República Bolivariana de Venezuela

Instituto Universitario Politécnico

“Santiago Mariño”

Extensión: Puerto Ordaz

Escuela Ingeniería Industrial

Prof. Bachilleres.

Ing. Alcides Cádiz Romero Marihusky

Pinto Maury

González María

Puerto Ordaz, Junio de 2014

UNI

Índice

Introducción…………………………………………………………………… 3

La Termodinámica en el Corte de Metales, Mediante el Uso de

Herramientas de Corte, donde Existe Desprendimiento de

Viruta…………………………………………………………………………… 7

Importancia de las Variables de Corte, Energía y Temperatura en el

Proceso de Manufactura…………………………………………………… 10

Usos de las Tablas Físicas y Químicas Asociadas a la

Termodinámica de Corte de Metales…………………………………….. 11

Seguridad industrial y el desprendimiento de virutas en el proceso

de manufactura……………………………………………………………… 12

Conclusión…………………………………………………………………… 13

Bibliografía………………………………………………………………..…. 14

Introducción

La termodinámica es la rama de la física que describe los estados de

equilibrio a nivel macroscópico. Constituye una teoría fenomenológica, a

partir de razonamientos deductivos, que estudia sistemas reales y sigue

un método experimental. Los estados de equilibrio son estudiados y

definidos por medio de magnitudes extensivas tales como la energía

interna, la entropía, el volumen o la composición molar del sistema, o por

medio de magnitudes no-extensivas derivadas de las anteriores como la

temperatura, presión y el potencial químico; otras magnitudes tales como

la imanación, la fuerza electromotriz y las asociadas con la mecánica de

los medios continuos en general también pueden ser tratadas por medio

de la termodinámica.

. Para desprender viruta se requiere de la acción de la deformación de

un material dicha acción requiere de variables de energía, temperatura,

calor para poder realizar el desprendimiento de viruta. En muchos

procesos de manufactura las variables son de gran importancia, puesto

que para completar cualquier proceso se requieren de altas cantidades de

energía si deseamos concretar la operación que indique el proceso, bien

sea torneado, colado, entre otros.

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LA TERMODINÁMICA EN EL CORTE DE METALES, MEDIANTE EL

USO DE HERRAMIENTAS DE CORTE, DONDE EXISTE

DESPRENDIMIENTO DE VIRUTA

El corte de los metales requiere de mucha potencia para separar la

viruta de la pieza de trabajo. Aunque las herramientas de cortes de hoy,

son muchos más eficientes, las velocidades de arranque del material

también se han incrementado.

El corte de los metales tiene por objeto eliminar en forma de virutas

porciones de metal de la pieza a trabajar, con el fin de obtener una pieza

con medidas, formas y acabados deseados.

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.

Materiales de las herramientas

Propiedades Acero no aleado: Es un acero con entre 0,5 a 1,5%

de concentración de carbono. Para temperaturas de unos 250 º C

pierde su dureza, por lo tanto es inapropiado para grandes

velocidades de corte y no se utiliza, salvo casos excepcionales,

para la fabricación de herramientas de turno.

Acero aleado: Contiene como elementos aleatorios, además del

carbono, adiciones de wolframio, cromo, vanadio, molibdeno y

otros. Hay aceros débilmente aleados y aceros fuertemente

aleado. 

Metal duro: Los metales duros hacen posible un gran aumento de

la capacidad de corte de la herramienta. Los componentes

principales de un metal duro son el volframio y el molibdeno,

además del cobalto y el carbono. 

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Cerámicos: Estable. Moderadamente barato. Químicamente

inerte, muy resistente al calor y se fijan convenientemente en

soportes adecuados. Las cerámicas son generalmente deseables

en aplicaciones de alta velocidad, el único inconveniente es su alta

fragilidad.

Cermet: Estable. Moderadamente caro. Otro material cementado

basado en carburo de titanio (Tic). El aglutinante es usualmente

níquel. 

Diamante: Estable. Muy Caro. La sustancia más dura conocida

hasta la fecha. Superior resistencia a la abrasión, pero también alta

afinidad química con el hierro que da como resultado no ser

apropiado para el mecanizado de acero.

USO DE HERRAMIENTAS DE CORTE

Se conoce como herramientas de corte a todas aquellas herramientas

que funcionan a través de arranque de viruta, esto quiere decir que las

herramientas de corte son todas aquellas herramientas que permitan

arrancar, cortar o dividir algo a través de una navaja filosa 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.

Estas herramientas de corte son de mucha utilidad, sobre todo en la

industria, como lo son la maderera, la textil, en la construcción, etc. Este

tipo de herramientas debe contar con ciertas características para poder

ser utilizables y realmente eficaces en su desempeño.

Las herramientas de corte deben ser altamente resistentes a

desgastarse.

Las herramientas de corte deben conservar su filo aun en

temperaturas muy elevadas.

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Deben tener buenas propiedades de tenacidad

Deben tener un bajo coeficiente de fricción

Debe ser una herramienta que no necesite volverse a afilar

constantemente

Alta resistencia a los choques térmicos.

Se puede cortar metal utilizando herramientas manuales sencillas

como el martillo y cincel, la lima, la sierra o la piedra abrasiva, en la

actualidad se usan éstas para eliminar metal en pequeñas cantidades o

provisionalmente. En cierto tiempo, estas herramientas eran casi los

únicos medios que se tenían disponibles para cortar metales.

Obviamente, los artículos que se cortaban del metal utilizando solo

herramientas manuales eran pocos y muy costosos

Las primeras máquinas fueron para el torneado, taladrado y

cepillado en mesa. A principio se consideró un gran logro tan solo fabricar

con precisión algunos pocos artículos de metal; más tarde surgió la

demanda en variedad de productos en cantidades.

DONDE EXISTE DESPRENDIMIENTO DE VIRUTAS

La parte más importante de una operación de maquinado es el punto

en donde la herramienta de corte encuentra la pieza y arranca la viruta.

Cuando se corta un material quebradizo como el hierro colado o el

bronce, se rompe a lo largo de corte. Lo mismo sucederá si el material es

dúctil y la fricción entre la viruta y la herramienta es muy alta. Las virutas

salen en piezas pequeñas o segmentos y la herramienta las barre. Una

viruta formada de esta manera se llama viruta del tipo I o segmentada.

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El material dúctil que se corta óptimamente no se rompe si no que se

desprende como una cinta. A esto se le conoce como viruta II o continúa.

Cuando se corta acero, normalmente se forman virutas continuas,

pero la presión en contra de la herramienta es elevada, y la acción severa

de la viruta frota y elimina la película natural que hay en la cara de la

herramienta. La viruta acabada de cortar y el material recién expuesto en

la cara altamente comprimido se adhiere a la cara de la herramienta.

IMPORTANCIA DE LAS VARIABLES DE CORTE, ENERGÍA Y

TEMPERATURA EN EL PROCESO DE MANUFACTURA

Durante el proceso normal de mecanizado la mayor parte de trabajo

se consume en la formación de viruta en el corte de plano, la temperatura

y el calor dependen de la fuerza de corte la energía mecánica introducida

en el sistema produce un aumento de temperatura. Algunas

características importantes son:

Una temperatura excesiva afecta adversamente a la resistencia y

dureza.

El calor puede inducir daños térmicos a las superficies de la

máquina y está causando daño al material.

La energía térmica es trasmitida parcialmente a la viruta y la pieza.

El calor se propaga desde la zona de origen hasta la herramienta

a través de la conducción.

Si bien cierto los procesos de manufactura se puede definir como la

forma en que transformar la materia prima que hallamos, para darle un

uso práctico en nuestra sociedad y así disfrutar la vida con mayor

comodidad. La manufactura es el proceso de coordinación de personal,

herramientas y máquinas para convertir materia prima en productos útiles.

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Ahora para convertir materia prima en diferentes productos se

requiere de variables que ayuden y la finalización de proceso que se esté

radicalizando.

VARIABLES 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.

VARIABLE DE CALOR

El calor está definido como la forma de energía que se transfiere

entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se

encuentran a distintas temperaturas, sin embargo en termodinámica

generalmente el término calor significa simplemente transferencia de

energía el calor dentro de un proceso de manufactura es de gran

importancia, puesto que se requieren para realizar diferentes procesos

por ejemplo si tenemos piezas metálicas , o termoplásticas que puedan

soldarse para construir una estructura mediante la unión de piezas, se

aplica calor en la cual las piezas son soldadas fundiendo ambas y

pudiendo agregar un material de relleno fundido (metal o plástico), para

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conseguir un baño de material fundido (el baño de soldadura) que, al

enfriarse, se convierte en una unión fija.

VARIABLE DE TEMPERATURA

Las propiedades al impacto (o sensibilidad de muesca) de los

metales depende de la temperatura y para algunos materiales hay un

gran cambio de resistencia a la falla con un cambio relativamente

pequeño de temperatura. El conocimiento relativo a la existencia de este

fenómeno puede ser muy importante en la elección de materiales y en los

factores de diseño cuando se va a usar un producto en temperaturas de

servicio cercanas a la temperatura de transición, debido a que aumenta la

posibilidad de falla de material, sobre todo ante cambios bruscos de

formas, muecas o aun ralladuras producidas por el esmerilado de

soldaduras.

El Taladro: Es la máquina herramienta donde se mecanizan la

mayoría de los agujeros que se hacen a las piezas en los talleres

mecánicos. Destacan estas máquinas por la sencillez de su

manejo. Tienen dos movimientos: El de rotación de la broca que le

imprime el motor eléctrico de los engranajes, y el de a penetración

de la broca, que puede realizarse de forma manual sensitiva o de

forma automática, si incorpora transmisión para hacerlo.

Funcionamiento: Se llama taladrar a la operación de mecanizado

que tiene por objeto producir agujeros cilíndricos en una pieza

cualquiera, utilizando como herramienta una broca. La operación

de taladrar se puede hacer con un taladro portátil, con una

máquina taladradora, en un torno, en una fresadora, en un centro

de mecanizado CNC o en una mandrinadora.máquina a través de

una transmisión por poleas y engranajes, y el de avance de

penetración de la broca, que puede realizarse de forma manual

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sensitiva o de forma automática, si incorpora transmisión para

hacerlo.

VARIABLE DE ENERGÍA.

El fenómeno de la energía implica el maquinado, puede ser

conveniente considerar que se necesita en algunos de los otros procesos

de fabricación ver como lo defiere el maquinado.

USOS DE LAS TABLAS FISICAS Y QUIMICAS ASOCIADAS A LA

TERMODINAMICA DE CORTE DE METALES

Los metales pueden ser de naturaleza muy variada como lo son su

forma, su densidad, su resistencia, su tamaño o estética. El cual se

realizan en el ámbito industrial; es difícil establecer relaciones que definan

cuantitativamente la maquinibilidad de un material, pues las operaciones

de mecanizado tienen una naturaleza compleja. Una operación de

proceso utiliza energía para alertar la forma, propiedades físicas o el

aspecto de una pieza de trabajo y agregar valor al material; formado para

mejorar propiedades y de tratamiento de superficies.

Los fluidos de cortes se utilizan en la mayoría de las operaciones de

mecanizado por arranque de viruta se aplica sobre la zona de formación

de viruta, para lo que se utilizan aceites, emulsiones y soluciones. La

mayoría de ellos se encuentran formulados en base de aceites minerales,

vegetales o sintéticos. Los procesos productivos son muy variados y en

los más aplicados son:

Rectificados (plano, cilíndricos, sin centros y lento)

Torneado/Fresado

Roscado/Escariado

Taladrado (profundo)

Corte (con sierra)

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otros (Troquelados, enderezado).

SEGURIDAD INDUSTRIAL Y EL DESPRENDIMIENTO DE VIRUTAS EN

EL PROCESO DE MANUFACTURA

Es todo aquel conjunto de normas, reglamentos, principios,

legislación que se establecen a objeto de evitar los accidentes laborales y

enfermedades profesionales en un ambiente de trabajo. Por ende en todo

proceso de manufactura donde exista desprendimiento de viruta no se

está exento de sufrir algún accidente ocupacional.

La seguridad adecuada que se debe considerar tomar encontramos:

Uso de gafas o anteojos de seguridad.

Uso del calzado adecuado.

No usar anillos, relojes o pulseras.

No usas cabello largo.

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No jugar en el taller.

No usar aire comprimido para limpiar la ropa, herramientas o las

máquinas.

Mantener el piso libre de grasa o aceite.

Barrer con frecuencia las virutas del material que caen al piso.

Mantener limpia siempre las máquinas

. No manejar herramientas de corte con la mano desnuda

Conclusión

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El mecanizado es un proceso de fabricación que comprende un

conjunto de operaciones de conformación de piezas mediante la

eliminación de material, ya sea por arranque de viruta o por abrasión.

Todas las piezas metálicas, excepto las fundidas, en algún momento de

su fabricación han estado sometidas a una operación al menos de

conformado de metales, y con frecuencia se necesitan varias operaciones

diferentes.

Los procesos de virutas componen un sistema universal y que bajo el

debido tratamiento dado se obtiene el producto terminado a la perfección

Como futuros ingeniero Industriales en fundamental conocer a plenitud los

procesos manufactureros, las maquinarias y herramientas con los que

estos se realizan debido a que estos son instrumentos para el ejercicio o

desempeño de su rol dentro de una organización tomando como base el

diseño, ejecución y control de un sistema productivo.

Bibliografía

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http://www.buenastareas.com/ensayos/Proceso-De-Manufacturas/

46716987.html

www.buenastareas.com › 

Lawrence E. Doyle “Materiales y Procesos de Manufactura para

Ingenieros” Tercera Edición. (Mexico 1988).

http://www.monografias.com/trabajos14/maq-herramienta/maq-

herramienta.shtml

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