LA TERMODINAMICA EN EL CORTE DE METALES

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN
I.U.P SANTIAGO MARIÑO
ESCUELA: 45 SECCIÓN ´S´
PROCESO DE MANUFACTURA
PROFESOR: INTEGRANTES:
ING. Alcides Cádiz Núñez Rainer
PUERTO ORDAZ – JUNIO 2016

2. INDICE
PAG.
Introducción………………………………………………………………………… 3
La termodinámica en el corte de metales, mediante el uso de herramientas
de corte, donde existe desprendimiento de viruta……………………………… 4-5
Importancia de las variables de corte, calor, energía y temperatura en el
proceso de manufactura…………………………………………………………... 5-7
Uso de tablas físicas y químicas asociadas a la termodinámica de corte de
metales……………………………………………………………………………… 8-9
Seguridad industrial y el desprendimiento de virutas en el proceso de
manufactura……………………………………………………………………… 10-13
Conclusión………………………………………………………………………….. 14
Bibliografía………………………………………………………………………….. 15

3. INTRODUCCIÓN
Los procesos de Manufactura por Arranque de Viruta, el objetivo
fundamental es obtener piezas de configuración geométrica requerida y
acabado deseado. La operación consiste en arrancar de la pieza bruta el
excedente (mal sobrante) 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. Se pudo conocer a través del desarrollo de este trabajo la importancia de
las variables de corte calor y energía en relación a la temperatura de del
proceso de manufactura Además de la importancia de uso de las normas de
seguridad a la hora del uso de las herramientas de corte dentro de un taller
mecánico.

4.  LA TERMODINÁMICA EN EL CORTE DE METALES, MEDIANTE EL USO
DE HERRAMIENTAS DE CORTE, DONDE EXISTE DESPRENDIMIENTO
DE VIRUTA.
El corte de metales es un proceso termo-mecánico, mediante 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.
La acción principal de corte consiste en aplicar deformación en corte para
formar la viruta y exponer la nueva superficie. Los procesos que provocan
desprendimiento de viruta para obtener la forma, terminado y tolerancias de las
piezas deseadas son:
 Maquinado con arranque de viruta convencional
 Torno
 Fresado
 Cepillado
 Taladrado
 Brochado
 Rimado
Ya que la termodinámica es una disciplina que dentro de la ciencia madre,
la Física, se ocupa del estudio de las relaciones que se establecen entre el
calor y el resto de las formas de energía. Entre otras cuestiones la
termodinámica se ocupa de analizar los efectos que producen los cambios de

5. magnitudes tales como: la temperatura, la densidad, la presión, la masa, el
volumen, en los sistemas y a un nivel macroscópico.
Y el desprendimiento de viruta es un proceso de manufactura en el cual
existe una herramienta de corte que se utiliza para remover el exceso de
material de una pieza, de forma que el material que quede tenga la forma
deseada. Existen tres tipos de virutas básicas, las cuales son las siguientes:
Tipos de virutas:
 Viruta discontinua: se produce cuando se mecanizan materiales
frágiles, y con materiales dúctiles a velocidades muy bajas de corte.
 Viruta con protuberancias o corte con recrecimiento de filo: se
produce en materiales muy dúctiles, o a velocidades de corte bajas.
 Viruta continua: Es el régimen normal de corte y es el que mejor
acabado superficial deja.
 IMPORTANCIA DE LAS VARIABLES DE CORTE, CALOR, ENERGÍA Y
TEMPERATURA EN EL PROCESO DE MANUFACTURA.
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 que es
recomendable utilizar fluidos que disminuyan la temperatura de las
herramientas. Con la aplicación adecuada de los fluidos de corte se disminuye
la fricción y la temperatura de corte con lo que se logran las siguientes 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

6.  Buena capacidad de enfriamiento
 Buena capacidad lubricante
 Resistencia a la herrumbre
 Estabilidad (larga duración sin descomponerse)
 Resistencia al enranciamiento
 No tóxico
 Transparente (permite al operario ver lo que está haciendo)
 Viscosidad relativa baja (permite que los cuerpos extraños la
sedimentación)
 No inflamable
Calor: El calor está definido como la forma de energía que se transfiere
entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se
encuentran a distintas temperaturas.
Sin embargo en termodinámica generalmente el término calor significa
simplemente transferencia de energía el calor dentro de un proceso de
manufactura es de gran importancia, puesto que se requieren para realizar
diferentes procesos por ejemplo si tenemos piezas metálicas, o termoplásticas
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 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.
Energía y temperatura: estas variables se pueden relación 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 conforma
a las característica de los materiales que se requiera fundir.
Las variables importantes del proceso de maquinado son la forma y el
material de la herramienta, Los parámetros influidos por estas variables son las

7. fuerzas y el consumo de potencia, desgaste de la herramienta, el acabado y la
integridad superficial, la temperatura y la exactitud dimensional de la pieza.
El aumento de temperatura es considerada importante, porque puede tener
efectos adversos sobre la vida de la herramienta, y también sobre la exactitud
dimensional y la integridad superficial de la parte maquinada; la temperatura es
una de las limitaciones de los procesos de corte, la temperatura alcanzada
durante el mecanizado.
Hay diferentes tipos de herramientas de corte, en función de su uso. Las
podríamos clasificar en dos categorías: Herramienta hecha de un único
material (generalmente acero), Herramienta con plaquetas de corte industrial
Sobre los procesos de corte se puede lograr cortar metales madera plásticos
compuestos cerámicas, tolerancias menores de 0.001” y tolerancias mejores
que 16 micro pulgada.
Algunas características importantes son:
 Una temperatura excesiva afecta adversamente a la resistencia y
dureza.
 El calor puede inducir daños térmicos a las superficies de la máquina y
está causando daño al material.
 La energía térmica es trasmitida parcialmente a la viruta y la pieza.
 El calor se propaga desde la zona de origen hasta la herramienta a
través de la conducción.
La manufactura es el proceso de coordinación de personal, herramientas y
máquinas para convertir materia prima en productos útiles. Ahora para convertir
materia prima en diferentes productos se requiere de variables que ayuden y la
finalización de proceso que se esté radicalizando.
 USO DE TABLAS FÍSICAS Y QUÍMICAS ASOCIADAS A LA
TERMODINÁMICA DE CORTE DE METALES. (INCLUIR LAS TABLAS
SUS ANÁLISIS Y EJEMPLOS)

8. Las características de cualquier material pueden ser de naturaleza muy
variada tales como la forma, la densidad, la resistencia, el tamaño o la estética.
El cual se realizan en el ámbito industrial; es difícil establecer relaciones que
definan cuantitativamente la maquinabilidad de un material, pues las
operaciones de mecanizado tienen una naturaleza compleja.
Una operación de proceso utiliza energía para alertar la forma, propiedades
físicas o el aspecto de una pieza de trabajo y agregar valor al material; formado
para mejorar propiedades y de tratamiento de superficies. Los fluidos de cortes
se utilizan en la mayoría de las operaciones de mecanizado por arranque de
viruta se aplica sobre la zona de formación de viruta, para lo que se utilizan
aceites, emulsiones y soluciones. La mayoría de ellos se encuentran
formulados en base de aceites minerales, vegetales o sintéticos.
Los procesos productivos son muy variados y en los más aplicados son:
 Rectificados (plano, cilíndricos, sin centros y lento),
 Torneado/Fresado,
 Roscado/Escariado,
 Taladrado (profundo), Corte (con sierra)
 otros (Troquelados, enderezado).
Tablas asociadas a la termodinámica de corte de metales:

9. Tabla de clasificación de materiales físicos y químicos para parámetros
de corte

10.  SEGURIDAD INDUSTRIAL Y EL DESPRENDIMIENTO DE VIRUTAS EN
EL PROCESO DE MANUFACTURA.
La seguridad industrial. Es todo aquel conjunto de normas, reglamentos,
principios, legislación que se establecen a objeto de evitar los accidentes
laborales y enfermedades profesionales en un ambiente de trabajo.
Por ende en todo proceso de manufactura donde exista desprendimiento de
viruta no se está exento de sufrir algún accidente ocupacional.
Uno de los equipos comunes en los procesos de manufactura es el torno y
al este ser utilizados se debe tomar en cuenta las siguientes generalidades:
1. Los interruptores y las palancas de embrague de los tornos, se han de
asegurar para que no sean accionados involuntariamente; las arrancadas
involuntarias han producido muchos accidentes.
2. Las ruedas dentadas, correas de transmisión, acoplamientos, e incluso los
ejes lisos, deben ser protegidos por cubiertas.
3. El circuito eléctrico del torno debe estar conectado a tierra. El cuadro
eléctrico al que esté conectado el torno debe estar provisto de un interruptor
diferencial de sensibilidad adecuada. Es conveniente que las carcasas de
protección de los engranes y transmisiones vayan provistas de interruptores
instalados en serie, que impidan la puesta en marcha del torno cuando las
protecciones no están cerradas.
4. Las comprobaciones, mediciones, correcciones, sustitución de piezas,
herramientas, etc. Deben ser realizadas con el torno completamente parado.
Protección personal:
1. Para el torneado se utilizarán gafas de protección contra impactos, sobre
todo cuando se mecanizan metales duros, frágiles o quebradizos.

11. 2. Asimismo, para realizar operaciones de afilado de cuchillas se deberá utilizar
protección ocular. Para evitar en contacto con la viruta
3. Las virutas producidas durante el mecanizado, nunca deben retirarse con la
mano.
4. Para retirar las virutas largas se utilizará un gancho provisto de una cazoleta
que proteja la mano.
5. Las cuchillas con romper virutas impiden formación de virutas largas y
peligrosas, y facilita el trabajo de retirarlas.
6. Las virutas menudas se retirarán con un cepillo o rastrillo adecuado.
7. 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.
8. Se usará calzado de seguridad que proteja contra los pinchazos y cortes por
virutas y contra la caída de piezas pesadas.
9. Es muy peligroso trabajar en el torno con anillos, relojes, pulseras, cadenas
al cuello, corbatas, bufandas o cualquier prenda que cuelgue.
10. Asimismo es peligroso llevar cabellos largos y sueltos, que deben
recogerse bajo un gorro o prenda similar. Lo mismo puede decirse de la barba
larga, que debe recogerse con una redecilla.
Las virutas herramientas se han calcificado en tres tipos.
El tipo A una viruta discontinua o fragmentada, representa una
conducción en el que el metal se fractura en partes considerablemente
pequeñas de las herramientas cortantes. Este tipo de viruta se obtiene por
maquina la mayoría de los materiales frágiles, tales como el hierro fundido.

12. En tanto se producen estas virutas, el filo cortante corrige las
irregularidades y se obtiene un acabado bastante bueno. La duración de la
herramienta es considerablemente alta y la falla ocurre usualmente como
resultado de la acción del desgaste de la superficie de contacto de la
herramienta.
También puede formar virutas discontinuas en algunos materiales dúctiles y
el coeficiente de ficción es alto. Sin embargo, tales virutas de materiales
dúctiles son una inducción de malas condiciones de corte
Un tipo ideal de viruta desde el punto de vista de la duración de la
herramienta y el acabado, es la del tipo B continua simple, que se obtiene en el
corte de todos los materiales dúctiles que tienen un bajo coeficiente de fricción.
En este caso el metal se forma continuamente y se desliza sobre la cara de la
herramienta sin fracturarse. Las virutas de este tipo se obtienen a altas
velocidades de corte y son muy comunes cuando en corte se hace con
herramientas de carburo. Debido a su simplicidad se puede analizar fácilmente
desde el punto de vista de las fuerzas involucradas.
La viruta del tipo C es característica de aquellos maquinados de materiales
dúctiles que tienen un coeficiente de fricción considerablemente alto. En cuanto
la herramienta inicia el corte se aglutina algo de material por delante del filo
cortante a causa del alto coeficiente de fricción. En tanto el corte prosigue, la
viruta fluyen sobre este filo y hacia arriba a lo largo de la cara de la
herramienta.
Periódicamente una pequeña cantidad de este filo recrecido se separa y
sale con la viruta y se incrusta en la superficie torneada. Debido a esta acción
el acabado de la superficie no es tan bueno como el tipo de viruta B. El filo
recrecido permanece considerablemente constante durante el corte y tiene el
efecto de alterar ligeramente el ángulo de inclinación.

13. Sin embargo, en tanto se aumenta la velocidad del corte, el tamaño del filo
decrecido disminuye y el acabado de la superficie mejora. Este fenómeno
también disminuye, ya sea reduciendo el espesor de la viruta o aumentando el
ángulo de inclinación, aunque en mucho de los materiales dúctiles no se puede
eliminar completamente. La elección de herramientas adecuadas, velocidades
avances es un compromiso, ya que entre más rápido se opere una maquina es
la eficiencia tanto del operador como de la máquina. Sin embargo
afortunadamente, tal uso acelerado acorta grandemente la duración de la
herramienta

14. CONCLUSIÒN
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 herramienta-viruta y herramienta-material de trabajo, es
decir poder trasformar algún material, este primero deberá pasar por el un
proceso térmico, para poder deformarlo obteniendo asa el resultado del
proceso.
En la ingeniería de los diferentes procesos de manufactura se basan en las
trasformación de los materiales para obtener otro con las mismas o diferentes
características de fabricación. Al usar un proceso térmico- mecánico para los
cortes de metales se logra: Reducir los costó de fabricación puesto que el
proceso será continuo y la maquinaria es la misma. Al usar calor, como fuente
de energía para la deformación la producción de proceso aumenta

15. BIBLIOGRAFÍA
Pág. Web:
www.uji.es/bin/serveis/prev/docum/notas/torns.pdf
http://www.aprendizaje.com.mx/Curso/Proceso2/Temario2_III_2.html
www.metalurgia.uda.cl/Academicos/chamorro/Termodinamica