La Termodinámica en el Corte de Metales

1. 1
República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior
Instituto Universitario Politécnico "Santiago Mariño"
Escuela 45 Sección "S"
Especialidad: Ingeniería Industrial
Puerto Ordaz-Edo. Bolívar
Profesor: Bachilleres:
Alcides Cádiz Brito Rosmaris
Argelis Jiménez
Vanessa Saracual
Ciudad Guayana; Enero del 2017

2. 2
Índice
Contenido: Pág.
Introducción………………………………………………………………………...3
1.La Termodinámica en el Corte de Metales, Mediante el uso de
Herramientas de Corte, donde Existe Desprendimiento de
Viruta.………………………………………………………………………………..4
 Proceso de Corte……..……………………………..……………….4
 Clasificación de las Herramientas de Corte………………………4
 Desprendimiento de una Viruta………………………………….4-5
 Viruta…………………………………………………………………..5
 Tipo de Viruta……………………………………………………5,6-7
 Fluidos de Corte…………………………………………………7,8-9
 Seguridad Industrial en el Departamento de Virutas en el
Proceso de Manufactura ………………………………………..9-10
2. Importancia de las Variables de Corte, Calor, Energía y Temperatura
Presentes…………………………………………………………………………..10
 Corte………………………………………………………………………...11
 Calor………………………………………………………………………...11
 Temperatura………………………………………………………………..11
 Energía……………………………………………………………………...12
3. El uso de las Tablas Físicas Químicas asociadas a la Termodinámica
de Corte de Metales………………………………………………………….12-13
Conclusión………………………………………………………………………...14
Bibliografía…………………………………………………………….................15
Anexos………………………………………………………………………….16-17

3. 3
Introducción
El objetivo principal de desarrollar este trabajo es adquirir el conocimiento
fundamental de la Termodinámica en el Corte de los materiales, mediante el
uso de Herramientas de Corte donde existe desprendimiento de Viruta.
La Termodinámica es el estudio del comportamiento de la energía
calorífica y la formas en que la energía se trasforma en calor. Nos ayuda a
comprender porque los motores no pueden ser nunca totalmente eficientes y
por qué es imposible enfriar nada hasta el cero absoluto, una temperatura a
que la sustancia no tiene energía calorífica. Los principios de la
Termodinámica se pueden aplicar al diseño de motores, al cálculo de la
energía en reacciones, o a estimar la edad del universo.
La Termodinámica tiene una serie de leyes que dan cuenta de la manera
en que se comportan la energía. La primera de ella es denominada principio
de conservación de la energía, principio que establece que la energía no
puede ser creada ni destruida sino tan solo transformada en otra forma; de
esta manera, el calor no es sino una forma de energía que derivara de otras,
como por ejemplo el trabajo. El mismo establece que existe en un sistema
cerrado un proceso de entropía en aumento, entendiendo por entropía un
proceso de caos en el que la energía se vuelve inutilizable. La termodinámica
también establece que es imposible alcanzar el ceo absoluto en un sistema
mediante un número finito de pasos.
Como en todo proceso industrial, donde se trabaja en como adquirir
cualquier tipo de máquinas, las personas estarán expuesta si no se toman
las precauciones adecuadas, por tal razón se definieron algunas
generalidades de seguridad industrial al momento de trabaja con viruta.

4. 4
1. La Termodinámica en el Corte de Materiales, Mediante el uso de
Herramientas de Corte, donde existe desprendimiento de Viruta.
La acción de la termodinámica en el corte de metales está relacionada con
la acción de calor en los cortes de materiales, y sobre la composición
química que representa el mismo entre algunos materiales.
Procesos de Corte:
Tipo de material que se utiliza herramientas de corte: Metales, Madera,
Plásticos, Compuestos, Cerámicas.
Clasificación
de las
Herramientas de Corte:
 Aceros al Carbono.
 Aceros de Alta Velocidad.
 Aleaciones de Cobalto
Fundido.
 Herramientas Recubiertas.
 Cerámicas con Base Aluminio.
 Nitruro de Boro Cubico.
 Cerámicas con Base de Nitro
de Silicio.
 Diamante.
 Materiales Reforzados con
Tronquitos y Nano-Materiales.

5. 5
Desprendimiento de una Viruta:
Es un proceso de manufactura en el que una herramienta de corte se
utiliza 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 deformación en corte para formar la viruta y exponer la
nueva superficie.
Viruta:
Hoja delgada que se saca con el cepillo u otras herramientas la labor la
madera o los metales, y que sale por lo común, arrollada en espiral.
Se suelen considerar un residuo de las industrias madereras o de metal;
no obstante tiene variadas aplicaciones.
Las virutas de madera, o aserrín se emplean para:
• Elaboración de tablas de madera aglomeradas.
• Embalaje y protección de paquetes.
• Material de aislamiento.
• Compost en jardinería.
• Lecho para mascotas o ganado.
• Las virutas de Metal normalmente se reciclan en nuevo metal.
Tipos de Virutas:
• Virutas Continuas: Las virutas continuas se suelen formar con
materiales dúctiles a grandes velocidades de corte y/o a grandes
ángulos de ataque. La deformación del material se efectúa a los lo

6. 6
largo de una zona de cizallamiento angosto. Las virutas continuas
pueden por fabricación, desarrollar una zona secundaria de corte
en la interface entre la herramienta y la viruta.
A. Buen Acabado Superficial.
• Viruta Borde Acumulado o Recrecido: Consiste en capas de
material de la pieza maquinada, se depositan en forma gradual
sobre la herramienta puede formarse en la punta de la herramienta
durante en corte.
A. Cambia la geometría de la fila de corte.
B. Mal acabado superficial.
C. Borde delgado y estable es favorable reduciendo el desgaste en el
filo.
• Viruta Escalonada o Segmentadas: Las Virutas escalonada
(llamadas también virutas segmentadas o no homogéneas) son
semi-continuas, con zonas de baja y alta deformación por corte.
• Los metales con baja conductividad térmica y resistencia que
disminuye rápidamente con la temperatura, como en titanio,
muestran este comportamiento. Las virutas tienen un aspecto de
diente de sierra.
• Viruta Discontinuas: Las Virutas discontinuas consisten en
segmentos que pueden fijarse o flojamente se suelen formar bajo
las siguientes condiciones:
A. -Materiales frágiles en la pieza, porque no tiene la capacidad para
absorber las grandes deformaciones cortantes que se representan
en el corte.

7. 7
B. -Materiales de la pieza que contienen inclusiones e impurezas
duras, o que tienen estructuras como las láminas de grafito en la
fundición gris.
C. -Velocidades de corte muy bajas o muy altas.
D. -Grandes profundidades de corte.
E. -Ángulos de ataque bajo.
F. -Falta de un fluido de corte eficaz.
G. -Baja rigidez de la máquina herramienta.
• Viruta en Forma de Rizo: En todas las operaciones de corte en los
metales y en los materiales no metálicos, como plástico y madera,
las virutas desarrollan una curvatura al salir de la superficie de la
pieza. También las variables del proceso y las propiedades del
material afectan al formado de rizo de las virutas.
• Viruta de Materiales Dúctiles: Tiene un coeficiente de fricción
considerado alto. En cuanto la herramienta inicia el corte.
Fluidos de Corte:
Los Fluidos de corte se utilizan en la mayoría de las operaciones de
mecanizado por arranque de viruta, para lo que se utilizan aceites,
emulsiones y soluciones.
La mayoría de ellos se encuentran formulados en base a un aceite de
base mineral, vegetal o sintético siendo el primero el más utilizado, pudiendo
llevar varios aditivos (antiespumantes, aditivos extrema presión,
antioxidantes, biácidas, solubilizadores, inhibidores de corrosión.

8. 8
-Características:
• Reducir la Fabricación y el desgaste.
• Redecir las fuerzas y el consumo de energía.
• Refrigerar.
• Lavar y retirar viruta.
• Proteger la superficie maquinada contra la corrosión del ambiente.
-Tipos de Fluidos de Corte:
• Los aceites íntegros.
• Las emulsiones oleosas.
• Las soluciones semi-sintéticos.
• Las soluciones sintéticas.
-Métodos de Aplicación, Fluidos de Corte:
• Por Inundación: Se inyecta el fluido o baja presión sobre la zona de
corte.
• Por Niebla: Se vaporiza el fluido sobre la zona de corte, suministra
fluido a áreas inaccesibles, mejor visibilidad.
• Alta Presión: Mejora la rapidez de remoción de calor, trabaja como
rompedor de virutas.
-Funciones de Fluidos de Corte:
• Lubricación: Reducir el coeficiente de fricción entre la herramienta y
la pieza, y la viruta que está siendo eliminada.

9. 9
• Refrigeración: El fluido debe eliminar el elevado calor que se
produce en la operación de mecanizado.
• Eliminación de Viruta: El fluido debe retirar eficientemente la viruta
lejos de la zona de operación para no interferir en el proceso y
permitir la calidad superficial requerida.
• Protección Frente a la Corrosión: El fluido podría oxidar la pieza, la
herramienta o la máquina, para evitar las formulaciones, incorporan
protectores frente a la corrosión.
Seguridad Industrial en el Desprendimiento de Virutas en el Proceso de
Manufactura:
Tener en cuenta el uso de todas las medidas de seguridad, todo conjunto
de normas, reglamentos, principios, legislación que se establecen a objeto de
evitar los accidentes laborales y enfermedades profesionales en un ambiente
de trabajo.
Proceso mediante el cual se mueve metal para dar forma o acabado de una
pieza. Se utilizan métodos tradicionales como:
 El Taladrado:
Puede definirse con la operación de
producir una perforación cuando se
elimina metal de una masa solida
utilizando una herramienta de corte
llamada broca espiral o helicoidal.

10. 10
 El 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.
 Avellanado:
Es la operación de producir un
ensanchamiento en forma de uso o como
en el extremo de una operación.
 Rimado:
Es la operación de dimensionar y
producir una perforación redonda y lista a
partir de una perforación taladrado o
amadrinada previamente.
 Serrado:
Proceso manual o realizado mediante
máquina.
 Limado:
Es un proceso manual, la forma más
antigua de sacar viruta.
 Torneado:
Es un procedimiento para crear superficie
de revolución por arranque de viruta
 Fresado:
Es un procedimiento consiste en el corte
de material como una herramienta
rotativa que puede tener uno o varios
filos
 Brochado:
Es una máquina herramienta
relativamente moderna y se emplea en
series largas, ya que la brocha en una
herramienta muy cara.

11. 11
2. Importancia de las Variables de Corte, Calor, Energía y Temperaturas
Presentes.
Algunas importantes son:
• Una temperatura excesiva afecta adversamente a la resistencia y
dureza.
• El calor puede inducir daños térmicos a la superficie de la máquina
y está causando daño al material.
• La energía térmica es transmitida parcialmente a la viruta y a la
pieza.
• El calor se propaga desde la zona de origen hasta la herramienta a
través de la conducción.
Corte:
Durante el proceso de maquinado se genera fricción y con ello calor, lo
que puede dañar a los materiales de las herramientas de corte por lo
recomendable utilizan fluidos que disminuye la temperatura de la
herramienta.
Calor:
Es importante tener en cuenta que los cuerpos no tienen calor, sino
energía interna. Cuando una parte de esta energía se transfiere de un
sistema o cuerpo hacia otro que se halla a distintas temperaturas, se habla
de calor.

12. 12
El calor está definido como la forma de energía que se transfiere entre
diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentra
a distintas temperaturas. Sin embargo en termodinámica generalmente el
termino calor significa simplemente transferencia de calor.
La cantidad de energía térmica que traspasa se calcula y se expresa en
calorías.
Temperatura:
Estas variables 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 fuente de concentración de energía calórica que permita realizar
diferentes tipos de aleaciones, y la temperatura aplicada será conformada a
las características de los materiales que se requiera fundir.
Energía:
Está relacionado con la capacidad de generar movimientos o lograr la
trasformación de algo. En el ámbito económico y tecnológico, la energía hace
referencia a un recurso natural u elementos asociados que permiten hacer un
uso industrial.
3. Uso de Tablas Físicas Químicas Asociadas a la Termodinámica de
Corte de Metales.
El uso de las tablas es de vital importancia y que en ellas podemos
observar:

13. 13
 Determinación a que grado de temperatura se pueden trabajar los
corte de una pieza
 Si son buenos conductores del calor y la electricidad. Si casi todos
los óxidos metálicos son sólidos iónicos básicos.
 Si son sólidos maleables y dúctiles.
 Tienden a la forma cationes en solución acuosa.
 Determinar las Capas externas si contienen poco electrones
habituales o menos. A veces, sobre toda para todos los metales,
estos efectos auxiliares son más importantes.
Tabla

14. 14
Conclusión
Al finalizar este trabajo perfectamente podemos adquirí estudios,
conocimientos sobre el tema de este trabajo. El ingeniero industrial tiene
diferentes conocimientos y objetivos para así establecer normas de calidad,
en la planificación de cualquier trabajo como es en este caso; hablamos de
los procesos de corte de virutas, el uso de las herramientas y como
manipularlas adecuadamente, entre otros puntos más explicativos que se
presentaron en el desarrollo del trabajo.
En la ingeniería industrial los procesos de manufactura se basan en las
transformaciones de los materiales para obtener los mismos o diferentes
características de fabricación.
Principalmente se realiza como fin tener ideas suficientemente claras sobre
todo los puntos a tratar en el desarrollo del presente trabajo.

15. 15
Bibliografía
Ing. Pérez López; Ing. Montes de Oca Moran; “Manual de Prácticas para
Asignaturas, Manufactura Industrial II” Ingeniera Industrial, editorial:
UPIICSA-INP, enero del 2002.
Martino. R.L.; Sistema Integrados de Fabricación; Ed. Limusa – Noriega,
México, 1990.
Boon, G.K.; Mercado, Automatización Flexible, en la Industria; E.D.
Limusa – Noriega, México, 1990.
http://www.mundohvacr.com.mx/mundo/2009/05/aceites-lubricantes-para-
refrigeracion/
http://www.monografias.com/trabajos104/mecanizado-fundamentos-y-
herramientas/mecanizado-fundamentos-y-herramientas.shtml
http://es.slideshare.net/GMaTorres/termodinamica-en-el-corte
http://www.istas.net/risctox/gestion/estructuras/_3087.pdf
http://www.comunidadindustrial.com/viewtopic.php?t=3474
http://www.boletinagrario.com/ap-6,viruta,261.html
https://todoingenieriaindustrial.wordpress.com/procesos-de-fabricacion/3-3-
desprendimiento-de-viruta-por-maquinado-convencional-y-cnc/

16. 16
Anexos
Viruta
Termodinámica

17. 17
Procesos de Corte
Herramientas de Corte