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República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación
I.U.P. “Santiago Mariño”
Ingeniería Industrial. Sección: “S”.
Proceso de Manufactura.
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
(VIRUTAS, TERMODINAMICA)
Profesor: Integrantes:
Ing. Alcides Cádiz Rodríguez Josely C.I.:2.235.879
Lugo Ada C.I.: 14.290.233
Marcano Danivys C.I.: 14.725.263
Puerto Ordaz, Noviembre 2013.
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Índice
Descripción Pág.
Introducción……………………………………… ……………………….3
1 La Termodinámica en el corte de metales, mediante el uso de herramientas de corte, donde existe desprendimiento de viruta.
………………….5 al 7
2 Importancia de las variables de corte, calor, energía y temperatura en los procesos de manufactura.
…………………..7 y 8
3 Uso de las tablas físicas y químicas asociadas a la termodinámica de corte de metales.
…………………..8 y 9
4 Seguridad Industrial y el Desprendimiento de viruta en el Proceso de Manufactura.
………………10 y 12
Conclusión………………………………………. .……………………13
Bibliografía………………………………………. .………………….....14
Introducción
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La Termodinámica es una herramienta analítica teórica y práctica
que interpreta fenómenos naturales desde el punto de vista de las
relaciones de materia y energía. La palabra “Termodinámica” fue usada
por vez Primera en 1850 por W. Thomson (Lord Kelvin) como
combinación de los vocablos griegos “termo” (calor) y “dinamos” (potencia
o fuerza) siendo la mas mencionada la ley de conservación de energía
relacionada directamente con el proceso de manufactura de la viruta..
En todos los procesos de manufacturas esta expenso a cambios de
temperaturas, en el espacio y tiempo según la naturaleza del compuesto
trabajado. La obtención de un producto terminado puede en su mayoría
generar desechos utilizables por un medio del método de reciclable
garantizando el uso adecuado.
Los residuos de metales que deja la fricción de herramientas contra
estos recursos dan paso a las existencias de las llamadas Virutas, estas
tienen varias aplicaciones para la vida urbana e industrial el cual da pie al
proceso de arranque.
Este proceso de arranque de viruta es de gran precisión, la cual se
logra en la forma y su calidad superficial de acabados. Siendo el principio
básico utilizado para las maquinas-herramientas, es generar superficies
por medio de movimientos relativos entre las herramientas y la pieza.
En el avance del siguiente trabajo estaremos tocando puntos
fundamentales referidos a la termodinámica y el proceso de arranque
aplicados en el corte de metales en el proceso de fabricación y
terminación de piezas configuradas geométricamente que requieren un
acabado de parte del fabricante como para el consumidor final cual le
invito adquirir .
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1-. La Termodinámica en el corte de metales, mediante el uso de
herramientas de corte, donde existe desprendimiento de viruta.
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La viruta es un fragmento de material residual con forma de lámina
curvada o espiral que es extraído mediante un cepillo u otras
herramientas, tales como brocas, al realizar trabajos de cepillado,
desbastado o perforación, sobre madera o metales. Se suele considerar
un residuo de las industrias madereras o del metal; no obstante tiene
variadas aplicaciones.
En el estudio de la formación de viruta se va a suponer que la
herramienta es un diedro que desliza sobre la superficie que está
generando.
Esta superficie está un poco por debajo de la superficie de la pieza
original, de forma que su movimiento provoca el desprendimiento de la
viruta del material base. La intersección de los dos planos del diedro es
una recta que es el filo S de la herramienta. Las dos caras de este diedro
son:
• Cara de incidencia o flanco de la herramienta Aα, que es el plano
más cercano a la superficie generada
• Cara de desprendimiento Aγ que es el plano por el que desliza la
viruta
Esta herramienta desliza sobre la superficie con una velocidad ~vc
que es la velocidad de corte, se puede definir como la velocidad
instantánea del movimiento de corte respecto la pieza y suele medirse en
m/min.
Si esta velocidad es perpendicular al filo, se dice que el corte es
ortogonal, en otro caso se dice que el corte es oblicuo. El corte ortogonal
es más sencillo de estudiar que el corte oblicuo ya que se presenta un
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estado de deformación plana. La superficie generada por encima de la
cual se elimina el material por la cara de desprendimiento es el plano de
filo Ps y viene definido por el filo S y la velocidad de corte.
Existen tres tipos de virutas básicas las cuales son las siguientes:
• Viruta discontinua: se produce cuando se mecanizan materiales
frágiles, y con materiales dúctiles a velocidades muy bajas de
corte. El corte se produce a base de pequeñas fracturas del
material base.
• Viruta con protuberancias o corte con recrecimiento de filo: se
produce en materiales muy dúctiles, o a velocidades de corte
bajas. Cuando la fricción entre la viruta y la herramienta es muy
alta, se produce una adhesión muy fuerte entre el material de la
viruta y la superficie de la herramienta, con lo que la viruta empieza
a deslizar, no directamente sobre la cara de desprendimiento sino
sobre material adherido sobre ella. Este filo recrecido puede llegar
a un tamaño en el cual se desprenda el material adherido sobre la
pieza o sobre la viruta dejando en todo caso un acabado superficial
muy deficiente.
• Viruta continua: Es el régimen normal de corte y es el que mejor
acabado superficial deja.
Los usos de esas virutas son muchos los cuales tenemos los
siguientes: para embalaje y protección de paquetes, para elaborar tablas
de madera, material de aislamientos y muchos otros.
En cuanto a las herramientas de corte generadoras de la viruta son
todas aquellas herramientas que permites arrancar, cortar o dividir algo a
través de una navaja filosa; y este tipo de herramientas debe contar con
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ciertas características para poder ser utilizables y realmente eficaces en
su desempeño.
• Las herramientas de corte deben ser altamente resistentes a
desgastarse.
• Las herramientas de corte deben conservar su filo aun en
temperaturas muy elevadas.
• Deben tener buenas propiedades de tenacidad.
• Deben tener un bajo coeficiente de fricción.
• Debe ser una herramienta que no necesite volverse a afilar
constantemente.
• Alta resistencia a los choques térmicos.
2-. Importancia de las variables de corte, calor, energía y temperatura
en los procesos de manufactura
Las variables importantes del proceso de maquinado son la forma y
el material de la herramienta, las condiciones de corte, como velocidad,
avance y profundidad de corte; uso de fluidos de corte y las
características de la máquina herramienta y del material de la pieza. Los
parámetros influidos por estas variables son las fuerzas y el consumo de
potencia, desgaste de la herramienta, el acabado y la integridad
superficial, la temperatura y la exactitud dimensional de la pieza.
El aumento de temperatura es consideración importante, porque
puede tener efectos adversos sobre la vida de la herramienta, y también
sobre la exactitud dimensional y la integridad superficial de la parte
maquinada; la temperatura es una de las limitaciones de los procesos de
corte, la temperatura alcanzada durante el mecanizado. Estos trabajos se
convierten en calor que se invierte en aumentar las temperaturas de la
viruta, herramienta y la pieza de trabajo.
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La energía la necesaria para remover una unidad de volumen es
por ello su importancia.
Las variables pueden ser:
Dependientes:
• Fuerza y energía disipada
• Aumento en temperatura
• Desgaste en la cuchilla
• Terminado de superficie.
Independientes:
• Material, condición y geometría de la cuchilla
• Material, condición y temperatura de la pieza de trabajo
• Uso de fluidos de corte
• Características de la máquina
• Condiciones de corte
3-.Uso de las tablas físicas y químicas asociadas a la termodinámica
de corte de metales
Las características de cualquier material pueden ser de naturaleza
muy variada tales como la forma, la densidad, la resistencia, el tamaño o
la estética. El cual se realizan en el ámbito industrial; es difícil establecer
relaciones que definan cuantitativamente la maquinibilidad de un material,
pues las operaciones de mecanizado tienen una naturaleza compleja.
Una operación de proceso utiliza energía para alertar la forma,
propiedades físicas o el aspecto de una pieza de trabajo y agregar valor al
material; formado para mejorar propiedades y de tratamiento de
superficies.
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Los fluidos de cortes se utilizan en la mayoría de las operaciones
de mecanizado por arranque de viruta se aplica sobre la zona de
formación de viruta, para lo que se utilizan aceites, emulsiones y
soluciones. La mayoría de ellos se encuentran formulados en base de
aceites minerales, vegetales o sintéticos.
Los procesos productivos son muy variados y en los mas aplicados
son:
• Rectificados (plano, cilíndricos, sin centros y lento),
• Torneado/Fresado,
• Roscado/Escariado,
• Taladrado (profundo), Corte (con sierra)
• otros (Troquelados, enderezado).
Tabla Físico - Química del Acero (ejemplo)
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4-. Seguridad Industrial y el Desprendimiento de viruta en el Proceso
de Manufactura
La seguridad adecuada que se debe considerar tomar encontramos:
• Uso de gafas o anteojos de seguridad.
• Uso del calzado adecuado.
• No usar anillos, relojes o pulseras.
• No usas cabello largo.
• No jugar en el taller.
• No usar aire comprimido para limpiar la ropa, herramientas o las
máquinas.
• Mantener el piso libre de grasa o aceite.
• Barrer con frecuencia las virutas del material que caen al piso.
• Mantener limpia siempre las máquinas.
• No manejar herramientas de corte con la mano desnuda.
Procesos que provocan desprendimiento de viruta
Las virutas herramientas se han calcificado en tres tipos.
El tipo 1 una viruta discontinua o fragmentada, representa una
conducción en el que el metal se fractura en partes considerablemente
pequeñas de las herramientas cortantes. Este tipo de viruta se obtiene por
maquina la mayoría de los materiales frágiles, tales como el hierro
fundido.
En tanto se producen estas virutas, el filo cortante corrige las
irregularidades y se obtiene un acabado bastante bueno. La duración de
la herramienta es considerablemente alta y la falla ocurre usualmente
como resultado de la acción del desgaste de la superficie de contacto de
la herramienta.
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También puede formar virutas discontinuas en algunos materiales
dúctiles y el coeficiente de ficción es alto. Sin embargo, tales virutas de
materiales dúctiles son una inducción de malas condiciones de corte:
Un tipo ideal de viruta desde el punto de vista de la duración de la
herramienta y el acabado, es la del tipo B continua simple, que se obtiene
en el corte de todos los materiales dúctiles que tienen un bajo coeficiente
de fricción. En este caso el metal se forma continuamente y se desliza
sobre la cara de la herramienta sin freacturarse. Las virutas de este tipo
se obtienen a altas velocidades de corte y son muy comunes cuando en
corte se hace con herramientas de carburo. Debido a su simplicidad se
puede analizar fácilmente desde el punto de vista de las fuerzas
involucradas.
La viruta del tipo C es característica de aquellos maquinado de
materiales dúctiles que tienen un coeficiente de fricción
considerablemente alto.
En cuanto la herramienta inicia el corte se aglutina algo de material
por delante del filo cortante a causa del alto coeficiente de fricción. En
tanto el corte prosigue, la viruta fluyen sobre este filo y hacia arriba a lo
largo de la cara de la herramienta. Periódicamente una pequeña cantidad
de este filo recrecido se separa y sale con la viruta y se incrusta en la
superficie torneada. Debido a esta acción el acabado de la superficie no
es tan bueno como el tipo de viruta B. El filo recrecido permanece
considerablemente constante durante el corte y tiene el efecto de alterar
ligeramente el ángulo de inclinación. Sin embargo, en tanto se aumenta la
velocidad del corte, el tamaño del filo decrecido disminuye y el acabado
de la superficie mejora. Este fenómeno también disminuye, ya sea
reduciendo el espesor de la viruta o aumentando el ángulo de inclinación,
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aunque en mucho de los materiales dúctiles no se puede eliminar
completamente.
La elección de herramientas adecuadas, velocidades avances es
un compromiso, ya que entre más rápido se opere una maquina es la
eficiencia tanto del operador como de la máquina. sin embargo
afortunadamente, tal uso acelerado acorta grandemente la duración de la
herramienta
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Conclusión
Es obvio que todas las actividades del ser humano civilizado están
presentes están presentes los productos manufacturados, es decir
productos que sido obtenidos a partir de la materia prima y mediante
procesos específicos que se modifican para crear el articulo requerido
para satisfacer las necesidades.
Es necesario dar impulso a las mejoras de los proceso de
manufacturas que permitan el aprovechamiento máximo de toso y cada
uno de los recursos que intervienen en la fabricación de los productos, y
con ello buscar las mejoras de calidad y costos, para así obtener los
volúmenes demandados en los tiempos requeridos.
Los procesos de virutas componen un sistema universal y que bajo
el debido tratamiento dado se obtiene el producto terminado a la
perfección
Como futuros ingeniero Industriales en fundamental conocer a
plenitud los procesos manufactureros, las maquinarias y herramientas con
los que estos se realizan debido a que estos son instrumentos para el
ejercicio o desempeño de su rol dentro de una organización tomando
como base el diseño, ejecución y control de un sistema productivo.
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Bibliografía
Herramientas de corte, (en línea), en noviembre 2013, disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Herramienta_de_corte
Viruta, (en línea), consultado en noviembre de 2013, disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Viruta
Clases de corte, (en línea), consultado en noviembre de 2013, disponible
en: http://academic.uprm.edu/lrosario/page/4055_clases/corte1.htm
Herramientas de corte, (en línea), consultado en noviembre 2013,
disponible en: http://www.herramientas-decorte.com/
Higiene y seguridad, (en línea), consultado en noviembre de 2013,
disponible en: http://todoingenieriaindustrial.wordpress.com/higiene-y-
seguridad-industrial/
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