termodinamica en el corte de metales - Manufactura

1. INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO SANTIAGO MARIÑO
ESCUELA 45 INGENIERIA INDUSTRIAL
CATEDRA: PROCESO DE MANUFACTURA SECCIÓN “S”
FACILITADOR:
ING. ALCIDES CADIZ
REALIZADO POR:
ANA GIL
ISLEIDIS SALAZAR
NEXY RODRIGUEZ
CIUDAD GUAYANA; NOVIEMBRE 2014

2. INTRODUCCIÓN
Maquinado 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.
El corte de metales se realiza en torno, taladradoras, y fresadoras en otros
procesos ejecutados por máquinas herramientas con el uso de varias
herramientas cortantes. Las partes se producen desprendido metal en forma de
pequeñas virutas. El trabajo central de estas máquinas está en la herramienta
cortante que desprende esas virutas.

3. LA TERMODINÁMICA EN EL CORTE DE METALES, MEDIANTE EL USO DE
HERRAMIENTAS DE CORTE, DONDE EXISTE DESPRENDIMIENTO DE
VIRUTA.
La termodinámica es la ciencia que explica y determina cuanta energía se
puede extraer y con qué eficiencia. Ella se ocupa de la energía y sus
transformaciones en los sistemas desde un punto de vista macroscópico. Sus
leyes son restricciones generales que la naturaleza impone en todas esas
transformaciones. Esta pone énfasis en las propiedades térmicas, es conveniente
idealizar y simplificar las propiedades mecánicas mediante el corte de metales a
través de un proceso de mecanizado.
El corte de metales tiene por objeto eliminar en forma de virutas porciones
de la pieza a trabajar con el fin de obtener una pieza con medias, forma y acabado
deseado.
Para el resultado de un proceso de mecanizado con arranque de viruta resultan
determinantes una serie de factores de influencia que resultan de la acción
conjunta de la pieza de trabajo, la herramienta y la máquina herramienta, así como
del propio proceso de formación de viruta.
Se distinguen tres tipos básicos de viruta:
 Viruta discontinua: se produce cuando se mecanizan materiales frágiles, y
conmateriales dúctiles a velocidades muy bajas de corte. El corte se produce a
base de pequeñas fracturas del material base.

4.  Viruta con protuberancias o corte con recrecimiento de filo: se produce
enmateriales muy dúctiles, o a velocidades de corte bajas. Cuando la
fricciónentre la viruta y la herramienta es muy alta, se produce una adhesión
muyfuerte entre el material de la viruta y la superficie de la herramienta, con lo
quela viruta empieza a deslizar, no directamente sobre la cara de
desprendimientosino sobre material adherido sobre ella. Este filo recrecido
puede llegar a untamaño en el cual se desprenda el material adherido sobre la
pieza o sobre laviruta dejando en todo caso un acabado superficial muy
deficiente.
 Viruta continua: Es el régimen normal de corte y es el que mejor
acabadosuperficial deja.
IMPORTANCIA DE LAS VARIABLES DE CORTE, CALOR, ENERGÍA Y
TEMPERATURA EN EL PROCESO DE MANUFACTURA.
- El calor y la temperatura esta asociados a la sensación que produce el contacto
o roces entre herramientas y metales, también se puede decir que la temperatura
es un indicador de energía específica de las partículas. El calor se produce
cuando la energía se transforma de una forma a otra.
La potencia consumida en una operación de corte Pm se convierte en calor
-Temperatura:Una de las limitaciones de los procesos de corte son las
temperaturas alcanzadasdurante el mecanizado. La potencia consumida en el
corte se invierte en la deformación plástica de la viruta y en los distintos
rozamientos. Estos trabajos se convierten en calor que se invierte en aumentar las
temperaturas de la viruta, la herramienta y la pieza de trabajo.
- Energía: Los datos provenientes de las tablas de potencia especifica de corte
esencialmente provienen de la energía requerida para el corte, la mayor parte de

5. energía se consume en la cizalladura y el rozamiento en la superficie de contacto
entre herramienta y virutas.
USO DE TABLAS FÍSICAS Y QUÍMICAS ASOCIADAS A LA
TERMODINÁMICA DE CORTE DE METALES. (INCLUIR LAS TABLAS
SUS ANÁLISIS Y EJEMPLOS)
Tabla de Calor Específico
Necesaria para medir cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de
una unidad de masa de una sustancia en un grado.
Ejemplo:
Supongamos que estamos haciendo una sopa en la cocina y que podemos utilizar,
para moverla, una cuchara totalmente de metal o una totalmente de madera.

6. Hemos dejado la sopa hervir y se nos ha olvidado retirar la cuchara, que queda
sobresaliendo por fuera y que podemos coger. Si tú fueras el cocinero ¿Qué
cuchara preferirías coger, la de madera o la de metal?
Si has optado por la cuchara de metal y te dispones a retirarla lo mejor que
puedes hacer es ponerte un buen guante de cocina, porque en caso contrario lo
más probable es que te quemes la mano. Curiosamente, aunque la cuchara de
madera haya permanecido el mismo tiempo en contacto con la sopa no te ocurrirá
lo mismo, pues la cuchara de madera no estará tan caliente como la cuchara de
metal.
La diferencia está en que la madera requiere mucho más calor para aumentar su
temperatura que el metal, expresándolo en calor específico, el calor específico de
la madera es mucho más bajo que el calor específico del metal (aunque hemos de
matizar que habría que ser mucho más exacto en esto, pues distintos metales e
incluso distintas maderas también tienen diferente calor específico). Si tuviéramos
que expresarlo de un modo cotidiano y poco técnico podríamos decir algo así
como que el metal retiene más el calor que la madera, de ahí que tenga mayor
calor específico.

7. Tabla entropía
La entropía tiene importancia en los procesos que se desarrollan a nivel
macroscópico como la expansión de un gas en la cual el nivel de entropía
aumentaba.
Ejemplo
Con respecto a las siguientes reacciones isotérmicas, indique si el cambio de
entropía del sistema es negativo o positivo [5].
a) En este caso el cambio de entropía es positivo porque un sólido se convierte en
un sólido y un gas. Generalmente las sustancias gaseosas poseen más entropía

8. que los sistemas sólidos, de modo que siempre que los productos contienen más
moles de gas que los reactivos, el cambio de entropía, probablemente es positivo.
b) El cambio de entropía en la formación de amoniaco a partir de nitrógeno e
hidrogeno molecular es negativo porque hay menos moles de gas en el producto
que en los reactivos.
c) Esto representa un caso en el que el cambio de entropía es pequeño porque
hay el mismo número de moles de gas en los reactivos y en los productos. Es casi
imposible predecir el signo del delta de entropía con base en lo que ha expuesto
hasta ahora, pero se puede predecir que el cambio de entropía será cercano a 0.
SEGURIDAD INDUSTRIAL Y EL DESPRENDIMIENTO DE VIRUTAS EN EL
PROCESO DE MANUFACTURA
Son los procesos de desbaste y acabado en donde el material es arrancado o
cortado con una herramienta dando lugar a un desperdicio o viruta.
Se deben seguir las siguientes normas de seguridad en el proceso de
mecanizado:
 No distraer a nadie cuando esté trabajando con una máquina o con equipos
potencialmente peligrosos.

9.  Uso de las gafas de protección por el riesgo de desprendimiento de virutas o
partes de material.
 Cuando cortemos materiales ferrosos hay que tener mucho cuidado de no
pasar las manos por los cantos, ya que la cizalla deja unos bordes muy
afilados que pueden cortar.
 Cuando hayamos cortado la pieza, conviene limar los bordes para seguir
trabajando sin peligro de cortarnos con ellos.
 Si tienes el pelo largo recógetelo, y si llevas cadenas o pulseras quítatelas
antes de taladrar para evitar posibles arrastres por los elementos de giro.
 No quites nunca las virutas con la máquina en marcha. Te pueden producir un
corte importante, ya que tienen rebabas que cortan como cuchillas de afeitar.
Siguiendo estas recomendaciones los riesgos por desprendimiento de virutas en
un proceso mecanizado se pueden controlar.

10. CONCLUSIONES
- 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.
- En el corte de metales podemos evidenciar la relación existente con la
termodinámica a través de los procedimientos como: la temperatura, calor,
trabajo entre otras.
- Los procesos de mecanizado producen el desprendimiento de virutas por el
uso de maquinarias como el torno donde se realiza el desgastamiento de
piezas lo que genera desperdicio que es necesario para el acabado
deseado de la misma.

11. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
 H. Perez. Física General. Tercera Edición.
 J. Ficini. Termodinámica. Omega, S. A. Ediciones, 1973. 178pp.
 M. Saad. Termodinámica. Urmo S. A. 1974. 624pp.
http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lim/tron_p_b/capitulo2.pdf(
Termodinámica en el proceso de corte de metales.
http://www.dimf.upct.es/personal/EA_M/Principios%20de%20mecanizado.pdf
(Principios de mecanizado)