PROCESOS DE DEFORMACIÓN, INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN Y PROCESOS DE MECANIZADO

REVISTA DIGITAL -IUPSM

INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN MÁS USADOS Forman parte esencial de la experimentación, influyendo sinificativamente en los resultados.

OCTUBRE DE 2021

PROCESOS DE DEFORMACIÓN PLÁSTICA

PROCESOS DE MECANIZADO MEDIANTE EL USO DEL TORNO

PROCESOS DE MECANIZADO MEDIANTE LA RECTIFICADORA

El torno es la máquina herramienta más usada en la industria, y ha sido utilizada desde la época medieval.

Las operaciones de rectificado tienen su origen en procesos antiguos, utilizados para afilar herramientas cortantes y pulir metales.

CONTENIDO PROCESO DE DEFORMACIÓN PLÁSTICA - Definición - Diagrama - Aplicación de cada uno de los procesos que conforman los procesos de deformación plástica - Ventajas y desventajas INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN MÁS USADOS - Vernier - Reloj comparador - Cinta métrica - Escuadra graduada PROCESOS DE MECANIZADO MEDIANTE EL USO DEL TORNO - Tipos de torno - Usos - Funciones - Características - Aplicaciones PROCESOS DE DEFORMACIÓN MEDIANTE EL USO DE LA RECTIFICADORA -Tipos de rectificadora - Uso - Funciones - Características - Aplicaciones

Autor: Yefrain Arzolay C.I: 24.438.506

1 | Contenido

DEFORMACIÓN PLÁSTICA - DEFINICIÓN

Un esfuerzo puede ser definido como una presión, es decir, una fuerza aplicada en un área en específico, pero se convierte en un

Los procesos industriales de conformación por deformación

esfuerzo cuando dicha presión es relacionada con un porcentaje

consisten en someter los materiales a la acción de fuerzas que

de deformación. La deformación es simplemente la resta entre

superen su límite de elasticidad, de modo que provoquen en

las dimensiones originales y las nuevas dimensiones que

ellos deformaciones plásticas de carácter permanente. Una

adquiere el material.

deformación es plástica cuando, al cesar la fuerza que la origina, el material no recupera su forma inicial.

Cuando al retirar un esfuerzo el material permanece con unas dimensiones distintas a las originales, se dice que el material se

Se habla de una deformación plástica cuando un esfuerzo

deformó plásticamente. La deformación plástica se alcanza

aplicado a un material es tal que al retirar el esfuerzo el

cuando la fuerza aplicada resulta tan grande que, internamente,

material ya no es capaz de volver a sus dimensiones originales.

los átomos o moléculas tuvieron que cambiar su posición para

2 | Definición

compensar dicha fuerza.

DIAGRAMA El diagrama esfuerzo – deformación es una excelente representación del comportamiento de un material cuando está es sometido a una fuerza deformadora.

El diagrama esfuerzo deformación es una representación gráfica, que resulta de representar los esfuerzos que sufre un material en función de la deformación que experimenta al mismo tiempo.

Este diagrama comprende varios puntos clave con sus respectivos valores que servirán para tomar decisiones de ingeniería.

Existen varios tipos de esfuerzos a las que pueden ser sometidos los materiales; los más conocidos son: esfuerzo de tensión, compresión, cortantes, etc.

Existe una clara diferencia entre el diagrama de materiales dúctiles y materiales frágiles; los materiales dúctiles presentan menor pendiente mientras los frágiles mayor pendiente; esto es debido a las propiedades elásticas que naturalmente presentan los materiales dúctiles.

Debido a que los metales deben ser conformados en la zona de comportamiento plástico. Es necesario superar el límite de fluencia para que la deformación sea permanente.

Por lo cual, el material es sometido a esfuerzos superiores a sus límites elásticos, estos límites se elevan consumiendo así la ductilidad.

3 | Diagrama

APLICACIONES La conformación por deformación plástica puede realizarse en caliente o en frío, según que la temperatura de trabajo se halle por encima o por debajo de la temperatura de recristalización , respectivamente; sin que ello deba significar una estricta separación, ya que casi todos los procesos pueden tener lugar de una forma u otra.

La conformación en frío es la que se realiza a

La conformación en caliente se realiza operando a

temperatura inferior a la de recristalización. No quiere

temperaturas superiores a la de recristalización.

decir, por tanto, que no se pueda utilizar energía térmica

Conforme elevamos la temperatura de un metal,

junto con la mecánica: basta con que su efecto no

deformándolo a la vez, aumenta la agitación térmica y

provoque cambios esenciales en la estructura cristalina.

disminuye la tensión critica de cizallamiento, aumentando así la capacidad de deformación de los granos.

Cuando se somete al metal a tensiones superiores a su tensión critica, se produce el desplazamiento de las

En el trabajo en caliente hay que mantener, pues, la

dislocaciones y tiene lugar la deformación plástica.

temperatura siempre por encima de la de recristalización.

Mediante este proceso, podemos fabricar toda clase de

Son utilizados por una variedad de consumidores

piezas que requieren de una precisión elevada. De esta

industriales, en usos tales como la fabricación de ruedas,

forma, observamos que se emplea, por ejemplo, en latas

piezas automotrices, tubos, cilindros de gas, construcción

de conservas y otros recipientes a presión, chapas y otras

de edificios, puentes, ferrocarriles y para chasis de

piezas de automóviles (como los tubos de escape),

automóviles o camiones. Estos laminados en caliente

cerrajería, herramientas, engranajes, anclajes, pernos de

también sirven como entrada para la producción de

maquinaria... También cuenta con otras aplicaciones en el

laminados en frío.

ámbito sanitario y el de la edificación.

4 | Aplicaciones

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEFORMACIÓN EN CALIENTE Ventajas: - Los esfuerzos de fluencia son bajos.

- Los requerimientos de potencia son bajos.

- La ductilidad del material es alta.

- Se pueden realizar grandes deformaciones.

Desventajas: - Se requiere mucha energía para el calentamiento.

- La oxidación afecta el acabado superficial.

- Variaciones de temperatura, - Tolerancias dimensionales altas.

- Propiedades menos definidas.

DEFORMACIÓN EN FRÍO Ventajas: - Las propiedades de la pieza se controlan con exactitud.

- Se puede obtener una resistencia elevada.

- Se obtienen dimensionalmente tolerancias más cerradas.

- Mejor acabado superficial.

- La lubricación es más fácil.

Desventajas: - Los esfuerzos de fluencia son altos.

- Las presiones en la herramienta son altas.

- La ductilidad de los materiales es limitada.

- Se restringe la complejidad de formas que se pueden producir.

5 | Ventajas y desventajas

INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN VERNIER: El vernier o también conocido como pie de rey, es un instrumento de medición que fue diseñado para medir con una gran precisión cualquier tipo de objeto, ya sea que tenga superficies internas, externas y/o profundidades.

Características: Son instrumentos de alta precisión, que se utilizan cuando se necesita hacer mediciones en diferentes superficies. Fácil lectura, tienen cuerpo de acero inoxidable templado, superficies de medición facetadas con temple especial, cursor monobloque con tornillo de fijación en milímetros y pulgadas. Ideales para profesionales que no dejan de lado la precisión y la calidad.

Usos: Sirve para medir desde centímetros hasta fracciones de milímetros en elementos pequeños o delgados como tornillos, orificios, láminas, pequeños objetos, tubulares, etc.

6 | Vernier

PARTES:

INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN RELOJ COMPARADOR: Es un instrumento para medir longitudes y formas, mediante medida diferencial (por comparación). Los pequeños desplazamientos de la punta de palpación son amplificados mecánicamente y se transmiten a una aguja indicadora.

Características: También es llamado comparador de esfera. Puede llegar a ser tan preciso tanto en centésimas como en milésimas de pulgada. Su funcionamiento se basa continuar el movimiento de la aguja del reloj, la cual debe ser circular, y no lineal, como se puede mostrar a un inicio.

Usos: Sirve para verificar piezas y comparar sus diferenciales, lo cual es clave en talleres e industrias para constatar que las piezas cumplen con las condiciones apropiadas de fabricación o para ser usadas. Mide planitud, circularidad, cilindricidad, esfericidad, desviaciones, etc.

7 | Reloj comparador

PARTES:

INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN CINTA MÉTRICA: Es un instrumento de medida que consiste en una cinta flexible graduada y que se puede enrollar, haciendo que el trabajo sea más fácil. También con ella se pueden medir líneas y superficies curvas.​ Características: También es llamada flexómetros o huincha de medir. Las unidades en las cintas métricas variarán de acuerdo a la región o bien al tipo de cinta adquirida de acuerdo a la actividad que se realice. Son consideradas herramientas manuales de uso indispensable, ya que se necesitan en todo momento, para diversas actividades.

Usos: Es un instrumento muy utilizado en la construcción desde tiempos antiguos, debido a que resultan indispensables para medir longitudes rectas o curvas antes de comenzar cualquier trabajo de carpintería, albañilería o decoración.

8 | Cinta métrica

PARTES:

INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN ESCUADRA GRADUADA: Es una plantilla con forma de triángulo rectángulo isósceles, con un ángulo de 90º y dos de 45º, utilizada generalmente, en dibujo técnico, razón por la cual pocas veces contienen la escala gráfica; exceptuando cuando se conciben como herramienta de medición.

Características: Se utilizan comúnmente acompañadas de otros instrumentos como las reglas o el cartabón, para facilitar el manejo de la misma. Puede variar en materiales, formas y tamaños, así como también puede tener biseles en los cantos. Todas las escuadras poseen un ángulo de 90° y dos de 45°.

Usos: Su uso no se limita únicamente al área de dibujo técnico, también puede darse en oficios como la albañilería u otros labores donde el trazado de líneas y guías es importante. También sus versiones más pequeñas se utilizan a nivel educativo para su uso en asignaturas escolares como geometría.

9 | Escuadra graduada

PARTES:

PROCESOS DE MECANIZADO MEDIANTE EL USO DEL TORNO Se denomina torno a un conjunto de máquinas y

Torno copiador: Es un tipo de torno que operando con un

herramientas que permiten mecanizar, roscar, cortar,

dispositivo hidráulico y electrónico permite el torneado de

trapeciar, cilindrar, desbastar y ranurar piezas de forma

piezas mediante una plantilla.

geométrica por revolución.

Torno vertical: Es una variedad de torno diseñado para TIPOS:

mecanizar piezas de gran tamaño, que van sujetas al plato de garras u otros operadores y que por sus dimensiones o peso

Torno horizontal o paralelo: Es una máquina herramienta

harían difícil su fijación en un torno horizontal.

que permite transformar un sólido cualquiera un una pieza o cuerpo bien definido en cuanto a su forma y

Torno automático: Es un tipo de torno cuyo proceso de trabajo

dimensiones. Para ello, hace girar dicho sólido alrededor

está enteramente automatizado. La alimentación de la barra

del eje de simetría de la forma buscada y arranca material

necesaria para cada pieza se hace también de forma automática,

en forma de viruta y periféricamente.

a partir de una barra larga que se inserta por un tubo que tiene el cabezal y se sujeta mediante pinzas de apriete hidráulico.

Torno revólver: Es diseñado para mecanizar piezas sobre las que sea posible el trabajo simultáneo de varias

Torno CNC: Es un tipo de torno operado mediante control

herramientas con el fin de disminuir el tiempo total de

numérico por computadora. Se caracteriza por ser una máquina

mecanizado.

herramienta muy eficaz para mecanizar piezas de revolución. Es una máquina ideal para el trabajo en serie y mecanizado de

10 | Tipos de torno

piezas complejas.

USOS Y FUNCIONES DE LOS TORNOS El torno es una herramienta muy versátil que se utiliza en la industria metalúrgica para el mecanizado de metales.

Estas máquinas están diseñadas para mecanizar, roscar, cortar, trapeciar, agujerear, cilindrar desbastar y ranurar, así como lijar y pulir piezas de forma geométrica.

Los materiales con los que se pueden mecanizar piezas en los tornos son muy diversos. Van desde los de más dureza como el acero o el hierro de fundición, hasta los más blandos como el bronce o el latón. Se pueden tornear hasta los más plásticos como el nailon o el grilón.

Los tornos han sido siempre necesarios por diversas razones. Si bien su uso tiene origen desde la antigüedad, es importante destacar que con la Revolución Industrial el desarrollo de esta herramienta fue notorio. Para muchos procesos industriales es un tipo de maquinaria que no debe faltar en las empresas. En lo que mucha gente está segura es que todo avance en el mundo industrial no puede desligarse de máquinas como éstas.

Su aplicación no sólo se limita a procesos industriales complejos como en alfarería para modelar la arcilla, también existe el torno odontológico, el torno revólver, y el torno que es completamente automático.

Los tornos CNC tienen aplicación en diferentes industrias: fabricantes de maquinaria, industria automotriz, producción de muebles, industria petrolera, industria médica, incluso para la fabricación de tuberías para el transporte del agua.

11 | Usos y funciones

CARACTERÍSTICAS Y APLICACIONES DE LOS TORNOS El torno es una maquina herramienta en la cual la pieza que se va a mecanizar tiene un movimiento de rotación alrededor del eje, así pues el torno verifica el movimiento de corte y la pieza el avance. Todos los tornos desprenden viruta de las piezas que giran sobre su eje de rotación, porque lo que su trabajo se distinguirá por lo que la superficie generada será circular, teniendo como centro su eje de rotación, en el torno de manera regular se pueden realizar trabajos de desbastado o acabados de las siguientes superficies: Cilíndricas interiores, exteriores.

Cónicas interiores, exteriores.

Curvas o semiesféricas.

Irregulares pero de acuerdo a un centro de rotación.

Se pueden realizar trabajos especiales como: Tallado de roscas Realización de barrenos Realización de escariado Moletiado de superficies Corte o tronzado.

12 | Características y aplicaciones

PROCESOS DE MECANIZADO MEDIANTE EL USO DE LA RECTIFICADORA La rectificadora es una máquina herramienta, utilizada

Rectificadoras universales: Se utilizan para todo tipo de

para realizar mecanizados por abrasión, con mayor

rectificados en diámetros exteriores de ejes. Son máquinas de

precisión dimensional y menores rugosidades que en el

gran envergadura, cuyo cabezal portamuelas tiene un variador

mecanizado por arranque de viruta.

de velocidad para adecuarlo a las características de la muela que lleva incorporada.

TIPOS: Rectificadoras CNC: Estas máquinas fueron consecuencia del Rectificadoras cilíndricas: En estas máquinas, la pieza y la

avance tecnológico. Son máquinas que realizan el mismo

rueda giran simultáneamente, dejando acabados tipo

procedimiento, solo que su control es computarizado.

espejo. Pueden presentarse con o sin centro, es decir, la pieza no se sujeta durante la rectificación y por lo tanto,

Rectificadoras sin centros: Se utilizan para el rectificado de

no se necesita un contra taladro o un mecanismo de

pequeñas piezas cilíndricas, como bulones, casquillos, pasadores,

fijación en los extremos.

etc. Permite automatizar la alimentación de las piezas, facilitando el funcionamiento continuo y la producción de

Rectificadoras planeadoras o tangenciales: Constan de un cabezal provisto de una muela y un carro longitudinal que se mueve en vaivén, en el que se coloca la pieza a rectificar. También puede colocarse sobre una plataforma magnética.

13 | Tipos de rectificadoras

grandes series de la misma pieza.

USOS Y FUNCIONES DE LAS RECTIFICADORAS La operación de rectificado exige, para obtener una gran precisión geométrica y dimensional, precauciones particulares por parte del operario como regular el acercamiento de la muela, el reglaje de los recorridos, el diamantado y el modo de empleo de las muelas, recomendando: - Montar la muela adecuada en la máquina.

- Balancear la muela El fundamento de la función de las rectificadoras es la abrasión, uno de los tres procesos empleados para eliminar material sobrante de una pieza. La abrasión consiste en la eliminación de partículas y modelado gracias al roce y desgaste, este proceso es especialmente tenue en las rectificadoras por lo que recibe el nombre rectificado, ideal para retirar pocas rugosidades o partículas y realizar preferiblemente acabados y no modelados. Es por ello que las rectificadoras son empleadas para dar los toques finales a las piezas, al final de otros procesos.

Las rectificadoras logran su función abrasiva gracias a una muela abrasiva, que consiste en un disco grande y resistente; la cual puede estar constituida por granos de diferentes diámetros y materiales dependiendo del material con el que se va a laborar. Algunas muelas son de cuarzo, otras de carburo de silicio, otros de mezclas especiales e aglutinantes, todas son para funciones diferentes y pueden cambiarse fácilmente.

14 | Usos y funciones

CARACTERÍSTICAS Y APLICACIONES DE LAS RECTIFICADORAS Las piezas que se rectifican son principalmente de acero endurecido mediante tratamiento térmico. Para el rectificado se utilizan discos abrasivos robustos, llamados muelas. El rectificado se aplica después de que la pieza se ha sometido a otras máquinas herramientas que le han quitado las impurezas mayores, dejando solamente un pequeño excedente de material para ser eliminado por la rectificadora con precisión. A veces, a una operación de rectificado le siguen otras de pulido y lapeado, como por ejemplo en la fabricación de cristales para lentes.

Suele utilizarse en la etapa final de fabricación, tras el torneado o fresado, para mejorar la tolerancia dimensional y el acabado superficial del producto.

Las rectificadoras son entonces maquinarias industriales especialmente útiles para realizar pulidos y acabados de piezas de alta calidad, con excelente precisión gracias a su excelente manejo de rieles y su muela específicamente seleccionada según el material y la función a realizar. Sus diferentes tipos destinado a variedades de piezas y ángulos le conceden una gran multiplicidad de tareas dependiendo del ámbito donde se emplee, por lo que son herramientas muy útiles para tener al final de un proceso industrial.

15 | Características y aplicaciones