roscado. Para minimizar las prdidas de

tiempo, se utilizan tuercas especiales, las cuales como pueden tener movimiento lateral, radial o ambos, se llaman tuercas flotantes. Cuando se coloca el tornillo la tuerca puede flotar y alinearse por s sola. Esto permite ms tolerancia en la colocacin y reduce el tiempo para alinear las roscas. Hay varios tipos de tuercas especiales las cuales tienen tres ventajas en el trabajo de ensamble:

Flotan y facilitan la alineacin.

Se instalan a presin en un agujero roscado y eliminan costosas operaciones de maquinado o soldadura, y tener que instalarlas con dos llaves.

Tienen roscas de presin para mxima resistencia, estos sistemas sirven para apretar y aflojar muchas veces.

Figura 5.5 tuerca flotante

RETENES

En la clasificacin general de retenes se incluye casi cualquier dispositivo utilizado para mantener algn objeto en su lugar. Se puede usar un retn para alinear una polea en su eje, evitar que un eje gire dentro de un engrane o polea, impedir que una se resbale de su lugar e incluso mantener juntos los alambres de un grupo (arns) al instalarlo en un vehculo. Los retenes ms comunes:

Pasadores

Cuas (Chavetas)

Arillos seguros

Bujes de presin

Tuercas de presin

Retenes para alambre y tubo.

5.1 (3) ACTIVIDAD Identificar sujetadores roscados

Experimenta, analiza y clasifica

Con tus compaeros de equipo van a elaborar un muestrario de diferentes sujetadores roscados:

MATERIALES:

Recolectar 10 muestras de sujetadores roscados.

Las muestras no se deben repetir y conocer su aplicacin.

Metodologa 3 Qs

PROCEDIMIENTO:

Con cada elemento roscado en mano hacer el anlisis:

Qu ves.- Material del que est hecho y si tiene algn recubrimiento. La forma que tiene la

cabeza, el vstago, perfil de la rosca, tipo de entrada. Su procedencia y aplicacin

Qu no ves.- Como se manufactur, su montaje y desmontaje y la aplicacin insitu.

Qu infieres.- Clasificar el tipo de sujetador roscado de acuerdo con la informacin

presentada y la consulta de diferentes catlogos por ejem:

http://www.reycaindustrial.com/web/index.php/productos/catalogo-en-linea/tornillos/lamina/tornillo-

para-lamina-tipo-ab-detail

Traer fsicamente el sujetador y asignar clasificacin

RESULTADOS.

Muestrario con la clasificacin de elementos roscados.



Individual Equipo x En plenaria x Registro: Libreta Reporte Otro: Muestrario Criterios de Calidad: Consultar Anexo

Figura 5.6 Tipos de retenes

PASADORES

La mayora de los pasadores se introducen en un eje; tambin pueden atravesar la masa de un engrane para fijarlo en su lugar. Estos pasadores pueden ser rectos o cnicos. El pasador recto suele hacerse de una laminacin a fin de que se expanda para asentar con ms firmeza contra las paredes del agujero. Tambin hay pasadores destinados a romperse por exceso de esfuerzo, lo cual impide que se rompa el eje o el engrane. Tambin se usan pasadores divididos para evitar que se aflojen las tuercas de castillo y para sujetar piezas en el extremo de un eje. Estos pasadores divididos llamados chavetas y se hacen con acero suave. Se introducen en el agujero y para cerrarlas y se dobla una o ambas patas.

Figura 5.7 Tipos de pasadores

BROCHES

Se utilizan para componentes sujetos a esfuerzos moderados, los broches sujetan a dos o ms piezas entre s y las obliga a que se mantenerse en su lugar. Por ejemplo, sujetar cable elctrico en los vehculos y aparatos domsticos. En los sistemas de aire acondicionado y refrigeracin. Son fciles de colocar y tambin de quitar, adems son de larga duracin.

Figura 5.8 Tipos de broches

SUJECION POR PRESIN

REMACHES O ROBLONES

El robln o remache es un elemento destinado a unir de una manera fija, dos o ms piezas, est formado por una cabeza y vstago. Esto es si se considera el robln aislado, el robln en bruto, porque durante la operacin del remachado se forma tambin en el extremo opuesto del vstago otra cabeza, la de cierre. El tamao del robln debe adaptarse a las piezas a unir cuyo espesor total constituye el espesor de cosido.

Los remaches son sujetadores metlicos que no tienen rosca ni cabeza ranurada. Se suelen hacer con metales blandos maleables para poder trabajarlos con facilidad. Se colocan en agujeros taladrados o punzonados y se ensancha el cuerpo contra los lados del agujero y despus se remacha la punta para formarle una ceja pequea, con la cual pueden tener dos cabezas.

Los remaches tienen hasta de pulgada de dimetro, los roblones tienen un dimetro mayor de un pulgada aunque la soldadura ha desplazado a los remaches en mucho casos, todava se utilizan, sobre todo en metales difciles de soldar. Tambin son excelentes para sujetar materiales como plsticos telas y cuero en piezas de madera o metal.

Los remaches especiales y las mquinas remachadoras hacen posible el uso de remaches como un mtodo para sujecin rpida, fuerte y econmica para gran variedad de aplicaciones.

Figura 5.9 Tipo de remaches

Fuentes: http://maquinasysuselementosendibujo.blogspot.mx/

Son muchos los productos y estructuras de pequeo y gran tamao que utiliza ese tipo de elemento de unin. Podemos citar: las tijeras de mano, los compases, navajas y otros utensilios que se unen entre s por medio de roblones para que puedan girar. Tambin se roblonan firmemente las planchas, chapas, los perfiles formando las uniones llamadas nudos en cerrajera, construcciones metlicas, estructuras, puentes, gras y calderas de vapor. Un caso sorprndete es la torre Eiffel que tiene 2500000 mil remaches.

Los roblones se diferencian de los remaches por su tamao, se considera robln cuando su dimetro es superior a los 10 mm. En estructuras de acero los roblones se instalan en caliente, cuando se contrae el metal al enfriar, estos roblones sujetan con ms fuerza cuando se enfran. Los roblones en caliente se utilizan en puentes y edificios, es un proceso laborioso y difcil, las fases de la ejecucin son varias: trazado y taladro de los agujeros que han de ser de dimetro algo mayores que los del vstago del robln, ajuste de las piezas entre s, escariado de los agujeros que no coinciden, formacin de la cabeza de cierre, esta ltima fase requiere pericia. Se ajusta el robln al agujero y despus, por medio de diversos martillazos aplicados perpendicularmente al comienzo y luego oblicuamente, se da una primera forma a la cabeza de cierre. La forma definitiva, por lo general redonda, se imprime con un instrumento llamado buterola. Se puede roblonar en fro o en caliente; pero ambos sistemas son igualmente de laboriosos. En parte, se facilita la operacin empleando martillos neumticos accionados por medio de aire comprimido, para formar las cabezas de cierre. A nivel de industrias mayores se recurre a mquinas especiales de remachar con dispositivos automticos.

ARANDELAS DE PRESIN

Las arandelas ayudan a reducir a que un sujetador no se afloje por la vibracin, permiten una distribucin uniforme de las presiones ejercidas y proveen una mejor superficie de empuje. Las arandelas de presin o de seguridad se utilizan para reducir todava ms las posibilidades de aflojamiento por choques, vibracin o movimientos por cambio de temperatura. Las arandelas de presin pueden ser de tipo muelle helicoidal o dentada, en ambos tipos los bordes agudos muerden la superficie para que no resbalen y tambin sirven como muelles para mantener la presin entre el sujetador y la pieza, existen muchos tipos de arandelas especiales para todo tipo de aplicaciones.

Figura 5.10 Variedad de Arandelas

ENGARGOLADO Y ENGRAPADO

Se producen por medio de una secuencia de dobleces en radios agudos, los engargolados plegados se pueden hacer impermeables con o sin relleno de adhesivo, sellos polimricos o soldadura. Algunos engargolados se realizan a lo largo de lneas rectas, como el engargolado de las latas de bebidas de tres piezas, otro se hacen a lo largo de los bordes de piezas circulares, como las tapas de latas, se relaciona con el embridado, un doblez se forma cuando los bordes de una pieza se voltean sobre la otra.

AJUSTE POR INTERFERENCIA

Una unin por ajuste con interferencia es aquella que se realiza cuando el eje es ms grande que el agujero donde va a ir colocado, para ensamblar se requiere de diferencia de temperatura o ejercer presin. Es un ajuste por presin para poder desensamblar se requiere de extractor y presin, es til en aplicaciones que requierren transmisin de fuerza. En la siguiente tabla se mustran las aplicaciones.

Tabla 5.1 Ajustes recomendados por la ISO

5.1 (4) ACTIVIDAD Especificacin de uniones, con ajuste a presin

Observa, analiza y contesta

La Organizacin Internacional de Normalizacin ISO, establece un sistema para la designacion de ajustes con agujero y eje nico. Observa la tabla 5.1 y contesta:

1. Designacion ISO para los diferentes ajustes a presin

2. Caracterticas del ajuste

3. Aplicaciones

4. Otra aplicacin real que tu hayas observado






1. Intercambiar

2. Dispositivos

3. Componentes

4. Elementos

5. Sujecin

6. Interferencia

5.2 UNIONES PERMANENTES


Reconoce la importancia de los tipos de soldadura para la unin permanente entre

metales.

Identifica los principios y procedimientos de la soldadura por arco elctrico.

Compara las soldaduras por arco elc

CAPÍTULO 3 y 5

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Transcript of CAPÍTULO 3 y 5