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Tipo: Apuntes
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Quito, Mayo 2 007
Yo Byron Saúl Iza Iza, declaro bajo juramento que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentada para ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento.
A través de la presente declaración cedo mis derechos de propiedad intelectual correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su reglamento y por la normatividad institucional vigente.
Byron Saúl Iza Iza
Mi eterna gratitud a Dios, a mis Padres: Efraín y Blanca, a mi segunda madre María Auxiliadora y a mi amigo que nunca me falla Jesús, gracias a todos ustedes por haberme dado la vida por cuidarme y siempre llevarme por el camino del bien, pero quiero en especial agradecerte Dios por haberme regalado unos padres maravillosos que me han sabido dar todos mis derechos y obligaciones, mil gracias por todo su amor, por su infinito sacrificio y por todo ese esfuerzo y comprensión que siempre lo llevo y lo llevaré presente; además agradezco a todos los profesores de toda mi vida estudiantil por haberme guiado y enseñado la ciencia del saber y ser además testigos de mis triunfos y mis fracasos, a mi querido Colegio Técnico Salesiano “Don Bosco” y a la única y gloriosa Escuela Politécnica Nacional, de quienes llevo las mejores enseñanzas.
Al culminar una etapa más de mi vida estudiantil, dedico todo el sacrificio reflejado en este Proyecto a toda mi querida familia en especial a: Efraín, Blanca, Carlos, Verónica y Saulito, ya que sin su constante apoyo y amor no hubiese alcanzado mi tan anhelado Titulo.
Además les dedico este proyecto a todos mis compañeros y amigos para que algún día lo puedan leer y les sirva como herramienta de aprendizaje.
CAPÍTULO I
1. INTRODUCCIÓN
El taller de Procesos de Producción Mecánica, en la actualidad demanda de un sin número de herramientas y equipos que ayuden a reforzar de una forma práctica los conocimientos adquiridos teóricamente por el estudiante; uno de estos procesos es el rolado, el mismo que por medio de un mecanismo manual de tres rodillos permita dar la forma curva deseada a la lámina para la obtención de cilindros.
La principal motivación para realizar este proyecto es implementar el taller de Procesos de Producción Mecánica, que hoy en día no cuenta con un equipo suficiente y adecuado que garantice el aprendizaje práctico de los estudiantes; este proyecto de investigación hace un mayor énfasis en el área de Conformado Mecánico, aportando un mecanismo que permita al estudiante comprender y aplicar los conocimientos teóricos; dándoles una pauta para que en un futuro puedan construir diversos equipos que puedan resolver problemas de la industria.
Con la implementación de la Roladora Manual para Laboratorio, en el taller de Procesos de Producción Mecánica los estudiantes mejorarán notablemente el desempeño de las prácticas de rolado en el Área de Conformado Mecánico.
El laboratorio de Procesos de Producción Mecánica tiene como misión brindar soporte académico eficiente a sus usuarios, a más de presentar los mejores servicios, se hace necesaria la continua actualización de los equipos e instrumentos para laboratorio que ayudan a la formación profesional de los estudiantes.
Además cuenta con una infraestructura medianamente dotada, por ese motivo se vio la necesidad de un equipo como la roladora manual para laboratorio la cual contribuirá de gran manera para las prácticas de los futuros estudiantes.
El proyecto desarrollado está orientado al dimensionamiento y construcción de una roladora manual para laboratorio, según las necesidades requeridas por los usuarios del taller de Procesos de Producción Mecánica, por lo cual las prácticas y mantenimiento del mismo estará a cargo de quienes sean sus futuros administradores, sin embargo se realizarán algunas recomendaciones para su adecuado funcionamiento y evitar así posibles daños o problemas posteriores.
La definición de requerimientos se planteó en base a la opinión de profesores, estudiantes y auxiliares del laboratorio de Procesos de Producción Mecánica, dando como resultado la necesidad del estudio y la realización de este proyecto.
El objetivo general de este proyecto de titulación es dimensionar y construir una Roladora Manual para Laboratorio, el mismo que permita realizar en lámina metálica delgada la forma curva deseada, con un grado de calidad aceptable, permitiendo al estudiante en la materia de Conformado Mecánico realizar prácticas de rolado en el taller.
CAPÍTULO II
2. FUNDAMENTOS GENERALES DEL CONFORMADO
MECÁNICO^1
En el conformado de piezas las partes se pueden formar : por fundición y colada, por deformación plástica, por maquinado, por ensamble y unión.
Es un proceso que se utiliza para colar o moldear, el material en forma líquida, se introduce en una cavidad preformada llamada molde. El molde tiene la configuración exacta de la parte que se va moldear o colar. Después de que el material llena el molde, se endurece y adapta la forma, la cual es la forma de la pieza, luego se abre o se rompe el molde y se extrae la pieza.
Es un proceso de formación por el cual un material en estado sólido cambia su forma, esto es posible por la aplicación de esfuerzos mayores que el límite de fluencia pero menores que el límite de rotura como flexión, compresión, cizallado y tensión ya sea por formado en frío o en caliente.
2.1.3 POR MAQUINADO
Este proceso se utiliza para conformar partes de materiales, es preciso y puede producir una tersura de superficie difícil de lograr con otros procesos de formación, se lleva a cabo su forma con el uso de una herramienta de corte.
(^1) KASANAS, H.C. Procesos Básicos de Manufactura. EPN
La función básica de los procesos de ensamble es unir dos o mas partes entre si para formar un conjunto o subconjunto completo. La unión de las partes se puede lograr con métodos permanentes como soldadura de arco o de gas, soldadura blanda o dura o con el uso de adhesivos basados en resinas epoxi y no permanentes las sujeciones realizadas con sujetadores mecánicos (tornillos, pasadores, chavetas, remaches, etc.)
El Conformado Mecánico es un proceso de deformación plástica que sirve para obtener piezas en estado sólido, que de manera útil aprovecha las propiedades mecánicas y tecnológicas de los metales como es la maleabilidad y la ductilidad.
Clasificación del Conformado Mecánico:
Por la temperatura de conformado en frío o en caliente (por sobre o debajo de la temperatura de recristalización).
Por la forma final de la pieza.
Por el estado de esfuerzos durante el conformado.
Por el tipo de esfuerzos durante el conformado.
Por el tamaño de la zona deformada; localizada o general.
Por la velocidad de deformación.
Por la operación de conformado primario y secundario.
(^2) DON BOSCO, (1999) Curso Básico de Matricería. ITS, Folleto
sustituido por el forjado mecánico, que es más rápido, más cómodo y más económico, este se lleva a cabo en martinetes, prensas y máquinas forjadoras o estampadoras. La fuerza principal es de compresión. (Figura 2-1)
Figura 2-1 Procesos de Forjado Fuente: ITS “Don Bosco” Curso Básico de Matricería
2.3.1.2 Laminado
Es un proceso de conformado mecánico, que consiste en deformar plásticamente los metales al hacerlos pasar entre cilindros giratorios de igual diámetros siendo la abertura entre los cilindros algo menores que el espesor de la pieza de trabajo. (Figura 2-2)
Figura 2-2 Proceso de Laminado Fuente: ITS “Don Bosco” Curso Básico de Matricería
Actúan fuerzas de compresión y tracción. La mayor parte de tensiones son tracciones pero son menores que las reactivas de compresión desarrolladas en uno o ambas direcciones perpendiculares a la fuerza de tracción. Los procesos de compresión indirecta incluyen al: trefilado y extrusión.
2.3.2.1 Trefilado
Es un proceso de conformado mecánico, de compresión indirecta, que consiste en hacer pasar un alambre grueso por una placa de acero llamada hilera o matriz provista de un agujero ligeramente cónico. Dicho agujero va disminuyendo progresivamente el diámetro hasta llegar a la medida que se desea obtener. (Figura 2-3)
Figura 2-3 Proceso de Trefilado Fuente: ITS “Don Bosco” Curso Básico de Matricería
2.3.2.2 Extrusión
Es un proceso de conformado mecánico, de compresión indirecta en el cual una masa de material dúctil fluye a través de un orificio de una matriz (dado) de forma determinada, por medio de un impacto o una fuerte compresión para formar una
