La termodinámica en el corte de metales

1. REPÙBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR
PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN COL - SEDE CIUDAD OJEDA
LA TERMODINAMICA EN EL CORTE DE METALES
Realizado por:
Samuel, Yánez
Jorge, Jiménez
Ciudad Ojeda, Julio de 2016

2. 1
INTRODUCCION
En la actualidad, los procesos de fabricación mediante el mecanizado
de piezas constituyen uno de los procedimientos más comunes en la
industria metalmecánica para la obtención de elementos y estructuras con
diversidad deformas, materiales y geometrías con elevado nivel de
precisión y calidad. 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 interfaces herramienta-
viruta y herramienta-material de trabajo. La predicción de la temperatura
de corte para el proceso de mecanizado es de reconocida importancia
debido a sus efectos en el desgaste de la herramienta y su influencia
sobre la productividad, el costo de la herramienta y el acabado superficial
de la pieza mecanizada.
Por otra parte, el costo del mecanizado se encuentra altamente
relacionado con el porcentaje de metal removido y este costo se puede
reducir mediante el incremento de los parámetros de corte, los que a su
vez, son limitados por la temperatura de corte. El objetivo principal de este
trabajo es el de analizar la influencia de las variables de corte,
propiedades térmicas y mecánicas del material de trabajo en la
temperatura de corte generada durante el fresado frontal de materiales
ferrosos como el acero.

3. 2
INDICE
INTRODUCCION.................................................................................................. 1
La termodinámica aplicada en el corte de los metales .................................. 3
Tipos de viruta....................................................................................................... 3
Viruta de elementos ............................................................................................. 3
Viruta escalonada................................................................................................. 3
Viruta fluida continúa ........................................................................................... 4
Viruta fraccionada................................................................................................. 4
Viruta escalonada................................................................................................. 4
Viruta de borde acumulada................................................................................. 4
Importancia de las variables de corte ...........................................................5,6
Uso de tablas físicas y químicas ....................................................................... 6
Seguridad industrial y el desprendimiento de virutas en el proceso de
manufactura........................................................................................................... 6
CONCLUSION ...................................................................................................... 8
BIBLIOGRAFIA ..................................................................................................... 9

4. 3
LA TERMODINÁMICA APLICADA EN EL CORTE DE LOS METALES,
MEDIANTE EL USO DE HERRAMIENTAS DE CORTE, DONDE EXISTE
DESPRENDIMIENTO DE VIRUTA.
La termodinámica en el corte de metales, mediante el uso de
herramientas de corte donde existe desprendimiento de viruta, al hacer
referencia al desprendimiento de viruta este es un proceso en el que se
emplea una herramienta, de corte la cual permite remover el exceso de
material a fin que de obtener la forma deseada. En estos casos se lleva a
cabo un proceso productivo en el que debe tenerse en cuenta, que
siempre hay un desperdicio o viruta. Es importante mencionar, que
existen diferentes tipos de virutas según el material empleado. Estos son:
Tipos de viruta: Según las condiciones del maquinado y del material a
trabajar resulta la viruta de varias formas.
La viruta de elementos (viruta de cortadura) se obtiene al trabajar
metales duros y poco dúctiles (por ejemplo, acero duro) con bajas
velocidades de corte.
La viruta escalonada se forma al trabajar aceros de la dureza media,
aluminio y sus aleaciones con una velocidad media de corte: Esta
representa una cinta con la superficie Lisa por el lado de la cuchilla y
dentada por la parte exterior.

5. 4
La viruta fluida continua se obtiene al trabajar aceros blandos, cobre,
plomo, estaño y algunos materiales plásticos con altas velocidades de
corte.
Continua
Característica en materiales dúctiles:
-Presenta problemas de control de viruta.
Característica en materiales quebradizos:
-Presenta problemas de control de calidad
-Acelera el desgaste en la cuchilla
Continúa con protuberancia
-Representa el corte de materiales dúctiles a bajas velocidades en donde
existe una alta fricción sobre la cara de la herramienta.
-Esta alta fricción es causa de que una delgada capa de viruta que de
cortada de la parte inferior y se adhiera a la cara de la herramienta.
La viruta fraccionada se forma al cortar materiales poco plásticos (hierro
colado, bronce) y consta de trocitos separados.
Viruta escalonada o segmentada: Son semi-continuas, con zonas de alta
o baja deformación por cortante. Los metales de baja conductividad
térmica y resistencia que disminuye rápidamente con la temperatura,
como el titanio, muestran ese comportamiento. Las virutas tienen un
aspecto de diente de sierra por la parte superior.
Viruta de borde acumulado: Consiste en capas del material de la pieza
maquinada, que se depositan en forma gradual sobre la herramienta. Al
agrandarse, esta viruta pierde estabilidad y termina por romperse. Parte
del material de la viruta es arrastrado por su lado que ve a la
herramienta y el resto se deposita al azar sobre la superficie de la pieza.
A medida que aumenta la velocidad de corte, disminuye el tamaño del
borde acumulado. La tendencia de formación del borde acumulado se
reduce disminuyendo la velocidad de corte, aumentando el ángulo de
ataque, utilizando una herramienta aguda con un buen fluido de corte.

6. 5
La relación existente entre la termodinámica y el desprendimiento de
viruta viene dado por las características de un material, ya que se deben
considerar al momento de estar realizando un determinado proceso por
ejemplo: hay materiales que pueden ser sometidos a altas temperaturas,
y por lo tanto es de vital importancia conocer esta información. Para
conocer dichas características debemos recurrir a la termodinámica donde
realizamos una serie de cálculos antes de realizar un proceso productivo.
Es importante mencionar que hay diversidad de procesos productivos que
realizan desprendimiento de viruta como lo son:
-Rectificados (planos, cilíndricos, sin centros y lentos)
-Torneado/Fresado
-Roscado/Escariado
-Taladrado (profundo)
-Corte (con sierra)
-Otros (Troquelados, enderezado).
-Tabla Físico - Química del Acero (ejemplo)
IMPORTANCIA DE LAS VARIABLES DE CORTE, CALOR, ENERGÍA Y
TEMPERATURA EN EL PROCESO DE MANUFACTURA.
Las variables importantes del proceso de maquinado son la forma y el
material de la herramienta, las condiciones de corte, como velocidad,
avance y profundidad de corte; uso de fluidos de corte y las
características de la máquina herramienta y del material de la pieza. Los
parámetros influidos por estas variables son las 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 consideración 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.

7. 6
Estos trabajos se convierten en calor que se invierte en aumentar las
temperaturas de la viruta, herramienta y la pieza de trabajo. La energía la
necesaria para remover una unidad de volumen es por ello su importancia
Variables Independientes
-Material, condición y geometría de la cuchilla
-Material, condición y temperatura de la pieza de trabajo
-Uso de fluidos de corte.
-Características de la máquina
-Condiciones de corte
Dependientes
- Tipo de viruta
-Fuerza y energía disipada
-Aumento en temperatura
-Desgaste en la cuchilla
-Terminado de superficie
USO DE TABLAS FÍSICAS Y QUÍMICAS ASOCIADAS A LA
TERMODINÁMICA DE CORTE DE METALES
El uso de las tablas es de vital importancia ya que en ellas podemos
observar determinación a que grado de temperatura se pueden trabajar
los cortes de una pieza, si son sólidos maleables y dúctiles, si son buenos
conductores del calor y la electricidad, si casi todos los sólidos metálicos
son sólidos iónicos básicos. 2iendena formar cationes en solución acuosa.
Determinaran las capas externas si contienen poco electrones
habitualmente tres o menos.
SEGURIDAD INDUSTRIAL Y EL DESPRENDIMIENTO DE VIRUTAS EN
EL PROCESO DE MANUFACTURA.
La seguridad industrial es importante en todos los campos laborales ya
que fue creada para la prevención y resguardo de protección para el
trabajador y los sitios donde se labora. Los trabajadores están expuestos
a todo tipo de riesgos a la hora de hacer o ejecutar algún trabajo por eso

8. 7
la seguridad industrial es sumamente importante para todo tipo de trabajo.
La seguridad industrial se ha actualizado y mejorado con el tiempo ya que
se ha dedicado al área de trabajo y el resguardo del trabajador en el área
de trabajo se puede conseguir muchos avisos de seguridad tales como:
La seguridad industrial ha diseñado muchos equipos de protección
personal como los (EPP) están compuestos por: botas, guantes, lentes de
seguridad, protectores auditivos, mascarillas, cascos, trajes especiales,
trajes térmicos, chaquetas,

9. 8
CONCLUSION
 Los procesos de fabricación realizados mediante el modelo de
piezas o el desprendimiento de viruta es muy usado dentro de la
industria.
 El corte de metales involucra un procedimiento de transferencia de
calor por lo tanto es de vital importancia conocer las propiedades
de los materiales, estas están suministradas en las tablas de
termodinámica.
 El objetivo de es culminar un proceso productivo de manera
eficiente, esto se logra implementando las medidas de seguridad
ya que el desprendimiento de viruta puede ocasionarle al operador
algún daño.

10. 9
BIBLIOGRAFIA
http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lim/tron_p_b/capitulo2.p
df
http://www3.fi.mdp.edu.ar/tecnologia/archivos/TecFab/17.pdf
http://sssslide.com/www.slideshare.net/peter18159/termodinamica-en-el-
proceso-de-mecanizado-pedro-perez-adriana-freites