78176950 Texto Sistemas de Manufactura Reconfigurable 20111

ING. DANIEL RODRIGUEZ SALVATIERRA

SISTEMAS DE MANUFACTURA RECONFIGURABLE

CONTENIDO Prefacio Agradecimiento Dedicatoria Acerca del Autor Parte I: INGENIERIA DE MANUFACTURA 1. LA MANUFACTURA 1.1 La Ingeniera de Manufactura 8 1.2 La Manufactura Convencional y la Manufactura Avanzada 12 2. PROCESOS DE MANUFACTURA. 2.1 Introduccin a los Procesos de Manufactura.. 13 2.2 Clasificacin general de los Procesos de Manufactura 2.2.1 Operaciones de proceso1. Procesos que cambian la forma del material.17 2. Procesos que mejoran las propiedades..58 3. Procesos que mejoran las superficies61

2.2.2 Operaciones de ensamble1. Procesos de unin permanente66 2. Procesos de ensamble mecnico.67

3. OPERACIN Y PROGRAMACION DE MAQUINAS CNC 3.1 Las Maquina CNC .69 3.2 Operacin de las Maquinas CNC 81 3.3 Fundamentos de Programacin Manual CNC3.3.1 Fundamentos de Programacin CNC . 88 3.3.2 Programacin Manual CNC y simulacin: Keller ... 96 3.3.3 Practica de programacin manual con Keller.. 97

Parte II: La Manufactura Asistida por Computadora CAD/CAM 4. PROGRAMACION Y SIMULACION DE TORNO CNC CON CAD/CAM 4.1 Diseo o importacin 100 4.2 Edicin de Operaciones de mecanizado... 101 4.3 Simulacin Virtual en 2D y 3D. 101 4.4 Post y Transmisin de programas PC a CNC.. 102


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5. PROGRAMACION Y SIMULACION DE FRESADORA CNC CON CAD/CAM 5.1Diseo o importacin 104 5.2 Edicin de Operaciones de mecanizado..105 5.3 Simulacin Virtual en 2D y 3D105 5.4 Post y Transmisin de programas PC a CNC. 106

Parte III: Sistemas de Produccin Avanzados 6. LINEAS DE PRODUCCION Y ENSAMBLE CONVENCIONALES6.1 Lneas de Produccin Convencional..107 6.2 Lneas de Ensamble Convencional ...108

7. SISTEMAS DE MANUFACTURA RECONFIGURABLE7.1 Lneas TRANSFER ...111 7.2 Lneas TRANSFER FLEXIBLES.112 7.3 Sistemas de Manufactura Flexible FMS...113 7.4 Celdas de Manufactura Flexible FMC...114 7.5 Las Maquinas CNC Unitarias..115 7.6 Las Maquinas Convencionales...115

8. SISTEMAS DE MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA CIM8.1 Introduccin a los sistemas de manufactura avanzada.116 8.2 Tecnologas CAD-CAE-CAPP-CAM-FMS- CAQ- ERP-MRP- PPSCIM. 117 8.3 Desarrollo de la Manufactura Integrada por Computadora CIM. .129

9. LA ROBOTICA INDUSTRIAL9.1 El Mundo de la Robtica Industrial.. 137 9.2 Ejemplos de Robots Industriales. 137 Bibliografa..141


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PrefacioLa constante competitividad y deseos de una mejora continua requiere actualizar las tecnologas de produccin, de tomar decisiones acertadas y rpidas de manera que se deben adoptar las tcnicas adecuadas para el logro de los objetivos que persigue la industria nacional. Desde siempre en la mente de todo emprendedor esta crear un bien o servicio que brinde una utilidad o bienestar para la sociedad y rentabilidad para su empresa. Cualquier diseo u objeto creado como: Maquina, herramienta, equipo, electrodomstico, accesorio, vehculo, repuesto o elementos en general, que es desarrollado, debe ser fabricado para darle una utilidad real, como pieza individual o como parte de un mecanismo como: Bombas, ventiladores, bicicletas, chancadoras, molinos, fajas transportadoras, etc. Estas maquinas o equipos despus formaran parte de una Lnea de Produccin continuo como del azcar, del esparrago, bebidas, harinas o de Produccin intermitente como carroceras, estructuras, vehculos. La Manufactura o Procesos de Manufactura es una de las fuentes propulsores del desarrollo industrial de un pas, pero si esta se apoya en tecnologa de punta, con la ayuda de la computadora y de la Ingeniera de Software, entonces estaramos hablando de la Manufactura Asistida por Computadora CAD/CAM, es decir, el desarrollo de procesos de manufactura complejos. Los SISTEMAS DE MANUFACTURA AVANZADOS desarrolla procesos no posibles en la forma convencional, logrando optimizarlos utilizando mecanismos de alta precisin, flexibilidad, productividad y econmicos, lo que permite desarrollar desde pequeos lotes hasta alta produccin de muchos productos con aplicaciones automatizadas en el campo industrial. La automatizacin de los procesos industriales en estos ltimos aos ha dado lugar a un avance espectacular de la industria. Todo ello ha sido posible gracias a una serie de factores entre los que se encuentran las nuevas tecnologas en el campo mecnico, la introduccin de los computadores, y sobre todo el control y la automatizacin de sistemas y procesos. La incorporacin de los computadores en la produccin es, sin lugar a dudas, el elemento importante que est permitiendo lograr la automatizacin integral de los procesos industriales. La aparicin de la nano-electrnica y de los microprocesadores ha facilitado el desarrollo de tcnicas de control complejas, la robotizacin, la implementacin de sistemas integrados de control y de produccin. Todos estos elementos llevan consigo la reduccin de costos, el aumento de la productividad y la mejora de calidad del producto. En la primera poca de la automatizacin estuvo marcada por la aplicacin de dispositivos mecnicos capaces de controlar una secuencia de operaciones y el comienzo del estudio sobre la regulacin automtica. Adems, a nivel de empresa, se desarroll el concepto de produccin continua tanto para laING. DANIEL RODRIGUEZ SALVATIERRA 4


fabricacin de productos tpicamente continuos, como para los de tipo discreto. En la segunda poca, desde la Segunda Guerra Mundial hasta nuestros das, se ha caracterizado por la aparicin de la microelectrnica y con ello la de los computadores, y a su vez por el gran avance de la Teora del Control y redes de comunicacin pticas. Tambin en esta poca, la introduccin de los robots industriales en la fabricacin de series pequeas y medianas ha incrementado sustancialmente la flexibilidad y autonoma de la produccin. El objetivo de este presente texto y en base a mi experiencia transcurridas en el rea de la manufactura por las empresas muy tecnificadas que labore pretendo transmitir estas tecnologas muy pocos enseadas en este pas por instituciones educativas a nivel de especializacin. Espero que el estudiante estar en condiciones de: Comprender los conceptos y tcnicas relacionados con la Manufactura Asistida por Computadora: CAD, CAM, CNC, CAQ, FMS, CIM. Utilizar correctamente y aplicar el software especializado de programacin y fabricacin CAD/CAM para las Maquinas CNC. Conocer Sistemas de Manufactura Flexible FMS, Celdas de Fabricacin FMC. Desarrollar mtodos y los requerimientos de recursos tcnicos y humanos para operar Sistemas de Produccin Avanzados, que pueden ser utilizados para crear sistemas manufactureros competitivos aplicando parmetros de Productividad, Calidad, Flexibilidad y Costos mnimos.

AGRADECIMIENTO Agradezco eternamente a todos mis profesores de la universidad, as como a mis Jefes directos y Gerentes que me apoyaron y confiaron en m para el buen desempeo de mis labores. Los viajes al exterior, como Argentina, Israel y Estados Unidos, en cursos y visitas a Ferias Internacionales de Manufactura como el IMTS(International Manufacturing Tools System) me valieron para hacer un anlisis ms amplio de esta tecnologa de Manufactura. Agradecer el apoyo de todos los estudiantes o usuarios, por si exista algn error de escritura o informacin, con mucho gusto hare las correcciones respectivas para mejorar la calidad de este texto.

DEDICATORIA Dedico este pequeo texto a mis padres Mauricio Rodrguez Bernab y mi madre Dolores Salvatierra Cruz, que siempre me inculcaron que la nica herramienta que me har progresar es el estudio. Tambin dedico a mi esposa Flor Zavala y a mis hijos Diana y Fred que me escucharon y tambin concluyeron sus estudios universitarios; ahora son mis colegas.


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Acerca del AutorEl Ingeniero Daniel Rodrguez Salvatierra, nace el 02 de Julio de 1956 en la ciudad de Trujillo, La Libertad Per, realizo estudios de Ingeniera Industrial, estudios que lo realizo en la Universidad Nacional de Trujillo y Maestra en Docencia Universitaria en la Universidad Cesar Vallejo. Su trayectoria profesional es: EXPERIENCIA PROFESIONAL Diciembre 2000 a la fecha: Asesora de empresas en Tecnologa CAD CAM: NOVA, QPLAS, PIERIPLAST, MELAFORM, SEGURINDUSTRY, FISAC, FAMECA, LA CASA DEL TORNILLO, STEEL INDUSTRY, FUNDICION CALLAO, SENATI, etc. Marzo1996 - Septiembre 1999: Fabricacin Industrial de Maquinarias, FIMA S.A. - Empresa Metal-mecnica, fabricante de Equipos de Minera, Plantas completas de harina de pescado, Equipos para plantas de azcar y diversos equipos industriales. Cargo : Jefe de Produccin, rea Mecnica CNC (4 aos) Enero 1982 - Marzo 1996: Motores Diesel Andinos S.A., MODASA - Empresa Automotriz, fabricante de Motores Diesel VOLVO, PERKINS, Grupos Generadores, Carroceras, repuestos y aplicaciones automotrices diversas. Cargo: Jefe de Ingeniera de Mtodos (3 aos) Cargo: Jefe de Departamento Fabricacin Componentes-CNC (7aos) Industrias Harman S.A. - Empresa Metal-mecnica, fabricante de Hornos industriales, Cajas de Seguridad y Equipos Industriales diversos. Cargo: Supervisor en Planta Departamento de Produccin

Agosto 1980 - Junio 1981:

EXPERIENCIA DOCENTE UNIVERSITARIA Abril 2002 al 2009 : UNIVERSIDAD PARTICULAR CESAR VALLEJO Profesor Auxiliar de la Escuela de Ingeniera Mecnica Manufactura Moderna Ingeniera de Produccin 6



Abril 2000 a la fecha:

Abril 2000 a la fecha:

Febrero a Dic del 2000:

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Profesor Auxiliar de Escuela de MECATRONICA Curso Sistemas de Manufactura Reconfigurable UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Profesor Auxiliar de la Escuela de Ingeniera Industrial Cursos " Manufactura Asistida por Computadora CAM" Ingeniera de Mtodos" Automatizacin Industrial" Sistemas de Calidad" Sistemas de Produccin Avanzados SENATI ZONAL LA LIBERTAD Instructor de Tcnicos Industriales - Mecnica de Produccin

Espero compartir mis experiencias adquiridas en cursos de capacitacin en el extranjero, referente a esta especialidad, como en Promecor, Crdoba - Argentina; Iscar, Tefen - Israel; Meriland EE.UU. y visitas a Ferias Internacionales como International Manufacturing Tools Sistem (IMTS), en Chicago, Illinois EE.UU. Desarrollo el siguiente texto con mucho cario para los estudiantes y usuarios, como material de consulta; y dado que la Tecnologa de Manufactura Avanzados es muy amplia, progresivamente se ir incrementando temas afines.


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Parte I: INGENIERIA DE MANUFACTURA: 1. LA MANUFACTURALa manufactura es la transformacin de la materia prima, metlica y no metlica en una maquinaria o equipo o un bien o servicio, con mayor valor agregado considerado uno de los rubros que genera ms empleo en un pas. Abarca varias areas de ingeniera: 1.1 Ingeniera de Manufactura. Es la ciencia que estudia los procesos y fabricacin de componentes mecnicos con la adecuada precisin dimensional, as como de la maquinas Herramientas y dems equipos necesarios para llevar a cabo la realizacin fsica de tales procesos, su automatizacin, planificacin y verificacin. La Ingeniera de Manufactura es una funcin que lleva acabo el personal tcnico de Ingeniera, y est relacionado con la planeacin de los procesos de manufactura para la produccin econmica de productos de alta calidad. Su funcin principal es preparar la transicin del producto desde las especificaciones de diseo hasta la manufactura de un producto fsico. Su propsito general es optimizar la manufactura dentro de la empresa determinada. el mbito de la ingeniera de manufactura incluye muchas actividades y responsabilidades que dependen del tipo de operaciones de produccin que realiza la organizacin particular. Entre las actividades usuales estn las siguientes: 1) Diseo del producto y anlisis de esfuerzos 2) Planeacin de los procesos 3) Mtodos y mejoramiento continuo. 4) Diseo de planta para capacidad de manufactura 5) Gestin y control de recursos 6) Costos y presupuestosMP PROCESOS DE MANUFACTURA Fundicin, forja, temple, cromado, etc. PT

Materiales Acero Bronce Aluminio Plstico Madera Fundicin gris Cobre etc

Maquinas herramientas Prensa Taladro Torno Fresadora Rectificadora Cizalla Roladora etc

Partes o piezas Polea Pistn Eje Manija Engranaje Monoblock Carcasa etc

ENSAMBLE

MAQUINARIA O EQUIPO


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1.2 INGENIERIA DEL PRODUCTO La Ingeniera del Producto es una especialidad que comprende desde el diseo del producto que se desea comercializar, tomando en cuenta las Normas Tcnicas y todas las especificaciones requeridas por los clientes. Una vez elaborado dicho producto se deben realizar ciertas pruebas de ingeniera, consistentes en comprobar que el producto cumpla con el objetivo para el cual fue elaborado; Y por ltimo brindar la asistencia requerida al departamento de mercadotecnia para que est pueda realizar un adecuado plan (de mercadotecnia) tomando en cuenta las caractersticas del producto. La introduccin de nuevos productos Estrategias para la introduccin de nuevos productos 1. Impulso de mercado Se debe fabricar lo que se puede vender Se identifican necesidades en el mercado para cubrir. Marketing es clave. Estudios de mercado CRM (retroalimentacin) 2. Interfuncional La innovacin de productos es resultado de un esfuerzo coordinado de todos los departamentos de la empresa 3. Impulso tecnolgico Se debe vender lo que se puede fabricar Las nuevas tecnologas presentan oportunidades de fabricacin de nuevos productos para los que habr que crear mercado La I+D es clave. El Diseo del Producto y las especificaciones requeridas por el cliente. Los productos son requeridos en todos los campos industriales, as como en la vida humana. Esta tiene que cumplir con requisitos o especificaciones tcnicas muy estrictas segn las necesidades del cliente.


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Aplicaciones de los productos en todos los campos industriales y humanos.

El proceso de desarrollo de nuevos productos DESARROLLO DE NUEVOS PRODUCTOS


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El rea de Produccin est considerado como uno de los departamentos ms importantes, ya que formula y desarrolla los mtodos ms adecuados para la elaboracin de los productos y/o servicios, al suministrar y coordinar: mano de obra, equipo, instalaciones, materiales, y herramientas requeridas. Funciones de otras reas: 1. Ingeniera de la planta: Es responsabilidad del departamento de produccin realizar el diseo pertinente de las instalaciones tomando en cuenta las especificaciones requeridas para el adecuado mantenimiento y control del equipo. 2. Ingeniera Industrial: Comprende la realizacin del estudio de mercado concerniente a mtodos, tcnicas, procedimientos y maquinaria de punta; investigacin de las medidas de trabajo necesarias, as como la distribucin fsica de la planta. 3. Planeacin y Control de la Produccin: Es responsabilidad bsica de este departamento establecer los estndares necesarios para respetar las especificaciones requeridas en cuanto a calidad, lotes de produccin, stocks (mnimos y mximos de materiales en almacn), mermas, etc. Adems deber realizar los informes referentes a los avances de la produccin como una medida necesaria para garantizar que se est cumpliendo con la programacin fijada. 4. Abastecimiento: El abastecimiento de materiales, depende de un adecuado trfico de mercancas, embarques oportunos, un excelente control de inventarios, y verificar que las compras locales e internacionales que se realicen sean las ms apropiadas. 5. Control de Calidad: Es la resultante total de las caractersticas del producto y/o servicio en cuanto a mercadotecnia, ingeniera, fabricacin y mantenimiento se refiere, por medio de las cuales el producto o servicio en uso es satisfactorio para las expectativas del cliente; tomando en cuenta las normas y especificaciones requeridas, realizando las pruebas pertinentes para verificar que el producto cumpla con lo deseado 6. rea de Fabricacin: Aqu se inicia el proceso de transformacin o manufactura necesario para la obtencin de un bien o servicio.


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1.2 La Manufactura Convencional y la Manufactura Avanzada


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2. PROCESOS DE MANUFACTURA2.1 INTRODUCCION A LOS PROCESOS DE MANUFACTURA La Ingeniera de Manufactura se puede definir como la ciencia encargada del estudio de la transformacin de los materiales metlicos para la obtencin de piezas o artculos de consumo. Como asignatura de fabricacin es de vital importancia para el ingeniero. Antiguamente la fabricacin era considerada como un ente de la empresa desvinculada de la concepcin y diseo del producto y que era la encargada de ejecutar unas ideas ya preconcebidas. Si el diseo no es adecuado, la fabricacin puede ser costosa y eso supone que el producto no ser competitivo. Actualmente debido a la competencia y a la guerra de precios, la variabilidad del producto, el aumento de la calidad del producto y la disminucin de los tiempos de entrega se aplica un concepto denominado ingeniera concurrente en el cual todos los departamentos implicados en un producto (Diseo, compras, ventas, fabricacin...) deben intervenir en su concepcin de manera paralela. El ingeniero de organizacin como elemento de ligazn de estos departamentos debe conocer como ingeniero cada parte de este todo y por tanto los mtodos de fabricacin. Por otro lado se vincular an ms en la fabricacin cuando se le exija una disminucin del tiempo de elaboracin, un aumento de la calidad, una reduccin de los elementos almacenados, una flexibilidad, una reduccin de los costos, una redistribucin de los puestos de trabajo, una disminucin de los recorridos de las piezas, una organizacin del mantenimiento de la planta, un entorno medioambientalmente sostenible y sin riesgos para los Trabajadores. 2.1.1 LOS MATERIALES UTILIZADOS EN LA INDUSTRIA Si realizsemos un balance sobre los materiales ms utilizados en la industria comprobaramos que son los metales y aleaciones, los plsticos, las cermicas, los elastmeros y los materiales compuestos. Dentro de estos y si nos basamos en una tabla que valora a los dos primeros grupos, deduciremos que no materiales frricos continan siendo los ms utilizados a nivel mundial.


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Los metales se suelen obtener a partir de minerales extrados de minas subterrneas si el mineral se encuentra en vetas o a cielo abierto si se presentan en grandes depsitos.

2.1.2 DISEO ASISTIDO POR COMPUTADORA (CAD) El diseo asistido por computadora, es el desarrollo grafico de los objetos en forma plana 2D o en tres dimensiones 3D en superficies o slidos virtuales. Despus todas las partes son ensambladas haciendo uso de libreras de elementos estndar y despus es posible simular su funcionamiento.

Ensamble de mecanismo de transmisin hecho en Inventor 2010.


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Despiece y simulacin de mecanismo de transmisin hecho en Inventor 2010.

Se citan a continuacin las principales empresas desarrolladoras de software CAD, junto con el producto CAD que crean: Autodesk AUTOCAD V14/ Inventor 10 Geometric Software Solutions Co. Limited. . Solidworks Premium 2010 Sing Maker . Rhinosceros 4.0 Silicon Graphics ALIAS WAVEFRONT ComputerVision CADD 5 Dassault Systmes CATIA Mc Donell Douglas Unigraphics Hewlett Packard PE-ME10, PE-SolidModeler Intergraph EMS Matra Datadivision Euclid Parametrics Technology C. Pro/Engineer SDRC IDEAS Master Series

2.1.3 MANUFACTURA ASISTIDO POR COMPUTADORA (CAM) Es la fabricacin haciendo uso de maquinas herramientas a control numrico computarizado CNC. Tambin hace uso de programas en lenguaje G o lenguajes conversacionales propios de algunos fabricantes de maquinas CNC. En sus inicios de las maquinas CNC se hacia la programacin manual, la cual era tediosa y con muchas probabilidades de error. Fueron los mismos usuarios que cansados de programar manualmente se dedicaron a desarrollarING. DANIEL RODRIGUEZ SALVATIERRA 15


SOFTWARE que le facilite programar con mayor rapidez. As se inicio la Tecnologa de CAD-CAM. La tecnologa de CAD-CAM se aplica mucho en las empresas industriales modernas de los pases desarrollados, como la Toyota, General Motors, Caterpilar, Nasa, Bosch, Mitsubishi, etc; por no mencionar muchas. Esta tecnologa de CAD- CAM, de programacin, simulacin y generacin de programas NC que se usa con las maquinas CNC, han desplazado a las maquinas convencionales por tres simples razones: Flexibilidad, es decir, se pueden hacer mltiples fabricaciones con un corto tiempo de cambio, solo para buscar el programa en la memoria. Productividad, porque la velocidad de fabricacin son de 5 a 10 veces ms rpidos que las convencionales. Repetitividad, es decir que las piezas fabricadas son constantes en la dimensin y con una precisin hasta de 0.005 mm a una temperatura 20C. Costos, porque compiten en costos con las maquinas convencionales. Principales aplicaciones del CAD/CAM Generacin de programas de Control Numrico. Simulacin de estrategias y trayectorias de herramientas para mecanizado del producto diseado (partiendo de un modelo CAD). Programacin de soldaduras y ensamblajes robotizados. Inspeccin asistida por computadora. (CAI Computer Aided Inspection) Ensayo asistido por computadora. (CAT Computer Aided Testing) Cuando hay que maquinar una pieza de una geometra muy compleja, existen los lenguajes avanzados de programacin, como el CAD-CAM que apenas exige la introduccin de los datos del dibujo de la pieza y algunos datos tcnicos adicionales, luego ste software elabora el programa pieza requerido.


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2.2 CLASIFICACION GENERAL DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA En la Introduccin se plantean que metales se utilizan ms en la industria. A continuacin se detalla la fabricacin de piezas por deformacin tanto en caliente como en fro, por fusin y colada y finalmente por arranque de viruta. Se trata tambin los tipos de tratamientos trmicos y anti-corrosin a que se someten las piezas. Con ello se obtendr una visin generalizada de la tecnologa de manufactura, ya que su estudio completo comprendera toda una carrera.

2.2.1 OPERACIONES DE PROCESO1) PROCESOS QUE CAMBIAN LA FORMA DEL MATERIAL.


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A. LA FUNDICION, MOLDEADO: TIPOS Proceso de produccin de piezas metlicas a travs del vertido de metal fundido sobre un molde hueco, por lo general hecho de arena. El principio de fundicin es simple: se funde el metal, se vaca en un molde y se deja enfriar, existen todava muchos factores y variables que se deben considerar para lograr una operacin exitosa de fundicin. La fundicin es un antiguo arte que todava se emplea en la actualidad, aunque ha sido sustituido en cierta medida por otros mtodos como el fundido a presin (mtodo para producir piezas fundidas de metal no ferroso, en el que el metal fundido se inyecta a presin en un molde o troquel de acero).

Proceso de fundicin en arena

TIPOS DE FUNDICION.Existen diversos mtodos de fundicin como: Fundicin en Arena, Fundicin a la cera perdida, fundicin en concha, fundicin al vacio, fundicin centrifuga, fundicin en coquilla, fundicin al poliestireno expandido (tecnopor), etc. 1. FUNDICION EN ARENA Es uno de los pocos procesos adecuado para metales frreos (Acero o fundicin), nquel o titanio, ya que poseen temperaturas de fusin muy altas para fabricarse con moldes permanentes o desechables de yeso. Adems de los citados materiales, este proceso se utiliza tambin para la fusin de aleaciones de cobre (tales como bronces), aluminio y sus aleaciones. En cambio sera inapropiado para grandes series de piezas de metales no frreos o que precisen de cierta precisin dimensional (piezas que no queramos mecanizar o hacerlo mnimamente posteriormente.) Los moldes pueden realizarse manualmente para pequeas series o automatizarse para series mayores. Proceso de fundicin:


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En el dibujo se muestra con un ejemplo particular como se moldea una pieza. Se vierte el metal fundido por el bebedero, en este caso por gravedad, hasta la cavidad del molde mediante los canales de alimentacin. El molde en este caso consta de dos bloques para que sea ms fcil el moldeo (realizar la cavidad) aunque como puede intuirse este molde deber destruirse para obtener el slido resultante despus de la colada (existen moldes en que esto no es necesario.) Si se desea realizar un agujero o hueco en la pieza debe utilizarse un elemento slido, noyo, que no permita que el metal llegue a esa zona. A veces, dependiendo del material y del tipo de moldeo, se aaden a los canales de alimentacin un depsito denominado mazarota que se llena en la colada con el metal fundente y que va aportando material a las cavidades de la pieza conforme estas se van enfriando evitando as rechupes y poros internos en la pieza. Muchas veces se utiliza el propio bebedero como depsito El slido obtenido consta en este caso de dos piezas y de los canales de alimentacin que deben separarse de estas, es lo que se denomina desbaste.

Recordar que en general las piezas obtenidas por fundicin son menos costosas que las forjadas, estampadas o soldadas. Existen, ciertamente, una serie de limitaciones respecto a las piezas obtenidas mediante procesos de moldeo como su porosidad, el no poder absorber grandes esfuerzos (como lo haran las piezas de forja), baja precisin dimensional, peor acabado superficial adems de los problemas que comportan dichos procesos como riesgos de seguridad para trabajadores y repercusiones medio ambientales.


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La arena de moldeo, que se utiliza para realizar los moldes, requiere una serie de cualidades: Refractariedad: Debe resistir altas temperaturas ya que est en contacto con el metal fundido. El slice resiste altas temperaturas. Plasticidad: Se debe adaptar a la forma del modelo. Esto depender de la finura y calidad de sus granos, la cantidad de arcilla y la humedad de esta. Debe tener cierta fluencia en el desmoldeo en las superficies con despullas. Permeabilidad: Es la propiedad de dejar evacuar los gases de la colada a travs suyo, muy importante para evitar los poros internos en las piezas. Depende del tamao y regularidad de los granos de arena, la cantidad de arcilla, la intensidad de apisonado. Esta permeabilidad puede incrementarse realizando agujeros para salida de gases o secndolas. Cohesin: Deben conservar en todo momento la forma de la cavidad y tener cierta resistencia, por lo que se utilizan aditivos aglutinantes orgnicos, resinas fenlicas o resinas fornicas. La composicin de las arenas ser de un 70 a un 80% de slice, entre un 5 a un 15% de arcilla, un 3 a un 5% de impurezas (xido de hierro, materias alcalinas y orgnicas) y un 7 a un 10 % de agua. En el caso de la arena verde esta contiene muy poca humedad y un decapante de negro mineral de entre un 2 a un 6%. En el caso de moldeo en verde del magnesio se mezcla con un 5-15% de azufre y un 5-20% de borax. Tambin existen arenas sintticas a partir de slice puro, con arcilla, cierta humedad y aglomerantes. Incluso en el caso de fundicin de aceros difciles se pueden llegar a mezclar con cemento Porland. En el tipo de moldes la arena verde se mezcla con silicato de sodio para posteriormente ser apisonada alrededor del modelo. Una vez armado el molde se inyecta bixido de carbono a presin con lo que reacciona el silicato de sodio aumentando la dureza del molde. Se logra moldear en menos de una hora y estar listo para agregar el metal fundido y obtener la pieza deseada. Los modelos deben ser del 1 al 2% ms grande para compensar la doble contraccin del metal al enfriarse desde lquido a solido caliente y de solido caliente a solido frio. Material: % contraccin Acero 0,30 C 1,68 Acero 0,8% C 1,55 Aluminio 1,7 Bronce (10% Sn) 0,77 Bronce (20% Sn) 1,54 Fundicin gris 1 Fundicin blanca 1,5 Fundicin maleable 1,4 Fundicin esferoidal 0,8 Aleaciones ligeras 1,4 Latn (30% Zn) 1,58 Plomo 1,1 Estao 0,7 Zinc 1,6 Tambin considerar un sobre material de 1.5 a 3 mm para la zona a maquinar.


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2. FUNDICON A LA CERA PERDIDA Es un proceso muy antiguo para la fabricacin de piezas artsticas. Consiste en la creacin de un modelo en cera de la pieza que se requiere, este modelo debe tener exactamente las caractersticas deseadas en la pieza a fabricar. El modelo de cera es cubierto por una capa de yeso o un material cermico que soporte el metal fundido. Para que seque ese material cermico se introduce a un horno, con ello el material cermico se endurece y el modelo de cera se derrite. En el molde fabricado se vaca el metal fundido y se obtiene la pieza deseada. Es un proceso que es utilizado para la fabricacin de piezas ornamentales nicas, muy complejas o con muy pocas copias.


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3. FUNDICION EN CONCHA El moldeo en concha es indicado para grandes series de piezas de tamao pequeo y medio. Consiste en fabricar una cscara de arena aglutinada a partir de un modelo metlico y una caja de volteo y utilizar esta como molde. El inconveniente de este sistema es el costo del modelo. Su principal ventaja es que se pueden obtener piezas de gran precisin dimensional (tolerancias de 0,25 mm) y de buen acabado superficial (Ra = 2,5 mm) con lo cual en muchas piezas nos ahorraremos el mecanizado posterior. Se utiliza en fundiciones de acero de hasta 10kg tales como engranajes, cuerpos de vlvulas, rboles de levas.

Descripcin del Proceso:[1] Calentamiento del modelo. [2] Volteo de la caja vertiendo la arena mezclada con resina sobre el modelo. [3] Parte de la mezcla queda adherida al modelo por la cura de la resina, el resto queda en el fondo tras el nuevo volteo. [4] Se acaba de curar la resina por calentamiento. [5] Se desprende la cscara formada del modelo. [6] Se unen dos mitades de las conchas fabricadas sostenidas por arena o granalla metlica y se procede al vaciado del metal fundido. [7] La pieza final obtenida.


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4. FUNDICION AL VACIO Procedimiento de moldeo de arena en seco en el cual no se necesitan aglutinantes por lo que se facilita la recuperacin de la arena. Se describe el proceso con lminas de plstico aunque a veces no precisemos de ellas y si de una cmara de vaco.

[1] Se construye un modelo metlico con pequeos orificios para poder succionar una hoja de plstico y se dispone esta sobre el modelo. [2] Se coloca una caja de moldeo sobre el modelo. [3] Se cubre la parte superior de la caja con una segunda hoja de plstico. [4] Se realiza el vaco en el interior del molde de arena para mantener la arena ligada. [5] Se juntan los moldes y se vierte el metal fundido.


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5. FUNDICION CENTRIFUGA La fundicin centrfuga es un mtodo en el que aprovecha la fuerza centrfuga que se puede general al hacer girar el metal en tordo de un eje. Existen tres tipos de fundicin centrfuga: I. II. III. Fundicin centrfuga real Fundicin semicentrfuga Centrifugado

I. Fundicin centrfuga real

Es el procedimiento utilizado para la fabricacin de tubos sin costura, camisas y objetos simtricos, los moldes se llenan del material fundido de manera uniforme y se hace girar al molde sobre su eje de rotacin. II. Fundicin semicentrfuga Es un mtodo en el que el material fundido se hace llegar a los extremos de los moldes por la fuerza centrfuga que genera hacer girar a los moldes, los extremos se llenan del material fundido, con buena densidad y uniformidad. El centro tiene poco material o de poca densidad. Por lo regular el centro en este tipo de sistemas de fundicin es maquinado posteriormente.


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III. CentrifugadoEs un sistema donde por medio de un tallo se hace llegar metal fundido a racimos de piezas colocadas simtricamente en la periferia. Al poner a girar el sistema se genera fuerza centrfuga la que es utilizada para aumentar la uniformidad del metal que llena las cavidades de los moldes.

6. FUNDICION A BAJA PRESION El proceso se realiza con molde permanente. En la fundicin a baja presin , el metal liquido se introduce dentro de la cavidad a una presin aproximada de 0.185Mpa, aplicada desde el punto de abajo, de manera que el metal fluye hacia arriba, la presin se mantiene constante hasta que se solidifica la fundicin.


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7. FUNDICION EN COQUILLA La fundicin en moldes permanentes hechos de metal es utilizada para la produccin masiva de piezas de pequeo o regular tamao, de alta calidad y con metales de baja temperatura de fusin. Sus ventajas son que tienen gran precisin y son muy econmicos, cuando se producen grandes cantidades. Existen varios tipos de moldes metlicos utilizados para la fabricacin de piezas por lo regular de metales no ferrosos.

8. FUNDICION AL POLIESTIRENO EXPANDIDO. En este sistema de fundicin el modelo est hecho con poliestireno expandido(tecnopor). Este modelo incluye adems bebedero, canales de alimentacin, mazarota y en algunos casos incluso un noyo de arena en su interior. El molde es de arena que se compacta entorno a este. Una vez moldeado, se vierte el metal fundido por el bebedero y se vaporiza el modelo dejando espacio al metal que lentamente ocupar la cavidad para crear la pieza. La ventaja de este sistema es que el modelo no debe extraerse por lo que no hay que prever particin del molde ni despullas. Para mejorar el acabado superficial de la pieza se roca el modelo con un compuesto refractario. Este sistema tambin puede utilizarse para piezas nicas donde el modelo se realiza de forma artesanal a base de tiras de poliestireno pero es ms normal utilizarlo en grandes series donde la fabricacin del modelo se realiza de forma automatizada. Este sistema se utiliza tambin en fundiciones de motores de automvil en masa.


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2). METALURGIA DE POLVOS. La pulvimetalrgia es una tecnologa moderna que ha logrado gran impacto en la produccin industrial, como el descubrimiento de herramientas de corte de gran dureza, cuyas velocidades de corte han superado hasta diez veces ms a las herramientas de acero rpido HSS. Su proceso abarca las etapas comprendidas desde la obtencin de polvos metlicos duros hasta las piezas acabadas, es decir, produccin de polvos duros, mezclado, prensado, sinterizacin y acabado. La industria pulvimetalrgia se basa en la produccin de grandes series en las cuales el costo del mecanizado influye decisivamente en el costo del producto sinterizado.

Mescla de polvos duros-moldeado-sinterizado

Cuchilla de torno


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Fabricacin de polvos metlicos

Atomizado

Productos obtenidos por la metalurgia de polvosING. DANIEL RODRIGUEZ SALVATIERRA 28


3). FORMADO DE METALES EN FRIO O EN CALIENTE: Existen muchos mtodos de formar el material por presin, golpe, rodadura, flexion, es decir, sobrepasando el limite elstico del metarial y llevndolo al limite plstico de deformacin irreversible. Estas son: 1. FORJADO: Fue el primero de los procesos del tipo de compresin indirecta y es probablemente el mtodo ms antiguo de formado de metales. Involucra la aplicacin de esfuerzos de compresin que exceden el esfuerzo de fluencia del metal. El esfuerzo puede ser aplicado rpida o lentamente. El proceso puede realizarse en fro o en caliente, la seleccin de temperatura es decidida por factores como la facilidad y costo que involucre la deformacin, la produccin de piezas con ciertas caractersticas mecnicas o de acabado superficial es un factor de menor importancia. El forjado por impacto a su vez puede ser dividido en tres tipos: a) Forjado de herrero. b) Forjado con martinete. c) Forjado por recalcado.

Detalles de un dado para forja cerrada.


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2. EXTRUSIN, es el proceso por el cual se obliga a un material dctil, por accin de alta presin de un pistn, pasar a travs de una boquilla o dado con el perfil deseado, con forma circular, hexagonal, cuadrada u cualquier perfil deseado. Existen dos mtodos de extrusin, directa e indirecta.

3. LAMINADO, consiste en la reduccin a chapas del metal mediante el paso nico o repetido de los lingotes por un laminador. Este consta de una serie de cilindros separados unos de otros por un espacio que puede reducirse o aumentar segn el espesor que se quiera obtener. La operacin se efecta a temperaturas elevadas, que alcanzan unos mil grados para el acero, pero se realiza en fri si se desea conseguir chapas muy finas.


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4. CIZALLADO, es el proceso de corte lineal de chapas delgadas, utilizando cuchillas o guillotinas sobre una mesa y con topes de regulacin. Estas tijeras grandes, cortan en fro las planchas de metal. En algunos modelos, una de las hojas es fija. Las cizallas de guillotina para metales son mquinas utilizadas para operaciones de corte de metales generalmente en lminas (hierro, acero, aluminio, etc.) de espesores hasta 25 mm. y con una velocidad de corte de hasta 120 golpes por minuto. Las cizallas son de tipo mecnico o hidrulico. Las ms comunes actualmente son las hidrulicas. Las primeras pueden ser con o sin cuello de cisne y a su vez de embrague mecnico o de embrague a friccin. Existen varios tipos de cizallas: Cizallas de guillotina. Cizallas de palanca. Cizallas de rodillos. Cizallas circulares.

Cizalla

5. ROLADO, es un proceso que permite desarrollar curvaturas cilndricas en planchas delgadas y despus soldar los extremos para obtener cuerpos cilindros usado para fabricacin de tanques cisternas o depsitos cilndricos. Consta generalmente de tres rodillos slidos cilndricos y duros, dos fijos y uno regulable para dar la curvatura, y que giran haciendo desplazar la plancha en ambos sentidos. Existen maquinas manuales para planchas delgadas de 0.5 a 2 mm y otros motorizadas e hidrulicas para planchas hasta 25 mm.


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Rolado de planchas delgadas para obtener cuerpos cilndricos.

6. CURVADO, es un proceso que consta tambin de tres rodillos cortos,especialmente para el curvado de tubos y perfiles delgados. Igualmente tambin existen manuales y motorizadas para mayores tamaos.


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7. PLEGADO, es el proceso de deformacin plstica lineal, con el fin de hacerdobleces en ngulos diversos y con pequeos radios o hacer pliegues finos.

Plegadora hidrulica, falta colocar el dado y el punzn.


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8. TROQUELADO, es un proceso de corte de figuras diversas, para lo cualrequiere de un punzn y un dado con la misma forma y una pequea luz o juego que est en funcin al espesor de la plancha. Se usan troqueles desde simples a operaciones combinadas de corte-plegado-embutido, se le llama troqueles mltiples.

El agujero tiene una parte que es la que corta llamada zona de vida (A) cuya longitud es de 3 a 4 mm si trabajamos con chapa hasta 1,5 mm de espesor y de 4 a 8 mm para espesores mayores. A partir de la zona de vida el agujero es cnico con entre 0,25 y 2 para facilitar el desprendimiento del material sobrante. La luz D-d = 0.1 x espesor de la chapa


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y la Resistencia a la rotura (Kg./mm2) = F(Kg) / A (mm2)

Productos desarrollados por troqueles de corte, dobles y embutidos.


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9. EL CORTE TERMICO, es un proceso de separacin o divisin de materiales haciendo uso de calor y fusin del metal como oxicorte, plasma, corte por laser, corte por chorro de agua. OXICORTE: Es el corte haciendo uso de oxigeno y acetileno desde dos tanques de abastecimiento y que despus es premezclado en una antorcha regulable. La temperatura alcanzada es de aproximadamente 3500 grados centgrados.

Maquina cortadora con antorchas mltiples.

CORTE CON PLASMA, es el corte haciendo uso de un electrodo no consumible en la antorcha que con alto amperaje genera calor aproximadamente 30,000 grados centgrados. Hace uso de un gas auxiliar para direccionar el calor y limpiar la escoria de fundicin al cortar el metal.


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CORTE CON RAYO LASER,El trmino lser (light amplification by stimulated emission of radiation) que significan amplificacin de la luz mediante la emisin estimulada de radiacin. Theodore Maiman, fsico norteamericano, construy el primer lser eficiente. Para producir el rayo de luz lser, se necesita una fuente de energa, como la luz o la electricidad, para que excite los tomos de las sustancias que se estn usando como medio, cause que stos choquen unos con otros y se produzca un fotn o luz. Se usan espejos dentro de un tubo para aumentar la luz producida por los tomos. Estos envan la luz hacia adelante y hacia atrs a travs del medio. Una vez la luz es lo suficientemente brillante, se pasa a travs de un espejo y se produce el rayo lser. La temperatura emitida por este rayo es desde tibio hasta 75000 oF (41650 oC). RAYO LASER

Figura 1: Esquema del lser de estado slido Para producir este tipo de luz se debe estimular una substancia para que emita radiacin lumnica y amplificar esta luz en un solo sentido (de ah se deriva su nombre). La luz coherente o lser tiene tres caractersticas fundamentales: 1. Polarizacin: Los rayos de luz viajan en una misma direccin (con muy baja divergencia). 2. Longitud de Onda: Toda la luz que compone el haz lser tiene la misma longitud de onda (es de un solo color puro). 3. Fase: Las crestas y valles de las ondas de luz concuerdan a lo largo del haz. 1. Tipos de Rayo Laser Hay distintos tipos de instrumentos lser. Vienen en muchas formas y tamaos, y se clasifican de acuerdo al medio que emplean. El medio, es el material que se utiliza para crear la luz lser. Este puede ser slido, lquido o gaseoso, o puede ser un semiconductor. Muchas de las sustancias que se usan como medio producen luz lser de una sola longitud de onda, o monocromtica. Luz ultravioleta: Argon Fluoryde - Krypton Fluoride -Nitrogen Luz azul: Argon Luz verde: Argon - Helium neon Luz roja: Helium neon - Ruby CrAlO3 Luz infraroja: Nd. Yag - Carbon Dioxide


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Desde su creacin, el desarrollo del rayo lser, ha sido muy rpido. En pocos aos sus aplicaciones se han hecho tan numerosas y diversas que han dado origen a una activa industria, de las cuales, la mayor parte, le ha dado usos beneficiosos y por esta razn, hoy en da, se le llama rayo de la vida. El rayo laser emitida por el gas CO2 recibe mayor potencia de corte hasta 5000 watts para cortar planchas hasta 25 mm de espesor con una excelente calidad.

Piezas cortadas con rayo laser.ING. DANIEL RODRIGUEZ SALVATIERRA 38


4). REMOSION DE MATERIAL CON DESPRENDIMIENTO DE VIRUTA

Maquinas Herramientas ConvencionalesEl origen de la experimentacin y anlisis en los procesos de manufactura se acreditaron en gran medida a FRED W. TAYLOR quien un siglo despus de Whitney publico los resultados de sus trabajos sobre el labrado de los metales aportando una base cientfica para hacerlo. Miron L. Begeman y otros investigadores lograron nuevos avances en las tcnicas de fabricacin, estudios que han llegado a logrado aprovecharse en la industria de manufactura. La manufactura convencional hace uso de maquinas herramientas de manejo manual a travs de palanca, volantes, levas u otro mecanismo mecnico, y depende de la capacitacin y habilidad del operador para obtener productos de calidad. Maquinado Convencional, es el proceso mediante el cual se remueve materialde una pieza, a travs de cuchillas de corte, para darle forma y hacerla til. Entre las mquinas herramientas bsicas se encuentran el torno, la fresadora, las cepilladoras, las rectificadoras y las mandrinadoras. Hay adems mquinas taladradoras y diferentes tipos de mquinas- herramientas.

Herramientas de corte de metales para un Torno.


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TORNO HORIZONTAL

FRESADORA

TALADRO

HERRAMIENTAS DE CORTE


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RECTIFICADORA

ESMERIL

Maquinado especial CNC, comprende el mismo proceso anterior, con la diferencia que hace uso de maquinas herramientas a control numrico computarizado CNC. El movimiento de las herramientas obedece a un programa que contiene todas las instrucciones de RPM, avance, profundidades de corte y desplazamientos punto a punto de la herramienta, con precisin de tres decimales.

Torno CNC

MANUFACTURA CONVENCIONAL VS MANUFACTURA MODERNA1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Variedad limitada productos Diseos simples y antiguos Costos variables Tiempos largos de entrega Stock de inventarios Mayor numero de maquinas. Tamao grande de plantas. Productos rechazados 20 30%. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Gran variedad de productos Diseos modernos y actualizados Costos fijos y competitivos Tiempos cortos de entrega Stock cero Menor nmero de maquinas. Tamao mnimo de plantas. Productos rechazos 2%.


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MAQUINADO CON DESPRENDIMIENTO DE VIRUTA Formacin de Viruta

La viruta es la porcin de corte por separacin del material y depende de la resistencia, estructura, dureza, forma y tamao del material y tambin de las condiciones de corte a las que se encuentra sujeto. Viruta continua y larga, como en la mayora de los aceros al carbn Viruta laminar, como en la mayora de los aceros inoxidables Viruta corta, como en la mayora de los hierros fundidos Variable, viruta de fuerzas elevadas, como en la mayora de las superaleaciones. Suave, viruta de fuerzas bajas, como en el aluminio Viruta de alta temperatura o presin, como en materiales duros Viruta segmentada, como en el titanio. Los parmetros de corte influyen directamente en el tamao y forma de las virutas, en especial el avance y profundidad de corte y, en cierta medida, la velocidad de corte. La geometra de la herramienta y la aplicacin de fluido de corte tambin afectan la formacin de la viruta. Maquinabilidad La maquinabilidad de los materiales se refiere a la facilidad con la que pueden ser cortados los materiales. Es una propiedad que se define por medio de 4 factores: Acabado superficial e integridad de la superficie. Vida de la hita. Fuerza de corte requerida. Control de la formacin de la viruta. Estos factores, dependen de la combinacin de propiedades fsicas y mecnicas del material. Por ejemplo, los materiales muy suaves y dctiles se arrancan ms por lo que terminan con acabados superficiales pobres. Los materiales duros y frgiles, por otro lado, desgastan terriblemente a lasING. DANIEL RODRIGUEZ SALVATIERRA 42


herramientas. As, un material con alta maquinabilidad ser aquel que tenga una balanceada combinacin de dureza, ductilidad, resistencia y homogeneidad. MAQUINAS HERRAMEINTAS CONVENCIONALES 1. TORNO CONVENCIONAL

El torneado es el corte de viruta por la combinacin de dos movimientos: rotacin de la pieza de trabajo y movimiento de avance de la herramienta. En el proceso, la pieza de trabajo, que tiene un dimetro especfico (D [mm]), gira en torno con determinada velocidad del husillo (n [rpm]). En el punto donde se est maquinando se produce una velocidad de corte o velocidad superficial (Vc [m/min]), que es la velocidad tangencial con la que el filo de la herramienta maquina la superficie de la pieza de trabajo. Profundidad de corte se mide siempre a ngulos rectos respecto a la direccin de avance de la herramienta, no al filo. La manera en que el filo se aproxima a la pieza de trabajo se expresa como el ngulo de entrada (k). ste es el ngulo entre el filo y la direccin de avance.


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Partes del Torno El torno bsico tiene cinco partes principales (bancada, cabezal o transmisin principal, cabezal mvil o contrapunto, carro y transmisin de avances)

.

Herramientas de corte y portaherramientas Las herramientas de corte para torneado (conocidas tambin como buriles) pueden tener diversas formas, son fabricadas en varios materiales y pueden o no contar con algn recubrimiento. Adems, se afilan a diferentes formas para distintas operaciones de corte o para adaptarse a las caractersticas de maquinabilidad del material de trabajo. Sin embargo, los ngulos de la herramienta que determinan la configuracin de la punta y el filo tienden a ser estndar. Se busca, en un buen afilado prevenir que el filo tenga rozamiento contra la pieza durante el maquinado.


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Hoja de ProcesosEn la realizacin del maquinado siempre es conveniente realizar una hoja de procesos en donde se indique la secuencia de operaciones a realizar, as como los parmetros de proceso adecuados para cada una de ellas. El formato de una hoja de procesos puede ser variado, pero en general debe contener la siguiente:

Nombre de la pieza : Flecha 3224 Material AISI-SAE 9840 Velocidad de Corte min 18 m/min Velocidad de Corte : 30 m/min max Mquina Asignada Torno Waxzk 32 OPERACIN PARMETROS Careado n= 190 rpm Avance= 0.40 mm/rev Profundidad= 2.00 mm Potencia= 172 W Taladro de Centros

Fecha 04 de julio, 2010 Potencia Unitaria 2.24 W/mm3/s Anance max 0.75 mm/rev Anance min 0.40 mm/rev Potencia Disponible 5,000 W HERRAMIENTAS CROQUIS DE OP. a) Chuck de 3 Mordazas b) Buril Izquierdo

n= 190 rpm a) Chuck de 3 Mordazas Avance= 0.40 mm/rev b) Broca de Centros Profundidad= -- mm Potencia= 325 W

y as sucesivamente... 2. FRESADORA UNIVERSAL


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Una fresadora es una mquina herramienta utilizada para realizar mecanizados por arranque de viruta mediante el movimiento de una herramienta rotativa de varios filos de corte denominada fresa. En las fresadoras tradicionales, la pieza se desplaza acercando las zonas a mecanizar a la herramienta, permitiendo obtener formas diversas, desde superficies planas a otras ms complejas. TIPOS DE FRESADORAS Las fresadoras pueden clasificarse segn varios aspectos, como la orientacin del eje de giro o el nmero de ejes de operacin. A continuacin se indican las clasificaciones ms usuales.

Fresadora vertical. En una fresadora vertical, el eje del husillo est orientado verticalmente, perpendicular a la mesa de trabajo. Las fresas de corte se montan en el husillo y giran sobre su eje. En general, puede desplazarse verticalmente, bien el husillo, o bien la mesa, lo que permite profundizar el corte. Estructura de una fresadora

Diagrama de una fresadora horizontal. 1: base. 2: columna. 3: consola. 4: carro transversal. 5: mesa. 6: puente. 7: eje portaherramientas.

Sujecin de herramientasING. DANIEL RODRIGUEZ SALVATIERRA 46


Adaptador CAT-40 con prisionero.

Cabezal vertical universal

Cabezal universal. Sujecin de piezas

Mordaza para sujetar piezas.

Mesa de trabajo giratoria.


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Mecanismo divisor universal. OPERACIONES DE FRESADO El fresado consiste principalmente en el corte del material que se mecaniza con una herramienta rotativa de varios filos, que se llaman dientes, labios o plaquitas de metal duro, que ejecuta movimientos de avance programados de la mesa de trabajo en casi cualquier direccin de los tres ejes posibles en los que se puede desplazar la mesa donde va fijada la pieza que se mecaniza. Las herramientas de fresar se caracterizan por su dimetro exterior, el nmero de dientes, el paso de los dientes (distancia entre dos dientes consecutivos) y el sistema de fijacin de la fresa en la mquina. En las fresadoras universales utilizando los accesorios adecuados o en las fresadoras de control numrico se puede realizar las siguientes operaciones:


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1. Planeado. La aplicacin ms frecuente de fresado es el planeado, que tiene por objetivo conseguir superficies planas. Para el planeado se utilizan generalmente fresas de planear de plaquitas intercambiables de metal duro, existiendo una gama muy variada de dimetros de estas fresas y del nmero de plaquitas que monta cada fresa. Los fabricantes de plaquitas recomiendan como primera opcin el uso de plaquitas redondas o con ngulos de 45 como alternativa. 2. Fresado en escuadra. El fresado en escuadra es una variante del planeado que consiste en dejar escalones perpendiculares en la pieza que se mecaniza. Para ello se utilizan plaquitas cuadradas o rmbicas situadas en el portaherramientas de forma adecuada. Cubicaje. La operacin de cubicaje es muy comn en fresadoras verticales u horizontales y consiste en preparar los tarugos de metal u otro material comoING. DANIEL RODRIGUEZ SALVATIERRA 49


mrmol o granito en las dimensiones cbicas adecuadas para operaciones posteriores. Este fresado tambin se realiza con fresas de planear de plaquitas intercambiables. Corte. Una de las operaciones iniciales de mecanizado que hay que realizar consiste muchas veces en cortar las piezas a la longitud determinada partiendo de barras y perfiles comerciales de una longitud mayor. Para el corte industrial de piezas se utilizan indistintamente sierras de cinta o fresadoras equipadas con fresas cilndricas de corte. Lo significativo de las fresas de corte es que pueden ser de acero rpido o de metal duro. Se caracterizan por ser muy delgadas (del orden de 3 mm aunque puede variar), tener un dimetro grande y un dentado muy fino. Se utilizan fresas de disco relativamente poco espesor (de 0,5 a 6 mm) y hasta 300 mm de dimetro con las superficies laterales retranqueadas para evitar el rozamiento de estas con la pieza. 4. Ranurado recto. Para el fresado de ranuras rectas se utilizan generalmente fresas cilndricas con la anchura de la ranura y, a menudo, se montan varias fresas en el eje portafresas permitiendo aumentar la productividad de mecanizado. Al montaje de varias fresas cilndricas se le denomina tren de fresas o fresas compuestas. Las fresas cilndricas se caracterizan por tener tres aristas de corte: la frontal y las dos laterales. Ranurado de forma. Se utilizan fresas de la forma adecuada a la ranura, que puede ser en forma de T, de cola de milano, etc. Ranurado de chaveteros. Se utilizan fresas cilndricas con mango, conocidas en el argot como bailarinas, con las que se puede avanzar el corte tanto en direccin perpendicular a su eje como paralela a este. 6. Fresado de cavidades. En este tipo de operaciones es recomendable realizar un taladro previo y a partir del mismo y con fresas adecuadas abordar el mecanizado de la cavidad teniendo en cuenta que los radios de la cavidad deben ser al menos un 15% superior al radio de la fresa. 7. Copiado. Para el fresado en copiado se utilizan fresas con plaquitas de perfil redondo a fin de poder realizar operaciones de mecanizado en orografas y perfiles de caras cambiantes. Existen dos tipos de fresas de copiar: las de perfil de media bola y las de canto redondo o tricas. Fresado de roscas. El fresado de roscas requiere una fresadora capaz de realizar interpolacin helicoidal simultnea en dos grados de libertad: la rotacin de la pieza respecto al eje de la hlice de la rosca y la traslacin de la pieza en la direccin de dicho eje. El perfil de los filos de corte de la fresa deben ser adecuados al tipo de rosca que se mecanice. Fresado frontal. Consiste en el fresado que se realiza con fresas helicoidales cilndricas que atacan frontalmente la operacin de fresado. En las fresadoras de control numrico se utilizan cada vez ms fresas de metal duro totalmente integrales que permiten trabajar a velocidades muy altas. Fresado de engranajes. El fresado de engranajes apenas se realiza ya en fresadoras universales mediante el plato divisor, sino que se hacen en mquinas especiales llamadas talladoras de engranajes y con el uso de fresas especiales del mdulo de diente adecuado. Taladrado, escariado y mandrinado. Estas operaciones se realizan habitualmente en las fresadoras de control numrico dotadas de un almacn de herramientas y utilizando las herramientas adecuadas para cada caso.ING. DANIEL RODRIGUEZ SALVATIERRA 50


Mortajado. Consiste en mecanizar chaveteros en los agujeros, para lo cual se utilizan brochadoras o bien un accesorio especial que se acopla al cabezal de las fresadoras universales y transforma el movimiento de rotacin en un movimiento vertical alternativo. Normas de seguridad en el trabajo con fresadoras Al manipular una fresadora, hay que observar una serie de requisitos para que las condiciones de trabajo mantengan unos niveles adecuados de seguridad y salud. Los riesgos ms frecuentes con este tipo de mquinas son contactos accidentales con la herramienta o con la pieza en movimiento, atrapamientos por los rganos de movimiento de la mquina, proyecciones de la pieza, de la herramienta o de las virutas, dermatitis por contacto con los lquidos refrigerantes y cortes al manipular herramientas o virutas. Adems, la propia mquina debe disponer de elementos de seguridad, como enclavamientos que eviten la puesta en marcha involuntaria; botones de parada de emergencia de tipo seta estando el resto de pulsadores encastrados y situados fuera de la zona de peligro. Es recomendable que los riesgos sean eliminados tan cerca de su lugar de generacin y tan pronto como sea posible, disponiendo de un sistema de aspiracin en la zona de corte, pantallas de seguridad y una buena iluminacin.

Normas de seguridad 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Utilizar equipo de seguridad: gafas de seguridad, caretas, etc.. No utilizar ropa holgada o muy suelta. Se recomiendan las mangas cortas. Utilizar ropa de algodn. Utilizar calzado de seguridad. Mantener el lugar siempre limpio. Si se mecanizan piezas pesadas utilizar polipastos adecuados para cargar y descargar las piezas de la mquina. Es preferible llevar el pelo corto. Si es largo no debe estar suelto sino recogido. No vestir joyera, como collares o anillos. Siempre se deben conocer los controles y el funcionamiento de la fresadora. Se debe saber como detener su funcionamiento en caso de emergencia.

Es muy recomendable trabajar en un rea bien iluminada que ayude al 10 operador, pero la iluminacin no debe ser excesiva para que no cause demasiado resplandor.


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3. TALADRO El taladrado es la operacin de mecanizado, destinada a producir agujeros cilndricos, pasantes o ciegos, generalmente en medio del material, la operacin del taladrado puede llevarse a cabo, igualmente en tornos, fresadoras o mandriladoras. La herramienta utilizada, llamada broca o taladro, presenta, generalmente, dos lneas de corte en hlice. Esta herramienta se fija en el husillo de la taladradora de manera que su eje coincida exactamente con el eje de rotacin del propio husillo. Arrastrado por est, el til gira sobre si mismo alrededor de su eje longitudinal(movimiento de corte)y avanza axialmente dentro de la pieza a taladrar (movimiento de avance). La velocidad de la rotacin de la broca debe ser tal que la

velocidad lineal del punto de la arista ms alejado del eje sea compatible con la velocidad de corte del material mecanizado. El taladrado de orificios de gran dimetro se realiza, casi siempre, en varias operaciones, utilizando brocas de creciente dimetro. En efecto, cuanto mayor es el dimetro de una broca, ms importante es el ncleo central y ms difcil se hace para ella el penetrar en la materia sin el recurso de los agujeros intermedios. La operacin de taladrado va siempre acompaada de gran desprendimiento de calor, por lo que se impone una abundante lubricacin con una mezcla de agua y aceite soluble (taladrina). Algunas brocas, especialmente las utilizadas en taladrados profundos, son huecas, lo que permite hacer llegar el aceite soluble, a presin, a la zona de corte. Movimientos de avance (a), de corte (b) en el taladrado efectuado con taladradora.ING. DANIEL RODRIGUEZ SALVATIERRA 52


Hay cinco grupos bsicos de mquinas taladradoras: de columna, radiales, horizontales, de torreta, y husillos mltiples. Las mquinas de columna forman el volumen mayor y se las utiliza para todo trabajo que se pueda montar sobre las mesas. Todas las mquinas de columna(impulsadas por medio de bandas, sensitivas, con avance por engranaje, de trabajo pesado, de precisin y de produccin) se caracterizan por la posicin fija del husillo. Los taladros radiales del tipo estacionario, los de husillos horizontal, y los de tipo de

cabeza universal estn diseadas para acomodar piezas grandes donde el costo de preparacin es un factor importante. Estas mquinas estn dispuestas de manera que el husillo se pueda colocar para taladrar en cualquier lugar dentro del alcance de la mquina por medio de los movimientos proporcionados por la cabeza, el brazo y la rotacin del brazo alrededor de la columna. Algunos tipos de taladros radiales, as como las mquinas porttiles horizontales, estn dispuestos de manera que la mquina entera se pueda mover hasta la pieza en lugar de que la pieza se leve hasta la mquina.

Taladro radialING. DANIEL RODRIGUEZ SALVATIERRA 53


4. MANDRINADORA O MANDRILADORA

Una mandriladora est compuesta especialmente por una herramienta giratoria y una mesa sobre la cual se fija la pieza que debe ser mecanizada; estos dos elementos pueden desplazarse el uno con respecto al otro, sea para realizar los ajustes previos, sea para el mecanizado propiamente dicho. Segn las mquinas, su eje de trabajo es horizontal o vertical. Las mandrinadoras son mquinas que estn quedando obsoletas y estn siendo sustituidas por modernos Centros de Mecanizado donde es posible mecanizar casi de forma completa una pieza cbica que lleve distintos tipos de mecanizado y sea mecanizada por varias caras, gracias al almacn de herramientas que llevan incorporados y al programa de ordenador que permite conseguir todos los mecanizados requeridos. En cuanto a la herramienta de mandrinar tiene unas connotaciones especiales, de una parte tiene que ser lo ms robusta posible, para evitar vibraciones y de otra tiene que tener un mecanismo de ajuste muy preciso para poder conseguir la tolerancia precisa del agujero, donde a veces es necesario conseguir tolerancias IT7 e incluso IT6. 5. CEPILLADORA, al contrario de la perfiladora, en la cepilladora es la pieza la que se mueve. Permite realizar superficies lisas y diferentes cortes. Se pueden poner varios tiles a la vez para que trabajen simultneamente. El cepillado es una operacin mecnica con desprendimiento de viruta en la cual se utiliza una mquina llamada cepillo y el movimiento es proporcionado en forma alternativa, y se usa una herramie nta llamada buril. La cepilladora, es una maquina un tanto lenta con una limitada capacidad para quitar metal. Codo se utilizan sobre todo para el maquinado de superficies horizontales, verticales o angulares. Se pueden utilizar para maquinar tambin superficies cncavas o convexas.


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Existen diferentes tipos de cepillo, a los cuales se les conoce como limadoras, los cepillos se miden de acuerdo a la capacidad de carrera del camero as como a la capacidad y carrera de la mesa. Esta mquina se presta para trabajar piezas de hasta 800 mm de longitud. A causa de su movimiento principal horizontal la llaman tambin mortajadora horizontal.

Las Cepilladoras tienen un slo tipo de movimiento de su brazo o carro ste es de vaivn, mientras que los movimientos para dar la profundidad del corte y avance se dan por medio de la mesa de trabajo. Los cepillos emplean una herramienta de corte de punta, semejante a la del torno. sta herramienta se fija a un portatilies o poste, fijado a su vez a una corredera o carro, como ya se mencion, esta tiene movimiento de vaivn, empujando la herramienta de corte de un lado a otro de la pieza. La carrera de la corredera hacia adelante es la carrera de corte. Con la carrera de regreso, la herramienta regresa a la posicin inicial. Cuando regresa, la mesa y la pieza avanzan la cantidad deseada para el siguiente corte, es decir, un arete (carro) impulsa la herramienta de corte en ambas direcciones en un plano horizontal, con un movimiento alterno. ste movimiento rectilneo alternativo comprende una carrera activa de ida, durante la cual tiene lugar el arranque de viruta, la carrera de retorno pasiva en vaco. Tipo de trabajo y movimientos Los cepillos pueden generar escalones, chaflanes, ranuras o canales de formas especiales.


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El movimiento de avance lo proporciona la mesa de trabajo por medio de un dispositivo llamado trinquete, el cual durante la carrera de trabajo de la herramienta no se mueve, pero al retroceso s lo hace. El movimiento de penetracin en el cepillo se logra por medio del ajuste de la mesa de trabajo. 6. SIERRAS Las sierras mecnicas ms utilizadas pueden clasificarse en tres categoras, segn el tipo de movimiento que se utiliza para realizar el corte: de vaivn, circulares o de banda. Las sierras suelen tener un banco o marco, un tornillo para sujetar la pieza, un mecanismo de avance y una hoja de corte.

Sierra de vaivn

SIERRA CIRCULAR La sierra circular es una mquina para aserrar longitudinal o transversalmente maderas, y tambin para seccionarlas. Dotada de un motor elctrico que hace girar a gran velocidad una hoja circular. Empleando una hoja adecuada (En cuanto a su dureza y a la forma de sus dientes), una sierra circular porttil puede cortar cualquier cosa.

Sierra circularING. DANIEL RODRIGUEZ SALVATIERRA 56


SIERRA DE CINTA La sierra de cinta o serrucho de banda es una sierra de pedal o elctrica, que tiene una tira metlica dentada, larga, estrecha y flexible. La tira se desplaza sobre dos ruedas que se encuentran en el mismo plano vertical con un espacio entre ellas. Las sierras de cinta pueden ser usadas en carpintera y metalistera o para cortar diversos materiales ajenos a estas actividades, siendo tiles en el corte de formas irregulares Sierras de cinta para corte de metal: Cuando se cortan metales, se usan sierras especiales que requieren de un refrigerante que vaya suministrndose constantemente sobre la cuchilla. El refrigerante mantiene a la sierra fresca, impidiendo un sobrecalentamiento que seguramente causara defectos en los cortes y acortara el lapso de vida til de la cuchilla. Las sierras de cinta de los talleres de mquinas cuentan con equipamiento adicional que les permiten operar de distintas formas y hacen cortes generalmente en sentido vertical.

Sierra de banda


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2) PROCESOS QUE MEJORAN LAS PROPIEDADES.Los tratamientos Trmicos, son procesos cuyo objetivo es dar mayordureza al material, a travs de cambios de la estructura del metal, que ocurre por la variacin de la temperatura, cuando se calienta cerca al punto de fusin y se enfra bruscamente adquiriendo la configuracin de otra estructura ms compacta. El producto adquiere mayor vida til por el desgaste y mayores esfuerzos de trabajo. Para que sea efectivo el metal debe estar aleado por ciertos tomos. En un tratamiento termoqumico se pretende la insercin de partculas en las retculas cristalinas de la superficie para alear la superficie de la pieza y que el tratamiento trmico sea efectivo. El tratamiento trmico puede realizarse sobre toda la pieza o en la superficie. Se suelen aplicar despus de mecanizar la pieza. Debido a que al calentar la pieza acabada esta se deforma tras el tratamiento debemos rectificar ciertas piezas para conseguir la calidad geomtrica y dimensional necesaria. Actualmente y debido a la evolucin de las tcnicas de mecanizado podemos arrancar viruta de materiales desbastados y tratados trmicamente por lo que podemos evitar operaciones innecesarias. Mecanizado ---- Tratamientos trmicos --- Rectificado Los tratamientos trmicos ms conocidos son: TEMPLE, utilizado para darle mayor dureza todo el cuerpo del material, aplicado mayormente para aceros al carbono. Se transforma la austenita en martensita mediante un enfriamiento muy rpido con velocidad superior a la crtica. Esto provoca que la pieza gane la mxima dureza pero tambin mayor fragilidad. El enfriamiento se suele realizar con agua si se quiere un enfriamiento ms brusco, mayor dureza, o aceite si no se quiere tanta brusquedad, menor dureza. A mayor temperatura de temple tambin se conseguir mayor dureza o resistencia o viceversa.


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REVENIDO, se aplica despus del templado, para eliminar tensiones residuales en las esquinas internas de la geometra.Como hemos visto en el temple las piezas adquieren fragilidad (resilencia) y cuando tienen partes finas y gruesas se pueden crear tensiones internas. Para dar una mayor tenacidad a las piezas y eliminar estas tensiones se realiza el revenido. El revenido consiste en calentar la pieza hasta una temperatura por debajo de la crtica hasta que la estructura se transforme en una menos dura que la martensita (sorbita o martensita revenida). A mayor temperatura de revenido, menor dureza

Templado y Revenido RECOCIDO, es el tratamiento para darle menor dureza al material, es decir se calienta y luego se deja enfriar en cal por largo tiempo.Cuando sometemos al material a elaboraciones plsticas (laminados, forjados, embutidos...) o enfriamientos en malas condiciones se producen desmenuzamientos de los cristales y su compenetracin, deformndose la retcula y creando tensiones internas. La finalidad del recocido es el eliminar estas tensiones internas obtenindose estructuras ms blandas y de fcil mecanizacin. Se distinguen dos tipos .Recocido de ablandamiento (recocido) . Recocido de regeneracin (normalizado) Recocido de ablandamiento Se calienta la pieza por encima de la temperatura crtica y se deja enfriar lentamente en el mismo horno donde se calent. Se obtiene una estructura ms blanda de perlita-ferrita (normal). MORMALIZADO: Se calienta la pieza por encima de la temperatura crtica y se deja enfriar en aire en reposo. Se consigue una estructura ms fina y homognea que el recocido. Comparacin entre los diferentes mtodos.


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Otros tratamientos ms especializados son el Cementado, el Nitrurado, el Carbo-nitrurado.CEMENTADO: Hemos comentado antes que cuanto ms carbono tenga la aleacin ms dureza podemos alcanzar. En el caso de aceros dulces y extradulces se carbura superficialmente la pieza en presencia de cementante. Despus dicha pieza se tiempla obtenindose as una pieza superficialmente dura pero cuyo ncleo (no cementado) es tenaz. Se utiliza para piezas con gran resistencia al desgaste y a la vez elevada resilencia (engranajes, cigeales, rodillos, levas, crucetas, articulaciones).

NITRURADO: Se utiliza para endurecer superficialmente las piezas yprotegerlas de la corrosin por absorcin de nitrgeno a una temperatura determinada por parte del acero. (herramientas como brocas)

CARBONITRURADO: Se utiliza en piezas de gran espesor. Consistede endurecer superficialmente las piezas y evitar su corrosin (en caliente) gaseando por carbonitruracin los aceros tanto de bajo contenido en carbono como incluso los de aleacin media. El acero absorbe as tanto carbono como nitrgeno. CIANURIZACION: Igual que el mtodo anterior pero con baos de cianuro.

3) PROCESOS QUE MEJORAN LAS SUPERFICIES.LIMPIEZA Y TRATAMIENTO DE LAS SUPERFICIES Existen diversos tratamientos de las superficies de las piezas como el limado, el lijado, el pulido, adems del desengrasado y desoxidado con cidos, pero el ms usado cuando se trata de superficies oxidadas severas, es el arenado y el pintado.ARENADO: Es un proceso de limpieza profundo realizado sobre cualquier tipo de superficie a tratar, dejando las mismas en su estado natural, liberndola de cualquier tipo de impureza, ya sea por la corrosin del tiempo y el uso, o de aparicin de hongos. Este proceso puede ser utilizado tambin para cambiar de aspecto, ya sea por color o antigedad, dejando una textura lista para su pintura.ING. DANIEL RODRIGUEZ SALVATIERRA 61


El mecanismo de accin del arenado es la proyeccin de arena hacia una superficie, es decir arena impactando a alta velocidad contra una superficie por medio de aire a presin. Esta, al chocar contra la superficie, y por el efecto de la alta velocidad, hace que las capas superficiales (xido, pinturas en mal estado o cualquier tipo de corrosin) del material se eliminen; as tambin sucede que los granos de arena se parten, formando un fino y penetrante polvo. Al cabo de una o de dos proyecciones, la arena tiene que ser remplazada pues en este momento adopta las caractersticas del talco o harina.

Maquina con una tolva de arena y equipo para arenado.

Otros mtodos de proteger las superficies de los metales o piezas son: LA PINTURA: Cuando hablamos de pintura, directamente nosrelacionamos con el color, ya que es un factor que se encuentra siempre en ella, la pintura data desde los tiempos prehistricos, las primeras aplicaciones de la pintura fueron nicamente decorativas. Conforme la vida evolucionaba, la pintura tambin; ahora en la actualidad podemos encontrar diversidad de texturas, colores, tipos de pintado; en pocas palabras podemos hallar el tipo de instrumento y clase de pintura para poder realizar un mejor trabajo, ya sea en la pintura anticorrosiva, pintura para el temple, pintura plstica, pintura de esmalte, etc. Clases de pinturas: a) Pintura de temple: Es una pintura al agua (el agua es el disolvente). Es porosa, permeable, poco dura, barata. No resiste el agua o lavado y al repintar hay que eliminar todas las capas anteriores. Se emplea en superficies interiores de yeso o cemento que no sufran mucho frote b) Pintura al cemento: Es una pintura al agua formada por cemento blanco y un pigmento que resista la alcalinidad c) Pintura a la cal: Es una pintura al agua, porosa, absorbente, endurece con el tiempo, la humedad y la lluvia favorecen la carbonatacin y resiste a los agentes atmosfricos.


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d) Pintura al silicato: Es una pintura al agua, es dura, resistente a la intemperie y la alcalinidad del soporte, por lo que se puede emplear sobre el hormign y el cemento pero no sobre yeso e) Pintura plstica: Es una pintura al agua, posee buena adherencia, resistencia al lavado y al frote debida a su contenido de resinas y se seca rpidamente. f) Pintura al aceite: Son muy utilizadas anteriormente por su flexibilidad y penetracin sobre bases porosas, pero varios inconvenientes han hecho que se mezclen con resinas duras dando lugar a los esmaltes. g) Esmalte graso: Est compuesto por aceites secantes mezclados con resinas duras naturales o sinttica. h) Esmaltes sintticos: Secan con rapidez, poseen gran brillo, incluso al exterior; se utilizan mucho en decoracin y proteccin de superficies de madera y sobre metal, tanto en exteriores como en interiores. i) Pinturas de resinas: - Pinturas al cloro-caucho: Son impermeables, se adhieren bien a cualquier superficie, incluso las de tipo alcalino, secan rpido, resisten la sosa y los cidos y se reblandecen con aceites y grasas y son sensibles al calor. - Pinturas epoxi: Son muy duras, con gran resistencia qumica, adherencia al cemento, secaje rpido, se pueden mezclar con alquitranes obteniendo impermeabilidad y resistencia al agua.

RECUBRIMIENTO Y PROCESOS DE DEPOSICIONSe aplica por el siguiente motivo: La corrosin, se define como el deterioro de una superficie, evitarlo es imposible, pero llevndolo a aun proceso de recubrimiento electroltico, al menos se puede lograr con toda seguridad la inhibicin del efecto corrosivo, alargando su vida til. Estos mtodos son: EL CROMADO, es fina capa de cromo metlico sobre la superficie (0.1 mm), basado en la electrlisis, y se realiza con el fin de otorgarles una buena presentacin o de acabados decorativos al material (o piezas) previamente tratado; otras veces para otorgarles mayor dureza y exigente acabado liso con brillo al espejo y con alta precisin. El cromado es un galvanizado, basado en la electrlisis, por medio del cual se deposita una fina capa de cromo metlico sobre objetos metlicos e incluso sobre material plstico. El recubrimiento electroltico con cromo es extensivamente usado en la industria para proteger metales de la corrosin, mejorar su aspecto y sus prestaciones. El llamado cromo duro son depsitos electrolticos de espesores relativamente grandes ( 0,1 mm) que se depositan en piezas que deben soportar grandes esfuerzos de desgaste. Se realizan este tipo de depsitos especialmente en asientos de vlvulas, cojinetes cigeales ejes de pistones hidrulicos y en general en lugares donde se requiera bastante dureza y precisin. El cromo tiene poco poder de proteccin, menos aun si las capas que se depositan son tan delgadas como una micra. Por ello las superficies a cubrir deben estar bien pulidas, brillantes y desengrasadas. El cromo se aplica bien sobre el cobre, el nquel y el acero, pero no sobre el zinc o la fundicin.ING. DANIEL RODRIGUEZ SALVATIERRA 63


Galvanizado. Son procesos como el zincado. La galvanizacin en caliente es un proceso mediante el que se obtiene un recubrimiento de zinc sobre hierro o acero, por inmersin en un bao de zinc fundido, a una temperatura aproximada de 450 C. A esta operacin se la conoce tambin como galvanizacin por inmersin o galvanizacin en caliente. El proceso de galvanizado tiene como principal objetivo evitar la oxidacin y corrosin que la humedad y la contaminacin ambiental pueden ocasionar sobre el hierro.Proceso de galvanizado en caliente 1. Cuando una pieza llega a nuestro centro de galvanizado en caliente esta es sometida a revisin y clasificacin para su posterior entrada en la lnea de produccin. 2. El desengrase, que es el primer bao de limpieza, nos permite eliminar todo tipo de aceites y/o pinturas que traiga la pieza, en consecuencia de los procesos de fabricacin de la misma. . . 3. Luego la pieza ser sometida a los baos cidos, mas conocidos como de decapado con lo cual dejamos al material en un estado virgen, o sea libre de impurezas en su superficie. Entre los baos de desengrase y cidos, se realiza un enjuague de las piezas (neutralizado).


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. 4. En el siguiente paso la pieza es sumergida en un bao de flux para lograr la adherencia metalrgica del recubrimiento de cinc. .

5. Antes de sumergir las piezas en el bao de zinc fundido las mismas se dejan reposar en un horno de secado para evitar el contacto hmedo de la pieza con el bao de cincado.

6. A continuacin se realiza el galvanizado por inmersin en caliente en un bao de zinc fundido a 465 grados centgrados. All se dejara reposar la pieza segn la cantidad y el espesor del recubrimiento que queramos obtener.

7. Una vez galvanizada la pieza se la enfra para luego ser sometida a un proceso de inspeccin en el cual se evaluar su aspecto final como as tambin el espesor obtenido.


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8. Como ltimo paso se pesa el lote de piezas y se lo coloca en la playa de clientes para su posterior entrega.

Otros procesos de galvanizado muy utilizados son los que se refieren a piezas decorativas. Se recubren estas piezas con fines principalmente decorativos, la hebillas, botones, llaveros, artculos de escritorio y un sinfn de productos son baados en cobre, nquel, plata, oro, bronce, cromo, estao, etc.. En el caso de la bisutera se utilizan baos de oro (generalmente de 18 a 21 kilates). Tambin se recubren joyas en metales ms escasos como platino y rodio.

2.2.2 Operaciones de ensamble1). PROCESOS DE UNIN PERMANENTE. Soldadura, en ingeniera, procedimiento por el cual dos o ms piezas de metal se unen por aplicacin de calor, presin, o una combinacin de ambos, con o sin al aporte de otro metal, llamado metal de aportacin, cuya temperatura de fusin es superior a la de las piezas que se han de soldar. Su campo es amplio, solo mencionaremos los tipos de soldadura ms comunes que existen.

SOLDADURA TERMICA


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SOLDADURA POR PRESION

SOLDADURA POR CAPILARIDAD

2). PROCESOS DE ENSAMBLE MECNICO.Es el proceso a travs del cual se unen temporalmente las partes o piezas fabricadas, con sus respectivas tolerancias de ajuste, tolerancias de forma, tolerancias de acabado superficial, dureza y tolerancias dimensionales; por ser elementos intercambiables, porque sufren desgaste. Estos elemento se unen utilizando partes estandarizadas como pernos, tornillos, pines, chavetas, remaches, etc.


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Diseos avanzados en Solidworks.


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3. OPERACIN Y PROGRAMACION DE MAQUINAS CNC:Antes de programar un maquina primero tenemos conocerla y luego aprender a operarlas.

3.1 LAS MAQUINAS CNC3.1.1 Componentes de las Mquinas CNC

3.1.2 Control Numrico (NC) o Panel de Mando Lo conforman el Monitor, el Teclado de programacin y el Panel del Operador.


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3.1.3 EJES DE DESPLAZAMIENTO DE LA MAQUINA CNC En el caso de los Tornos CNC tiene dos ejes principales que son X que equivale al dimetro y Z que corresponde a la longitud de la pieza.

Ejes de un Torno CNC bsico.

W

Z

Y

C

B

X

A

El Centro de Mecanizado CNC tiene tres ejes principales X,Y,Z y en algunas mquinas tres ejes secundarios A, B, C y W.


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CENTRO DE TORNEADO ( MILLTURN )

DE 5 EJES


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CENTRO DE MECANIZADO HORIZONTAL CNC

Y Z X

3.1.4 Husillo principal. Para el caso de los Centros de Mecanizado, el Cambiador de herramientas automtico alimenta al husillo las herramientas necesarias para la ejecucin de las operaciones programadas. Los fabricantes recomiendan precalentar el husillo a un tercio del mximo de revoluciones de 10 a 15 minutos. En los Tornos CNC, en el husillo se instala el Mandril o Chuck, elemento de sujecin de las piezas. Normalmente el Mandril tiene un sistema autocentrante y de accionamiento hidrulico.

Husillo de un Torno CNCING. DANIEL RODRIGUEZ SALVATIERRA 72


Husillo de accionamiento indirecto a travs de fajas. Cada motor tiene un encoder para el control del giro en RPM.

Fig.: Husillo de Centro de Mecanizado CNC. La nueva tecnologa de motores de husillo en de accionamiento directo, es decir la carcasa del husillo es el estator y el eje es el rotor.

3.1.5 Mesa de trabajo La mesa de trabajo es movida por un tornillo eje de esferas recirculantes accionada a un Motor directa o indirectamente. Las esferas recirculantes son lubricadas automticamente por un chorro a presin de aire con aceite lubricante, manteniendo su alta precisin 0.005mm.


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Tornillo con tuerca de esferas recirculantes autolubricadas.

Reduce friccin Elimina holgura, es un sistema de alta precisin mecnica.

Tornillo de esferas recirculantes auto lubricadas desde la Unidad central de Lubricacin. Este mecanismo garantiza una precisin de hasta 0.01 mm.

Tornillo de desplazamiento con tuerca de bronce de una maquina convencional, su desgaste produce errores de ms de 0.1mm.


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Bancadas de un torno CNC

Mesa o pallet intercambiable de un Centro de mecanizado CNC.


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3.1.6 Sistema de Medicin ptico Las Mquinas Herramientas CNC tiene como elemento de control de precisin a un sistema ptico bajo dos modelos: Regla ptica. Este modelo es un sistema de medicin directa y como su nombre lo indica es de forma lineal. Su escala est diseada con miles de microventanas que permiten el paso de la luz transformndose en una seal o impulso elctrico que es procesada en la computadora CNC determinando con precisin el posicionamiento de la mesa de trabajo.

Regla ptica, tiene grabaciones muy finas por un proceso ptico.

Disco ptico o Encoder. Es un sistema de medicin indirecta formado por un disco rotativo que indirectamente traduce el movimiento angular en un desplazamiento lineal. Este sistema generalmente esta unido al tornillo de esferas recirculantes.


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Disco ptico o encoder, mide el posicionamiento angular y multiplicado por el paso del tornillo lo convierte en un desplazamiento lineal.

3.1.7 SISTEMA DE POSICIONAMIENTO DE LA MESA DE TRABAJO Mayor precisin Sensores para medir posicin real Seal de retroalimentacin


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Sistema de control de posicin.

3.1.8 Torreta portaherramientasEs el elemento donde se sujetan las herramientas de corte.

En esta figura se muestra una Torreta estndar de un Torno CNC


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Maquinas mas especiales poseen un magazn de herramientas tipo faja segn se observa en la figura.

En la figura se muestran un Torno con dos husillos y dos torretas para una alta produccin.


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3.1.2 UNIDADES AUXILIARES A. SISTEMA DE LUBRICACION AUTOMATICA CENTRALIZADA Es la unidad que lubrica a todo el sistema. Tiene puntos de lubricacin que son liberados cada cierto periodo expulsando de una a varias gotas de lubricante cada 5 minutos sobre las partes importantes del mecanismo.

Unidad central de lubricacin de las maquinas CNC.

B. SISTEMA DE REFRIGERACION DE ACEITE PARA HUSILLO Mantiene el control de la temperatura del husillo para un largo tiempo y alta velocidad de trabajo. La maquina CNC requiere un previo calentamiento.


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C. EXTRACT

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