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INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR

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LAurithaa Rosales Luna

on 7 March 2015

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Transcript of INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR

3.1 Fundición, colado al alto vacío, centrífuga y precisión.
Fundición
El proceso de fabricación de piezas, comúnmente metálicas pero también de plástico, consistente en fundir un material e introducirlo en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica.El hierro colado o fundición, fundamentalmente es una aleación a base de: hierro, silicio y carbono. El contenido de carbono es más elevado que en los aceros que varían desde 2.5 a 4.0%.
El acero y la fundición gris, son los dos materiales a los que se les 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.
Clasificación
Fundición gris
Es excelente para obtener piezas complicadas de maquinaria, pues es muy fluido cuando se halla fundido y llega con bastante facilidad a todas las partes de un molde, además de ser maquinable es duro y frágil.
3.2.- Formado mecánico, forjado, prensado, estirado, cizallado, doblado, extrusión, embutido y troquelado.
La deformación es únicamente uno de los diversos procesos que pueden usarse para obtener formas intermedias o finales en el metal.

El estudio de la plasticidad está comprometido con la relación entre el flujo del metal y el esfuerzo aplicado. Si ésta puede determinarse, entonces las formas más requeridas pueden realizarse por la aplicación de fuerzas calculadas en direcciones específicas y a velocidades controladas.

Las maquinas, aparatos, herramientas y diversos artículos mecánicos están formados por muchas piezas unidas, tales como: pernos, armazones, ruedas, engranajes, tornillos, etc. Todas estas piezas obtienen su forma mediante diferentes procesos mecánicos (Procesos de conformado), fundición, forja, estirado, laminado, corte de barras y planchas, y por sobre todo mediante arranque de virutas.
PROCESOS DE CAMBIO DE FORMA
INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR
DE ALVARADO
José Antonio Lara Rivera
Marco A. Uscanga Triana
Rogelio Renteral Elvira
Laura M. Rosales Luna

4°B
MATERIA
CARRERA
Ingeniería Industrial
MAESTRO
TEMAS:
3.1 Fundición, colado al alto vacío, centrífuga y precisión.
3.2 Formado mecánico, forjado, prensado, estirado, cizallado, doblado, extrusión, embutido y troquelado.
3.3 Desprendimiento de viruta por maquinado, convencional y CNC.
ING.Carlos Eduardo Herminada Blanco
Procesos de Fabricación
UNIDAD
Procesos de Cambio de Forma
3
El principio de fundición es simple: se funde el metal, se vacía en un molde y se deja enfriar, existen todavía muchos factores y variables que se deben considerar para lograr una operación exitosa de fundición. La fundición es un antiguo arte que todavía se emplea en la actualidad, aunque ha sido sustituido en cierta medida por otros métodos.
El proceso tradicional es la fundición en arena.
La fundición en arena consiste en colar un metal fundido, típicamente aleaciones de hierro, acero, bronce, latón y otros, en un molde de arena, dejarlo solidificar y posteriormente romper el molde para extraer la pieza fundida.
La fundición en arena requiere un modelo a tamaño natural de madera, plástico y metales que define la forma externa de la pieza que se pretende reproducir y que formará la cavidad interna en el molde.
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.
Los moldes se alinean en el piso conforme se van haciendo y el metal es tomado entonces en pequeñas cucharas de vaciado. Cuando se requiere más metal o si un metal más pesado es vaciado, se han diseñado cucharas para ser usadas, por dos hombres. En fundiciones grandes los moldes se colocan sobre transportadores y haciéndolos pasar lentamente por una estación de vaciado. La estación de vaciado puede ser localizada permanentemente cerca del horno o el metal puede ser traído a ciertos puntos por equipo de manejo aéreo. Los transportadores sirven como un almacén de lugar para los moldes, los cuales son transportados a un cuarto de limpieza.

Colado al alto vacio
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 centrifuga real
Es un método en el que el material fundido se hace llegar a los extremos de los moldes por la fuerza centrífuga que hace 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.
Fundición semicentrífuga.
Es un sistema donde por medio de un tallo se hace llegar metal fundido a racimos de piezas colocadas simétricamente en la periferia. Al poner a girar el sistema se genera fuerza centrífuga la que es utilizada para aumentar la uniformidad del metal que llena las cavidades de los moldes.
Centrifugado
Fundición centrífuga

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

• Fundición centrífuga real
• Fundición semicentrífuga
• Centrifugado
Tipos de fundición centrifuga
Uniformidad con las propiedades del metal a utilizar.
Se utiliza menos material que con otros procesos.
Se logran las dimensiones requeridas en el exterior de la fundición.
Se producen menos desechos.

Es necesaria la utilización de un equipo extra para lograr la rotación del molde.

El interior de las piezas suele contener impurezas.



Ventajas
Desventajas
En la fundición de precisión se busca principalmente, buena precisión dimensional, excelente acabado superficial,apariencia, copiado de fines detalles, eliminar al máximo los procesos de mecanizado y minimizar al máximo el desperdicio de metal.

Los modelos utilizados pueden ser:
1. Modelos perdidos, tales como cera, poliestireno espandible, mercurio y parafina mezclado con cera de abejas.

2. Modelos reutilizables: plástico, aluminio, yeso y siliconas. Los cuales se moldean con pasta cerámica de grano fino.
Fundición de precisión
Se adapta principalmente a la producción de formas extremadamente complejas.

Permite reproducir los más finos detalles de las piezas
quedando las superficies lisas y uniformes.

- Mediantes este proceso se puede controlar estrictamente las propiedades metalúrgicas de las aleaciones obtenidas, tales como: Tamaño y orientación de los granos, solidificación direccional, control de la segregación y del contenido de inclusiones, eliminar las microcavidades etc, lo cual resulta en un estrecho control de las propiedades mecánicas.

Excelente precisión dimensional, lo cual minimiza el
mecanizado, y en algunos casos lo elimina; esta operación es muy común en los procesos convencionales de fundición, lo cual hace adaptable para la producción de aleaciones de difícil mecanizado.
Ventajas
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.
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.
Estirado

Este es esencialmente un proceso para la producción de formas en hojas de metal. Las hojas se estiran sobre hormas conformadas en donde se deforman plásticamente hasta asumir los perfiles requeridos. Es un proceso de trabajo en frío y es generalmente el menos usado de todos los procesos de trabajo.
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.
Cizallas de escuadrar

Esta máquina se usa exclusivamente para cizallar láminas de acero y se fabrica tanto `para operación manual como la operada con motor. Se puede colocar lámina con un ancho mayor de 3m. Están provistas de pisadores hidráulicos cada 300mm para prevenir cualquier movimiento de la lámina durante el corte. En la operación, la lámina avanza sobre la bancada de manera que la línea de corte se encuentre bajo la cuchilla. Cuando se acciona el pedal, los pisadores descienden y las cuchillas cortan progresivamente a lo largo de la lámina.
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.
Extrusión

En este proceso un cilindro o trozo de metal es forzado a través de un orificio por medio de un émbolo, por tal efecto, el metal estirado y extruido tiene una sección transversal, igual a la del orificio del dado.

Hay dos tipos de extrusión, extrusión directa y extrusión indirecta o invertida. En el primer caso, el émbolo y el dado están en los extremos opuestos del cilindro y el material es empujado contra y a través del dado. En la extrusión indirecta el dado es sujetado en el extremo de un émbolo hueco y es forzado contra el cilindro, de manera que el metal es extruido hacia atrás, a través del dado.
La extrusión puede llevarse a cabo, ya sea en caliente o en frío, pero es predominantemente un proceso de trabajo en caliente. La única excepción a esto es la extrusión por impacto, en la cual el aluminio o trozos de plomo son extruidos por un rápido golpe para obtener productos como los tubos de pasta de dientes. En todos los procesos de extrusión hay una relación crítica entre las dimensiones del cilindro y las de la cavidad del contenedor, especialmente en la sección transversal.

El proceso se efectúa a una temperatura de 450 a 500 ºC con el fin de garantizar la extrusión.

El diseño de la matriz se hace de acuerdo con las necesidades del mercado o del cliente particular.

La extrusión nos permite obtener secciones transversales sólidas o tubulares que en otros metales sería imposible obtener sin recurrir al ensamble de varias piezas.
Estirado de alambre

Una varilla de metal se aguza en uno de sus extremos y luego es estirada a través del orificio cónico de un dado. La varilla que entra al dado tiene un diámetro mayor y sale con un diámetro menor. En los primeros ejemplos de este proceso, fueron estiradas longitudes cortas manualmente a través de una serie de agujeros de tamaño decreciente en una “placa de estirado” de hierro colado o de acero forjado. En las instalaciones modernas, grandes longitudes son estiradas continuamente a través de una serie de dados usando un número de poleas mecánicamente guiadas, que pueden producir muy grandes cantidades de alambre, de grandes longitudes a alta velocidad, usando muy poca fuerza humana. Usando la forma de orificio apropiada, es posible estirar una variedad de formas tales como óvalos, cuadrados, hexágonos, etc., mediante este proceso.
"Videos"
3.3.- DESPRENDIMIENTO DE VIRUTA POR MAQUINADO, CONVENCIONAL Y CNC.
El maquinado es el 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.
Maquinado automatizado
Conjunto de procesos químicos, térmicos y eléctricos para el maquinado de piezas de metal.
El término automatización también se ha utilizado para describir sistemas no destinados a la fabricación en los que dispositivos programados o automáticos pueden funcionar de forma independiente o semindependiente del control humano.
A mediados de los años 60 se hicieron estudios que demostraron que el 40 % de todas las operaciones de corte de metales se llevan a cabo en tornos. Hasta entonces, la mayor parte del trabajo se llevaba a cabo en tornos convencionales, mismos que no eran eficientes. Una reciente investigación llevó al desarrollo de centros de torneado controlados numéricamente. Actualmente, éstos han sido actualizados a unidades más poderosas controladas por computadora capaces de mayor precisión y de ritmos más elevados de producción.
Taladro
Avellanado
Rimado
Refrentado
Torneado
Fresado
Roscado
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.
Avellanado

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

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