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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE
COMALCALCO
CARRERA:
INGENIERÍA MECATRÓNICA
GRUPO:
3 °B
TEMA:
ENSAYO DE 1.3 CATEGORÍA DE LOS PROCESOS DE FABRICACIÓN Y
2.1 INTRODUCCIÓN A LA FUNDICIÓN
ALUMNO(S):
TE200109 - JESUS MANUEL RODRÍGUEZ ALMEIDA
TE200391 - JOSUÉ ALBERTO DOMÍNGUEZ
TE200461 - SERGIO EDUARDO GARCÍA PÉREZ
TE200056 - EMMANUEL RODRÍGUEZ GERÓNIMO
No DE EQUIPO: 4
MATERIA:
PROCESOS DE FABRICACIÓN
DOCENTE:
ING. ALEJANDRO PEREGRINO MÉNDEZ
31 DE AGOSTO DE 2021
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Introducción
Un proceso de fabricación es el conjunto de operaciones unitarias necesarias para
modificar las características de las materias primas. Dichas características pueden
ser de naturaleza muy variada tales como la forma, la densidad, la resistencia, el
tamaño o la estética. Se realizan en el ámbito de la industria.
Para la obtención de un determinado producto serán necesarias multitud de
operaciones individuales de modo que, dependiendo de la escala de observación,
puede denominarse proceso tanto al conjunto de operaciones desde la extracción
de los recursos naturales necesarios hasta la venta del producto como a las
realizadas en un puesto de trabajo con una determinada máquina/herramienta.
Existen distintos tipos de procesos los cuales están destinados a realizarse para
modificar un material y así poder formar piezas que tengan funciones mecánicas,
etc. Estos están clasificados por categorías como por ejemplo la categoría de
maquinado en esta podemos encontrar lo que es el torneado, fresado, maquinado,
entre otros. Cada uno de estas busca modificar la pieza con la que estemos
trabajando, por ejemplo, cuando queremos que un metal tenga más dureza para
esto requerimos hacer un tratamiento térmico.
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Proceso.
Se coloca la pieza con la que trabajaras en el cabezal del torno (este proceso es
algo similar al de colocar una broca de un taladro). Posteriormente se coloca la
herramienta de corte en la porta herramienta. Una vez hecho esto se enciende
el torno e inicia la rotación de la pieza ala que daremos forma, este es el
movimiento principal del torneado. Posteriormente la cuchilla avanza paralela a
la pieza haciendo un movimiento recto, se penetra la pieza con la cuchilla
haciendo cortes de manera que se le dé la forma deseada a la pieza esto provoca
la formación viruta, primera haciendo una operación llamada desbaste la cual
consiste en eliminar las partes sobrantes de la pieza, en esta se desechan virutas
de gran tamaño, acabado en esta operación a comparación del desbaste se
desechan virutas pequeñas eliminando partes de la pieza pero detalladamente
con el fin de dejar la pieza más suave y brillante, finalmente se corta la pieza a
la medida deseada penetrando con una cuchilla totalmente la pieza.
Los materiales más utilizados en operaciones de torneado y en otros procesos de
mecanizado son: Acero al carbono, Cobre, Acero inoxidable, Aluminio, Zinc, Otros
materiales factibles son el plomo, Magnesio, níquel, estaño, etc.
Las ventajas del torneado son: buen acabado superficial, requiere menos energía
que otros procesos, el control de la viruta es sencillo. Por otra parte, el torneado de
igual manera presenta ciertas desventajas tales como: la mayor parte de los
defectos son imprecisiones en la superficie, como por ejemplo rugosidad, limitado a
geometrías de revolución, desgaste de la herramienta considerable.
Taladrado
El taladrado es uno de los procesos para llevar a cabo el mecanizado. El
mecanizado es una forma de trabajar el material y conseguir las piezas
necesarias. La principal característica del mecanizado es que, durante el proceso
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del conformado de piezas, se elimina parte del material del que se dispone. Se
produce el denominado arranque de virutas o de partículas.
La herramienta destinada al taladrado se llama taladradora. Los elementos más
importantes son el taladro y la broca. El taladrado puede ser de diferentes formas
según su fuente de alimentación, el soporte en el que está sujetado, etc. Los
distintos tipos de taladro son: taladro eléctrico, hidráulico, neumático, magnético,
de mano, percutor, de pedestal, fresador o columna, etc.
La broca es otro elemento clave en el taladrado. Presionando la misma sobre la
superficie de la pieza se consigue el taladrado. Al material eliminado se le llama
viruta.
El taladrado es un proceso de maquinado por el cual produce agujeros. Una de las
máquinas más simples empleadas en los trabajos de producción es el taladro
prensa. Esta máquina produce un agujero en un objeto forzando contra él una broca
giratoria. Las ranuras pueden ser helicoidales o rectas, las cuales sirven de canales
o ductos para la evacuación de las virutas, así como para la adición del fluido de
corte. El taladrado es una operación de maquinado con arranque de viruta que
consiste en producir un agujero en una pieza de trabajo.
Proceso
Para realizar el proceso de taladrado se utilizan unas paralelas para no dañar la
mesa, el taladro, una broca, unos lentes o gafas para protección de los ojos, una
llave para abrir y cerrar el porta brocas. Se energiza el taladro, verificamos que el
taladro tenga energía y haya cables pelados, se recomienda que cuando se trabaje
con un taladro evitar utilizar camisa manga larga y tener las manos libres, sin reloj
ni anillos como medida de precaución. Ajustamos la broca y la pieza la cual será
taladrada, calibramos el taladro, y taladramos utilizando un lubricante para evitar
que la broca y la pieza se calienten, y pueda ocurrir algún problema.
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de viruta para conseguir superficies planas o curvas, mediante el uso de una
herramienta de corte de arista mediante el uso de una herramienta de corte de arista
única soportada por el carro del cepillo, el cual se única soportada por el carro del
cepillo, el cual se desplaza en carrera relativamente alternativa.
Se entiende por cepillado el maquinado de superficies para arranque de viruta,
obtenida por un movimiento de corte, presentada por la herramienta o pieza. Las
cepilladoras se constituyen en una gran diversidad de tamaños, cabe mencionar
que la mayoría de los trabajos que realiza la cepilladora se realizan sobre piezas
fundidas de varios metales y aleaciones. El cepillo hace su corte pasando una
herramienta de una sola punta por la pieza de trabajo, la herramienta de cepillo se
desplaza con un movimiento recíprocamente sobre un solo eje mientras que la pieza
de trabajo se mueve pasando por la herramienta ya sea horizontal, vertical o
rotacionalmente respecto al movimiento de la herramienta.
Proceso
Para el proceso de cepillado colocamos la pieza a cepillar en las mordazas de la
cepilladora, la ajustamos y colocamos la herramienta de corte, posteriormente
verificamos que todo este ajustado y encendemos la cepilladora esta comenzara a
hacer un movimiento adelante y atrás con la herramienta de corte esta cepillara
cuando va hacia adelante y al regresar se levantara para no dañar la pieza cepillada,
se realiza este proceso hasta obtener un buen acabado.
Aserrado
El aserrado es una operación de desbaste que se realiza con la hoja de sierra por
arranque de viruta y cuyo objeto es cortar el material, parcial o totalmente. Esta
operación, llevada racionalmente, resulta productiva, ya que el trabajo se efectúa
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con notable rapidez, evitando a veces el trabajo laborioso de otras herramientas y
además con poca pérdida de material. En la práctica industrial se emplean sierras
alternativas, circulares y de cinta para el corte de barras y piezas en desbaste, y el
aserrado a mano, sólo en aquellos trabajos en que los anteriores no pueden
aplicarse por razones técnicas o económicas.
El acerrado es una operación de corte con desprendimiento de viruta, para esto
utilizamos una herramienta de lámina dentada con filos múltiples, el aserrado se
suele realizar en los talleres mecánicos manualmente o con una máquina. El
aserrado es una operación de desbaste que permite quitar de manera rápida el
material sobrante de una pieza. Se realiza mediante sierras de mano, que están
compuestas por la hoja y el arco. La hoja de la sierra está formada por una lámina
de acero flexible.
Proceso
Se selecciona el tipo de sierra dependiendo el material que se ha de cortar,
ajustamos la hoja de sierra dentada en el marco, colocamos la pieza a cortar
fijándola en un lugar donde no sea posible que se mueva como unas mordazas,
realizamos la medición de la pieza y marcamos una guía en donde se realizara el
corte dejando un espacio de tolerancia para realizar el acabado, realizamos un corte
guía para facilitar el corte, el corte se debe iniciar con un ángulo de 20 a 30 grados,
el movimiento de corte es hacia adelante con una fuerza moderada y hacia tras para
regresar la lamina dentada, en el movimiento de retroceso de la lamina dentada
debemos de anular la presión ejercida, para realizar el corte de materiales blandos
se recomienda ejercer 50 repeticiones por minuto, mientras que con materiales de
alta dureza es recordable 30 repeticiones por minuto, esto hasta concluir con el
corte.
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Operaciones
Las operaciones de mandrinado están relacionadas con el agrandamiento de un
agujero existente, situado en un punto, para que pueda ser perfeccionado. Estas
máquinas están diseñadas para hacer acciones de finalizado.
Estos tipos de equipos de precisión pueden ser usados para cortar contornos
circulares, así como agujeros cónicos. Además, estos alcanzan a tener una alta
precisión en los diámetros de sus agujeros. Estas pueden ser usadas también para
crear ranuras, así como canales asimétricos, adicionalmente a la labor de
perfeccionar agujeros circulares.
La máquina de mandrinado es usualmente utilizada para hacer un mecanizado en
grandes piezas, pero también puede ser utilizada para hacer perforaciones en
pequeñas piezas que han sido previamente dibujadas en programas de diseño y
que siguen un contorno automático de operaciones y tienen una alta consistencia
en el mecanizado de piezas.
La barra de mandrinado se diseña usualmente para hacer una cavidad pasante y
así poder dejar que el líquido de refrigeración circule libremente, y por tanto se
pueda hacer un enfriamiento de los demás agujeros. Como el mandrinado tiene
como objetivo incrementar la precisión de los agujeros, se deben hacer un tipo de
consideraciones iniciales. Por lo tanto, los agujeros de diámetros largos o los
maquinados de agujeros ciegos, no pueden hacerse por medio de un contacto
discontinuo entre la herramienta de trabajo y la superficie. Adicionalmente la función
de la barra de mandrinado será la de alojar dentro de sí las herramientas de corte
que puedan ser utilizadas por los husillos robóticos.
Brochado
El brochado consiste en pasar una herramienta rectilínea de filos múltiples, llamada
brocha, sobre la superficie a tallar en la pieza, ya sea exterior o interior, para darle
una forma determinada. El brochado se realiza normalmente de una sola pasada
mediante el avance continuo de la brocha, la cual retrocede a su punto de partida
después de completar su recorrido.
La brocha trabaja por arranque progresivo de material mediante el escalonamiento
racional de los dientes, determinado por la forma cónica de la herramienta.
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La forma de la herramienta permite obtener formas que por otro procedimiento
serían muy costosas o imposibles. El brochado puede ser interior, si la herramienta
opera dentro de un agujero pasante (modificando el perfil), o exterior, si la
herramienta opera sobre una superficie abierta. El brochado se ejecuta en una
máquina de un movimiento rectilíneo. La máquina que permite realizar la operación
se llama brochadora, y puede ser de accionamiento mecánico o hidráulico. La
superficie mecanizada es siempre la inversa al perfil de la brocha y en algunos
casos es producida con el movimiento de (lineal) de la herramienta a través de la
pieza de trabajo, y en otros, es la pieza que tiene el movimiento. Debido a que hay
pocas limitaciones en cuento a la forma del contorno que pueden tener los dientes,
las limitaciones en las formas de las superficies que pueden ser producidas por
brochado son escasas. Pero hay otras limitaciones: • no debe haber obstrucción
para el pasaje de la herramienta entera sobre la superficie a ser mecanizada. • la
pieza debe ser suficientemente rígida para soportar los esfuerzos de corte. El
acabado superficial puede ser tan bueno como se desee, con un adecuado diseño
de los dientes de terminación. El avance en profundidad está dado por la progresión
de un diente a otro, en dirección normal al movimiento de corte.
Brochado de superficies interiores
Permite, a partir de una abertura previa, el calibrado de superficies interiores, con la
condición de que la herramienta pueda pasar a través de la pieza. Durante la
operación la brocha es rodeada por la pieza y sus dientes atacan en sucesión el
agujero de partida. Las superficies brochadas interiormente son generatrices
rectilíneas paralelas o helicoidales. La herramienta se traslada bajo un esfuerzo de
tracción o compresión. La pieza está inmóvil, simplemente apoyada sobre una cara
perpendicular a la traslación de la herramienta. Se pueden ejecutar agujeros
cilíndricos o no cilíndricos (cuadrados, rectangulares, poligonales, etc.).
Brochado de superficies exteriores
Permite la producción de superficies planas o perfiladas con una doble condición:
generatrices paralelas al eje de brochado y la pieza que permita el paso de la
brocha. Cuando está operando, la parte no activa de la brocha permanece exterior
a la pieza. Se puede aplicar a todas aquellas piezas que presentan superficies
prismáticas sin obstáculos al pasaje de la herramienta.
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1. Materia prima
La materia prima de la que se parte para el mecanizado de engranajes suele ser el
acero en sus diferentes modalidades (fundido, maleable, etc.), los metales ferrosos,
la fundición de hierro, las superaleaciones o los materiales endurecidos.
Sin embargo, pueden emplearse también materiales sintéticos de muy diverso tipo
o, incluso, madera. En cuanto al tipo de superficie de estas materias primas, pueden
ser curvas o planas, con ranuras, entalladura, etc.
2. Torneado (bulón)
El proceso de torneado de engranajes se basa en la rotación de la pieza sobre la
que se quiere trabajar.
La máquina que se utiliza efectúa un desplazamiento de avance, fijando la pieza
entre los puntos de centraje o sujetándola en el cabezal. La herramienta efectúa
además el movimiento de corte.
Gracias al torneado se consigue la pieza denominada bulón, una pieza de forma
cilíndrica, que se obtiene mediante al arranque de viruta.
Existen diferentes tipos de torno en un centro de mecanizado, como:
- El frontal, concebido para piezas cortas, pero de gran diámetro
- El vertical, llamado así porque en él el eje principal, en referencia al suelo,
adopta esa posición
- El torno paralelo, que ajusta el movimiento de corte a la pieza en rotación
- El torno CNC, el más avanzado de todos, emplea el control numérico. Este
es el que empleamos en CLR para nuestro mecanizado de piezas.
- El torno automático, que no requiere de la presencia de un operario y trabaja
de acuerdo con una programación. Se emplea especialmente con piezas
metálicas y tiene como función producir elevados volúmenes de piezas con
las mismas medidas y particularidades.
3. Fresado (piñón)
El fresado es la fase del mecanizado que permite conseguir el piñón del engranaje
con formas diversas.
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Mientras que, en las fresadoras tradicionales, las diferentes formas se consiguen
desplazando hacia la herramienta las zonas que se desean mecanizar, en el fresado
avanzado todo el proceso se desarrolla con una máquina CNC, llamada también de
control numérico.
Un código de programación ISO es el encargado de guiar las operaciones, por las
que se va ‘indicando’ a la máquina qué trayectos son los que debe seguir. El control
numérico de todo este proceso garantiza los mejores resultados.
4. Taladrado
El taladrado es el proceso para la realización de orificios en las piezas. Consiste en
realizar un corte en el material gracias al giro de una broca, que efectúa un orificio
en el material arrancando virutas.
En el taladrado se programan la forma y el diámetro, entre otras características, del
material con el que se cuenta.
Entre los variados tipos de taladrado destacan:
- La perforación puntual, la central o el taladrado profundo.
- Para orificios de diámetro reducido se aplican micro taladros.
- El perforado con interpolación, de alta velocidad y el taladro por vibración
responden a necesidades específicas.
Escopleado
El escoplo presenta una hoja rectangular y robusta , sin biseles y con una punta muy
afilada. Además, su mango es más grueso, pensado para ser empuñado con fuerza.
Y es que su función es, nada más y nada menos, que la de realizar cajas o
escopladuras (de ahí su nombre). Esto no es otra cosa que las aperturas en la
madera que permite realizar los encajes. Las piezas encajadas en ellas se llaman
espigas. A día de hoy, este proceso se suele hacer con una máquina llamada
“escopleadora”. Una escopleadora está constituida por un cuerpo de apoyo sobre
el cual se coloca la pieza de madera, y un mandril en el cual se inserta una broca
especial que, en primer lugar, perfora y después efectúa la cavidad deseada en la
madera.
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El embutido profundo cambia la forma de las láminas (chapa redonda) de los
cuerpos huecos abiertos de un lado, sin modificar intencionalmente el espesor de la
lámina.
La chapa circular se coloca centrada en el troquel de embutido y es presionada
hacia abajo por el soporte de chapa con al menos suficiente fuerza para prevenir la
formación de arrugas. A medida que el punzón de embutido fuerza a la chapa
circular a través de la abertura del troquel de embutido, el diámetro exterior de la
chapa circular disminuye hasta que el cuerpo hueco queda conformado
completamente. El conformado se lleva a cabo en el área debajo del soporte de
chapa hasta el borde cónico del troquel de embutido.
Pueden usarse gotas de embutido, una distribución variada de fuerzas en la
superficie, y la adición de lubricante, para influenciar el flujo de material bajo el
soporte de chapa. La fuerza de embutido y la relación de embutido máximo pueden
incrementarse al introducir un coeficiente de fricción más alto entre la chapa circular
y el punzón de embutido.
Maquinaria y utillajes de embutición.
- Mango o vástago. Sirve para fijar el troquel a la prensa.
- Placa de sujeción o contra placa.
- Placa porta punzones.
- Punzón.
- Resortes elásticos.
- Pisador.
- Topes.
- Matriz.
Laminado
El laminado es un proceso industrial de conformación de metal en el que un material
metálico se introduce entre uno o más pares de rodillos para reducir su espesor y
hacerlo más uniforme. Es un proceso similar al de pasar un rodillo por encima de
una masa de pizza, y su objetivo es potenciar las propiedades mecánicas
(resistencia a la tracción, límite elástico, alargamiento…) del material.
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El laminado se clasifica según la temperatura del material laminado. Puede ser o en
caliente o en frío.
¿Qué es el laminado en caliente?
Acero laminado en caliente es acero laminado ha pasado por el proceso de
conformación a una temperatura superior a los 926 grados para evitar que se
recristalice. Al acero que está por encima de la temperatura de recristalización
puede dársele forma mucho más fácilmente que al acero más frío, y puede partir de
lingotes de material en tamaños mucho más grandes. También es más barato de
fabricar que el acero laminado en frío y, a menudo, se fabrica sin pausas o demoras
en el proceso, de manera que no es necesario recalentar el acero. Durante el
proceso de enfriamiento, el acero laminado en caliente se contrae, haciendo que su
tamaño y forma final sean menos predecibles que los del laminado en frío.
El laminado en caliente permite una gran variedad de formas y de piezas, además
de poderse utilizar para fabricar piezas grandes sin tener que preocuparse por la
integridad del material. Por eso el acero laminado en caliente se usa a menudo en
proyectos estructurales.
¿Qué es el laminado en frío?
El acero laminado en frío pasa por un proceso de conformación a temperatura
ambiente, permitiendo su recristalización. Dado que el acero se fabrica a una
temperatura mucho más baja, no hay que preocuparse por el cambio de volumen y
de forma del material, como sí pasa en el acero laminado en caliente, adecuado
para usos en los que no se requieren formas precisas y tolerancias bajas. Este es
el principal motivo por el que el laminado en frío es normalmente más costoso que
el laminado en caliente.
El laminado en frío aumenta la resistencia y dureza del acero y disminuye su
ductilidad (es decir, su capacidad de deformarse plásticamente de manera
sostenible sin romperse), y por eso es necesario someterlo a un proceso llamado
recocido. Por eso en el laminado en frío es, básicamente, laminado en caliente que
ha pasado por un proceso adicional de conformación.
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Aplicación del forjado:
El forjado con matriz abierta ocupa un lugar pequeño en la industria y se aplica para
fabricar piezas forjadas de gran tamaño. Por este método es difícil elaborar piezas
de forma complicada, además, este procedimiento se caracteriza por su poca
precisión y rendimiento. El forjado en estampas, se utiliza para fabricar grandes
series de piezas cuyas dimensiones y geometrías pueden variar ampliamente. Las
dimensiones de estas piezas van desde unos pocos milímetros de longitud
y gramos de peso hasta varios metros y toneladas, y sus geometrías pueden ser
simples o complejas.
Extrusión.
La extrusión es un proceso usado para crear objetos con un perfil de sección
transversal fija en donde un material es empujado o jalado a través de un dado con
la sección transversal deseada. Las dos ventajas principales de este proceso sobre
otros procesos de fabricación son su capacidad de crear secciones transversales
muy complejas y trabajar con materiales frágiles (quebradizos) ya que el material
sólo se somete a esfuerzos de compresión y de fricción. También forma partes con
un excelente acabado superficial.
La extrusión puede ser continua (produciendo teóricamente una pieza
indefinidamente larga) o semicontinua (produciendo muchas piezas). El proceso de
extrusión se puede hacer con el material caliente o frío.
La extrusión no es sólo para las resinas plásticas, otros materiales comúnmente
extruidos son metales, polímeros, cerámica, cemento, plastilina y productos
alimenticios. Los productos de extrusión son generalmente llamados “extruidos”.
El tornillo o tornillos como en el caso de extrusión de doble husillo, forzar el paso de
la resina a través del dado, logrando que la resina tome la forma deseada. El
material extruido se enfría y se solidifica a medida que es jalado a través del dado
o en un baño de agua.
Se utiliza un jalador para proporcionar la tensión en la línea de extrusión que es
esencial para la calidad general del producto extruido. También las peletizadoras
pueden crear esa tensión al tiempo que tira filamentos extruidos para cortar.
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El jalador debe proporcionar una tracción constante; de lo contrario se tendrá como
resultado la variación en los cortes o producto distorsionado. En algunos casos
(tales como tubos reforzados con fibra) el material extruido se tira a través de un
dado muy largo, en un proceso llamado “protrusión”.
La configuración de los tornillos interiores son una fuerza motriz dependiente de la
aplicación. Los elementos de mezclado y de tracción se utilizan en diversas
formaciones. La extrusión es común en la aplicación de colorante para plástico
fundido creando así colores personalizados específicos.
No se pueden formar cavidades huecas al centro del extruido usando un dado de
extrusión simple o plano porque no habría manera de apoyar la sección al centro
del dado. En su lugar, el dado toma la forma de un bloque con profundidad,
comenzando con un perfil con forma que soporta la sección central como se
muestra a continuación:
Con dados planos se pueden fabricar películas y láminas, con dados con perfil sin
mandril se pueden producir piezas sólidas como barras, compuestos de resina en
forma de gránulos (pellets) y con dados con mandril se pueden crear diferentes
formas huecas como mangueras y tubería.
El proceso de extrusión es un método eficiente de fabricación de perfiles y productos
semiacabados, también conocidas como formas, con grandes espesores de pared
y dimensiones. La cartera de productos semiacabados comprende barras, tubos,
placas en una variedad de dimensiones y colores.
Trefilado
El trefilado es la elaboración de alambre mediante el estiramiento de una barra en
frío. Los materiales más comunes en el trefilado son el acero, el aluminio y el cobre.
Sin embargo, el trefilado es aplicable a cualquier metal o aleación dúctil; es decir,
que sea capaz de deformarse sin romperse bajo la acción de una fuerza.
La varilla que da origen al alambre se reduce considerablemente al hacerla pasar a
través de un orificio de forma cónica denominado trefila, hilera o dado. He allí el
origen del nombre de este procedimiento.
Luego de ensartar la varilla en un troquel ubicado en un extremo del montaje, el
extremo restante se enlaza con un bloque, unido a un motor eléctrico que ejerce
tracción sobre la barra. La varilla reduce su diámetro y aumenta longitud.
Si son alambres finos, la máquina de trefilado debe tener varios bloques, ya que el
alargamiento del alambre no debe producirse en una sola fase.
