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La termodinamica

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alumna mairene gomez

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La termodinamica

  1. 1. 1 REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION UNIVERSITARIA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO SANTIAGO MARIÑO ESCUELA 45 PROFESOR ALCIDES CADIZ INTEGRANTE MAYRENE GOMEZ UPATA, OCTUBRE DEL 2015
  2. 2. 2 Indicé 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 temperatura en el proceso de manufactura 3. Uso de tablas físicas y químicas asociadas a la termodinámica de corte de metales sin incluir las tablas sus análisis y ejemplos 4. Seguridad industrial y el desprendimiento de virutas en el proceso de manufactura Conclusión Web grafía 3 4 – 5 5 – 7 7 – 8 8 9 10 Introducción
  3. 3. 3 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 muchos 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. Lo anterior se debe a que la deformación real por esfuerzo cortante excede el punto de fractura en la dirección del plano de corte, de manera que el material se desprende en segmentos muy pequeños. Por lo común se produce un acabado superficial bastante aceptable en estos materiales frágiles, puesto que el filo tiende a reducir las irregularidades. 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. 4. 4 1. LA TERMODINÁMICA EN EL CORTE DE METALES, MEDIANTE EL USO DE HERRAMIENTAS DE CORTE, DONDE EXISTE DESPRENDIMIENTO DE VIRUTA En la Termodinámica se encuentra la explicación racional del funcionamiento de la mayor parte de los mecanismos que posee el hombre actual, La termodinámica en el corte de metales, mediante el uso de herramientas de corte, donde existe desprendimiento de viruta. Es importante describir lo que es el corte de metales, esta es Tradicionalmente, un corte que se realiza en torno,taladradoras, y fresadoras en otros procesos ejecutados por máquinas herramientas con el uso de varias herramientas cortantes. A partir de la apariencia de la viruta se puede obtener mucha información valiosa acerca del proceso de corte, ya que algunos tipos de viruta indican un corte más eficiente que otros. El tipo de viruta está determinado primordialmente por: a) Propiedades del material a trabajar. b) Geometría de la herramienta de corte. c) Condiciones del maquinado (profundidad de corte, velocidad de avance y velocidad de corte). En general, es posible diferenciar inicialmente tres tipos de viruta: Viruta discontinua. Este caso representa el corte de la mayoría de los materiales frágiles tales como el hierro fundido y el latón fundido; para estos casos, los esfuerzos' que se producen delante del filo de corte de la herramienta provocan fractura.
  5. 5. 5 Viruta Continua. Este tipo de viruta, el cual representa el corte de la mayoría de materiales dúctiles que permiten al corte tener lugar sin fractura, es producido por velocidades de corte relativamente altas, grandes ángulos de ataque (entre 10º y 30º) y poca fricción entre la viruta y la cara de la herramienta. Viruta Continua con protuberancias. Este tipo de viruta representa el corte de materiales dúctiles a bajas velocidades en donde existe' una alta fricción sobre la cara de la herramienta. Esta alta fricción es causa de que una delgada capa de viruta quede cortada de la parte inferior y se adhiera a la cara de la herramienta. 2. IMPORTANCIA DE LAS VARIABLES DE CORTE, CALOR ENERGÍA Y TEMPERATURA EN EL PROCESO DE MANUFACTURA 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. Cerámicas La acción de la termodinámica en desprendimiento de virutas, está 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; 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
  6. 6. 6 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. 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 lograron 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 súper 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 conocen como aceros 55-2, 86-3 y 66-4, contienen aproximadamente 6 % de
  7. 7. 7 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. Ahora para convertir materia prima en diferentes productos se requiere de variables que ayuden y la finalización de proceso que se esté radicalizando. 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
  8. 8. 8 conseguir un baño de material fundido (el baño de soldadura) que, al enfriarse, se convierte en una unión fija. 3. USO DE TABLAS FÍSICAS Y QUÍMICAS ASOCIADAS A LA TERMODINÁMICA DE CORTE DE METALES SIN INCLUIR LAS TABLAS SUS ANÁLISIS Y EJEMPLOS 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. 4. SEGURIDAD INDUSTRIAL Y EL DESPRENDIMIENTO DE VIRUTAS EN EL PROCESO DE MANUFACTURA 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 está exento de sufrir algún accidente ocupacional. Uno de los equipos
  9. 9. 9 comunes en los procesos de manufactura es el torno y al este ser utilizados se debe tomar en cuenta las siguientes generalidades.  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.  Las ruedas dentadas, correas de transmisión, acoplamientos, e incluso los ejes lisos, deben ser protegidos por cubiertas.  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.  Asimismo, para realizar operaciones de afilado de cuchillas se deberá utilizar protección ocular. Para evitar en contacto con la viruta. 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.
  10. 10. 10 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 Existe otro proceso muy común en las áreas de producción donde se usa trasferencia de calor, este proceso se conoce 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. Bibliografía  INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA INDUSTRIAL www.gestiopolis.com/recursos/documentos/fulldocs/ger1/introalaii.htm  www.uji.es/bin/serveis/prev/docum/notas/torns.pdf  http://www.aprendizaje.com.mx/Curso/Proceso2/Temario2_III_  html www.metalurgia.uda.cl/Academicos/chamorro/Termodinamica

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