S11.s1 Material.pdf OUPI

1. OPERACIONES UNITARIAS Y
PROCESOS INDUSTRIALES
Semana 11
Ing. Juan Toledo Guerra

2. ¿Antes de plantear el tratamiento del agua
residual industrial, que tenemos que realizar?

3. Al finalizar la sesión, el estudiante explica el proceso de
mecanizado, en el análisis de los procesos industriales.
Logro de aprendizaje

4. IMPORTANCIA…..

5. Estos son procesos muy
importantes para la industria ya
que permiten fabricar piezas y
herramientas necesarias en la
creación de productos.

6. ¿ MECANIZADO?

7. El mecanizado es el conjunto de procesos (corte, marcado,
prensado, agujereado, etc.) realizados en una pieza de
materia prima (generalmente metálica, pero también puede
ser de cerámica, madera o plástico, entre otros) para darle
una forma y tamaño final deseados limando el material
sobrante de forma controlada.

8. MOVIMIENTOS DEL MECANIZADO
En el mecanizado intervienen los siguientes movimientos:
El movimiento de trabajo, la pieza que gira sobre su
eje realizando un movimiento de rotación denominado.
El movimiento principal o de corte o de penetración
que es el que elimina el material de la pieza (ya sea
cortando, agujereando, etc.).
El movimiento de avance, que es el que dirige la
trayectoria de la pieza mientras se lleva a cabo el
movimiento principal.

9. TIPOS DE MECANIZADO CONVENCIONAL
El mecanizado convencional se divide en dos tipos: el mecanizado por
abrasión y el mecanizado por arranque de viruta.
El mecanizado por abrasión desgasta la pieza en pequeñas cantidades
desprendiendo partículas de material (a menudo incandescente) logrando así
eliminar el material sobrante.

10. TIPOS DE MECANIZADO CONVENCIONAL
El mecanizado convencional se divide en dos tipos: el mecanizado por
abrasión y el mecanizado por arranque de viruta.
El mecanizado por arranque de viruta arranca o corta el material de una
pieza con una herramienta dando lugar a un desperdicio, que también se
llama viruta, que se separa de la pieza con la misma herramienta.

11. MECANIZADO CONVENCIONAL
Sus ventajas principales son:
Alta precisión (baja tolerancia)
Posibilidad de realizar amplia variedad de formas
No varía la microestructura del material, que conserva sus
propiedades mecánicas
Logra una buena textura en el acabado
El proceso es fácil de automatizar
Requiere poco tiempo de preparación
Se puede hacer con pocas herramientas

12. MECANIZADO CONVENCIONAL
Sus principales desventajas son:
Genera material desperdiciado que a veces es difícil de reciclar
Requiere el uso de más energía
Requiere más tiempo de producción
El tamaño de las piezas está limitado al que permite la máquina-herramienta
Es menos económico en tamaños de lote elevados.

13. TIPOS DE MECANIZADO NO CONVENCIONAL
Se trata de tipos de mecanizado aparte del mecanizado por arranque
de viruta y por abrasión. Algunos ejemplos son:
Mecanizado por electroerosión
Mecanizado por ultrasonidos
Mecanizado por chorro de agua
Mecanizado por chorro de agua abrasivo
Mecanizado electroquímico
Mecanizado químico

14. Procesos de mecanizado
Los tres procesos principales de mecanizado son torneado, taladrado y
fresado, aunque también podemos incluir otras operaciones como el
perfilado, el cepillado, el aserrado, y el escariado

15. Operaciones de mecanizado: Torneado
Consiste en rotar la pieza de trabajo como principal movimiento, y se
realiza generalmente en los tornos (la máquina es la que hace el
movimiento de avance, al sujetar en el cabezal o fijar la pieza entre los
puntos de centraje, y también la que hace el movimiento de corte con una o
varias herramientas, que son empujadas hacia la superficie de la pieza).

16. OPERACIONES DE MECANIZADO: FRESADO
Consiste en hacer o pulir agujeros mediante el movimiento de una
herramienta rotativa de varios filos de corte denominada fresa (que es la
que hace el movimiento de corte, mientras que la pieza hace el movimiento
de avance, fijada sobre la mesa). El fresado se lleva a cabo generalmente
con fresadoras, pero también puede hacerse con tornos o taladros.

17. OPERACIONES DE MECANIZADO: TALADRO
Es una operación en la que una broca hace o pule agujeros de su mismo
diámetro y de la profundidad deseada (la pieza es la que hace el
movimiento de corte, giratorio, y también la que hace el movimiento de
avance, linealmente). El taladrado suele hacerse mediante fresadoras,
taladros o tornos.

18. CONCEPTOS BÁSICOS
Pieza de trabajo
Material que se pretende dar forma.
Herramienta
Dispositivo de carga externa al material. Utiliza el
principio de corte con cuña, forma elemental y básica
de la herramienta.
Viruta
Material eliminado durante el proceso, con el fin de
darle forma a la pieza de trabajo.
Acabado superficial
Indica el grado de calidad de la superficie maquinada.
tolerancia oscila alrededor de 3 𝑚𝑚 las dos
primeras piezas y la tercera ±0, 13 𝑚𝑚.

19. MATERIALES MECANIZABLES
Metales
• La mayoría de metales y aleaciones pueden conformarse por arranque de
material
• Algunas ocasiones es necesario aplicarle a estos un tratamiento térmico previo
Polímeros
• Plásticos y compuestos plásticos
Cerámicos
• Preferiblemente se les aplica el mecanizado abrasivo
• Con bases de oxido de aluminio y con base de oxido de silicio.

20. FACTORES PARA SELECCIONAR MAQUINADO ADECUADO

21. CARACTERÍSTICAS PARA LA
MAQUINABILIDAD DE LOS METALES
 Duración del afilado de la herramienta.
 Velocidad de corte que debe aplicarse.
 Fuerza de corte en la herramienta / potencia.
 Trabajo de corte.
 Temperatura de corte.
 Producción de viruta.
 Acabado superficial.

22. FACTORES QUE AFECTAN LA MAQUINABILIDAD
MATERIAL DE LA PIEZA
Composición química del
material.
Tipo de microestructura.
Inclusiones.
Dureza y resistencia.
Ductilidad y acritud.
Tamaño del grano.
Conductividad térmica.
Presencia de aditivos libres.
CONDICIONES DE CORTE
Arista de corte.
Portaherramienta.
Máquina herramienta.
Operación.
Régimen de corte

23. PROCESO DE ARRANQUE DE MATERIAL POR MEDIO DE
CUCHILLAS
.

24. FORMACIÓN DE VIRUTA
El arranque de viruta ocurre cuando el filo de la herramienta de corte produce
primeramente la deformación elástica de la parte del material que se convertirá en
viruta, surgiendo grandes tensiones a medida que se acerca la herramienta.
Cuando estas tensiones superan el límite elástico del material ocurre la separación
de una capa del mismo en forma de viruta producto de la deformación plástica de
éste.

25. FORMACIÓN DE VIRUTA
La forma de la viruta depende de la velocidad de corte, del tipo de
herramienta, del material de trabajo, de la dirección de la fuerza, de la
profundidad de corte y del avance.

26. TIPOS DE VIRUTAS
Continuas
Se presentan cuando el material es ductil, a velocidades altas con avances y profunidades
pequeñas y no se rompe facilmente. Mejor acabado superficial.
Discontinua
Las virutas se rompen con relativa facilidad cuando el material es fragil (hierro fundido), es a
bajas velocidades.

27. TIPOS DE VIRUTAS
Continuas con acumulación de borde
Cuando se maquinan materiales dúctiles a velocidades
bajas o medias, por fricción se adhiere porciones de
material en la herramienta.
Viruta dentada
Son virutas discontinuas que tienen una apariencia de
diente de sierra, este tipo de viruta se genera en
materiales dificiles de maquinar (aleaciones de titanio,
superaleaciones de niquel y aceros inoxidables
austeniticos

28. ¿Torneado ?
https://www.youtube.com/watch?v=_fSakYlWCfQ

29. Es un proceso de maquinado en el cual una herramienta de una sola
punta remueve material de la superficie de una pieza de trabajo
cilíndrica en rotación, la herramienta avanza linealmente y en una
dirección paralela al eje de rotación.
El torneado se lleva a cabo tradicionalmente en una máquina
herramienta llamada torno.

30. Es una de las máquinas herramienta más importantes en la
industria del mecanizado de las piezas. Un torno es un
dispositivo en el cual se hace girar la pieza de trabajo contra
una herramienta cortante. A medida que la herramienta
cortante se mueve longitudinal y transversalmente respecto
al eje de la pieza de trabajo, se genera la forma de la pieza
de trabajo.
TORNO

31. TIPOS DE TORNO

32. Torno paralelo
Es una máquina que solo tiene dos ejes de movimiento, mediante el carro:
- Longitudinal que desplaza las herramientas a la pieza: produce torneados cilíndricos
- carro transversal que se desplaza de forma perpendicular al eje de simetría de la
pieza, para realizar la operación denominada refrentado.
Lo característico de este tipo de torno es que se pueden realizar en él mismo, todo tipo
de tareas propias del torneado, ya sea taladrado, cilindrado, refrentado, roscado,
conos, ranurado, escariado y moleteado entre otros.

33. Torno Vertical
Su eje esta dispuesto verticalmente y el plato
giratorio sobre un plano horizontal, lo que
facilita el montaje de las piezas voluminosas
y pesadas.
En los tornos verticales no se pueden mecanizar
ejes que vayan fijados entre puntos, porque
carecen de contrapunto, así que solamente se
mecanizan aquellas piezas que van sujetas
con garras adecuadas o con otros sistemas de
fijación al plato.

34. Torno Copiador
Es operado con un dispositivo hidráulico y permite el mecanizado de piezas
repetidas, siguiendo el perfil de una plantilla de acuerdo a las características
de la misma, que reproduce el perfil de la pieza. Este tipo de tornos, se utiliza
principalmente para el torneado de ejes de acero, que tienen diferentes
escalones de diámetros, que han sido previamente forjados y que tienen
poco material excedente.

35. Torno Revolver
Es posible trabajar varias herramientas en forma secuencial rápida, con
el fin de disminuir el tiempo total de mecanizado. La característica
principal del torno revolver, es que lleva un carro con la torreta giratoria
de forma hexagonal que ataca frontalmente a la pieza que se quiere
mecanizar, donde se insertan las diferentes herramientas que conforman
el mecanizado de la pieza. Cada una de estas herramientas está
controlada con un tope de final de carrera. También dispone de un carro
transversal, donde se colocan las herramientas de segar, perfilar,
ranurar, etc.

36. Torno CNC
Es un torno operado por computadora. Se caracteriza por ser una máquina
herramienta muy eficaz para el trabajo en serie y mecanizado de piezas
complejas. Las herramientas van sujetas en un cabezal en número de seis
u ocho mediante unos portaherramientas especialmente diseñados para
cada máquina las cuales entran en funcionamiento de forma programada, y
permite a los carros horizontal y transversal trabajar de forma
independiente y coordinada, con lo que es fácil mecanizar ejes cónicos o
esféricos, así como el mecanizado integral de piezas complejas.

37. Partes del Torno
En un torno paralelo se puede distinguir cuatro partes principales:
 La bancada
 El cabezal y cabezal móvil
 El contrapunto
 Los carros de movimiento de la herramienta
 La caja Norton de control de velocidades
https://www.youtube.com/watch?v=hVNoWkm_dd0

38. Bancada
Es la estructura que sirve para soportar a toda la máquina en
general, sobre la bancada van los demás componentes que son
necesarios para correcto funcionamiento de una máquina de torno.
Las bancadas de torno están diseñadas para soportar fuertes grados
de vibración, además de absorberlas o disiparlas, con el objetivo de
conseguir el mejor mecanizado posible de la pieza maquinada.

39. Cabezales fijos
Los cabezales fijos son los engranajes que ejercen fuerza
permitiendo el impulso de la pieza y con ellas las unidades de
avance. Entre estos componentes se encuentran el huesillo, el motor,
el selector de velocidad, el de unidad de avance y el sentido de
avance. Esta fuerza ejercida es la encargada de sujetar
fuertemente la pieza de trabajo, como también se encarga de girar
la pieza para mecanizar.

40. Cabezal móvil
Este tipo de cabezal tiene múltiples funciones, se encarga muchas veces de
sujetar y mantener la estabilidad de las piezas que poseen grandes dimensiones.
Así se evita que puedan ocurrir imperfecciones al momento de realizar un
torneado.

41. Contrapunto
Es la herramienta que se usa como soporte del otro extremo de la pieza de
trabajo, pero también sostiene múltiples accesorios de cortes, como son: las
brocas, machuelos y escariadores. Se encuentra ubicado en el cabezal
móvil.

42. Caja Norton
Se regulan e indican las velocidades o revoluciones de giro del plato, por
medio de las palancas de acción. En su interior esta caja esta conformada
por engranajes, fajas y poleas, estos componentes permiten que se pueda
fijar la velocidad exacta en la que se desea trabajar.

43. Husillo
Se le conoce como eje del torno. Este es un tornillo que posee la característica
de ser bastante largo y ancho. Es la herramienta clave que permite el
desplazamiento de los tipos de carros. Por otro lado es una pieza de forma
tubular, tiene dos extremos que en uno de ellos se encuentra conectado a una
polea, mientras que el otro esta conectado en el plato.

44. Hoy hemos aprendido ………….