procesos de manufactura

1. República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior
I.U.P “Santiago Mariño”
Esc:45
Sección S
Termodinámica en el
corte de los metales
Profesor
Integrantes:
Alcides Cádiz
Idrogo Deurelina
Torres Darwin
Cedeño Yugreidys
Puerto Ordaz, noviembre de 2013

2. INDICE
Introducción -------------------------------------------------------------------------------------- 1
La termodinámica en el Corte de metales, Mediante el uso de herramientas de
corte, donde existe desprendimiento de viruta ------------------------------------------ 2
Importancia de las variables de corte, Calor, energía y temperaturas presentes
------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4
Uso de tablas físicas y químicas asociadas a la termodinámica de corte de
metales ------------------------------------------------------------------------------------------- 7
Seguridad industrial y el desprendimiento de virutas en el proceso de
manufactura----------------------------------------------------------------------------------------8
Conclusión ---------------------------------------------------------------------------------------10
Bibliografía -------------------------------------------------------------------------------------- 11

3. Introducción
El objetivo principal del desarrollo trabajo es estudiar el corte de los metales a
través de un proceso de manufactura, usando como herramientas algunos
datos termodinámicos que nos permiten saber la relación que tiene la
termodinámica con el corte de los metales en un proceso de manufactura.
Para desprender viruta se requiere de la acción de la deformación de un
material dicha acción requiere de variables de energía, temperatura, calor para
poder realizar el desprendimiento de viruta. En muchas procesos de
manufactura las variables ya antes mencionadas son de gran importancia,
puesto que para completar cualquier proceso se requieren de altas cantidades
de energía si deseamos concretar la operación que indique el proceso, bien
sea torneado, colados, entre otros.
Como en todo proceso industrial, donde se trabajen como cualquier tipos de
maquinas la persona estará expuesta si no se toman las precauciones
adecuadas, por tal se razón se definieron algunas generalidades de seguridad
industrial al momento de trabajar con virutas.

4. La termodinámica en el corte de mátales, mediante el uso de herramientas
de corte donde existe desprendimiento de viruta
En un proceso de manufactura en el que una herramienta de corte es utilizada
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.
En el uso de herramientas de cortes se puede describir para qué tipo de
material se utilizarían.
1.
Metales
2.
Madera
3.
Plásticos
4.
Compuestos
5.
Cerámicas
La acción de la termodinámica en desprendimiento de virutas, esta relacionado
con la acción del calor en los cortes de materiales, y sobre la composición
quima que presentan los mismos entre algunos metales se pueden mencionar;:
1. Aceros al alto carbón
Los aceros al alto carbón o carbono, se han usado desde hace mucho tiempo y
se siguen usando para operaciones de maquinado de baja velocidad o para
algunas herramientas de corte para madera y plásticos. Son relativamente
baratos y de fácil tratamiento térmico, pero no resisten usos rudos o
temperaturas mayores de 350 a 400 °C . Con acero al alto carbono se hacen
machuelos, terrajas, rimas de mano y otras herramientas semejantes.
Los aceros de esta categoría se endurecen calentándolos arriba de la
temperatura crítica, enfriándolos en agua o aceite, y templándolos según se
necesite. Cuando se templan a 325 °F la dureza puede llegar hasta 62-65

5. Rockwell C. Las herramientas de corte de acero al alto carbón se nitruran con
frecuencia a temperaturas que van de 930 a 1000 °F (500-540 °C) para
aumentar la resistencia al desgaste de las superficies de corte, y reducir su
deterioro.
Nótese que las herramientas de corte de acero al alto carbón endurecido deben
mantenerse frías mientras se afilan. Si aparece un color azul en la parte que se
afila, es probable que se haya reblandecido la herramienta y el filo no soporte
la fuerza que se genera en el corte.
2. Acero de alta velocidad
La adición de grandes cantidades de Tungsteno hasta del 18%, a los aceros al
carbono les permite conservar su dureza a mayores temperaturas que los
aceros simples al carbón, a estos aceros con aleación de menor del 20% de
Tungsteno se les conocen como aceros de alta velocidad. Estas herramientas
mantienen su filo a temperaturas hasta de 1000 a 1100 °F (540-590°C), lo que
permite duplicar, en algunos casos, su velocidad de corte. También aumentan
la duración y los tiempos de afilado, con todas estas ventajas se logró el
desarrollo de máquinas herramientas más poderosas y rápidas, lo que generó
mayor productividad.
El acero Básico 1841 (T-1) contiene el 10.5% de tungsteno, 4.1% de cromo,
1.1% de vanadio, de 0.7 a 0.8 % de carbono, 0.3 % de manganeso, 0.3% de
silicio y el resto de hierro. Se han desarrollado variantes de esta aleación, las
cuales tienen cobalto y de 0.7 a 0.8 % de molibdeno. Al aumentar el contenido
de vanadio al 5%, se mejora la resistencia al desgaste. Los aceros de afta
velocidad al tungsteno tienen hasta 12%, 10% de cobalto, en ese caso se
llaman aceros de super alta velocidad o aceros de alta velocidad al cobalto,
porque aumenta la resistencia al calor.
Los aceros de alta velocidad al molibdeno contienen tan solo de 1.5 a 6.5 % de
tungsteno, pero tienen de 8 a 9 % de molibdeno, 4 % de cromo y 1.1 % de
vanadio, junto con 0.3% de silicio e igual cantidad de manganeso, y 0.8% de
carbón. Los aceros de alta velocidad al molibdeno - tungsteno, que también se

6. conocen como aceros 55-2, 86-3 y 66-4, contienen aproximadamente 6 % de
molibdeno, 6 % de tungsteno y vanadio en proporciones que van del 2 al 4 %,
aproximadamente.
Los aceros de alta velocidad se usan para herramientas de corte de aplicación
a materiales tanto metálicos como no metálicos.
Importancia de la variables de corte, calor energía y temperatura en el
proceso de manufactura
Durante el proceso normal de mecanizado la mayor parte de trabajo se
consume en la formación de viruta en el corte de plano, la temperatura y el
calor dependen de la fuerza de corte la energía mecánica introducida en el
sistema produce un aumento de temperatura.
Algunas características importantes son:
1. Una temperatura excesiva afecta adversamente a la resistencia y
dureza.
2. El calor puede inducir daños térmicos a las superficies de la maquina
y está causando daño al material.
3. La energía térmica es trasmitida parcialmente a la viruta y la pieza.
4. El calor se propaga desde la zona de origen hasta la herramienta a
través de la conducción.
Si bien cierto los procesos de manufactura se puede definir como la forma en
que transformar la materia prima que hallamos, para darle un uso práctico en
nuestra sociedad y así disfrutar la vida con mayor comodidad.
La manufactura es el proceso de coordinación de personal, herramientas y
máquinas para convertir materia prima en productos útiles.

7. Ahora para convertir materia prima en diferentes productos se requiere de
variables que ayuden y la finalización de proceso que se estéradicalizando.
Calor :El calor está definido como la forma de energía que se transfiere entre
diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a
distintas temperaturas, sin embargo en termodinámica generalmente el término
calor significa simplemente transferencia de energía
el calor dentro de un proceso de manufactura es de gran importancia, puesto
que se requieren para realizar diferentes procesos por ejemplo si tenemos
piezas metálicas , o termoplásticas que puedan soldarse para construir una
estructura mediante la unión de piezas, se aplica calor
en la cual las piezas
son soldadas fundiendo ambas y pudiendo agregar un material de relleno
fundido (metal o plástico), para conseguir un baño de material fundido (el baño
de soldadura) que, al enfriarse, se convierte en una unión fija.
Existe otro proceso muy común en las áreas de producción donde se usa
trasferencia de calor, este proceso seconoce como radiación, que consiste en
la trasferencia de calor a través de las ondas electromagnéticas, y se aplican
en la iniciación de productos quimios.
Otro proceso de manufactura que se define como el arte de elaborar productos
comerciales a partir de polvos metálicos se conoce como pulvimetalurgia
En este proceso no siempre se utiliza el calor, pero cuando se utiliza este debe
mantenerse debajo de la temperatura de fusión de los metales a trabajar.
Cuando se aplica calor en el proceso subsecuente de la metalurgia de los
polvos se le conoce como sinterizado, este proceso genera la unión de
partículas finas con lo que se mejora la resistencia de los productos y otras de
sus propiedades. Las piezas metálicas producto de los procesos de la
metalurgia de los polvos son producto de la mezcla de diversos polvos de
metales que se complementan en sus características. Así se pueden obtener
metales con cobalto, tungsteno o grafito según para qué va a ser utilizado el
material que se fabrica.

8. El metal en forma de polvo es más caro que en forma sólida y el proceso es
sólo recomendable para la producción en masa de los productos, en general el
costo de producción de piezas producto de polvo metálico es más alto que el
de la fundición, sin embargo es justificable y rentable por las propiedades
excepcionales que se obtienen con este procedimiento. Existen productos que
no pueden ser fabricados y otros no compiten por las tolerancias que se logran
con este método de fabricación.
Al estudiar este los diferentes procesos de manufactura donde se usa calor
podemos decir que esta variable proporciona una utilidad para poder completar
el proceso que se está realizando
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 que es
recomendable
utilizar fluidos que
disminuyan
la
temperatura
de
las
herramientas. Con la aplicación adecuada de los fluidos de corte se disminuye
la fricción y la temperatura de corte con lo que se logran las siguientes:
Ventajas económicas
1. Reducción de costos
2. Aumento de velocidad de producción
3. Reducción de costos de mano de obra
4. Reducción de costos de potencia y energía
5. Aumento en la calidad de acabado de las piezas producidas
Características de los líquidos para corte
1. Buena capacidad de enfriamiento
2. Buena capacidad lubricante
3. Resistencia a la herrumbre
4. Estabilidad (larga duración sin descomponerse)
5. Resistencia al enranciamiento
6. No tóxico

9. 7. Transparente (permite al operario ver lo que está haciendo)
8. Viscosidad relativa baja (permite que los cuerpos extraños la
sedimentación)
9. No inflamable
Temperatura y energía: estas variables se pueden relación 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 fuerte concentración de energía calórica que permita
realizar diferentes tipos de aleaciones, y la temperatura aplicada será conforma
a las característica de los materiales que se requiera fundir.
Uso de 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. Las
cuales se realizan en el ámbito de la industria Es difícil establecer relaciones
que definan cuantitativamente la maquinabilidad de un material, pues las
operaciones de mecanizado tienen una naturaleza compleja. Una operación de
proceso utiliza energía para alterar la forma, propiedades físicas o el aspecto
de una pieza de trabajo y agregar valor al material. Se distinguen 3 categorías
de operaciones de proceso; Formado, para mejorar propiedades y de
tratamiento de superficies.
A veces, sobre todo para los no metales, estos factores auxiliares son más
importantes. Por ejemplo, los materiales blandos como los plásticos pueden ser
difíciles de mecanizar a causa de su mala conductividad térmica.

10. Seguridad industrial y el desprendimiento de virutas en el proceso de
manufactura
Es todo aquel conjunto de normas, reglamentos, principios, legislación que se
establecen
a
objeto
de
evitar
los accidentes laborales
y enfermedades profesionales en un ambiente de trabajo. Por ende en todo
proceso de manufactura donde exista desprendimiento de viruta no se esta
exento de sufrir algún accidente ocupacional. Uno de los equipos comunes en
los procesos de manufactura es el torno y al este ser utilizados se debe tomar
en cuenta las siguientes generalidades.
1. Los interruptores y las palancas de embrague de los tornos, se han de
asegurar para que no sean accionados involuntariamente; las arrancadas
involuntarias han producido muchos accidentes.
2. Las ruedas dentadas, correas de transmisión, acoplamientos, e incluso los
ejes lisos,deben ser protegidos por cubiertas.
3. El circuito eléctrico del torno debe estar conectado a tierra. El cuadro
eléctrico al que esté conectado el torno debe estar provisto de un interruptor
diferencial de sensibilidad adecuada. Es conveniente que las carcasas de
protección de los engranes y transmisiones vayan provistas de interruptores
instalados en serie, que impidan la puesta en marcha del torno cuando las
protecciones no están cerradas.
4. Las comprobaciones, mediciones, correcciones, sustitución de piezas,
herramientas,
etc. deben ser realizadas con el torno completamente parado.
Protección personal
1. Para el torneado se utilizarán gafas de protección contra impactos, sobre
todo cuando se mecanizan metales duros, frágiles o quebradizos.
2. Asimismo, para realizar operaciones de afilado de cuchillas se deberá utilizar
protección ocular. Para evitar en contacto con la virtua

11. 4. Las virutas producidas durante el mecanizado, nunca deben retirarse con la
mano.
5. Para retirar las virutas largas se utilizará un gancho provisto de una cazoleta
que proteja la mano. Las cuchillas con rompe virutas impiden formación de
virutas largas y peligrosas, y facilita el trabajo de retirarlas.
6. Las virutas menudas se retirarán con un cepillo o rastrillo adecuado.
7. La persona que vaya a tornear deberá llevar ropa bien ajustada, sin bolsillos
en el pecho y sin cinturón. Las mangas deben ceñirse a las muñecas, con
elásticos en vez de botones, o llevarse arremangadas hacia adentro.
8. Se usará calzado de seguridad que proteja contra los pinchazos y cortes por
virutas y contra la caída de piezas pesadas.
9. Es muy peligroso trabajar en el torno con anillos, relojes, pulseras, cadenas
al cuello, corbatas, bufandas o cualquier prenda que cuelgue. 10. Asimismo es
peligroso llevar cabellos largos y sueltos, que deben recogerse bajo un gorro o
prenda similar. Lo mismo puede decirse de la barba larga, que debe recogerse
con una redecilla.

12. Conclusión
El corte de metales es un proceso termo-mecánico durante el cual la
generación de calor ocurre como resultado de la deformación plástica y la
fricción a través de las herramienta-viruta y herramienta-material de trabajo, es
decir poder trasformar algún material, este primero deberá pasar por el un
proceso térmico , para poder deformarlo obteniendo asa el resultado del
proceso.
En la ingeniería de los diferentes procesos de manufactura se basan en las
trasformación de los materiales para obtener otro con las mismas o diferentes
características de fabricación.
Al usar un proceso térmico- mecánico para los cortes de metales se logra:
Reducir los costó de fabricación puesto que el proceso será continuo y la
maquinaria es la misma.
Al usar calor, como fuente de energía para la deformación la producción
de proceso aumenta

13. Bibliografía
www.uji.es/bin/serveis/prev/docum/notas/torns.pdf
http://www.aprendizaje.com.mx/Curso/Proceso2/Temario2_III_2.html
www.metalurgia.uda.cl/Academicos/chamorro/Termodinamica