PROCESOS CAMBIO DE FORMA

PROCESO DE CAMBIO DE FORMA.

FUNDICIÓN Y COLADO (AL ALTO VACÍO, CENTRÍFUGA, PRECISIÓN)

Hierro colado o fundición: La principal diferencia entre acero y hierro colado, es que el primero es plástico

y forjable, mientras que el segundo no es lo suficientemente plástico para forjarlo a cualquier temperatura.

El hierro colado o fundición, fundamentalmente es una aleación a base de: hierro, silicio y carbono. E l contenido de carbono es más el evado que en los aceros que varían desde 2.5 a 4.0%.

Existen dos tipos de hierro colado o fundición: la fundición gris y la fundición blanca, cuyo nombre lo recibe por el color característico en la fractura de una pieza colada.

Fundición gris: Es excelente para obtener piezas complicadas de maquinaria, pues es muy fluido cuando s e halla fundido y l lega con bastante facilidad a todas las partes de un molde, además de ser maquinable es duro y frágil.

Fundición blanca: Es más frágil que la fundición gris se emplea principalmente para obtener el hierro maleable, el cual se obtiene recociendo la fundición blanca y convertirla en un hierro más dúctil y tenaz.

El hierro maleable, se emplea principalmente en piezas automotrices, arados, tractores, debido a su tenacidad y resistencia al choque.

El acero y la fundición gris, son los dos materiales a los que s e l es exige el mayor número de propiedades.

El herrero exige propiedades excelentes de forja y soldadura, el mecánico necesita un acero fácil de trabajar, el ajustador de herramientas exige un acero que temple bien y que tenga una gran resistencia de corte, por último el fundidor exige una fundición gris que pueda moldear con facilidad.

Fundición centrífuga: La fundición centrífuga es un método en el que aprovecha la fuerza centrífuga que se puede general al hacer girar el metal en tordo de un eje. Existen tres tipos de fundición centrífuga:

• Fundición centrífuga real

• Fundición semicentrífuga

• Centrifugado

Fundición centrífuga real: Es el procedimiento utilizado para la fabricación de tubos sin costura, camisas y objetos simétricos, los moldes se llenan del material fundido de manera uniforme y se hace girar al molde sobre su eje de rotación.

Fundición semicentrífuga: Es un método en el que el material fundido se hace llegar a los extremos de los moldes por la fuerza centrífuga que genera hacer girar a los moldes, los extremos se llenan del material fundido, con buena densidad y uniformidad. El centro tiene poco material o de poca densidad. Por lo regular el centro en este tipo de sistemas de fundición es maquinado posteriormente.

FORJADO

En el caso más simple, el metal es comprimido entre martillo y un yunque y la forma final se obtiene girando y moviendo la pieza de trabajo entre golpe y golpe. Para producción en masa y el formado de secciones grandes, el martillo es sustituido por un martinete o dado deslizante en un bastidor e impulsado por una potencia mecánica, hidráulica o vapor.

Un dispositivo utiliza directamente el empuje hacia abajo que resulta de la explosión en la cabeza de un cilindro sobre un pistón móvil. Los dados que han sustituido al martillo y al yunque pueden variar desde un par de herramientas de cara plana, hasta ejemplares que tiene cavidades apareadas capaces de ser usadas para producir las formas más complejas.

Forjado.

Si bien, el forjado puede realizarse ya sea con el metal caliente o frío, el elevado gasto de potencia y desgaste en los dados, así como la relativamente pequeña amplitud de deformación posible, limita las aplicaciones del forjado en frío. Un ejemplo es el acuñado, donde los metales superficiales son impartidos a una pieza de metal por forjado en frío. El forjado en caliente se está utilizando cada vez más como un medio para eliminar uniones y por las estructuras particularmente apropiadas u propiedades que puede ser conferidas al producto final. Es el método de formado de metal más antiguo y hay muchos ejemplos que se remontan hasta 1000 años A. C.

TROQUELES

Definición: Herramienta empleada para dar forma a materiales sólidos, y en especial para el estampado de metales en frío.

En el estampado se utilizan los troqueles en pares. El troquel más pequeño, o cuño, encaja dentro de un troquel mayor, o matriz. El metal al que va a darse forma, que suele ser una lámina o una pieza en bruto recortada, se coloca sobre la matriz en la bancada de la prensa. El cuño se monta en el pistón de la prensa y se hace bajar mediante presión hidráulica o mecánica.

En las distintas operaciones se emplean troqueles de diferentes formas.

Los más sencillos son los troqueles de perforación, utilizados para hacer agujeros en la pieza.

Los troqueles de corte se utilizan para estampar una forma determinada en una lámina de metal para operaciones posteriores.

Los troqueles de flexión y doblado están diseñados para efectuar pliegues simples o compuestos en la pieza en bruto.

Los troqueles de embutir se emplean para crear formas huecas. Para lograr una sección reducida en una parte hueca, como el cuello de un cartucho de fusil, se utilizan troqueles reductores especiales. Cuando la pieza terminada debe tener una protuberancia en la parte inferior o central suelen emplearse troqueles hidráulicos. En éstos el cuño se sustituye por un pistón que introduce en la pieza agua o aceite a presión, lo que obliga al metal a doblarse hacia fuera contra la matriz.

Los troqueles de rebordeado forman un reborde curvo en piezas huecas. Un tipo especial de troquel de rebordeado, llamado troquel de costura con alambre, enrolla firmemente los bordes externos del metal alrededor de un alambre que se inserta para dar resistencia a la pieza.

Los troqueles combinados están diseñados para realizar varias de las operaciones descritas en un único recorrido de la prensa; los troqueles progresivos permiten realizar diversas operaciones sucesivas de modelado con el mismo troquel.

En la acuñación de monedas se obliga al metal a pasar entre dos troqueles coincidentes, en los que figura un huecograbado del dibujo que debe formarse en la moneda.

EMBUTIDO PROFUNDO Y PRENSADO

El embutido profundo es una extensión del prensado en la que a un tejo de metal, se le da una tercera dimensión considerable después de fluir a través de un dado. El prensado simple se lleva a cabo presionando un trozo de metal entre un punzón y una matriz, así como al indentar un blanco y dar al producto una medida rígida. Latas para alimentos y botes para bebidas, son los ejemplos más comunes.

Embutido.

Este proceso puede llevarse a cabo únicamente en frío. Cualquier intento de estirado en caliente, produce en el metal un cuello y la ruptura. El anillo de presión en la Fig. 12 evita que el blanco se levante de la superficie del dado, dando arrugas radiales o pliegues que tienden a formarse en el metal fluyendo hacia el interior desde la periferia del orificio del dado.

CIZALLADO

El corte del metal implica su sostenimiento a un esfuerzo de corte, superior a su resistencia límite, entre filos cortantes adyacentes como se muestra en la figura 22. Conforme el punzón desciende sobre el metal, la presión produce una deformación plástica que tiene lugar como en B en la figura. El metal se somete a un esfuerzo muy alto entre los filos de la matriz y el punzón, y las fracturas se inician en ambos lados de la lámina a medida que continúa la deformación. Cuando se alcanza el límite de resistencia del material la fractura progresa; si el juego es correcto, y ambos filos tienen el mismo aguzado, las fracturas se encuentran en el centro de la lámina como se muestra en C. el valor del juego, que desempeña un papel importante en el diseño de matrices depende de la dureza del material. Para el acero deberá ser del 5 al 8 % del espesor del material por lado. Si se usa un juego inadecuado, las fracturas no coinciden, y en cambio, deben atravesar todo el espesor de la lámina, consumiendo más potencia.

a) Punzón en contacto con la lámina.

b) Deformación plástica.

c) Fractura completa.

Proceso de cizallado de metal con punzón y matriz.

Doblado y formado

Se puede efectuar con el mismo equipo que se usa para corte, esto es, prensas operadas con manivela, excéntrico y leva. En donde esté considerado el doblado, el metal se somete a esfuerzos tanto en tensión como de compresión con valores inferiores a la resistencia límite del material, sin un cambio apreciable del espesor. Tal como en una prensa dobladora, el doblado simple implica un doblez recto a lo largo de la lámina de metal.

Para diseñar una sección rectangular a doblar, uno debe determinar cuánto metal se debe dejar para el doblez, pues las fibras exteriores se alargan y las interiores se cortan. Durante la operación, el eje neutro de la sección se mueve hacia el lado de la compresión, lo cual arroja más fibras en tensión. Todo el espesor disminuye ligeramente, el ancho aumenta en el lado de la compresión y se acorta en el otro. Aunque las longitudes correctas para los dobleces se pueden determinar por fórmulas empíricas, están considerablemente influidas por las propiedades físicas del metal. El metal que se ha doblado, retiene algo de su elasticidad original y hay alguna recuperación de elasticidad después de retirar el punzón, a esto se le llama recuperación elástica.

Recuperación elástica en operaciones de doblado.

Extrusión:

La extrusión es un proceso utilizado para crear objetos con sección transversal definida y fija. El material se empuja o se extrae a través de un troquel de una sección transversal deseada. Las dos ventajas principales de este proceso por encima de procesos manufacturados son la habilidad para crear secciones transversales muy complejas y el trabajo con materiales que son quebradizos, porque el material solamente encuentra fuerzas de compresión y de cizallamiento. También las piezas finales se forman con una terminación superficial excelente.

Aplicaciones:

Película tubular Lámina y Película Plana Tubería Perfil Monofilamento

Bolsa (comercial, supermercado) Rafia Tubería para condición de agua y drenaje Hojas para persiana Filamentos

Película plástica para uso diverso Manteles para mesa e individuales Manguea para jardín Ventanearía Alfombra (Filamento de las alfombras)

Película para arropado de cultivos Cinta Adhesiva Manguera para uso médico Canales de flujo de Agua

Bolsa para envase de alimentos y productos de alto consumos Flejes para embalaje Popotes Recubrimiento

Alambre para uso eléctrico y telefónico

1 Maquinado tradicional

Proceso mediante el cual se remueve metal para dar forma o acabado a una pieza. Se utilizan métodos tradicionales como el torneado, el taladrado, el corte, y el amolado, o métodos menos tradicionales que usan como agentes la electricidad o el ultrasonido.

1.2 Taladro

La máquina perforadora o taladros de prensa son esenciales en cualquier taller metal-mecánico. Un taladro consta de un eje (que hace girar la broca y puede avanzar hacia la pieza de trabajo, ya sea automática o manualmente) y una mesa de trabajo (que sostiene rígidamente la pieza de trabajo en posición cuando se hace la perforación). Un taladro se utiliza principalmente para hace perforaciones en metales; sin embargo, también pueden llevarse a cabo operaciones como roscado, rimado, contrataladro, abocardado, mandrinado y refrentado.

Taladro de banco.

1.2.1 Operaciones estándar

Taladrado.

Puede definirse como la operación de producir una perforación cuando se elimina metal de una masa sólida utilizando una herramienta de corte llamada broca espiral o helicoidal.

Taladrado.

Avellanado

Es la operación de producir un ensanchamiento en forma de uso o cono en el extremo de una operación.

Avellanado.

Rimado

Es la operación de dimensionar y producir una perforación redonda y lisa a partir de una perforación taladrada o mandrinada previamente, utilizando una herramienta de corte con varios bordes de corte.

Rimado.

Mandrinado o torneado interior

Es la operación de emparejar y ensanchar una perforación por medio de una herramienta de corte de un solo filo, generalmente sostenida por una barra de mandrinado.

Mandrinado.

El careado para tuercas o refrentado.

Es la operación de alisar y escuadrar la superficie alrededor de una peroración para proporcionar asentamiento para un tornillo de cabeza o una tuerca.

Refrentado.

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, cuando esta operación se realiza mecánicamente con una máquina.

Roscado.

2 Torneado.

Proceso de maquinado que se utiliza para crear piezas cilíndricas. El torneado se suele realizar en un torno.

Torno

Es la máquina herramienta más antigua y por lo tanto la más importante, sin el torno no habría sido posible el gran avance industrial.

En las máquinas de tornear, se forman o trabajan piezas, mediante arranque de viruta. El modo de trabajar en cada paso de torneado, se rige por la forma, tamaño y número de piezas que han de elaborarse, así como por la calidad superficial exigida en las mismas.

2.1 Clasificación de los tornos.

a) Torno paralelo.

b) Torno vertical

c) Torno al aire

d) Torno semiautomático

e) Torno automático

f) Torno copiador

Torno convencional.

2.2 Nomenclatura de las partes de un torno.

Partes del Torno paralelo o de piso.

Principales componentes de un torno paralelo o de piso:

1. Botones de mando

2. Selector de avance

3. Cabezal

4. Engrane

5. Husillo del cabezal

6. Engranes reductores

7. Visor del lubricante

8. Cojinete del husillo

9. Chuck universal

10. Volante de carro transversal

11. Carro transversal

12. Luneta móvil (viajera).

13. Porta-herramientas simple

14. Base graduada

15. Carro longitudinal

16. Carro auxiliar

17. Indicador de carátula para roscado

18. Guía pusmática y bancada del carro principal

19. Luneta Fay

20. Cubierta exterior

21. Contar punto

22. Volante del contrapunto

23. Nivel de aceite

24. Tablero selector de avances y roscados

25. Motor

26. Palancas de embrague

27. Palanca

28. Volante del carro longitudinal

29. Palanca de avance automático transversal

30. Palanca de la tuerca dividida

31. Tablero

32. Barra para cilindrado

33. Tornillo principal

34. Colector de rebaba y aceite

35. Bomba de lubricación

36. Soporte de las barras

Torno paralelo

Es el más utilizado debido principalmente a las diversas operaciones que pueden ejecutarse en él mismo, tales como:

1. Cilindrado o desbastado

2. Refrentado o careado

3. Cilindro cónico

4. Roscado

5. Taladrado.

Dentro de los tornos paralelos, se encuentran los tornos de banco (están montados sobre un banco) y los tornos de piso.

Capacidad del torno

Queda determinada por el volteo y distancia entre puntos.

1. Volteo.- es el diámetro máximo que puede tornearse.

2. La distancia entre puntos.- es la distancia entre el punto colocado en el orificio del cabezal fijo y punto colocado en el orificio del cabezal móvil.

3 Fresado.

El fresado consiste en maquinar circularmente todas las superficies de formas variadas; planas, convexas, cóncavas, etc. Este trabajo se efectúa con la ayuda de herramientas especiales llamadas fresas.

Las fresas pueden considerarse como herramientas de cortes múltiples que tienen sus ángulos particulares.

La combinación de dos movimientos: giro de la fresa y avance de la mesa de la velocidad de corte.

Las máquinas para fresar reciben el nombre de fresadoras, en las cuales también pueden efectuarse trabajos de división, tallado de engranes, cuñeros y en general todo tipo de fresado.

3.1 Clasificación de las fresadoras:

La orientación del árbol principal, respecto a la superficie de la mesa, determinan el tipo de fresadora. Las principales fresadoras son:

Fresadora horizontal.- recibe este nombre debido a que el eje del árbol principal es paralelo a la superficie de la mesa.

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