Este documento trata sobre la termodinámica en el corte de metales. Explica que la temperatura juega un papel importante en el desprendimiento de virutas durante el corte. Describe tres tipos de virutas y cómo se forman. Luego discute cómo factores como la velocidad y profundidad de corte, el material de la pieza y de la herramienta afectan la temperatura generada. Finalmente, resume brevemente diferentes máquinas herramienta como la fresadora, rectificadora y taladro y cómo cada una remueve material median

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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN PUERTO ORDAZ
Termodinámica en el
corte de los metales
Profesor: Alumna:
Alcides Cádiz Yusmeris Morales
Ciudad Guayana, junio 2016

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Índice
Introducción pág.
Forma De La Viruta Y Su Formación……………………………………...……5
Temperatura De Corte En Los Diferentes Procesos………………………….5
Material De La Herramienta Propiedades……………………………………...6
Campos De Temperatura De La Viruta Y La Herramienta……………………6,7
Factores Sobre La Temperatura En El Corte De Mecanizado……………….7, 8
Tabla de las propiedades físicas de los materiales (acero inoxidable)……..9
El Ingeniero Industrial Como Líder En Los Procesos De Manufactura……..9
La Clasificación De Los Procesos De Manufactura…………………………..10

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Introducción
El interés de la termodinámica se centra especialmente en considerar la
manera en que se transforman las distintas formas de energía y la relación
existente entre estos procesos y la temperatura. Por eso estudiaremos todo lo
referente al tema En cada empresa u organización a demás de contar con una
buena planeación, el diseño del producto que se desea manufacturar debe de
contar con ciertas especificaciones para definir un proceso de fabricación a
adecuado. Dependiendo del cambio que se le quiera realizar, este proceso
puede ser un cambio de forma del material en el cual ocurre una
transformación física del material o bien algún acabado que se le dé o
simplemente el ensamblado de piezas.
Referente a la termodinámica en el corte de los metales mediante el uso de
herramientas de cortes y las virutas que también tiene sus riesgos los factores
termodinámicos entran en juego en el desprendimiento de virutas, para que se
lleve a cabo el proceso es necesario saber que los factores que entran en
juego son temperatura estructura física y química de los materiales. Es
importante saber que los equipos de seguridad son de uso obligatorio y proteja
la humanidad del trabajador, cada implemento de seguridad es primordial. Y
existen normativas de seguridad a nivel mundial para prevenir accidentes.
Para cualquiera de estos procesos es necesario tener bien definidas las
especificaciones con sus respectivas tolerancias o márgenes de error para lo
cual se debe contar con maquinaria, equipo y personal especializado que sea
capaz de realizar el trabajo en el menor tiempo y menor costo, es decir, debe
ser eficiente el costo y los tiempos para lograr los objetivos que pretende la
empresa. Como la optimización de recursos para obtener mayor ganancia y
obtener el prestigio que cualquier empresa persigue.

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FORMA DE LA VIRUTA Y SU FORMACIÓN
Se han clasificado en tres tipos.
La viruta discontinua o fragmentada, representa una condición en la que el
metal se fractura en partes considerablemente pequeñas, delante de la
herramienta cortante.
Este tipo de virutas se obtiene por maquinado de la mayoría de metales
frágiles, tales como el hierro fundido y el bronce. 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 por desgaste de la superficie de contacto de la
herramienta. También se pueden formar virutas discontinuas en algunos
materiales dúctiles si el coeficiente de fricción es alto. Tales virutas son una
indicación de malas condiciones de corte.
La viruta continua simple, que se obtiene en corte de todos los materiales
dúctiles que tienen un bajo coeficiente de fricción; el metal se deforma
continuamente y se desliza sobre la cara de la herramienta sin fracturarse. Se
obtienen a altas velocidades de corte y son muy comunes cuando el corte se
hace con herramientas de carburo.
La viruta 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, las virutas 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 con el de viruta. El filo recrecido permanece considerablemente
constante durante el corte y tiene el efecto de alterar ligeramente el ángulo de
inclinación. En tanto aumenta la velocidad de corte, el tamaño del filo recrecido
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.
TEMPERATURA DE CORTE EN LOS DIFERENTES PROCESOS
Variable de temperatura. Laspropiedades al impacto (o sensibilidad de muesca)
de los metales depende de la temperatura y para algunos materiales hay un
gran cambio de resistencia a la falla con un cambio relativamente pequeño de
temperatura. El conocimiento relativo a la existencia de este fenómeno puede
ser muy importante en la elección de materiales y en los factores de diseño
cuando se va a usar un producto entemperaturas de servicio cercanas a la
temperatura de transición, debido a que aumenta la posibilidad de falla de
material, sobre todo ante cambios bruscos de formas, muecas o aun ralladuras
producidas por el esmerilado de soldaduras.

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MATERIAL DE LA HERRAMIENTA
Propiedades
Acero no aleado
Es un acero con entre 0,5 a 1,5% de concentración de carbono. Para
temperaturas de unos 250 º C pierde su dureza, por lo tanto es inapropiado
para grandes velocidades de corte y no seutiliza, salvo casos excepcionales,
para la fabricación de herramientas de turno
Acero aleado
Contiene como elementos aleatorios, además del carbono, adiciones de
wolframio, cromo, vanadio, molibdeno y otros. Hay aceros débilmente aleados
y aceros fuertemente aleado.
Metal duro
Los metales duros hacen posible un gran aumento de la capacidad de corte de
la herramienta. Los componentes principalesde un metal duro son el volframio
y el molibdeno, además del cobalto y el carbono.
Cerámicos
Estable. Moderadamente barato. Químicamente inerte, muy resistente al calor
y se fijan convenientemente en soportes adecuados. Las cerámicas son
generalmente deseables en aplicaciones de alta velocidad, el único
inconveniente es su alta fragilidad
Cermet
Estable. Moderadamente caro. Otro materialcementado basado en carburo de
titanio (TiC). El aglutinante es usualmente níquel.
Diamante
Estable. Muy Caro. La sustancia más dura conocida hasta la fecha. Superior
resistencia a la abrasión, pero también alta afinidad química con el hierro que
da como resultado no ser apropiado para el mecanizado de acero. Desgasta.
CAMPOS DE TEMPERATURA DE LA VIRUTA Y LA HERRAMIENTA.
Tanto en la viruta como en la herramienta el calor no es distribuido
uniformemente. En lascapas de la viruta más cercanas a la herramienta, la
temperatura será mayor que en las más lejanas. Esto ocurre, debido a una
deformación no uniforme a lo largo del espesor de la viruta no cortada durante
la compresión de la capa en frente de la herramienta y a la deformación
adicional de una capa de la viruta por las fuerzas de fricción que ocurren

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cuando la viruta se desliza a lo largo de la capa arrastrada y la cara de la
herramienta.
Por lo tanto, se concluye que la temperatura de la pieza de trabajo decrece a
medida que se aleje de la superficie de corte. La mayor temperatura se observa
en el punto de contacto entre la herramienta y el material de trabajo.
La temperatura más alta de la herramienta se debe hallar en las capas limites
de las áreas de contacto con la viruta y con el material de trabajo. La
temperatura de las capas inferiores y lugares más alejados de los puntos de
contacto depende de la conducción de calor.
De toda la zona de contacto de la viruta con la cara de la herramienta la
temperatura más alta alcanzada por la herramienta y la viruta se encontrará en
el centro de presión de la viruta en la herramienta. El flanco de la herramienta
es calentado en mayor parte debido al trabajo realizado para superar la fricción;
para materiales plásticos, este trabajo es menor que el trabajo realizado en la
cara de a herramienta. La cara de la herramienta recibe calor tanto de la viruta
altamente calentada como del considerable trabajo realizado debido a la
fricción de la viruta enla cara. Por consiguiente, la cara de la herramienta es
calentada a una temperatura mayor que la del flanco.
FACTORES SOBRE LA TEMPERATURA EN EL CORTE DE MECANIZADO
Los factores que afectan la temperatura de corte en el mecanizado son: el
metal que está siendo mecanizado, las variables de corte (velocidad de corte,
alimentación (avance) y profundidad de corte), elementos geométricos de la
herramienta de corte y el fluido de corte empleado.
Con respecto al metal que se está mecanizando, se conoce que si se
mantienen todas las condiciones iguales, se generara más calor en el
mecanizado de acero que en mecanizado de fundiciones de hierro. Sin
embargo, a pesar de esto en el caso de la fundición se puede alcanzar una
mayor temperatura en la delgada capa superficial de la herramienta. Esto
ocurre debido a dos razones: en la formación de las virutas fracturadas, la
presión de esta es concentrada cerca del borde de corte y que la fundición de
acero posee menor conducción de calor que el acero.
La temperatura de corte es altamente afectada por las propiedades mecánicas
del materialde trabajo. Mientras mayor sea la resistencia a tracción y la dureza
de dicho material, se requerirámayor trabajo para realizar el corte y por ende
una mayor generación de calor y temperatura decorte. Además, en el corte de
aceros de alta dureza, la viruta hace contacto con la cara de laherramienta en
un área menor que cuando se cortan materiales más suaves (de
mayorplasticidad). Esto, permite el aumento de la presión por unidad de área
de la superficie decontacto de tal manera que el calor fluya hacia el cuerpo de
la herramienta y la masa de la virutaa través de una superficie de menor área.
Consecuentemente, se aumenta la temperatura en lascapas superficiales de la
herramienta. Mientras más alta sea la conducción de calor y la capacidad
calorífica del metal de trabajo, mayorserá el flujo de calor desde el lugar en el

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que es generado hacia la viruta y el resto del material. Por lotanto, menor será
la temperatura que se alcanza en las capas superficiales de la herramienta.
Los parámetros de corte, afectan de distintas maneras la temperatura de corte
en un metal.
Las fuerzas de corte decrecen con un aumento en la velocidad de corte, pero
en un gradosubstancialmente menor que el aumento de la velocidad.
Según la fórmula para la cantidad de calor generada en el corte (EC. 6), se
puede apreciarque más calor será generado al aumentar la velocidad de corte.
La temperatura a la cual la herramienta, la viruta y el trabajo son calentados se
incrementaal incrementar la generación de calor, por lo tanto, la máxima
temperatura en la superficie de laherramienta (temperatura de corte)
aumentara con la velocidad de corte.
HERRAMIENTAS EN EL CORTE EN EL MECANIZADO DE LA
TEMPERATURA
Las maquinas, aparatos, herramientas están formados por muchas piezas
unidades, tales como: pernos, armazones, ruedas, engranes, tornillos,
etc. Todas estas piezas obtienen su forma mediante procesos mecánicos,
fundición, forja, estirado, laminado, corte de barras y planchas y por sobre todo
mediante arranque de viruta.
Este proceso es muy empleado debido a la gran precisión que se logra en la
forma y su calidad en los acabados superficiales. Por lo general lo que se
hace es trabajar la piel sin arranque de viruta de tal modo que después
sea muy pequeño el arranque de viruta.
Las maquinas herramientas se pueden dividir en tres grupos:
Las que usan herramienta monofolio
 Herramienta multifilo
 Muelas abrasivas
La fresadora.
Esta es una máquina-herramienta que se denomina multifilo. La herramienta
multifilo está compuesta por dos o más filos cortantes, la mayoría de este tipo
de herramientas es de tipo rotatorio, teniendo un vástago cilíndrico o cónico
para ser sujetadas, o tiene un agujero para ser montadas.
Las fresadoras se dividen en dos clases:
 fresadora horizontal
 fresadora vertical

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Sin embargo la fresadora universal puede adaptarse a las dos formas y la
fresadora consta de varios filos y gira con movimientos uniformes de esta
manera produce el arranque de viruta.
Cepillo hidráulico
También conocido como planeado, es un proceso similar al limado, debido a
que el arranque de viruta también se produce de forma lineal. Y se utilizan
principalmente para el maquinado de superficies planas de grandes
dimensiones.
Estas maquinas no se utilizan para la producción en medianas y grandes series
debido a que los tiempos de maquinado utilizados por estas son muy largas.
Estas maquinas se clasifican en las que utilizan muelas abrasivas, estas
muelas abrasivas generalmente son de forma cilíndrica, de disco o de copa, y
están formadas por granos individuales de material muy duro generalmente son
de oxido de aluminio o de carburo de silicio.
Rectificadora.
La rectificadora se puede clasificar de diversas maneras según el tipo de
superficie a mecanizar: rectificadoras universales, cilíndricas, horizontales,
verticales, exteriores e interiores.
En el rectificador es posible corregir todas las imperfecciones de naturaleza
geométrica causada por posibles procesos realizados al material para lograr
ciertas características como son la: rugosidades superficiales, deformaciones.
Y el rectificador permite ajustar las dimensiones de una pieza en el orden de
milésimas de milímetro.
Proceso de taladrado:
Es una máquina herramienta que consta con un motor que hace girar una
broca, perforando hoyos con diámetros y profundidades deseadas lo que
provoca el desprendimiento de viruta.

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Tabla de las Propiedades físicas de los materiales (ACERO INOXIDABLE)
EL INGENIERO INDUSTRIAL COMO LÍDER EN LOS PROCESOS DE
MANUFACTURA
El ingeniero industrial nunca actúa solo, por lo regular requiere coordinar a
personas o comunicarse con quienes toman las decisiones, por lo que se
vuelve condición indispensable que el ingeniero actúe como un profesionista,
seguro de su proceder, con creatividad y como líder de aquellos que van a
colaborar en los proyectos o sistemas productivos.
Para lo anterior el ingeniero industrial deberá tener en consideración lo
siguiente:
 La capacidad para obtener y manejar la información en los momentos
oportunos
 El desarrollo de habilidades gerenciales
 La habilidad para comunicarse con sus semejantes
Conocer, comprender y entender los deseos y necesidades de los demás.
LA CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA
Procesos que cambian la forma del material
 Metalurgia extractiva
 Fundición
 Formado en frío y en caliente
 Metalurgia de los polvos
 Moldeo de plásticos

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Procesos que provocan desprendimiento de viruta para obtener la forma,
terminado y tolerancias de las piezas deseadas.
 Maquinado con arranque de viruta convencional
 Torno
 Fresado
 Cepillado
 Taladrado
 Brochado
 Rimado
Procesos para acabar superficies
 Por desprendimiento de viruta
 Por pulido
 Por recubrimiento
Procesos para el ensamble de materiales
 Ensambles temporales
 Ensambles permanentes
Procesos para cambiar las propiedades físicas de los materiales.
 Tratamientos térmicos
 Tratamientos químicos

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Conclusión
Se pudo conocer que las virutas se obtienen por maquinado de la mayoría
de metales frágiles, tales como el hierro fundido y el bronce. se logró saber el
valor la da termodinámica de los materiales en los cortes de los metales ya que
es significativo en el campo de la ingeniería y las industrias ya que sabes los
valores de temperaturas y presiones necesarias para cada corte de los metales
dependiendo de sus propiedades físicas y químicas de cada uno de ellos.
Es necesario saber que los implementos de seguridad son de gran valor en
el área de trabajo ya que nos protege de muchos objetos o maquinarias que
ocasionan riesgos de lección de gran impacto o bajo impacto. 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. En
la prevención esta también la salud.

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Bibliografía
http://es.wikipedia.org/wiki/viruta
http://www.geocities.ws/irn_siro/tareas/102.htlm
http://es.wikipedia.org/wiki/herramientas_de_corte#tipos_de_herramientas.
http://www.aprendizaje.com.mx/curso/proceso2/temario2_III.html