Este documento presenta un perfil de proyecto sobre materiales y procesos de fabricación mecánica realizado por 7 estudiantes de la especialidad de Mecanizado y Construcciones Metálicas del Instituto Tecnológico "Juan XXIII" bajo la tutoría del Ingeniero Edwin Bonilla durante el año 2012-2013. El documento describe diferentes ensayos mecánicos para determinar propiedades de materiales, propiedades elásticas y físicas de materiales, aleaciones metálicas usadas en maquinaria, tratamientos térmicos

1. INSTITUTO TECNOLÓGICO
“JUAN XXIII”
Especialidad:
Mecanizado y Construcciones Metálicas
Perfil de Proyecto
TEMA:MATERIALES Y PROCESOS DE FABRICACIÓN MECÁNICA
INTEGRANTES:
1. Franklin Licuy
2.- Jerson Ortega
3.- José Argoti
4.- Jimmy Erazo
5.- Kenny Silva
6.- Marco Licuy
7.- Fabricio Aguinda
Tutor:
Ing. Edwin Bonilla
2012 – 2013

2. MATERIALES Y PROCESOS DE FABRICACIÓN
MECÁNICA.
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES.
Para realizar un buen diseño de elementos de máquinas, es
esencial el conocimiento y las propiedades de los materiales y
sus procesos de fabricación. Las propiedades mecánicas de un
material suelen determinarse a través del ensayo destructivo
de probetas, bajo condiciones de
ENSAYO DE TRACCIÓN. Es un ensayo destructivo que
consiste, básicamente, en someter a una probeta de
dimensiones y condiciones de fabricación normalizadas; a una
carga a tracción progresiva, hasta lograr su colapso o falla.
ENSAYO DE COMPRESIÓN.
Colapso de materiales dúctiles a compresión.
Colapso de materiales frágiles a compresión
En ingeniería el ensayo de compresión es un ensayo
técnico para determinar la resistencia de un material su
deformación ante un esfuerzo de compresión. En la mayoría
de los casos se realiza con hormigones metales (sobre todo
aceros), aunque puede realizarse sobre cualquier material.
ENSAYO DE TORSIÓN. Es un ensayo destructivo que
consiste, básicamente, en someter aúna probeta de
dimensiones y condiciones de fabricación normalizadas; aúna
carga a torsión progresiva, hasta lograr su colapso o

3. ENSAYO DE TORSIÓN. Colapso de materiales dúctiles
torsión. Colapso de materiales frágiles a torsión.
ENSAYO DE TORSIÓN.DEFINICIONES.
CASO ESPECIAL DE SECCIONES CIRCULARES
MACIZAS: En general, cuando no existan datos de ensayos
de torsión, se puede estimar la resistencia máxima al
cortante, como:
ENSAYO DE FATIGA. Los materiales se comportan de
manera muy distinta frente a cargas estáticas, de como lo
hacen ante cargas que oscilan en el tiempo. La mayor parte
de los elementos de máquinas han de diseñarse para soportar
cargas variables en el tiempo, por lo que es necesario conocer
su resistencia ala
PROPIEDADES ELÁSTICAS. Características:-Tiene las
mismas unidades que el esfuerzo.-Su valor es independiente
de la dureza o resistencia del acero.-Para la mayor parte de
los materiales dúctiles, el valor del módulo de elasticidad a
tracción es el mismo que a compresión
MÓDULO DE ELASTICIDAD (YOUNG): Es una medida de
la rigidez del material en su campo elástico.
Características:-Tiene las mismas unidades que el esfuerzo.-
Su valor es independiente de la dureza o resistencia del
acero.-Para la mayor parte de los materiales dúctiles,
el valor del módulo de elasticidad a tracción es el mismo que
a compresión.
PROPIEDADES ELÁSTICAS.RELACIÓN DE POISSON

4. Es la relación existente entre la deformación lateral y la
longitudinal de una pieza, sometida a una carga.
Para la mayor parte de los materiales utilizados en ingeniería
vale 0.3
 RELACIÓNENTRE CARACTERÍSTICAS ELÁSTICAS
PROPIEDADES FÍSICAS.DUCTILIDAD Y
FRAGILIDAD: La tendencia de un material a deformarse
de manera significativa, antes de fracturarse, da una idea
de su ductilidad. La ausencia de una deformación
significativa antes de la fracturase conoce como fragilidad.
Se definen como materiales dúctiles, aquellos que tras la
rotura, sufren un alargamiento superior al 5%.
PROPIEDADES FÍSICAS.
FLEXIBILIDAD: Capacidad de los materiales de absorber
energía sin deformarse plásticamente.
TENACIDAD: Capacidad de un cuerpo para absorber energía
sin fracturarse.
DUREZA: Resistencia que ofrece un material a ser rayado o
penetrado. La dureza está relacionada con la resistencia al
desgaste y la resistencia del material. En ausencia de
ensayos, nos pueden servir como estimación rápida las
siguientes ecuaciones
MATERIALES EN DISEÑO DE MÁQUINAS. La elección de
los materiales con los cuales vamos a fabricar los elementos

5. de las máquinas, constituye una de las decisiones más
importantes que debe tomar el ingeniero de diseño; dado que
afectará de manera directa al tamaño de las piezas, a su
forma, a su proceso de fabricación y en definitiva su precio.
Dadas las características concretas de cada elemento
de máquina, sutilizan materialesmetálicos (aceros,
fundiciones),polímeros(poliamidas, teflones, poliuretano, pvc),
cerámicos(vidrios, porcelanas....)yCompuestos
ALEACIONES METÁLICAS EN DISEÑO DE MÁQUINAS.
Los materiales más utilizados en fabricación de maquinaria
son las aleaciones metálicas, principalmente las ferrosas y
concretamente los aceros. Esto se debe principalmente a:
Bajo coste relativo.
Buenas características mecánicas.
Facilidad en su manufactura.
Para concretar estos materiales, se agruparán teniendo en
cuéntalas partes de las máquinas que se diseñan con ellos:
Chasis de maquinaria.
Elementos de la cadena cinemática, de baja responsabilidad
Árboles y ejes.
Poleas y volantes.
Engranajes
Levas y seguidores
Cojinetes.

6. CHASIS DE MAQUINARIA. El chasis de una máquina es el
armazón sobre el cual se sustentan el resto de las piezas
y mediante el cual se transmiten las cargas al terreno. En el
diseño y fabricación de chasis de maquinaria, se emplean
principalmente dos métodos:
Chasis de fundición de hierro: Se utiliza en la fabricación de
maquinaria de gran tamaño, fabricada en lotes de pocas
unidades, generalmente: (chasis de máquina
herramienta: prensas, tornos, fresadoras, chasis
de maquinaria naval...)
FUNDICIONES PARA CHASIS DE MAQUINARIA
CHASIS DE MAQUINARIA. Los chasis de una máquina así
obtenidos, poseen las siguientes características:
Bajo coste relativo.
Superficies de apariencia irregular, con aristas redondeadas.
Chasis pesado, debido a que los espesores no pueden
excesivamente delgados, dado los generosos coeficientes de
seguridad que hay que emplear y a la tecnología del propio
proceso de fabricación.
Chasis robustos que absorben bien las vibraciones.
Las zonas del chasis que quedan vistas, no es necesario que
se recubran con otras piezas como embellecedores.
FUNDICIONES PARA CHASIS DE MAQUINARIA. Las
fundiciones de hierro utilizadas en la fabricación de
maquinaria son, principalmente las fundiciones grises

7. ACEROS PARA CHASIS DE MAQUINARIA.
Chasis de acero laminado: Hoy día es el método que más se
utiliza en la fabricación de chasis de maquinaria en general,
especialmente en maquinaria ligera, o maquinaria pesada que
precise cierta flexibilidad, generalmente: (chasis de vehículos,
electrodomésticos, maquinaria de elevación: grúas,
plataformas elevadoras, puentes grúa...;chasis de maquinaria
ligera: calzado, textil, envasado...; ordenadores...).Los
procesos de fabricación utilizado en estos casos son:
Armazón construido por chapas de acero laminado, cortadas
mediante oxicorte, plasma, láser, chorro de agua, guillotina...;
y posteriormente ensambladas mediante soldadura o tornillos.
Finalmente se mecanizan las superficies que fueran
necesarios.
Armazón construido por perfiles
estructurales:(IPN,HEB,IPE,UPN,L...) , ensamblados mediante
soldadura, complementados si fuera necesario con piezas de
chapa de acero conformado y tubos de acero
ACEROS PARA CHASIS DE MAQUINARIA. Los aceros
InoxidablesLaminados, utilizados en la fabricación de
maquinaria son, principalmente
ELEMENTOS DE LA CADENA CINEMÁTICA. La mayoría de
los componentes de la cadena cinemática de una máquina,
(que no posean requerimientos especiales de resistencia
ni peso),se fabrican con aceros finos de construcción al
carbono (grupo F-1100). Algunos de estos componentes son:

8. * Soportes.
* Guías y correderas.
* Tornillería.
* Bulones, pasadores y chavetas.
Los motivos fundamentales del uso de estos aceros son:
* El bajo coste relativo.
* La facilidad de acopio de estos materiales, en una gran
variedad de formas y calidades superficiales.
* Buena maquinabilidad y soldabilidad
ACEROS PARA LA CADENA CINEMÁTICA. Los aceros
finos al carbono, utilizados en la fabricación de elementos dé
maquinaria son, principalmente
ÁRBOLES Y EJES. La mayoría de los árboles o ejes de una
máquina,(que no posean requerimientos especiales de
resistencia ni peso), se fabrican con aceros finos de
construcción al carbono (grupo F 1100).
Las características de las piezas fabricadas con aceros
aleados, serán:
*Incremento en el coste del material.
*Incremento del coste asociado a los procesos de fabricación.
*Mayor grado de confiabilidad.
MATERIALES PARA POLEAS Y VOLANTES DE INERCIA.
El diseño de poleas, lleva generalmente a utilizar llantas de

9. diámetros relativamente grandes, a los cuales hay que
retirarles importantes volúmenes de material. El alto coste
asociado a los procesos de fabricación(mecanizado...),así
como la dificultad de conseguir materiales laminados de
grandes diámetros; hace del moldeo en fundición gris, el
principal proceso de fabricación de llantas para poleas. La
fabricación de la polea se concluye tras el torneado de los
canales, mandrilado del agujero donde se aloja el árbol y el
brochado del periferia.
MATERIALES PARA ENGRANAJES. Los materiales más
utilizados en la fabricación de engranajes son los aceros,
generalmente endurecidos con un tratamiento térmico de
cementado, debido a las necesidades de dureza superficial y
tenacidad de los dientes. Cuando los diámetros de las ruedas
dentadas, superan ciertos valores, éstas se suelen fabricar de
fundición gris, debido a que es económica, ahorra tiempo de
mecanizado, posee buena dureza superficial y (debido alas
inclusiones de grafito), permiten su auto-lubricación
interdental y amortiguación acústica.
FUNDICIONES PARA ENGRANAJES. Las fundiciones de
hierro utilizadas en la fabricación de engranajes, son las
fundiciones grises
TRATAMIENTOS TÉRMICOS EN LOS ACEROS.
El acero es una aleación de hierro y carbono. El porcentaje de
carbono afecta a la capacidad de la aleación para recibir
un tratamiento térmico. Las propiedades físicas de los aceros,
se pueden alterar mediante la aplicación de calor, durante

10. cierto tiempo, y posteriormente enfriando aúna determinada
velocidad. Estos fenómenos se conocen como tratamientos
térmicos. Los tratamientos térmicos más comunes en los
aceros son:
* Templado.
* Revenido.
* Bonificado.
* Recocido.
* Normalizado
TRATAMIENTOS TÉRMICOS EN LOS
ACEROS.TEMPLADO: Endurecimiento del acero (0.3%C
0.6%C), mediante un calentamiento por encima de su
temperatura crítica (760ºC), se mantiene cierto tiempo (hasta
equilibrar dicha Tª) y posteriormente se enfría rápidamente
en agua, aceite o sales.