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ESCUELA: INGENIERÍA MECÁNICA - ELÉCTRICA

MONOGRAFÍA DE PROCESOS DE MAQUINADO NO TRADICIONAL Y DE CORTE TÉRMICO

CURSO: PROCESOS DE MANUFACTURA I CICLO: VIII / 20 – 2

ALUMNOS: ➢ BOHÓRQUEZ TINCO JEAN PIERE ➢ CALAPUJA SÁNCHEZ LUIS ➢ HUAMÁN AMANCA RONAL ➢ MADUEÑO ESPINOZA PERCY

DOCENTE: ING. PAZ PURISACA ROLANDO

INDICE

I. II. III. IV.

Título Resumen Objetivo Teoría 4.1) Definiciones básicas: 4.1.1) Procesos de energía mecánica 4.1.2) Procesos de maquinado electroquímico 4.1.3) Procesos de energía térmica 4.1.4) Maquinado térmico 4.2) Definiciones específicas: 4.2.1) Procesos con chorro de agua 4.2.2) Procesos con chorro abrasivo 4.2.3) Maquinado electroquímico 4.2.4) Maquinado con haz de electrones 4.2.5) Procesos de corte con arco eléctrico

V. VI.

Medidas de prevención Normatividad para procesos de maquinado no tradicional y de corte térmico VII. Conclusiones VIII. Recomendaciones IX. Bibliografía

I)

Procesos de maquinado no tradicional y de corte térmico

II)

Resumen Desde la segunda guerra mundial se han desarrollado procesos no tradicionales cuyos resultados conllevaron a un fuerte desarrollo de las industrias tales como la aeronáutica, electrónica y espacial. Pues con estos maquinados y cortes se permitieron obtener geometrías complejas, se logra la transformación mecánica de materiales difíciles de transformar, con esfuerzo no mayores a los que ocurren en el tradicional.

III)

Objetivo La finalidad es: - Maquinar metales recién desarrollados, con propiedades especiales a los que no se les aplican métodos tradicionales por su tenacidad y sobre todo alta resistencia. - Evitar daños externos en la zona del maquinado por tensiones originadas en el arranque de viruta.

IV)

Teoría Se clasifican según la forma principal de energía que usan para remover el material: 4.1) Definiciones básicas: 4.1.1) Procesos de energía mecánica: No se usan herramientas de corte convencional, el trabajo es por corriente abrasiva (chorro) o fluidos, por lo que dentro

de este tipo de proceso encontramos a los procesos con chorro de agua. 4.1.2) Procesos de maquinado electroquímico: Este proceso retira metal de una pieza de trabajo conductora de electricidad por medio de una solución anódica, en la que se obtiene la forma de la pieza de trabajo a través de una herramienta formada por electrodos muy próxima pero separada de él mediante un electrolito que fluye con rapidez. La pieza de trabajo es el ánodo y la herramienta es el cátodo. Su uso es en metales muy duros, difíciles de maquinar o de difícil geometría. En las aplicaciones incluyen cavidades de troqueles, barrenado de orificios y remoción de rebabas.

4.1.3) Procesos de energía térmica: Son procesos de remoción de material que se caracterizan por usar la energía térmica , usan temperaturas muy altas con calor suficiente para remover material mediante fusión o vaporización. Al usar estas altas temperaturas estos procesos

producen daños físicos y metalúrgicos en la nueva superficie de trabajo. 4.1.4) Maquinado térmico: Son procesos donde vamos a usar toda clase de energía térmica, por ejemplo dentro de este maquinado tenemos la electroerosión donde se usa una serie de descargas de energía eléctricas discontinuas, otro es la electroerosión por penetración donde la descarga ocurre en la posición en la que las dos superficies están mas cerca. 4.2) Definiciones específicas: 4.2.1) Procesos con chorro de agua: El corte con chorro de agua (WJC, por sus siglas en inglés) usa una corriente fina de agua a alta presión y velocidad dirigida hacia la superficie de trabajo para producir un corte. Para este proceso también se emplea el nombre maquinado hidrodinámico, pero el término de uso más frecuente en la industria parece ser corte con chorro de agua. Para obtener un chorro fino de agua, se usa una pequeña abertura de boquilla con un diámetro de 0.1 a 0.4 mm.

4.2.2) Procesos con chorro abrasivo Es un proceso de remoción de materiales que se produce por la acción de un flujo de gas a alta velocidad que contiene pequeñas partículas abrasivas. Normalmente se usa como proceso de acabado y no como proceso de corte en la producción. Las aplicaciones incluyen el rebabeado, el retiro de virutas de cizallado y retiro de excedentes de material de forjado, la limpieza y el pulido.

Figura: Proceso con chorro abrasivo

4.2.3) Maquinado electroquímico Es un proceso de manufactura no convencional que se basa en el principio de electrolisis que es el desprendimiento de iones de la pieza de trabajo que funciona como ánodo (polo positivo) y se depositan en el electrodo que funciona como cátodo (polo negativo) en un medio inundado de electrolito de NaCL (sal domestica) con agua. El mecanizado electroquímico permite el desbaste de cualquier metal conductor, sin importar su dureza ni forma geométrica a maquinar y sin generar desgaste del electrodo. El electrodo controla la forma de la pieza,

mientras que la intensidad y el tiempo determinan la cantidad de material mecanizado, es decir la masa de la pieza. Aplicaciones: • Metales muy duros o difíciles de mecanizar • Para geometrías complicadas: -Para dados de forja, moldes para inyección de plástico, etc, -Orificios no circulares

Figura: Proceso Maquinado Electroquímico 4.2.4) Maquinado con haz de electrones A partir de un filamento de wolframio, generamos un haz de electrones mediante altas temperaturas y diferencias de potencial, con el que somos capaces de generar electrones. Esto son acelerados por campo magnéticos concentrándolos para que

impacten en un determinado punto del material a mecanizar. Somos capaces de concentrar mucha energía en una región pequeña. Los problemas de este método son 2. El primer problema es la emisión de rayos X con lo que necesitamos hacer uso de personal cualificado para su manejo. El segundo problema es la direccionalidad de los electrones que deben impactar contra el material a mecanizar para lo que usamos el vacío evitando así la dispersión de los electrones. Sin embargo, mediante el mecanizado por haz de electrones conseguimos mayores profundidades. Ventaja: • Es su gran rapidez y una reproducción con gran precisión, así como no estar limitado por la dureza del material como ocurre con la perforación del material

4.2.5) Procesos de corte con arco eléctrico El corte por arco eléctrico es técnicamente un proceso de mecanizado por el cual un potente chorro de aire a presión barre el metal de la zona de corte, fundido por efecto de un arco eléctrico provocado por un electrodo situado en la parte delantera de la zona de barrido. El equipamiento es el mismo que el de soldadura por arco, salvo que la porta electrodos incluye unos orificios para la salda de aire a presión y se necesita por tanto un caudal adicional de aire comprimido. Las medidas de seguridad a mantener para el uso y mantenimiento para estos equipos es el mismo que para la soldadura por arco eléctrico.

V. Medidas de prevención • Los interruptores y demás mandos de puesta en marcha de las maquinas a utilizar, se deben asegurar para que no sean accionadas involuntariamente, las arrancadas involuntarias han provocado muchos accidentes. • Se debe manejar las maquinas sin distracción. • Se debe llevar una ropa de seguridad bien ajustada y ceñida a la muñeca, junto con gafas de seguridad para prevenir el impacto de chispas u otro material que dañe la visión. • Se debe usar calzado de seguridad que proteja contra chispas o sustancias, así como contra caída de piezas pesadas. • Las conducciones eléctricas deben estar protegidas contra cortes y daños producidos por las herramientas del mecanizado, en el caso de que se vea anomalías se debe informar de inmediato al superior a cargo.

VI. Normatividad para procesos de maquinado no tradicional y de corte térmico Según las normas ISO: 1. ICS 25 Ingeniería de Manufactura 1.1 ICS 25.080 Máquinas herramientas ICS 25.080.01

Máquinas herramienta en general

• ISO / TR 16907: 2015 Máquinas herramientas - Compensación numérica de errores geométricos • ISO / TR 17529: 2014 Máquinas herramienta: orientación práctica y ejemplo de evaluación de riesgos en máquinas de electroerosión • ISO 26303: 2012 Máquinas herramienta: evaluación de la capacidad a corto plazo de los procesos de mecanizado en máquinas herramienta para corte de metales • ISO 28881: 2013 Máquinas herramienta - Seguridad - Máquinas de electroerosión • ISO 28881: 2013 / COR 1: 2013 Máquinas herramienta - Seguridad - Máquinas de electroerosión - Corrección técnica 1 • ISO / FDIS 28881 Máquinas herramienta - Seguridad - Máquinas de descarga eléctrica • ISO 230-3: 2020 Código de ensayo para máquinas herramienta. Parte 3: Determinación de los efectos térmicos. • ISO / DIS 230-5 Código de ensayo para máquinas herramienta. Parte 5: Determinación de la emisión de ruido.

• ISO 230-6: 2002 Código de prueba para máquinas herramienta. Parte 6: Determinación de la precisión de posicionamiento en las diagonales del cuerpo y la cara (Pruebas de desplazamiento diagonal). • ISO 230-7: 2015 Código de prueba para máquinas herramienta. Parte 7: Precisión geométrica de los ejes de rotación. • ISO / TR 230-8: 2010 Código de prueba para máquinas herramienta. Parte 8: Vibraciones. • ISO / TR 230-9: 2005 Código de prueba para máquinas herramienta. Parte 9: Estimación de la incertidumbre de medición para pruebas de máquinas herramienta según la serie ISO 230, ecuaciones básicas. • ISO / TR 230-11: 2018 Código de prueba para máquinas herramienta. Parte 11: Instrumentos de medición adecuados para pruebas de geometría de máquinas herramienta. • ISO / DIS 230-12 Código de prueba para máquinas herramienta. Parte 12: Precisión de las piezas de prueba terminadas. • ISO 369: 2009 Máquinas herramientas: símbolos para las indicaciones que aparecen en las máquinas herramienta • ISO 447: 1984 Máquinas herramienta - Dirección de funcionamiento de los controles

• ISO 8525: 2008 Ruido aéreo emitido por máquinas herramienta Condiciones de funcionamiento de las máquinas de corte de metales • ISO 14955-1: 2017 Máquinas herramienta. Evaluación medioambiental de máquinas herramienta. Parte 1: Metodología de diseño para máquinas herramienta energéticamente eficientes • ISO 14955-2: 2018 Máquinas herramienta. Evaluación medioambiental de máquinas herramienta. Parte 2: Métodos para medir la energía suministrada a máquinas herramienta y componentes de máquinas herramienta. • ISO 14955-3: 2020 Máquinas-herramienta. Evaluación medioambiental de las máquinas-herramienta. Parte 3: Principios para probar las máquinas-herramienta para cortar metales con respecto a la eficiencia energética. • ISO 14955-4: 2019 Máquinas-herramienta. Evaluación medioambiental de las máquinas-herramienta. Parte 4: Principios para medir las máquinas-herramienta para el conformado de metales y las máquinas-herramienta de procesamiento láser con respecto a la eficiencia energética. • ISO 14955-5: 2020 Máquinas herramienta. Evaluación medioambiental de las máquinas herramienta. Parte 5: Principios para probar las máquinas herramienta para trabajar la madera con respecto a la energía suministrada.

ICS 25.080.99

Otras máquinas herramientas

• ISO 14137: 2015 Condiciones de prueba para máquinas de descarga eléctrica por hilo (electroerosión por hilo) - Prueba de la precisión

1.2 ICS 25.120

Equipo de trabajo sin viruta

ICS 25.120.40

Máquinas electroquímicas

• ISO 11090-1: 2014 Condiciones de prueba para máquinas de electrodescarga por penetración (electroerosión por penetración) - Prueba de precisión - Parte 1: Máquinas de una sola columna (tipo mesa de deslizamiento transversal y tipo mesa fija) • ISO 11090-2: 2014 Condiciones de prueba para máquinas de electrodescarga por penetración (electroerosión por penetración) - Prueba de la precisión - Parte 2: Máquinas de doble columna (tipo de cabezal deslizante)

VII. Conclusiones • Como hemos visto existen diferentes formas de mecanizar de manera no tradicional, y más preciso, evitando el continuo problema que sucede en el taladrado, fresado o torneado, y es que las herramientas sufran un desgaste por el continuo uso que se les da. • Si se analiza desde el punto de vista de los costos, inicialmente éstos procesos aún son muy alto comparado con otros métodos, por lo que significa operar con altas tecnologías, pero es muy probable que se logre revertir, lo que sumado a las ventajas que posee puede representar una inversión bastante atractiva si se piensa en el largo plazo. • Los procesos de maquinado no convencionales son más que nada utilizados para operaciones con poca tolerancia o para materiales que no pueden ser procesados por los métodos convencionales, cuando los métodos convencionales no son prácticos o económicos al momento de realizar un trabajo, o cuando las características que se requirieren son imposibles de lograr con los procesos de mecanizados tradicionales • Estos tienen velocidades bajas parar remover el material y las energías requeridas son altas en algunos de ellos. La variabilidad entre estos procesos acerca de la precisión y el daño que causan a las piezas es variado pero cada proceso de maquinado no convencional tiene sus propias aplicaciones para las diferentes necesidades que se requieran.

• En conclusión, los procesos de mecanizados no convencionales surgen de la necesidad de encontrar nuevas formas de mecanizado reduciendo costos, adecuándose al desarrollo de nuevos materiales sigue impulsando la investigación en esta área, que ya ha creado múltiples sistemas que son cada vez más usados en la industria moderna. VIII. Recomendaciones Para la utilización eficaz procesos de mecanizados una selección cuidadosa aplicación de mecanizado

de las capacidades de los diferentes no tradicionales, a menudo se requiere del proceso más adecuado para una determinada.

La selección del proceso de mecanizado no tradicional más adecuado para una combinación de material de trabajo y características de forma requiere la consideración de varios criterios. Por lo que es muy recomendable usar el método OCRA que nos va ayudar a resolver problemas complejos de selección del proceso de mecanizado no tradicional, por lo cual sabremos que proceso de mecanizado no tradicional es el más adecuado al tipo de trabajo en particular que se requiera.

IX.

Bibliografía

1. Ashish, C., & Pradhan M. K. (2014) Selection of nonconventional manufacturing process: a combine TOPSISAHP approach 2. Rohith, R., Shreyas, B., Kartikgeyan., Sachin, B., Umesha. K (2019) Selection of Non-Traditional Machining Process 3. Krahmer, D., (2008). Procesos de arranque de viruta y no convencionales que se aplican en la industria metalmecánica 4. Kanika, P., Shankar, C. (2018). A decision guidance framework for non-traditional machining processes selection 5. Rajesh, K., Naresha, K., Harish, U. (2016). A comparative study of process parameters in the selection of nontraditional machining (NTM) Processes for optimization 6. Madic, M., Rdovanovic, M. (2015) Ranking of some most commonly used nontraditional machining processes using rov and critic methods 7. Madic, M., Rdovanovic, M. (2015) Non-conventional machining processes selection using multi-objective optimization on the basis of ratio analysis method 8. https://nptel.ac.in/content/storage2/courses/112105127/p df/LM-35.pdf 9. https://repositorio.upct.es/bitstream/handle/10317/2726/i sp.pdf;jsessionid=583FE16CA8A3BA4567E85B75DD57AAEE ?sequence=1 10. https://www.iso.org/standards-catalogue/browse-byics.html 11. http://files.unlp-ingenieria.webnode.com/2000001456341264394/MAQUINADO_NO_TRADICIONAL.pdf 12. https://prezi.com/jwiculsby4l8/proceso-de-maquinado-notradicional-y-corte-termico/

13. https://es.scribd.com/embeds/321753327/content?start_p age=1&view_mode=scroll&access_key=keyDXFMtVntRav5tlToCCWR 14. https://docplayer.es/24444182-Procesos-de-maquinadono-tradicional-procesos-mecanicos-procesoselectroquimicos-procesos-termicos-procesosquimicos.html 15. https://docplayer.es/22654930-Tecnologia-mecanica-facde-ingenieria-univ-nac-de-la-pampa-remocion-de-materialmecanizado-no-tradicional.html 16. https://ikastaroak.birt.eus/edu/argitalpen/backupa/20200 331/1920k/es/DFM/TFM/TFM07/es_DFM_TFM07_Conteni dos/website_51_haz_de_electrones.html 17. https://www.cartagena99.com/recursos/alumnos/apuntes /MECANIZADO%20NO%20CONVENCIONAL.pdf 18. https://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/9056/2/T -ESPE-048161-R.pdfç 19. https://www.emag.com/es/tecnologias/ecm-mecanizadoelectroquimico-de-metales.html 20. https://es.slideshare.net/Caribuba/riesgos-en-elmecanizado 21. https://es.slideshare.net/AlejandroRodriguez249/maquina dos-no-convencionales