República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educación Superior

Instituto Universitario Politécnico "Santiago Mariño"Escuela 45 Sección "S"

Especialidad: Ingeniería IndustrialPuerto Ordaz-Edo. Bolívar

Profesor: Bachilleres:Alcides Cádiz Brito Rosmaris

Argelis Jiménez Vanessa Saracual

Ciudad Guayana; Enero del 2017

1

Índice

Contenido: Pág. Introducción………………………………………………………………………...31.La Termodinámica en el Corte de Metales, Mediante el uso de Herramientas de Corte, donde Existe Desprendimiento de Viruta.………………………………………………………………………………..4

Proceso de Corte……..……………………………..……………….4

Clasificación de las Herramientas de Corte………………………4

Desprendimiento de una Viruta………………………………….4-5

Viruta…………………………………………………………………..5

Tipo de Viruta……………………………………………………5,6-7

Fluidos de Corte…………………………………………………7,8-9

Seguridad Industrial en el Departamento de Virutas en el

Proceso de Manufactura ………………………………………..9-10

2. Importancia de las Variables de Corte, Calor, Energía y Temperatura Presentes…………………………………………………………………………..10

Corte………………………………………………………………………...11

Calor………………………………………………………………………...11

Temperatura………………………………………………………………..11

Energía……………………………………………………………………...12

3. El uso de las Tablas Físicas Químicas asociadas a la Termodinámica de Corte de Metales………………………………………………………….12-13Conclusión………………………………………………………………………...14Bibliografía…………………………………………………………….................15Anexos………………………………………………………………………….16-17

2

3

Introducción

El objetivo principal de desarrollar este trabajo es adquirir el conocimiento

fundamental de la Termodinámica en el Corte de los materiales, mediante el

uso de Herramientas de Corte donde existe desprendimiento de Viruta.

La Termodinámica es el estudio del comportamiento de la energía

calorífica y la formas en que la energía se trasforma en calor. Nos ayuda a

comprender porque los motores no pueden ser nunca totalmente eficientes y

por qué es imposible enfriar nada hasta el cero absoluto, una temperatura a

que la sustancia no tiene energía calorífica. Los principios de la

Termodinámica se pueden aplicar al diseño de motores, al cálculo de la

energía en reacciones, o a estimar la edad del universo.

La Termodinámica tiene una serie de leyes que dan cuenta de la manera

en que se comportan la energía. La primera de ella es denominada principio

de conservación de la energía, principio que establece que la energía no

puede ser creada ni destruida sino tan solo transformada en otra forma; de

esta manera, el calor no es sino una forma de energía que derivara de otras,

como por ejemplo el trabajo. El mismo establece que existe en un sistema

cerrado un proceso de entropía en aumento, entendiendo por entropía un

proceso de caos en el que la energía se vuelve inutilizable. La termodinámica

también establece que es imposible alcanzar el ceo absoluto en un sistema

mediante un número finito de pasos.

Como en todo proceso industrial, donde se trabaja en como adquirir

cualquier tipo de máquinas, las personas estarán expuesta si no se toman

las precauciones adecuadas, por tal razón se definieron algunas

generalidades de seguridad industrial al momento de trabaja con viruta.

3

1. La Termodinámica en el Corte de Materiales, Mediante el uso de Herramientas de Corte, donde existe desprendimiento de Viruta.

La acción de la termodinámica en el corte de metales está relacionada con

la acción de calor en los cortes de materiales, y sobre la composición

química que representa el mismo entre algunos materiales.

Procesos de Corte: Tipo de material que se utiliza herramientas de corte: Metales, Madera,

Plásticos, Compuestos, Cerámicas.

Clasificaciónde las

Herramientas de Corte:

Aceros al Carbono.

Aceros de Alta Velocidad.

Aleaciones de Cobalto

Fundido.

Herramientas Recubiertas.

Cerámicas con Base Aluminio.

Nitruro de Boro Cubico.

Cerámicas con Base de Nitro

de Silicio.

Diamante.

Materiales Reforzados con

Tronquitos y Nano-Materiales.

4

Desprendimiento de una Viruta:

Es un proceso de manufactura en el que una herramienta de corte se

utiliza para remover el exceso de material de una pieza de forma que el

material que quede tenga la forma deseada. La acción principal de corte

consiste en aplicar deformación en corte para formar la viruta y exponer la

nueva superficie.

Viruta:

Hoja delgada que se saca con el cepillo u otras herramientas la labor la

madera o los metales, y que sale por lo común, arrollada en espiral.

Se suelen considerar un residuo de las industrias madereras o de metal;

no obstante tiene variadas aplicaciones.

Las virutas de madera, o aserrín se emplean para:

• Elaboración de tablas de madera aglomeradas.

• Embalaje y protección de paquetes.

• Material de aislamiento.

• Compost en jardinería.

• Lecho para mascotas o ganado.

• Las virutas de Metal normalmente se reciclan en nuevo metal.

Tipos de Virutas:

5

• Virutas Continuas : Las virutas continuas se suelen formar con

materiales dúctiles a grandes velocidades de corte y/o a grandes

ángulos de ataque. La deformación del material se efectúa a los lo

largo de una zona de cizallamiento angosto. Las virutas continuas

pueden por fabricación, desarrollar una zona secundaria de corte

en la interface entre la herramienta y la viruta.

A. Buen Acabado Superficial.

• Viruta Borde Acumulado o Recrecido : Consiste en capas de

material de la pieza maquinada, se depositan en forma gradual

sobre la herramienta puede formarse en la punta de la herramienta

durante en corte.

A. Cambia la geometría de la fila de corte.

B. Mal acabado superficial.

C. Borde delgado y estable es favorable reduciendo el desgaste en el

filo.

• Viruta Escalonada o Segmentadas : Las Virutas escalonada

(llamadas también virutas segmentadas o no homogéneas) son

semi-continuas, con zonas de baja y alta deformación por corte.

• Los metales con baja conductividad térmica y resistencia que

disminuye rápidamente con la temperatura, como en titanio,

muestran este comportamiento. Las virutas tienen un aspecto de

diente de sierra.

• Viruta Discontinuas: Las Virutas discontinuas consisten en

segmentos que pueden fijarse o flojamente se suelen formar bajo

las siguientes condiciones:

6

A. -Materiales frágiles en la pieza, porque no tiene la capacidad para

absorber las grandes deformaciones cortantes que se representan

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. -Velocidades de corte muy bajas o muy altas.

D. -Grandes profundidades de corte.

E. -Ángulos de ataque bajo.

F. -Falta de un fluido de corte eficaz.

G. -Baja rigidez de la máquina herramienta.

• Viruta en Forma de Rizo : En todas las operaciones de corte en los

metales y en los materiales no metálicos, como plástico y madera,

las virutas desarrollan una curvatura al salir de la superficie de la

pieza. También las variables del proceso y las propiedades del

material afectan al formado de rizo de las virutas.

• Viruta de Materiales Dúctiles : Tiene un coeficiente de fricción

considerado alto. En cuanto la herramienta inicia el corte.

Fluidos de Corte:

Los Fluidos de corte se utilizan en la mayoría de las operaciones de

mecanizado por arranque de viruta, para lo que se utilizan aceites,

emulsiones y soluciones.

7

La mayoría de ellos se encuentran formulados en base a un aceite de

base mineral, vegetal o sintético siendo el primero el más utilizado, pudiendo

llevar varios aditivos (antiespumantes, aditivos extrema presión,

antioxidantes, biácidas, solubilizadores, inhibidores de corrosión.

-Características:

• Reducir la Fabricación y el desgaste.

• Redecir las fuerzas y el consumo de energía.

• Refrigerar.

• Lavar y retirar viruta.

• Proteger la superficie maquinada contra la corrosión del ambiente.

-Tipos de Fluidos de Corte:

• Los aceites íntegros.

• Las emulsiones oleosas.

• Las soluciones semi-sintéticos.

• Las soluciones sintéticas.

-Métodos de Aplicación, Fluidos de Corte:

• Por Inundación: Se inyecta el fluido o baja presión sobre la zona de

corte.

• Por Niebla: Se vaporiza el fluido sobre la zona de corte, suministra

fluido a áreas inaccesibles, mejor visibilidad.

• Alta Presión: Mejora la rapidez de remoción de calor, trabaja como

rompedor de virutas.

8

-Funciones de Fluidos de Corte:

• Lubricación: Reducir el coeficiente de fricción entre la herramienta y

la pieza, y la viruta que está siendo eliminada.

• Refrigeración: El fluido debe eliminar el elevado calor que se

produce en la operación de mecanizado.

• Eliminación de Viruta: El fluido debe retirar eficientemente la viruta

lejos de la zona de operación para no interferir en el proceso y

permitir la calidad superficial requerida.

• Protección Frente a la Corrosión: El fluido podría oxidar la pieza, la

herramienta o la máquina, para evitar las formulaciones, incorporan

protectores frente a la corrosión.

Seguridad Industrial en el Desprendimiento de Virutas en el Proceso de Manufactura:

Tener en cuenta el uso de todas las medidas de seguridad, todo conjunto

de normas, reglamentos, principios, legislación que se establecen a objeto de

evitar los accidentes laborales y enfermedades profesionales en un ambiente

de trabajo.

Proceso mediante el cual se mueve metal para dar forma o acabado de una

pieza. Se utilizan métodos tradicionales como:

El Taladrado:

Puede definirse con la operación de

producir una perforación cuando se

elimina metal de una masa solida

utilizando una herramienta de corte

llamada broca espiral o helicoidal.

9

El Roscado :

Es la operación de cortar roscas internas

en una perforación, con una herramienta

de corte llamada machuelo. Se utilizan

machuelos especiales de maquina o

pistola, junto con aditamentos de

roscado.

Avellanado:

Es la operación de producir un

ensanchamiento en forma de uso o como

en el extremo de una operación.

Rimado:

Es la operación de dimensionar y

producir una perforación redonda y lista a

partir de una perforación taladrado o

amadrinada previamente.

Serrado :

Proceso manual o realizado mediante

máquina.

Limado :

Es un proceso manual, la forma más

antigua de sacar viruta.

Torneado :

Es un procedimiento para crear superficie

de revolución por arranque de viruta

Fresado:

Es un procedimiento consiste en el corte

de material como una herramienta

rotativa que puede tener uno o varios

filos

Brochado :

Es una máquina herramienta

relativamente moderna y se emplea en

series largas, ya que la brocha en una

herramienta muy cara.

10

2. Importancia de las Variables de Corte, Calor, Energía y Temperaturas Presentes.

Algunas importantes son:

• Una temperatura excesiva afecta adversamente a la resistencia y

dureza.

• El calor puede inducir daños térmicos a la superficie de la máquina

y está causando daño al material.

• La energía térmica es transmitida parcialmente a la viruta y a la

pieza.

• El calor se propaga desde la zona de origen hasta la herramienta a

través de la conducción.

Corte:

Durante el proceso de maquinado se genera fricción y con ello calor, lo

que puede dañar a los materiales de las herramientas de corte por lo

recomendable utilizan fluidos que disminuye la temperatura de la

herramienta.

Calor:

Es importante tener en cuenta que los cuerpos no tienen calor, sino

energía interna. Cuando una parte de esta energía se transfiere de un

sistema o cuerpo hacia otro que se halla a distintas temperaturas, se habla

de calor.

11

El calor está definido como la forma de energía que se transfiere entre

diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentra

a distintas temperaturas. Sin embargo en termodinámica generalmente el

termino calor significa simplemente transferencia de calor.

La cantidad de energía térmica que traspasa se calcula y se expresa en

calorías.

Temperatura:

Estas variables se pueden relacionar de manera muy significativa puesto

que la temperatura es considerada como una fuente de energía en diferentes

procesos de manufactura. Esta se emplea en las acerías donde se requiere

de una fuente de concentración de energía calórica que permita realizar

diferentes tipos de aleaciones, y la temperatura aplicada será conformada a

las características de los materiales que se requiera fundir.

Energía:

Está relacionado con la capacidad de generar movimientos o lograr la

trasformación de algo. En el ámbito económico y tecnológico, la energía hace

referencia a un recurso natural u elementos asociados que permiten hacer un

uso industrial.

3. Uso de Tablas Físicas Químicas Asociadas a la Termodinámica de Corte de Metales.

El uso de las tablas es de vital importancia y que en ellas podemos

observar:

12

Determinación a que grado de temperatura se pueden trabajar los

corte de una pieza

Si son buenos conductores del calor y la electricidad. Si casi todos

los óxidos metálicos son sólidos iónicos básicos.

Si son sólidos maleables y dúctiles.

Tienden a la forma cationes en solución acuosa.

Determinar las Capas externas si contienen poco electrones

habituales o menos. A veces, sobre toda para todos los metales,

estos efectos auxiliares son más importantes.

Tabla

13

Conclusión

Al finalizar este trabajo perfectamente podemos adquirí estudios,

conocimientos sobre el tema de este trabajo. El ingeniero industrial tiene

diferentes conocimientos y objetivos para así establecer normas de calidad,

en la planificación de cualquier trabajo como es en este caso; hablamos de

los procesos de corte de virutas, el uso de las herramientas y como

manipularlas adecuadamente, entre otros puntos más explicativos que se

presentaron en el desarrollo del trabajo.

En la ingeniería industrial los procesos de manufactura se basan en las

transformaciones de los materiales para obtener los mismos o diferentes

características de fabricación.

Principalmente se realiza como fin tener ideas suficientemente claras sobre

todo los puntos a tratar en el desarrollo del presente trabajo.

14

Bibliografía

Ing. Pérez López; Ing. Montes de Oca Moran; “Manual de Prácticas para

Asignaturas, Manufactura Industrial II” Ingeniera Industrial, editorial:

UPIICSA-INP, enero del 2002.

Martino. R.L.; Sistema Integrados de Fabricación; Ed. Limusa – Noriega,

México, 1990.

Boon, G.K.; Mercado, Automatización Flexible, en la Industria; E.D.

Limusa – Noriega, México, 1990.

http://www.mundohvacr.com.mx/mundo/2009/05/aceites-lubricantes-para-

refrigeracion/

http://www.monografias.com/trabajos104/mecanizado-fundamentos-y-

herramientas/mecanizado-fundamentos-y-herramientas.shtml

http://es.slideshare.net/GMaTorres/termodinamica-en-el-corte

http://www.istas.net/risctox/gestion/estructuras/_3087.pdf

http://www.comunidadindustrial.com/viewtopic.php?t=3474

http://www.boletinagrario.com/ap-6,viruta,261.html

https://todoingenieriaindustrial.wordpress.com/procesos-de-fabricacion/3-3-

desprendimiento-de-viruta-por-maquinado-convencional-y-cnc/

15

Anexos

Viruta

Termodinámica

16

Procesos de Corte

Herramientas de Corte

17