Capítulo I-Introducción a las Máquinas-Herramientas.pdf

Captulo I

Introduccin a las Mquinas-Herramientas

Material didctico preparado por:

Dr. Alejandro Lpez Ibarra y M. En Enrique Alejandro Lpez Baltazar

Docentes-Investigadores

Universidad Autnoma de Zacatecas

Francisco Garca Salinasrea de Ciencias e Ingeniera

Unidad Acadmica de Ingeniera

Lneas de investigacin:

-Procesos y Materiales

-Caracterizacin y soldabilidad de aleaciones metlicas

-Maquinabilidad de materiales

Tecnologa Mecnica I

2Objetivo

Conocer los tipos de mquinas-herramientas y

operaciones que realizan, as como tambin

identifique las variables que intervienen en el

proceso de maquinado y comprenda los principios

del corte de los materiales con arranque de viruta y

que obtenga un panorama general del mbito de

competencia y su importancia en la industria metal-

mecnica.

3Contenido

I. Introduccin.

II. Clasificacin de los Procesos de Manufactura.

III. Definicin de Maquinado o Arranque de Viruta.

IV. mbito de competencia de los procesos de arranque de viruta

V. Clasificacin de las Mquinas-Herramientas.

VI. Operaciones en las Mquinas-Herramientas

VII. Ejemplos de trabajos realizados en el Programa de IngenieraMecnica

VIII. Proyectos de investigacin

I. Introduccin

5I. Introduccin

6Fundicin Deformacin

plstica

Arranque de

viruta

Producto funcional

I. Introduccin

7I. Introduccin

Proceso: se puede definir en general

como un cambio en las propiedades de

un objeto, incluyendo geometra, dureza,

estado y contenido de informacin.

1) Material

2) Energa

3) Informacin

Procesos de material: son aquellos que

producen cambios geomtricos, y/o

cambios en las propiedades de los

materiales.

Agentes

especiales {

8La manufactura moderna es una actividad

que requiere recursos humanos,

materiales, mquinas y capital, los cuales

deben organizarse, coordinarse y

controlarse para lograr una produccin

eficiente, econmica y competitiva.

Procesos de Manufactura: Es la

coordinacin de personal, herramientas y

mquinas para convertir las materias

primas mediante cambios geomtricos y/o

propiedades en productos tiles.

Manufactura: conversin de los materiales

en productos tiles.

I. Introduccin

9Etapas bsicas para la manufactura de un producto

Investigacin y desarrollo del producto

Planeacin y herramental para la produccin

Manufactura

Comercializacin

I. Introduccin

10

II. CLASIFICACIN DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA

1. Segn el tamao

2. Segn el producto

3. Segn el tipo de sistema de manufactura

4. Segn el tipo

de material

5. Segn el tipo

de proceso

6. Flujo del material

7. Bsicos y especiales para

metalesa) Nmero de empleados

b) Volumen de ventas

c) Nmero de piezas

11

a) Nmero de empleados

Mxico

(Nafinsa)

Microempresa

de 1 a 15

Pequea

empresa

de 16 a 100

Mediana empresa

de 101 a 250

Grande empresa

ms de 250

Unin

Europea

Pequea empresa

< 50

Mediana empresa

de 50 a 250

Grande empresa

> 250


12

b) Volumen de ventas

Pequea empresa

- Activo neto < 200x106 pesetas

- Ventas < 850x106 pesetas

Mediana empresa

- Activo neto oscila entre 200x106 y 450x106 pesetas

- Ventas oscilan entre 850x106 y los 1,750x106 pesetas

Grande empresa

- Activo neto > 450x106 pesetas

- Ventas > 1750x106 pesetas


13

c) Nmero de piezas

Masiva

(>100,000 piezas/ao)

Moderada

(2,500 a 100,000 piezas/ao)

Limitada

(10 a 500 piezas/ao)


14

Segn el tipo de producto

Alimentos

Medicamentos

Textil

Automotrz.

Naval

Aeronutica

Ferroviaria

Electrnica y Elctrica

Construccin

Mobiliario

Cermicos.

Petroqumica

Metal - Mecnica

15

Segn el tipo de sistema de manufactura

Sistema Fijo Sistema Flexible

16

4. Segn el tipo de material

Metales Polmeros Cermicos

Compuestos Otros


17

5. Segn el tipo de proceso

Cambian la forma Ensamble

Cambian las propiedades

mecnicasAcabado superficialArranque de viruta


18

6. Segn el flujo del material

Flujo Divergente (reduccin de masa)

Flujo Directo (conservacin de

masa)

Flujo Convergente (ensamble y/o unin)


19

7. Bsicos y especiales

Fundicin Deformacin plstica Maquinado

Soldadura Tratamientos trmicos Metalurgia de polvos

Bsicos

Especiales


20

Procesos que cambian la forma del material

METALURGIA EXTRACTIVA

FUNDICIN

CONFORMADO EN FRO Y EN CALIENTE

METALURGIA DE POLVOS

MOLDEO DE PLSTICO

21

Procesos para el ensamble o unin de materiales

SOLDADURA POR FUSIN

SOLDADURA DEL ESTADO SLIDO

SOLDADURA FUERTE Y BLANDA

ENSAMBLE CON ELEMENTOS ROSCADOS

REMACHADO

ENSAMBLE POR PEGADO

22

Procesos para modificar las propiedades de los metales

TRATAMIENTOS TRMICOS

TRABAJADO EN CALIENTE

TRABAJADO EN FRIO

TRATAMIENTOS TERMOMECNICOS

23

Procesos para el acabado superficial

PULIDO

RECTIFICADO

TAMBOREO

ELECTRORRECUBRIMIENTO

BRUIDO

PULVERIZADO

ANODIZADO

GALVANIZADO

24

Procesos de arranque de viruta

MAQUINADO MEDIANTE MTODOS

CONVENCIONALES

MAQUINADO MEDIANTE METODOS NO

CONVENCIONALES

25

Procesos segn el sistema de Flujo del material

Flujo Convergente (ensamble o unin)

Flujo directo (conservacin de masa)

Flujo Divergente (reduccin de masa)

26

Segn la categora

QumicosTrmicosMecnicos

27

Procesos Bsicos y especiales para metales

Arranque de viruta

Deformacin Plstica

Fundicin

Bsicos

28

Especiales

Metalurgia de Polvos

Tratamientos Trmicos

Soldadura

29

III. Definicin de maquinado o proceso de

arranque de viruta.

Fundicin Deformacin Plstica

- Forma

- Dimensiones

- Acabado superficial

Producto funcional

30

-Forma

-Dimensiones

-Acabado superficial

Remocin de material

Producto funcional o ensamblable

31

III. Cul es la definicin de Maquinado o

Arranque de Viruta?

Cul es la definicin de Maquina-Herramienta?

Arranque de Viruta

Manual

Arranque de Viruta a

Mquina

Mquina-Herramienta

IV. mbito de competencia de los procesos

de arranque de viruta

Arranque

de viruta

Aptitud para el servicio

Supervisin, calificacin,

certificacin, control y

aseguramiento de la calidad

Caracterizacin y

seleccin de aleaciones

metlicas

Recuperacin de

piezas

Procesos

Metalurgia Fsica

Costos

Seguridad e higiene

Metales

Desarrollo sustentable

(Impacto ambiental)

Diseo

Anlisis de fallas

Diagnstico,

pronstico y

prevencin de fallas

Anlisis de la Integridad

estructural

Diseo de

experimentos

33

Arranque de viruta manual

34

V. Clasificacin de las Mquinas-

Herramientas

Convencional No Convencional

Arranque de Viruta

Clasificacin de las Mquinas-Herramientas

para el Maquinado Convencional

Segn el tipo de

generacin de superficies.Segn el tipo

de operacin

Segn el grado del

acabado

superficial

Planas Revolucin

Segn el grado de

automatizacin

Mecnicas CNC

Segn el

Tamao

Segn el tipo de

herramienta de corte

Monofilo Multifilo

36

Superficies

Planas

Superficies de

Revolucin

Movimiento

rotativo

Movimiento

alternativo

Herramienta Fija

Pieza Mvil

(Cepilladora de mesa)

Herramienta Mvil

Pieza Fija

(Cepilladora de codo,

brochadora, sierra,

mortajadora)

Herramienta Fija

Pieza Mvil

(Tornos)

Herramienta Mvil

Pieza Fija

(Taladradoras, Fresadoras,

Rectificadoras,

Mandrinadoras)

37

Mquinas-Herrramientas de Movimiento Alternativo:

Herramienta Fija - Pieza Mvil

Cepilladora de Mesa

38

Mquinas-Herramientas de Movimiento Alternativo:

Herramienta Mvil - Pieza Fija

39

Mquinas-Herramientas de Movimiento Rotativo:

Herramienta Mvil - Pieza Fija

40

Mquinas-Herramientas de Movimiento Rotativo:

Herramienta Fija - Pieza Mvil

42

Clasificacin del Maquinado

No Convencional

Maquinado por

Chorro de

Abrasivo (MCA)

Maquinado

electroqumico

Maquinado con

chorro de lquido

Maquinado

Ultrasnico

43

Mquinas-herramientas que utilizan herramientas monofilo

44

TORNOS

Torno paralelo con CNCTorno paralelo o

de puntas

45

TORNOS

Torno revlver Torno vertical

46

TORNOS

Torno al aire Torno horizontal

47

TORNOS

Torno copiador

48

MANDRINADORA

49

MORTAJADORA

50

CEPILLADORAS

Cepilladora de mesa

51

CEPILLADORAS

Cepilladora de codo

52

Mquinas-herramientas que utilizan herramientas multifilo

53

TALADRADORAS

Columna Radial

54

FRESADORAS

VerticalHorizontal

55

FRESADORAS

Vertical universal Horizontal universal

56

FRESADORAS

Fresadora con fresa madre

57

FRESADORAS

Centro de maquinado

58

BROCHADORAS

Vertical Brochas y piezas

59

BROCHADORAS

Horizontal

60

SIERRAS

Sierra cinta Sierra alternativa

VI. TIPOS DE OPERACIONES EN LAS

MQUINAS-HERRAMIENTAS

Tornos Cepilladoras

Mandrinadora Mortajadora 61

TIPOS DE OPERACIONES EN LAS

MQUINAS-HERRAMIENTAS

Taladradoras Fresadoras

Sierra cinta

Brochadoras

Rectificadora62

TORNOS

Cilindrado (desbastado y afinado)

Roscado63

TORNOS

Taladrado

Moleteado Moleteador

64

TORNOS

Rectificado Torneado duro Tronzado

Ranurado, refrentado y torneado interior

65

TORNOS

Torneado cnico

Desplazamiento del cabezal mvil Carrillo compuesto o auxiliar

Regla guaHerramienta de forma

66

Torneado de forma

TORNOS

67

TORNOS

Avellanado

Abocardado

Escareado

68

CEPILLADORA

69

FRESADORA

70

TALADRADORA

71

RECTIFICADORA

72

ASERRADORAS

TORNO-FRESADORA

74

V. Operaciones en las mquinas-herramientas

OPERACIONES EN LAS MQUINAS-HERRAMIENTAS

91

1. Mquinas-herramientas que utilizan herramientas de corte monofilo

- Tornos

- Mandrinadora

- Cepilladoras

- Mortajadora

2. Mquinas-herramientas que utilizan herramientas de corte multifilos

- Taladradoras

- Fresadoradoras

- Brochadoras

3. Mquinas-herramientas que utilizan muelas o ruedas abrasivas

- Rectificadoras

VII. Ejemplos de trabajos realizados

Efecto de la velocidad de corte y profundidad sobre la rugosidad

Tipo de viruta y desgaste de la herramienta de corte

VIII. Proyectos de Investigacin

- Maquinabilidad de los materiales mediante el torno CNC

- Influencia de las condiciones de corte sobre el acabado

superficial, la duracin de la herramienta y economa en

el maquinado.

- Obtencin de modelos matemticos para obtener

ecuaciones de regresin con el fin de predecir el

comportamiento o el efecto de la relacin entre las

condiciones de corte y las variables dependientes

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