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UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO Facultad de Ingeniería Escuela Profesional de Ingeniería Industrial

NRC

: 9073

CURSO

: IIND-176

NOMBRE DEL OPERACIONES

CURSO

:

PLANIFICACION

Y

CONTROL

DE

DOCENTE

: OLIERA ALDANA MARIO FELIX

ALUMNOS

: ESQUIEL SANCHEZ, LUIS MIRANDA SANTOS, ERIK SALINAS AGREDA, ERIKA ZAMORA MACCHIAELLO, PATRICK

TEMA

: PROCESOS SIN ARRANQUE DE VIRTUA Y CON ARRANQUE DE VIRUTA

Trujillo, Perú 2019 - 10

LAS

Procesos sin arranque de viruta: Definición: Los procesos de mecanizado sin arranque de viruta se fundamentan básicamente en la deformación plástica la cual mediante el uso de presión y suministro de calor o no permite modificar la forma de cualquier pieza. Y al mismo tiempo, su estructura metalúrgica. Estos procesos de conformados pueden ser realizados en frío o en caliente. Cada uno suministra propiedades en pro de la mejoría en el desempeño de cada componente. Por ejemplo, un proceso de deformación en frío genera un fenómeno denominado acritud que es un endurecimiento por deformación. Del mismo modo, ocurre con el proceso en caliente. Proceso: En este proceso, los tratamientos térmicos juegan un papel preponderante. En el caso de los aceros de bajo y mediano porcentaje de carbono, previo al mecanizado sin arranque de viruta se le suministra calor suficiente al denominado punto de transformación eutéctoide. Esto, modifica su micro-estructura convirtiéndolo en materiales más fácil de deformar. Los parámetros en la reducción de la temperatura, se establecen de acuerdo a los requerimientos deseados. En caso de materiales de mayor dureza, se recurre a enfriamientos de mecanizado sin arranque de viruta más brusco. Contrariamente, si son materiales con dureza mediana pueden ser enfriamientos controlados en los que se obtienen piezas con mayor tenacidad y resistencias mecánicas. Asimismo, si se trabajan aleaciones no ferrosas como el cobre o el aluminio debido a su elevada ductilidad permiten ser trabajados y estirados hasta ser convertidos en hilos muy finos. Estos mecanismos se utilizan cuando el material tiene dureza o resistencia muy elevada, o el mismo es demasiado frágil, la pieza es demasiado flexible o resulta difícil sujetar las partes, la forma de la pieza es compleja, el acabado superficial y la tolerancia dimensional son muy rigurosos, el aumento de la temperatura y los esfuerzos residuales en la pieza no son deseables ni aceptables. Tipos de mecanismos: Fresado químico: El fresado químico es un tipo de mecanizado especial, el cual se fundamenta en la eliminación de material no deseado por ataque de una sustancia química activa, como puede ser una solución acuosa ácida o alcalina. Las partes que no se desee que sean atacadas han de ser protegidas con recubrimientos aislantes. Modificando dichos aislamientos entre mecanizados se pueden conseguir diferentes geometrías, así como mayores profundidades si se hace en varios pasos. La eliminación de material puede llevarse a cabo mediante la inmersión en la sustancia atacante, o bien por simple proyección de la misma. Es un proceso adecuado para grandes superficies, como recubrimientos de ala, ya que el ataque se produce en función del tiempo, independientemente de la extensión de la pieza. El proceso a seguir puede verse resumido según las siguientes fases: 1. Eliminación de tensiones residuales en la pieza previa al fresado químico para prevenir alabeos tras el proceso. 2. Desengrase, para asegurar una buena adhesión entre el enmascarante y el material. 3. Chorreado. 4. Aplicación del producto enmascarante. 5. Trazado de la máscara (manual o mediante láser). 6. Pelado de la misma. 7. Ataque con la sustancia activa. 8. Una vez finalizado el mecanizado, se procede a retirar la máscara, y a lavar concienzudamente la pieza a fin de evitar el ataque de 1

posibles agentes residuales. 9. La parte fresada químicamente puede ser posteriormente mecanizada mediante otros procesos de acabado. Maquinado electroquímico El principio de funcionamiento de esta técnica es el de electrodeposición invertida y se puede apreciar en la figura. Un electrolito (sal inorgánica muy conductora) funciona como portador de corriente y la gran rapidez de movimiento del electrolito en el espacio entre la herramienta y la pieza, arrastra y retira los iones metálicos de la pieza (ánodo) antes de que tengan oportunidad de depositarse sobre la herramienta (cátodo). La velocidad de penetración de la misma es proporcional a la densidad de corriente y no se afecta por la resistencia, dureza, o la tenacidad de la pieza. El maquinado electroquímico se utiliza en la industria aeroespacial, para la producción en masa de álabes de turbinas y partes de motor de reacción y toberas. Tiene las ventajas de no causar daños térmicos en la pieza, no produce desgaste de herramienta, y puede producir formas complicadas con cavidades profundas en materiales duros. Maquinado por electrodescarga El maquinado por electrodescarga (EDM) es un proceso para remoción de metal por la acción de una descarga eléctrica de corta duración y alta densidad de corriente (amperaje) entre las herramientas y la pieza de trabajo. El proceso EDM se podría comparar con un rayo diminuto que choca contra una superficie, crea un intenso calor local y funde la superficie de la pieza de trabajo. El maquinado por electrodescarga es de especial utilidad para maquinar las aleaciones súper duras y conductoras de la era espacial que abría sido muy difícil de trabajar con métodos convencionales. El EDM ha facilitado el corte de formas complejas, lo cual resultaría imposible con herramientas de corte convencionales Mecanizado ultrasónico También llamado Mecanizado ultrasónico abrasivo, este método remueve material de la pieza dejando una forma específica en ella. Esto ocurre cuando la herramienta vibra, al penetrar la pieza, a altas frecuencias en un medio abrasivo, en línea con su eje longitudinal. El fluido abrasivo es recirculado desde la zona de corte y en este camino se enfría. Como material para las herramientas suele usarse acero, acero inoxidable 303, molibdeno y otros. En general se prefieren materiales dúctiles. La forma de la herramienta es importante para optimizar la vibración y evitar que la herramienta absorba energía. La forma de la punta también influirá en la distribución del material abrasivo contra la pieza trabajada. Esta punta nunca toca la pieza, sólo mueve el material abrasivo que remueve el material. Mecanizado por laser La tecnología del Mecanizado Láser se basa en la generación de un rayo láser de alta potencia que es dirigido contra la pieza mediante un sistema de espejos de alta precisión. En la zona de incidencia del rayo se consigue una elevada densidad de potencia que produce la volatilización del material. El rayo láser erosiona el material en múltiples capas obteniendo, de este modo, la geometría y profundidad requerida. El mecanizado por láser es un proceso no convencional que permite obtener mecanizados de formas complejas y de pequeño tamaño. La gran ventaja de esta tecnología es la posibilidad de mecanizar casi todo tipo de materiales independientemente de su dureza o maquinabilidad, desde 2

aceros, aleaciones termo resistentes, cerámicas hasta metal duro, silicio, etc. Se dispone de un láser en estado sólido, compuesto por un cristal de Nd:YAG que permite una potencia media de láser de 100W, siendo los picos de potencia de 20Kw La alta densidad de energía del haz láser en el punto de enfoque permite que se produzca el proceso de ablación, haciendo que el material se vaporice. El diámetro del haz en el punto de enfoque puede ser de 30mm o de 100mm

Procesos con arranque de viruta: Definición: El mecanizado por arranque de viruta, es un proceso de mecanizado que consiste en separar material de una pieza fabricada previamente por fundición, forja, laminación o por pulvimetalurgia. El material es arrancado o cortado con una herramienta dando lugar a un desperdicio o viruta. La herramienta consta, generalmente, de uno o varios filos o cuchillas que separan la viruta de la pieza en cada pasada. Los materiales más utilizados son: Metales, plásticos y sus compuestos y compuestos cerámicos. Proceso: El arranque de la viruta se produce debido a que el filo de la herramienta produce una deformación elástica en el material, provocando grandes tensiones en la parte del mismo que se convertirá en viruta. Se supera el límite de fluencia del material provocando la rotura y separación de la capa a causa de la deformación plástica sufrida. Tipos de procesos:  Desbaste: eliminación de mucho material con poca precisión; es un proceso intermedio que se utiliza para acercarse a las dimensiones finales de la pieza en un corto periodo de tiempo. Requiere alta velocidad de avance y de corte.  Acabado: eliminación de poco material con mucha precisión; proceso final cuyo objetivo es el de dar el acabado superficial que se requiera a las distintas superficies de la pieza. Se utiliza pensando en tener una superficie con poca rugosidad. Velocidad de avance baja y velocidades de corte altas.  Rectificado o superacabado: Se utiliza para un buen acabado superficial y medidas muy precisas. Las velocidades tanto de corte como de avance son muy altas, desprendiendo partículas por abrasión. Tipos de mecanismos: Mecanizado por serrado El serrado es una técnica de mecanizado (que puede ser un proceso manual o realizado mediante máquina herramienta) que consiste en deslizar una hoja de sierra hacia adelante y hacia abajo para realizar un corte en el material. Mecanizado por limado 3

Es un proceso manual que consiste en deslizar repetidamente una lima par desbastar el material. Tiene poca capacidad de arranque y se utiliza para ajustes, por lo que se precisa de una mano de obra bastante especializada. Existen diferentes tipos de limas, dependiendo del tamaño de los dientes y de la sección de la lima. Mecanizado por taladrado Es la operación consistente en realizar agujeros circulares en una pieza. Para ello se monta en la máquina de taladrar una herramienta llamada broca, que gira para penetrar eliminando virutas del material que se quiere taladrar. Algunos tipos de taladros existentes:  Taladro de mano  Taladro de sobremesa  Taladro de columna  Taladro radial Mecanizado por roscado Consiste en girar una herramienta de corte introduciéndola en un agujero previo (macho) o girándola en torno a una varilla (terraja) sirviéndose de un utensilio para girarlas con facilidad llamado volvedor. El roscado puede realizarse manualmente o con máquina herramienta. Si se hace manualmente podremos realizar una rosca dentro de un agujero (rosca hembra), para lo que utilizaremos una herramienta llamada macho de roscar. Para realizar una rosca exterior o rosca macho, se utiliza una herramienta llamada terraja. Mecanizado por Torneado Es un procedimiento para crear superficies de revolución por arranque de viruta. Llamamos superficies de revolución a aquellas en las que si hacemos un corte por un plano perpendicular a su eje, cuya sección es circular. La máquina que se utiliza para el torneado se denomina torno. En esta máquina, la pieza tiene un movimiento circular o rotatorio y la herramienta lineal. El tipo de piezas que podemos realizar combinando estos tres movimientos principales es muy variado en función del diámetro, la longitud, la complejidad de las formas a mecanizar, etc. Además el movimiento de los ejes del torno puede ser totalmente manual o semiautomático, o puede estar gobernado por un CNC. Siguiendo estos principios existen diferentes tipos de tornos, que a su vez pueden ir provistos de diferentes accesorios. Los tipos de tornos más frecuentes son:  Torno paralelo o torno horizontal  Torno frontal (o torno al aire): se emplea para la fabricación de piezas cortas y de gran diámetro.  Torno vertical: su eje principal es vertical respecto al suelo. Se usa para la fabricación de piezas pesadas. Mecanizado por fresado Es un procedimiento consistente en el corte del material con una herramienta rotativa que puede tener uno o varios filos. El corte se realiza combinando el giro de la herramienta con el desplazamiento, bien sea de la misma herramienta o de la pieza a trabajar.

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Depende del diseño de la máquina que lo que se desplace sea la herramienta, la mesa, o que combine el desplazamiento de ambos. Este desplazamiento se realiza en cualquier dirección de los tres ejes posibles en los que se puede desplazar la mesa, a la que va fijada la pieza que se mecaniza. La máquina que se utiliza se llama fresadora, que habitualmente cuenta con múltiples opciones y variantes. Al disponer de un movimiento más, las piezas que se realizan en fresadora son mucho más variadas y pueden ser de mayor complejidad respecto a las del torno. Una fresadora es por tanto una máquina dotada de una herramienta de corte fijada al cabezal y provista de movimiento lineal en tres direcciones (X – Y – Z). La pieza va fijada a la mesa por el procedimiento de fijación que se elija, y el desplazamiento en estas 3 direcciones es lo que se denomina los ejes de la máquina (de ahí fresadora de 3 ejes). Cuando una fresadora de control numérico dispone de cambio automático de herramientas, se llama centro de mecanizado. Las fresadoras se pueden clasificar de diferentes formas: según la configuración de sus diferentes partes móviles, según su número de ejes, según la orientación del cabezal principal (donde va fijada la herramienta de corte), dependiendo de la configuración de sus partes móviles hablaríamos de fresadoras de mesa fija y columna móvil, de bancada fija y mesa móvil, fresadora puente o pórtico, etc. dependiendo del número de ejes, opcionalmente puede tener 4, 5 o, en casos muy especiales, más ejes. Mecanizado por brochado El brochado consiste en pasar una herramienta rectilínea de filos múltiples, llamada brocha, sobre la superficie a tallar en la pieza, ya sea exterior o interior, para darle una forma determinada. El brochado se realiza normalmente de una sola pasada mediante el avance continuo de la brocha, la cual retrocede a su punto de partida después de completar su recorrido. La brocha trabaja por arranque progresivo de material mediante el escalonamiento racional de los dientes, determinado por la forma cónica de la herramienta. La forma de la herramienta permite obtener formas que por otro procedimiento serían muy costosas o imposibles. El movimiento de corte (C) lo produce la brocha al avanzar, mientra la pieza está fija; la profundidad de pasada (P) la proporciona la propia herramienta. La brochadora es una máquina relativamente moderna y se emplea en series largas ya que la brocha es una herramienta cara. Mecanizado por mortajado La mortajadora, también llamada limadora vertical, es una máquina cuya herramienta, dotada de movimiento rectilíneo y alternativo vertical, arranca viruta al moverse sobre piezas fijadas sobre la mesa de la máquina. Las mortajadoras, y en general todas las máquinas herramientas de movimiento alternativo, tienen poco rendimiento. Las mortajadoras se crearon principalmente para la ejecución de ranuras, generalmente chaveteros, en poleas, volantes, etc., pero también se emplean para contornear matrices, levas, placas, para tallar engranajes, etc.

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