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Profesor: Alumna:

Ing. Alcides Cádiz Br. Guerra Keylenis

Puerto Ordaz, Noviembre 2014

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO

“SANTIAGO MARIÑO”

EXTENSIÓN PUERTO ORDAZ

ESCUELA: INGENIERIA INDUSTRIAL

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INDICE

Pág.

INTRODUCION…………………………………………………………………

1.) La termodinámica en el corte de metales mediante el uso de

herramientas de corte donde existe desprendimiento de

viruta…………………………………………………………………………

2.) Importancia de las variables de corte calor, energía y temperatura

en el proceso de manufactura…………………………………………..

3.) Uso de las tablas físicas y químicas asociadas a la termodinámica

de corte de metales…………………………………………………….....

4.) Seguridad industrial y el desprendimiento de virutas en el proceso

de manufactura……………………………………………………………..

CONCLUSION……………………………………………………………………

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INTRODUCCION

El proceso de manufactura se encarga de desarrollar cada proceso

dependiendo del área de trabajo donde lleva a conocer Las técnicas de corte

de metales han sufrido una notable evolución hasta llegar a las máquinas

herramienta de control numérico de nuestros días, que son capaces de llevar

a cabo operaciones de corte mediante el método de cizallamiento el cual

permite la perforación de materiales dependiendo de la maquinaria que se

emplee y el tipo de material por lo cual al momento de la realización del trabajo

existe desprendimiento de viruta por ese motivo se emplea la termodinámica

en el corte de metales para saber las variables que actúan durante el proceso

de desprendimiento de viruta lo cual da una razón fundamental para saber los

tipos de procesos que se dan durante la actividad de taladrado, fresado

aplicando así de una u otra manera métodos de seguridad importantes para

evitar cualquier tipo de lesiones durante la realización de la actividad que se

realizara.

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1.) La termodinámica en el corte de metales mediante el uso de

herramientas de corte, donde existe desprendimiento de viruta.

En la Termodinámica se encuentra la explicación racional del

funcionamiento de la mayor parte de los mecanismos en cuanto a

materiales se refiere.

La termodinámica en el corte de metales mediante el uso de

herramientas de corte, donde existe desprendimiento de viruta es

importante describir lo que es el corte de metales, esta es

Tradicionalmente, un corte que se realiza en torno, taladradoras, y

fresadoras y en otros procesos ejecutados por máquinas con el uso de

varias herramientas cortantes.

El corte de metales es un proceso termo-mecánico, durante el cual, la

generación de calor ocurre como resultado de la deformación plástica

y la fricción a través de las interfaces herramienta-viruta y herramienta-

material de trabajo. La predicción de la temperatura de corte para el

proceso de mecanizado es de reconocida importancia debido a sus

efectos en el desgaste de la herramienta y su influencia sobre la

productividad, el costo de la herramienta y el acabado superficial de la

pieza mecanizada.

En los procesos de corte de metal con desprendimiento de viruta

podemos encontrar los procesos convencionales y no convencionales.

Por tal razón se mencionara el proceso de mecanizado el cual se usa

para dar forma y dimensionar una pieza mediante la eliminación de

material (viruta) utilizando herramientas de corte de maquinados

abrasivos como lo son: sierra, cepillo, torno, fresadora, brochadora,

taladro.

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Dentro del corte de metales con desprendimiento de viruta

podemos encontrar procesos de arranque de viruta los cuales

son:

Corte ortogonal.

Presión de corte

Corte oblicuo.

Tipos de virutas.

Continua Continua con protuberancia

1.caracteristicas en

materiales dúctiles

Presenta

problemas

de control

de viruta.

Representa el corte de

materiales dúctiles a bajas

velocidades en donde existe una

alta fricción sobre la cara de la

herramienta

La alta fricción es causa de que

una delgada capa de viruta

quede cortada de la parte inferior

y se adhiera a la cara de la

herramienta.

2. características en

materiales

quebradizos

Presenta

problemas

de control

de cálida.

Eliminar la deformación en corte

para formar la viruta y exponer la

nueva superficie.

Acelera el

desgaste en

la cuchilla

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Se pueden describir los tipos de virutas en el siguiente orden:

Viruta continúa: este tipo de virutas suelen formarse con materiales

dúctiles a grandes velocidades de corte y a grandes velocidades de

ataque, las virutas continuas pueden por la fricción desarrollar una

zona secundaria de corte en la interface entre la herramienta y la viruta,

la zona secundaria se vuelve más gruesa a medida que aumenta la

fricción entre la herramienta y la viruta.

Viruta de borde acumulado o recrecido: consiste en capas de

material de la pieza maquinada, que se depositan de forma gradual

sobre la herramienta, y este es uno de los factores que afecta de forma

más adversa al cabo la superficie del corte.

Virutas escalonadas o segmentadas: son semicontinuas, con zonas

de alta y baja deformación por el corte, esta clase de virutas no deben

confundirse.

Virutas discontinuas: consiste en segmentos que pueden fijarse,

firme o flojamente entre si y se pueden formar bajo las siguientes

condiciones:

a) Materiales frágiles en la pieza, porque no tienen la capacidad para

absorber las grandes deformaciones cortantes que se presentan en

el corte.

b) Materiales de la pieza que contienen inclusiones e impurezas duras,

o que tienen estructuras como las láminas de grafito en la fundición

gris.

c) Velocidad de corte muy baja o muy alta.

d) Grandes profundidades de corte.

e) Ángulos de ataques bajos.

f) Falta de un fluido de corte eficaz.

g) Baja rigidez de la máquina herramienta.

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2.) Importancia de las variables de corte calor, energía y temperatura en el

proceso de manufactura.

Existen diferentes herramientas de corte las cuales se clasificarían de la

siguiente manera:

Herramientas de un solo material.

Herramientas con plaquetas de corte industrial.

Respecto a los procesos de corte se pueden encontrar corte de madera, metales,

plásticos, compuestos y cerámica donde se pueden lograr tolerancias menores de

0.001” y tolerancias mejores que 16 micropulgadas.

Por tal razón se describirán en la siguiente tabla las variables que influyen en el

proceso de manufactura.

VARIABLES

Variables Independientes. Variables Dependientes.

Material, condición y geometría de

la cuchilla.

Material, condición y temperatura

de la pieza de trabajo.

Uso de fluidos de corte.

Característica de la máquina.

Condiciones de corte.

Tipo de viruta.

Fuerza y energía disipada.

Aumento en temperatura.

Desgaste en la cuchilla.

Terminado de superficie.

Variable de calor.

La potencia consumida en una operación de corte Pm se convierte en calor

principalmente por los siguientes mecanismos:

Deformación plástica en la zona de cizalladura de la viruta. El calor

generado por unidad de tiempo tiene un valor se puede calcular en

función de la velocidad de cizallado y la fuerza de cizallado: Ps = Fsvs.

Fricción entre la viruta y la herramienta. El flujo de calor generado será

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Pf =Frvo.

Fricción entre la herramienta y la pieza. Su valor, al igual que los

anteriores será el producto de la fuerza de rozamiento por la velocidad

relativa entre herramienta y la pieza: Pfw = τsl · V B · aw · v. Esta fuente

de calor dependerá del desgaste V B que será nulo cuando la

herramienta está recién afilada.

Variable de energía.

Se define la energía específica de corte ps como la energía necesaria para

remover una unidad de volumen de material. Este valor relaciona la potencia

Pm y la velocidad de arranque de material Zw.

Ps= Em= Em/ =Pm

V V/t Zw

Si se tiene el valor de ps junto con el valor de la potencia disponible en la

máquina, se puede calcular la tasa de arranque máxima de la operación, o

sea, el volumen máximo de material que se puede arrancar por unidad de

tiempo. Esta tasa de arranque tiene unidades de caudal, y se puede calcular

integrando el producto escalar del área de barrido por la velocidad de barrido.

De modo simplificado se puede usar el área de corte o el área de avance para

su cálculo. Siendo el área de corte Ac el área barrida por la herramienta

perpendicular a la velocidad de corte, y el área de avance Af el área barrida

por la herramienta perpendicular a la velocidad de avance.

Zw = Ac · vc = Af · vf

Por lo tanto, el valor de ps también relaciona la fuerza de corte Fc y el área de

corte Ac, por lo que también se le suele llamar fuerza específica de corte Ks.

Ps= Pm = Fc.v = Fc

Zw Ac.v Ac

El efecto de la velocidad de corte y del espesor de viruta sobre el valor de Ps.

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A velocidades bajas, la energía específica de corte es muy alta, disminuyendo

conforme aumenta la velocidad hasta un valor a partir del cual ps permanece

constante.

Esto se debe al recrecimiento de filo que aparece a bajas velocidades de corte y

cuando la fricción es alta. Normalmente se debe trabajar en el tramo en el que

Ps es constante ya que también es la más económica.

Ps disminuye al aumentar ac, muchos fabricantes de herramientas proporcionan

una expresión de esta variación.

El aumento de ps al disminuir a se debe al efecto de tamaño, ya que las fuerzas

de fricción en la cara de incidencia y aplastamiento de la punta redondeada

representan un porcentaje mayor en la energía consumida al disminuir ac

Variable Temperatura.

Una de las limitaciones de los procesos de corte son las temperaturas alcanzadas

durante el mecanizado. La potencia consumida en el corte se invierte en la

deformación plástica de la viruta y en los distintos rozamientos. Estos trabajos se

convierten en calor que se invierte en aumentar las temperaturas de la viruta, la

herramienta y la pieza de trabajo. La herramienta pierde resistencia conforme

aumenta su temperatura, aumentando su desgaste y por lo tanto disminuyendo

su vida útil.

Por otro lado, un calentamiento excesivo de la pieza de trabajo puede variar las

propiedades del material debido a cambios microestructurales por efectos

térmicos, también puede afectar a la precisión del mecanizado al estar

mecanizando una pieza dilatada que a temperatura ambiente se puede contraer.

Aunque no se va a estudiar a fondo el fenómeno termodinámico, sí que conviene

tener algunos conceptos claros respecto a la influencia de los distintos

parámetros de corte en las temperaturas de la herramienta y en la pieza y, por

los tanto, en la economía y calidad del proceso.

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3.) Uso de tablas físicas y químicas asociadas a la termodinámica de corte

de metales.

En la rama de la termodinámica la química y la física estudia los cambios en las

propiedades macroscópicas (como temperatura, calor y energía) de la materia

durante procesos y reacciones químicas entre los objetivos principales de la

termodinámica están:

1. Predecir la cantidad de calor que se puede obtener de una reacción química.

2. Predecir si una reacción química puede ocurrir espontáneamente.

Material de la Herramienta Propiedades

Acero no Aleado

Es un acero entre 0,5 a 1,5% de concentración de

carbono, para temperaturas de unos 250 grados,

pierde su dureza por lo tanto es inapropiado para

grandes velocidades de corte y no se utiliza. Estos

aceros se denominan usualmente aceros al

carbono o aceros para hacer la herramienta (WS)

Acero Aleado

Contiene elementos aleatorios además del

carbono adiciones de cromo, molibdeno, vanadio

y otros. Hay aceros débilmente aleados y aceros

fuertemente aleados. Tienen una gran resistencia

al desgaste, no pierde la dureza hasta llegar a los

600 grados.

Metal Duro

Hacen posible un gran aumento de la capacidad

de corte de la herramienta los componentes

principales de un metal duro son el volframio y el

molibdeno, además del cobalto y el carbono, es

caro y se suelda en forma de plaquetas sobre los

mangos de la herramienta que pueden ser de

acero barato.es importante escoger el metal duro

que sea más adecuado

Es estable, barato, resistente al calor y se fijan

convenientemente en soportes adecuados, las

cerámicas son generalmente deseables en

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Cerámicos aplicaciones de alta velocidad. Los materiales

cerámicos más comunes se basan en alúmina

(oxido de aluminio) nitruro de silicio y carburo de

silicio, se utiliza exclusivamente en carburo

plaquetas de corte.

Cermet

Estable moderadamente caro otro material

cementado basado en carburo de titanio (TIC) el

aglutinante es níquel proporciona una mayor

resistencia a la abrasión en comparación con

carburo tungsteno, a expensas de alguna

resistencia dureza hasta aproximadamente 93

HCR

Diamante

Estable es muy caro, la sustancia más dura

conocida hasta la fecha; resistencia superior a la

abrasión pero también alta afinidad química con el

hierro que da como resultado no ser apropiado

para el mecanizado de acero. Se utiliza en

materiales abrasivos, el diamante es muy duro y

no se desgasta.

4.) Seguridad industrial y el desprendimiento de viruta en el proceso de

manufactura

La seguridad industrial es importante tomarla en cuenta como un mecanismo

para la transformación útil en la sociedad a nivel empresarial donde se considera

como la estructuración y organización de acciones que ayudara a mantener la

seguridad y bienestar del obrero u operador de maquinarias de corte donde se

desprende viruta durante un proceso de manufactura para así poder lograr una

determinada tarea.

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Por esta razón de manera general los procesos de manufactura se clasifican

en cinco grupos importantes:

Procesos que cambian la forma del

material

Metalurgia extractiva

Fundición

Formado en frio y caliente

Metalurgia de polvos

Moldeo de platico

Procesos que provocan desprendimiento

de virutas por medio de maquinas

Métodos de maquinado convencional

Métodos de maquinado especial

Procesos que cambian las superficies

Con desprendimiento de viruta

Por pulido

Por recubrimiento

Proceso para el ensamblado de

materiales

Uniones permanentes

Uniones temporales

Procesos para cambiar las propiedades

físicas

Temple de piezas

Temple superficial

Mediante los siguientes procesos se debe aplicar un plan de seguridad para evitar

peligros inherentes que requieren un manejo muy cuidadoso dentro del taller,

durante el proceso de manufactura y mediante el uso de maquinarias y

herramientas por tal razón es importante tomar en cuenta y observar las normas

de seguridad.

1. En la seguridad habrá que considerar.

Responsabilidad.

Recomendaciones para el personal.

Orden y limpieza.

Manejo adecuado de herramientas y maquinarias.

2. Recomendaciones para el operador.

Uso de gafas o anteojos de seguridad.

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No usar ropa suelta o floja junto a la maquinaria.

Uso del calzado adecuado.

No usar anillos, reloj o pulseras.

No usar aire comprimido para limpiar la ropa herramienta o las

maquinas.

3. Orden y limpieza.

Mantener el piso alrededor de una maquina libre de herramientas o

materiales.

Mantener el piso limpió de grasa o aceite.

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

Mantener las maquinas siempre limpias.

No poner herramientas o materiales en las mesas de las maquinas.

Detener siempre las maquinas antes de tratar de limpiarlas.

4. Manejo adecuado de herramientas y materiales.

Eliminar siempre las rebabas y bordes agudos de las piezas de trabajo.

No manejar herramientas de corte con la mano desnuda.

5. Operación de las maquinas.

Nunca operar una máquina que no se conozca su operación, sus

partes y la forma de detenerla rápidamente.

Comprobar que la maquina cuenta con todos sus protectores o

guardas de seguridad.

Mantener las manos alejadas de las piezas cuando estas se

encuentren en movimiento.

Siempre detenga las maquinas antes de limpiarla.

Como se mencionó anteriormente estos son los pasos para la seguridad que

se deben aplicar durante el desprendimiento de viruta durante el trabajo y

elaboración de una pieza de cualquier tipo de material que pueda causar daño

al operario.

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CONCLUSION

El cortado de metal es una forma conveniente de fabricar una o algunas

piezas de cualquier forma a partir de un trozo de metal en bruto que se tenga

disponible. Por esto cuando sea necesario se pueden cortar grandes

cantidades de metal porque el corte de los metales no está limitado por este

motivo en lo antes ya explicado se puede decir que el metal se puede adaptar

con mucha rapidez y a una producción rápida, automática y exacta por eso

se puede decir que el propósito primordial del corte del metal consiste en

acabar la superficie lo más cercana posible a las especificaciones que se

pueden lograr por otros métodos.

El proceso del corte del metal es un proceso termo-mecánico durante el cual

la generación de calor ocurre como resultado actuando así una deformación

en la cual se da el desprendimiento de viruta por tal razón la elevación de

temperatura es de suma importancia debido a sus efectos.