1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
ESCUELA: INGENIERÍA INDUSTRIAL (45-S)
MATERIA: PROCESO DE MANUFACTURAS
Integrantes:
Blanca Yerlys;
Marcano Legna;
Puerto Ordaz; Junio del 2014

2. INTRODUCCIÓN
En la actualidad, los procesos de fabricación mediante el mecanizado de
piezas constituyen uno de los procedimientos más comunes en la industria
metalmecánica para la obtención de elementos y estructuras con diversidad de
formas materiales y geometrías con elevado nivel de precisión y calidad.
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.
El presente trabajo tiene como finalidad conocer donde existe
desprendimiento de viruta mediante el uso de herramientas de corte, en la la
termodinámica en el corte de metales, la importancia de las variables de corte,
calor, energía y temperatura en el proceso de manufactura, y la seguridad
industrial y el desprendimiento de virutas en el proceso de manufactura.
2

3. 1.- La termodinámica en el corte de metales, mediante el uso de
herramientas de corte, donde existe desprendimiento de viruta.
El objetivo fundamental en los Procesos de Manufactura por Arranque de
Viruta es obtener piezas de configuración geométrica requerida y acabado
deseado. La operación consiste en arrancar de la pieza bruta el excedente del
metal por medio de herramientas de corte y maquinas adecuadas. Los conceptos
principales que intervienen en el proceso son los siguientes: metal sobrante,
profundidad de corte, velocidad de avance y velocidad de corte. En la actualidad,
los procesos de fabricación mediante el mecanizado de piezas constituyen uno de
los procedimientos más comunes en la industria metalmecánica para la obtención
de elementos y estructuras con diversidad de formas materiales y geometrías con
elevado nivel de precisión y calidad.
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 interfaces herramienta-viruta y herramienta-material de trabajo.
Una herramienta de corte: es el elemento utilizado para extraer material de
una pieza cuando se quiere llevar a cabo un proceso de mecanizado. Hay muchos
tipos para cada máquina, pero todas se basan en un proceso de arranque
de viruta. Es decir, al haber una elevada diferencia de velocidades entre la
herramienta y la pieza, al entrar en contacto la arista de corte con la pieza, se
arranca el material y se desprende la viruta.
Metal sobrante (sobre espesor): Es la cantidad de material que debe ser
arrancado de la pieza en bruto, hasta conseguir la configuración geométrica y
dimensiones, precisión y acabados requeridos. La elaboración de piezas es
importante, si se tiene una cantidad excesiva del material sobrante, originará un
3

4. mayor tiempo de maquinado, un mayor desperdicio de material y como
consecuencia aumentará el costo de fabricación. .
Profundidad de Corte: Se denomina profundidad de corte a la profundidad
de la capa arrancada de la superficie de la pieza en una pasada de la herramienta;
generalmente se designa con la letra" t" Y se mide en milímetros en sentido
perpendicular; En las maquillas donde el movimiento de la pieza es giratorio
(Torneado y Rectificado) o de la herramienta, la profundidad de corte se determina
según la fórmula:
En donde:
Di = Diámetro inicial de la pieza (mm). DF = Diámetro final de la pieza (mm).
En el caso de trabajar superficies planas (Fresado, Cepillado y Rectificado de
superficies planas), la profundidad de corte se obtiene de la siguiente forma:
T = E - e (mm)
En donde:
E = espesor inicial de la pieza
e = espesor final de la pieza (mm). .
Velocidad de avance: Se entiende por Avance al movimiento de la
herramienta respecto a la pieza o de esta última respecto a la herramienta en un
periodo de tiempo determinado. El Avance se designa generalmente por la letra"
s" y se mide en milímetros por una revolución del eje del cabezal o porta-
herramienta, y en algunos casos en milímetros por minuto.
Velocidad de corte: Es la distancia que recorre el "filo de corte de la
herramienta al pasar en dirección del movimiento principal (Movimiento de Corte)
respecto a la superficie que se trabaja: El movimiento que se origina, la velocidad
de corte puede ser rotativo o alternativo; en el primer caso, la velocidad de, corte o
4

5. velocidad lineal relativa entre pieza y herramienta corresponde a la velocidad
tangencial en la zona que se esta efectuando el desprendimiento de la viruta, es
decir, donde entran en contacto herramienta y, pieza y debe irse en el punto
desfavorable. En el segundo caso, la velocidad relativa en un instante dado es la
misma en cualquier punto de la pieza o la herramienta. "En el caso de maquinas
con movimiento giratorio (Tomo, Taladro, Fresadora, etc.), la velocidad de corte
esta dada por:
(m/min) ó (ft/min)
En donde:
D = diámetro correspondiente al punto más desfavorable (m).
n = número de revoluciones por minuto a que gira la pieza o la herramienta.
Para máquinas con movimiento alternativo (Cepillos, Escoplos, Brochadoras, etc.),
la velocidad de corte corresponde a la velocidad media y esta dada por:
En donde:
L = distancia recorrida por la herramienta o la pieza (m).
T = tiempo necesario para recorrer la distancia L (min.).
Mecanizado sin arranque de viruta: Todas las piezas metálicas, excepto
las fundidas, en algún momento de su fabricación han estado sometidas a una
operación al menos de conformado de metales, y con frecuencia se necesitan
varias operaciones diferentes. Así, el acero que se utiliza en la fabricación de
tubos para la construcción de sillas se forja, se lamina en caliente varias veces, se
lamina en frío hasta transformarlo en chapa, se corta en tiras, se le da en frío la
forma tubular, se suelda, se maquina en soldadura y, a veces, también se estira
en frío. Esto, aparte de todos los tratamientos subsidiarios. La teoría del
conformado de metales puede ayudar a determinar la forma de utilizar las
máquinas de la manera más eficiente posible, así como a mejorar la productividad.
5

6. Mecanizado por abrasión: El material es arrancado o cortado con una
herramienta dando lugar a un desperdicio o viruta. La herramienta consta,
generalmente, de uno o varios filos o cuchillas que separan la viruta de la pieza en
cada pasada. En el mecanizado por arranque de viruta se dan procesos
de desbaste (eliminación de mucho material con poca precisión; proceso
intermedio) y de acabado (eliminación de poco material con mucha precisión;
proceso final cuyo objetivo es el de dar el acabado superficial que se requiera a
las distintas superficies de la pieza). Sin embargo, tiene una limitación física: no se
puede eliminar todo el material que se quiera porque llega un momento en que el
esfuerzo para apretar la herramienta contra la pieza es tan liviano que la
herramienta no penetra y no se llega a extraer viruta.
Movimientos de corte: En el proceso de mecanizado por arranque de
material intervienen dos movimientos:
• Movimiento principal: es el responsable de la eliminación del material.
• Movimiento de avance: es el responsable del arranque continuo del material,
marcando la trayectoria que debe seguir la herramienta en tal fin. Cada uno
de estos dos movimientos lo puede tener la pieza o la herramienta según el
tipo de mecanizado
6

7. Mecanizado manual: Es el realizado por una persona con herramientas
exclusivamente manuales: sierra, lima, cincel, buril; en estos casos el operario
maquina la pieza utilizando alguna de estas herramientas, empleando para ello su
destreza y fuerza.
Mecanizado con máquina-herramienta: El mecanizado se hace mediante
una máquina herramienta, manual, semiautomática o automática, pero el esfuerzo
de mecanizado es realizado por un equipo mecánico, con los motores y
mecanismos necesarios. Las máquinas herramientas de mecanizado clásicas son:
• Taladro: La pieza es fijada sobre la mesa del taladro, la herramienta,
llamada broca, realiza el movimiento de corte giratorio y de avance lineal,
realizando el mecanizado de un agujero o taladro teóricamente del mismo
diámetro que la broca y de la profundidad deseada.
• Limadora: esta máquina herramienta realiza el mecanizado con una cuchilla
montada sobre la porta herramientas del carnero, que realiza un movimiento
lineal de corte, sobre una pieza fijada la mesa, que tiene el movimiento de
avance perpendicular al movimiento de corte.
• Amortajadora : máquina que arranca material linealmente del interior de un
agujero. El movimiento de corte lo efectúa la herramienta y el de avance la
mesa donde se monta la pieza a mecanizar.
• Cepilladora: de mayor tamaño que la limadora, tiene una mesa deslizante
sobre la que se fija la pieza y que realiza el movimiento de corte
deslizándose longitudinalmente, la cuchilla montada sobre un puente sobre la
mesa se desplaza transversalmente en el movimiento de avance.
• Brochadora : Máquina en la que el movimiento de corte lo realiza una
herramienta brocha de múltiples filos progresivos que van arrancando
material de la pieza con un movimiento lineal.
7

8. • Torno: el torno es la máquina herramienta de mecanizado más difundida,
éstas son en la industria las de uso más general, la pieza se fija en el plato
del torno, que realiza el movimiento de corte girando sobre su eje, la cuchilla
realiza el movimiento de avance eliminando el material en los sitios precisos.
• Fresadora: en la fresadora el movimiento de corte lo tiene la herramienta;
que se denomina fresa, girando sobre su eje, el movimiento de avance lo
tiene la pieza, fijada sobre la mesa de la fresadora que realiza este
movimiento. Es junto al torno la máquina herramienta más universal y
versátil.
2.- Importancia de las variables de corte, calor, energía y temperatura en el
proceso de manufactura.
La importancia de las variables del corte, calor y energía en el proceso de
manufactura radica en sus características las cuales son:
• Una temperatura excesiva afecta adversamente a la resistencia y dureza.
• El calor puede inducir daños térmicos a las superficies de la maquina
causando daño material.
• La energía térmica es transmitida parcialmente a la viruta y la pieza.
• El calor se propaga desde la zona de origen hasta la herramienta a través de
la conducción.
Variable de corte: se usan en un número infinito de formas y tipos. Algunas
son herramientas de un solo filo (una sola arista constante) y, aun el tipo mas
simple, con la mayoría de las artistas cortantes relacionadas una con la otra.
Aunque cualquier formas son necesarias para producir determinadas superficies.
En cualquier caso, ciertas formas de herramientas permiten la eliminación más
eficiente del metal que otras.
8

9. Ventajas económicas:
• Reducción de costos
• Aumento de velocidad de producción
• Reducción de costos de mano de obra
• Reducción de costos de potencia y energía
• Aumento en la calidad de acabado de las piezas producidas.
Características de los líquidos para corte
• Buena capacidad de enfriamiento
• Buena capacidad lubricante
• Resistencia a la herrumbre
• Estabilidad (larga duración sin descomponerse)
• No toxico
• Transparente (permite al operario ver lo que esta haciendo)
• Viscosidad relativa baja (permite que los cuerpos extraños la
sedimentación)
• No inflamable
Variable de calor: en la fundición, la energía se agrega en la forma de calor
modo que la estructura interna del metal se cambia y llega a ser liquida. En este
estado el metal se esfuerza por presión, la cual puede consistir de la sola fuerza
de gravedad, en una cavidad con forma donde se le permite solidificar. Por lo tanto
el cambio de forma se lleva a cabo con el metal en dicha condición en la que la
energía para la forma es principalmente la del calor, y se requiere poca energía en
la fuerza de formación.
El calor dentro de un proceso de manufactura es de gran importancia, puerto
que se requiere para realizar diferentes procesos por ejemplo, si tenemos piezas
9

10. metálicas, o termoplásticos 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 a 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.
Variable de energía: el fenómeno de la energía implica el maquinado, puede
ser conveniente considerar que se necesita en algunos de los otros procesos de
fabricación y entonces ver como difiere el maquinado.
Variable de temperatura: las propiedades al impacto de los metales
depende de la temperatura y para algunos materiales hay un gran cambio de
resistencia a la falla con un cambio relativamente pequeño de temperatura. El
conocimiento relativo a la existencia de este fenómeno puede ser muy importante
en la elección de materiales y en los factores de diseño cuando se va a usar un
producto en temperaturas de servicios cercanas a la temperatura de transición,
debido a que aumenta la posibilidad de falla material, sobre todo ante cambios
bruscos de formas o aun ralladuras producidas por el esmerilado de soldaduras.
Estas variables de temperatura y energía se pueden relacionar 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 conforme a
las características de los materiales que se requiera fundir.
3.- Uso de tablas físicas y químicas asociadas a la termodinámica de corte
de metales.
En la rama de la termodinámica, la química y la física estudia los cambios en
las propiedades microscópicas (como la temperatura, calor y energía) de la
10

11. materia durante procesos y reacciones químicas. Entre los objetivos principales de
la termodinámica están:
• Predecir la cantidad de calor que se puede obtener de una reacción química.
• Predecir si una reacción química puede ocurrir espontáneamente.
A nivel microscópico la química y la física utilizan la teoría de la mecánica
quántica y sus aplicaciones a técnicas de espectroscopia. Se estudian y
describen la estructura, movimiento e interacciones de átomos y moléculas
durante procesos y reacciones químicas. Además, estos estudios microscópicos
hacen posible, por ejemplo, que se puedan describir los mecanismos de las
reacciones químicas.
Las características de cualquier material pueden ser de naturaleza muy
variada tales como la forma, la densidad, la resistencia, el tamaño o la estática.
Las cuales se realizan en el ámbito de la industria. Es difícil establecer
relaciones que definan cuantitativamente la maquinabialidad 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.
4.- Seguridad Industrial y desprendimiento de viruta en el proceso de
Manufactura.
Es todo aquel conjunto de normas, reglamentos, principios, y/o legislación
que se establecen con el objetivo de evitar accidentes laborales y enfermedades
profesionales en un ambiente de trabajo, por lo tanto en todo proceso de
manufactura donde exista desprendimiento de viruta no se esta exento de sufrir
accidentes ocupacional. Uno de los equipos mas comunes en los procesos de
manufactura es el torno y al se utilizado se debe tomar en cuenta las siguientes
generalidades.
11

12. • Los interruptores y las palancas de embrague en 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 liso deben ser protegidos por recubiertas.
• El circuito eléctrico del torno debe ser conectado a tierra. El cuadro eléctrico
que este conectado al torno debe ser provisto de un interruptor diferencial de
sensibilidad adecuada. Es conveniente que las carcasas de protección de los
engranes y transmisiones vayan previstas de interruptores instalados en
serie, que impidan la puesta en marcha del torno cuando las protecciones no
están cerradas.
• Las comprobaciones, mediaciones, correcciones, sustitución de piezas,
herramientas, etc.; deben ser realizadas con el torno completamente parado.
Protección personal
• Para el torneado se utilizaran gafas de protección contra impacto, sobre todo
cuando se mecanizan metales duros frágiles o quebradizos.
• Asimismo, para realizar operaciones de afilado de cuchillas se deberá utilizar
protección ocular. Para evitar en contacto con la viruta.
• Las virutas producidas durante el mecanizado, nunca deben retirarse con la
mano.
• Para retirar las virutas largas se utilizara se utilizara 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.
• Las virutas menudas se retiraran con un cepillo o rastillo adecuado.
• 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.
12

13. • Se usara calzado de seguridad que proteja contra pinchazos y cortes por
virutas y contra caídas de piezas pesadas.
• Es muy peligroso trabajar en el torno con anillos, relojes, pulseras, cadenas al
cuello, corbatas, bufandas o cualquier prenda que cuelgue.
• Asimismo es peligroso llevar cabellos largos y sueltos, deben recogerse bajo
un gorro, lo mismo aplica para la barba larga la cual debe recogerse con una
redecilla.
CONCLUSIONES
El ingeniero industrial observa a la manufactura como un mecanismo para la
transformación de materiales en artículos útiles para la sociedad. También es
considerada como la estructuración y organización de acciones que permiten a un
sistema lograr una tarea determinada.
En el presente trabajo se persiguieron distintos objetivos, dentro de los
cuales conocer el proceso de la termodinámica en el corte de metales, mediante el
uso de herramientas de corte, donde existe desprendimiento de viruta; Importancia
de las variables de corte, calor, energía y temperatura en el proceso de
manufactura; Uso de tablas físicas y químicas asociadas a la termodinámica de
corte de metales.; y Seguridad Industrial y desprendimiento de viruta en el proceso
de Manufactura conociendo el detalle de los distintos tipos de procesos de
manufactura, así como los procesos con arranque de viruta.
13

14. 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
de formación en corte para formar la viruta y exponer la nueva superficie. La viruta
es un fragmento de material residual con forma de lámina curvada o espiral que es
extraído mediante un cepillo u otras herramientas, tales como brocas, al realizar
trabajos de cepillado, desbastado o perforación, sobre madera o metales.
14