07 Lubricaci n Para Mecanizado
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FLUIDOS PARA MECANIZADO DE FLUIDOS PARA MECANIZADO DE METALESMETALES
CONOCIMIENTOS BASICOS
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FLUIDOS PARA FLUIDOS PARA MECANIZADOMECANIZADO DE DE METALESMETALES
Los Fluidos deben poseer la capacidad de:
lubricar, refrigerar, y retirar las virutas,
durante el proceso de mecanizado.
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PROPIEDADES BASICAS DE LOS FLUIDOSPROPIEDADES BASICAS DE LOS FLUIDOS
Reducir la friccin Reduce el desgaste de las herramientas Prolonga la vida del herramental Reduce el consumo de energia Mejora el acabado de las piezas
Refrigerar Reduce el calor provocado entre herramienta, viruta y pieza Aumenta la capacidad de disipar el calor
Remover virutas y residuos de la zona de trabajo
Promover proteccin temporaria contra la corrosin Evitar la oxidacin causada por el aire, humedad y calor Proteger contra otros agentes externos agresivos
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FRICCION ? (Coeficiente de friccin = Fuerza / Presin) FRICCION ?FRICCION ? ((Coeficiente de Coeficiente de friccifriccinn = = FuerzaFuerza / / PresiPresin)n)
Con aceite
FP = 0.2
PF
Seco
FP = 0.6
/
f = f =
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TIPOS DE TIPOS DE LUBRICACION:LUBRICACION: HIDRODINAMICA (Ej. Sistemas hidrHIDRODINAMICA (Ej. Sistemas hidrulicos)ulicos)
Separacin total de las superficies, las piezas no se tocan Film viscoso 4x respecto de la rugosidad combinada de las
superficies Carga es soportada por el film lubricante Sin desgaste Friccin interna causada por la viscosidad del lubricante
MetalMetal
Camada Superficial Camada Superficial
LubricanteLubricante
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TIPOS DE LUBRICACION: SUPERFICIE LIMITETIPOS DE LUBRICACION: TIPOS DE LUBRICACION: SUPERFICIE LIMITESUPERFICIE LIMITE Un importante mecanismo en mecanizado Sin contacto no existe remocin de metal No existe separacin total - gran cantidad de aristas se
tocan Film fino < 1 x respecto a la rugosidad combinada de las
superficies La carga es soportada por la aspereza de las superficies
Atraccin qumica del film lubricante con el metal Friccin causada por la interaccin de las asperezas
Aditivos para superficie lmite PolaridadMetalMetal
Camada superficialCamada superficial
LubricanteLubricante
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TIPOS DE LUBRICACION: EXTREMA PRESION TIPOS DE LUBRICACION: EXTREMA PRESION TIPOS DE LUBRICACION: EXTREMA PRESION
Es el mas importante mecanismo en mecanizado Sin contacto no existe remocin de metal
Casi no hay separacin grn cantidad de aristas se tocan Film fino < 1 x respecto a la rugosidad combinada de las
superficies La carga es soportada por la aspereza de las superficies
Reaccin qumica del film lubricante con el metal Friccin causada por la interaccin de las asperezas
Aditivos de Extrema Presin y antidesgaste
MetalMetal
Camada superficialCamada superficial
LubricanteLubricante
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CONTACTO ENTRE HERRAMIENTA Y VIRUTACONTACTO ENTRE HERRAMIENTA Y VIRUTACONTACTO ENTRE HERRAMIENTA Y VIRUTA
95% de la energa usada durante el corte se convierte en calor
Viruta
3
1
2
4
herramienta
500 - 700 OC300 - 600 OC
Pieza
Calor de deformacin zonas 1 y 2
otros
calor generado por friccin 3 y 4
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ANGULO DE CORTEANGULO DE CORTEANGULO DE CORTE
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FUNCIONES DEL FLUIDO FUNCIONES DEL FLUIDO REQUERIMIENTOS SECUNDARIOSREQUERIMIENTOS SECUNDARIOS
Estabilidad del producto y de la emulsin El producto concentrado debe ser estable La emulsin no debe separar aceite ni formar jabones (crema)
Debe tener buena detergencia La emulsin debe mantener la mquina lmpia
Resistencia biolgica contra hongos y bacterias Compatibilidad con las piezas producidas
El fluido no debe causar manchas, corrosin excesiva cantidad de residuos
Compatibilidad con el agua La emulsin no debe formar espuma y debe poseer buena
emulsionabilidad aun en aguas duras Compatibilidad con las herramientas
No debe reaccionar con el material de las herramientas Compatibilidad con las mquinas
No debe atacar la pintura ni producir ataques en bancadas No debe producir nieblas, humos u olores Debe ser compatible con el medio ambiente
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FLUIDOS PARA MECANIZADO DE METALES: FLUIDOS PARA MECANIZADO DE METALES: RESUMENRESUMEN
Propiedades bsicas:
lubricar, refrigerar, y arrastar las virutas.
Propiedades adicionales superiores:
estabilidad de emulsin, proteccin contra la corrosin, proteccin microbiolgica.
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ANIMALAcidos grasosSebo vacuno porcino
Lanolina
ANIMALAcidos grasosSebo vacuno porcino
Lanolina
VEGETAL Aceite de girasol Aceite de soja Acidos grasos Aceite de ricino Aceite de palma
VEGETAL Aceite de girasol Aceite de soja Acidos grasos Aceite de ricino Aceite de palma
MINERAL (Petroleo) Aceites Solventes Pararfinas Aditivos
MINERAL (Petroleo) Aceites Solventes Pararfinas Aditivos
SINTTICO Esteres Glicoles Alcoholes polmeros
SINTTICO Esteres Glicoles Alcoholes polmeros
FLUIDOS: TIPOS Y ORIGENFLUIDOS: TIPOS Y ORIGEN
Tipos (2 principales categoras) Fluidos de corte integrales, usados en concentracin del
100% Fluidos solubles emulsionables en agua.
Matria prima:
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FLUIDOS DE MECANIZADO INTEGRALESFLUIDOS DE MECANIZADO INTEGRALES
Tambin conocidos como aceites puros aceites de corte Insolubles en agua Mxima lubricacin filmgena Bajo poder refrigerante Dificil tratamiento de efluentes Dificil control de la limpieza
Los fluidos integrales pueden estar compuestos solo por: Aceite mineral + Aceite vegetal - Animal Base Sinttica
O con aditivos Aceite mineral + aditivo anti-desgaste (ster)
O con Extrema Presin y otros aditivos Aceite mineral + lubricante de superficie lmite + ZDP (p/ej)
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FLUIDOS DE MECANIZADO SOLUBLES O DILUIBLES EN AGUA FLUIDOS DE MECANIZADO SOLUBLES O FLUIDOS DE MECANIZADO SOLUBLES O DILUIBLES EN AGUA DILUIBLES EN AGUA
Minerales (convencional, macro emulsin)
Semi sintticos (micro macro emulsin)
Sintticos (microemulsiones)
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FUNCION DE LOS ADITIVOSFUNCION DE LOS ADITIVOS
Medios de dilucin: Agua y/o aceites integrales Disuelve los aditivos Carrier de aditivos hasta la zona de corte
Emulsificantes Compuestos a base de boro, alcoholes etoxilados, steres
gliclicos, amidas, etc. Suministran detergencia Son solubles en agua y aceites (carcter HF/LF)
Lubricidad Acidos grasos, steres y aditivos reductores de friccin (EP)
Inhibidores de corrosin Control de espuma
Jabones de calcio finamente dispersos antiespumantes varios.
Inhibidores de la accin microbiolgica Acido brico com aminas (bio-esttico) Biocidas para el control de micro-organismos (bactrias y
hongos)
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ACEITES SOLUBLES CONVENCIONALESACEITES SOLUBLES CONVENCIONALESACEITES SOLUBLES CONVENCIONALES
Composicin del aceite concentrado
CARRIERAceite mineral
o lubricante sinttico
EmulsificantesAditivos
Solvente Agua Glicoles
Lubricante limte Inhibidor de corrosin Extrema-presin (opcional) Biocidas Tamao de partculas 5-25 micrones
Representacin de la emulsin
AceiteAceite
Aceite
Fase guaApariencia lechosa
Emulsificantes
Usados para mecanizado y rectificado (servicio liviano y moderado) Solubles en agua Tenor de aceite mineral > 60% Se usan en concentraciones del 4 - 15 %
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SEMI SINTETICOSEMI SINTETICOSEMI SINTETICO
Composicin del producto concentrado
Lubricante limite Inhibidor de corrosin Biocidas
EmulsificadoresAceite mineral
Aditivos
Representacin de emulsin semi sinttica
Translcido
Aceite
Aceite
Aceite
Fase agua
Emulsificador
Largamente usado en todos los servicios de mecanizado y rectificado Soluble en agua, micro macro emulsin Tenor de aceite 5 - 45 % (aceite mineral) Se usa en concentraciones del 4 - 20 % Combinacin de sinttico y aceite soluble
Agua
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SINTETICOSSINTETICOSSINTETICOS
Composicin del producto concentrado
Agua
Inhibidores de corrosin
Aditivos
Lubricante soluble en agua Surfactantes Biocidas Anti-espumante
Representacin de la solucin
Fase agua
Transparencia
Tradicionalmente usados para servicio moderado en mecanizado y para rectificado Soluble en agua (solucin) Sin aceite, no emulsificable Se usa en concentraciones del 3 - 20 % Optima refrigeracin Optima rejeccin de tramp oil
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ACEITE INTEGRAL vs. SOLUBLEACEITE INTEGRAL vs. SOLUBLE
Aceite integral (uso puro) Positivo
Bajo costo de mantenimiento Buena lubricidad Buena proteccin de equipo y
piezas Control de bacterias Mayor vida del herramental
Negativo Bajo poder refrigerante Puede producir niebla y/o humos
(5mg/m3 limite) Riesgo de incendio (es necesario
contar con equipo adecuado) Alto costo inicial y de reposicin Mayor dificultad de remocin Alto arrastre de partculas Riesgos de dermatitis
Soluble en agua (uso 3 - 20 %) Positivo
Mejor capacidad de refrigeracin
Baja generacin de nieblas y/o humos
Sin riesgos de incendio (ausencia de medidas de seguridad especiales)
Bajo costo inicial y de reposicin
Fcil limpieza Bajo consumo Larga vida del herramental
Negativo Alto mantenimiento de las
emulsiones (servicio) No es facilmente reciclable,
especialmente en pequeos clientes
Facil generacin de bacterias
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2020
FLUIDOS PARA FLUIDOS PARA MECANIZADO DEMECANIZADO DE METALESMETALES RESUMENRESUMEN
Los aceites de corte integrales son usados puros y se adaptan fcilmente a las ms variadas exigencias.
Los fluidos de mecanizado solubles se dividen en 3 tipos y se usan siempre diluidos en agua: Aceites solubles convencionales - emulsin lechosa, compuestos
por aceite mineral, emulsificantes y aditivos varios. Semi sintticos - forman una emulsin translcida, son una
combinacin de aceite mineral y productos sintticos. Sintticos - forman una solucin transparente (no contienen
aceite mineral)
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APLICACIONESAPLICACIONESAPLICACIONES
Aceite IntegralAceite Integral
Generalmente aplicado en operaciones de alta friccinGeneralmente aplicado en operaciones de alta friccin
Requiere viscosidadadecuada segn la aplicacin
Requiere viscosidadadecuada segn la aplicacin
Baja velocidad de trabajoBrochadoRoscadoPerforado
Baja velocidad de trabajoBrochadoRoscadoPerforado
Soluble en aguaSoluble en agua
Generalmente aplicado en operaciones de baja friccinGeneralmente aplicado en operaciones de baja friccin
Mejor poder refrigeranteMejor poder refrigerante
Alta velocidad de trabajoTorneadoFresado
Operaciones en mquinasautomticas
Alta velocidad de trabajoTorneadoFresado
Operaciones en mquinasautomticas
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DIFICULTAD DE MECANIZADO vs. MATERIALES DIFICULTADDIFICULTAD DE DE MECANIZADOMECANIZADO vsvs. . MATERIALESMATERIALES
Dific
ulta
d Monel - aleacin para resistencias elctricasAceros aleados (0.4 - 0.7 % C)
Bronce con ManganesoCobre
Hierro fundido (2,5 - 3,0 % carbono)Aceros (mas carbono, mayor dificultad)
AlumnioLatn sin Plomo
Bronce con PlomoAleaciones de Zinc
Fundicin de AlumnioLatn con Plomo
Aleacin de Magnesio
Acero inoxidableNquel
Aleaciones de Titanio
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2323
DIFICULTAD DE MECANIZADO vs. OPERACION DIFICULTADDIFICULTAD DE DE MECANIZADOMECANIZADO vsvs. . OPERACIONOPERACION
Brochado (broaching)
Roscado (tapping/threading)
Tallado de engranajes (shaving)
Mecanizado de engranajes (gear cutting)
Trepanacin (trepanning)
Agujereado profundo (driling)
Mandrilado/alesado (boring)
Fresado (milling) Rectificados (grinding)
Torneado (turning)
Aserrado (sawing)
Dific
ulta
d
Rectificados (grinding)
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2424
APLICACIONESAPLICACIONESAPLICACIONES
Brochado puede ser vertical o horizontalEl movimiento se produce a travs de una superfcie, aumentando la profundidad de corte.
Agujereado y Roscado Formador de roscas internas, con brocas adecuadas
Mecanizado de engranajesFresando o mandrilando (pequeas porciones de material son removidas)
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APLICACIONESAPLICACIONESAPLICACIONES
Acabado de agujeros (reaming)Utilizado despus de un proceso de agujereado, donde este necesita tener un buen acabado
FrezadoEjemplos de herramientas: RotativasBroca de acabadoFresa de corteFresa de corte (interna)
TorneadoLa herramienta permanece fija y la pieza gira.
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SELECCION DEL FLUIDOSELECCION DEL FLUIDO
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METODO PARA LA SELECCION DEL FLUIDOMETODO PARA LA SELECCION DEL FLUIDOMETODO PARA LA SELECCION DEL FLUIDO
MecanabilidadMecanabilidadMaterial de la herramienta
Material de la herramienta OperacinOperacin
Definicin del tipo de fluidoDefinicin del tipo de fluido
AprobacinAprobacin
Test PrcticoTest Prctico
Verificar el tipo de agua Definir el producto
Verificar el tipo de agua Definir el producto
Las informaciones bsicas de los parmetros de mecanizado debern ser analizadas antes de larecomendacin del producto a usar.
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Informaciones requeridas: Tipo de metal a mecanizar Tipo de mquina y herramienta Operacin(s) y performance requerida. Necesidades del cliente, objetivos, problemas que
podran surgir Destino intermedio y final del material mecanizado.
SOLO EL NOMBRE DEL LUBRICANTE EN USO NO ES SUFICIENTE PARA LA CORRECTA ELECCION DEL NUEVO PRODUCTO.
RESUMEN PARA LA SELECCION DEL TIPO DE RESUMEN PARA LA SELECCION DEL TIPO DE FLUIDOFLUIDO
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2929
COMPRAS POR VALOR AGREGADOCOMPRAS POR VALOR AGREGADOCOMPRAS POR VALOR AGREGADO
Principio del ICEBERG
E
n
f
o
q
u
e
E
x
t
e
n
d
i
d
o
Costos DirectosEnfoque Tradicional
Calidad
Productividad
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CONTROLES DE LOS FLUIDOS y PROCESOS CONTROLES DE LOS FLUIDOS y PROCESOS
Los parmetros siguientes necesitan ser monitoreados, pues estarn sujetos a variaciones durante su uso: Apariencia Concentracin pH Viscosidad (neat oils) Contaminaciones
Otros parmetros tambin debern ser controlados, pues son responsables de ciertos problemas especficos: Proteccin contra la corrosin Niveles microbiolgicos Tramp oil Dureza del agua Funcionamiento de filtros y separadores magnticos
FLUIDOS PARA MECANIZADO DE METALESFLUIDOS PARA MECANIZADO DE METALESPROPIEDADES BASICAS DE LOS FLUIDOSFRICCION ?(Coeficiente de friccin = Fuerza / Presin)TIPOS DE LUBRICACION:HIDRODINAMICA (Ej. Sistemas hidrulicos) TIPOS DE LUBRICACION: SUPERFICIE LIMITETIPOS DE LUBRICACION: EXTREMA PRESION CONTACTO ENTRE HERRAMIENTA Y VIRUTA ANGULO DE CORTEFUNCIONES DEL FLUIDO REQUERIMIENTOS SECUNDARIOSFLUIDOS PARA MECANIZADO DE METALES: RESUMENFLUIDOS: TIPOS Y ORIGENFLUIDOS DE MECANIZADO INTEGRALESFLUIDOS DE MECANIZADO SOLUBLES O DILUIBLES EN AGUA FUNCION DE LOS ADITIVOSACEITES SOLUBLES CONVENCIONALESSEMI SINTETICOSINTETICOSACEITE INTEGRAL vs. SOLUBLEFLUIDOS PARA MECANIZADO DE METALESRESUMENAPLICACIONESDIFICULTAD DE MECANIZADO vs. MATERIALES DIFICULTAD DE MECANIZADOvs. OPERACIONAPLICACIONESAPLICACIONESSELECCION DEL FLUIDOMETODO PARA LA SELECCION DEL FLUIDORESUMEN PARA LA SELECCION DEL TIPO DE FLUIDOCOMPRAS POR VALOR AGREGADOCONTROLES DE LOS FLUIDOS y PROCESOS