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• Heriberto Granados Ochoa

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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE LOS CABOS

“Por una patria con sabiduría y espíritu de progreso”

“Proceso sin desprendimiento de viruta”

Procesos de manufactura

PRESENTA(N):

Islas Moreno Guillermo

San José del Cabo, B. C. S.

Jueves, 12 de diciembre de 2019

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Índice

Portada……………………………………………………………………….1 Índice…………………………………………………………………………2 Introducción…………………………………………………………………3 1.Procedimiento de moldeo…………………………………………………4 1.1Tipos de moldeo…………………………………………………………..7 2.Procesos de colada…………………………………………………………10 3.Deformación en caliente…………………………………………….…….11 4.Deformación e frio…………………………………………………………12 Conculcación…………………………………………………………………14 Bibliografía……………………………………………………….………….15

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Introducción En este trabajo miraremos el mecanizado sin arranque de viruta es, por lo tanto, aquel proceso de fabricación de piezas listas para su uso en la industria a partir de piezas semielaboradas que no implica extracción de material. De hecho, aunque es habitual referirse a él como mecanizado, en realidad es más correcto hablar de fabricación o conformación sin arranque de viruta, ya que el mecanizado implica una eliminación de material, sea por arranque de viruta o por abrasión.

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1.Procedimientos de Moldeo Moldes de arena en verde: Es el método más común que consiste en la formación del molde con arena húmeda, usada en ambos procedimientos. La llamada arena verde es simplemente arena que no se ha curado, es decir, que no se ha endurecido por horneado. El color natural de la arena va desde el blanco hasta el canela claro, pero con el uso se va ennegreciendo. La arena no tiene suficiente resistencia para conservar su forma, por ello se mezcla con un aglutinante para darle resistencia; luego se agrega un poco de agua para que sea hiera. Esta arena se puede volver a emplear solo añadiendo una cantidad de terminada de aglutinante cuando se considere necesario.

Moldes con capa seca: Dos métodos son generalmente usados en la preparación de moldes con capa seca. En uno la arena alrededor del modelo a una profundidad aproximada de 10 mm se mezcla con un compuesto de tal manera que se seca y se obtiene una superficie dura en el molde. El otro método es hacer el molde entero de arena verde y luego cubrir su superficie con un rociador de tal manera que se endurezca la arena cuando el calor es aplicado. Los rociadores usados para este propósito contienen aceite de linaza, agua de melaza, almidón gelatinizado y soluciones liquidas similares. En ambos métodos el molde debe secarse de dos maneras: por aire o por una antorcha para endurecer la superficie y eliminar el exceso de humedad.

Moldes con arena seca: Estos moldes son hechos enteramente de arena común de moldeo mezclada con un material aditivo similar al que se emplea en el método anterior. Los moldes deben ser cocados totalmente antes de usarse, siendo las cajas de metal. Los moldes de arena seca mantienen esta forma cuando son vaciados y están libres de turbulencias de gas debidas a la humedad.

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Moldes de arcilla: Los moldes de arcilla se usan para trabajos grandes. Primero se construye el molde con ladrillo o grandes partes de hierro. Luego, todas estas partes se emplastecen con una capa de mortero de arcilla, la forma del molde se empieza a obtener con una terraja o esqueleto del modelo. Luego se permite que el molde se seque completamente de tal manera que pueda resistir la presión completa del metal vaciado. Estos moldes requieren de mucho tiempo para hacerse y su uso no es muy extenso.

Moldes furánico: El proceso es bueno para la fabricación de moldes usando modelos y corazones desechables. La arena seca de grano agudo se mezcla con ácido fosfórico el cual actúa como un acelerador. La resina furánica es agregada y se mezcla de forma continua el tiempo suficiente para distribuir la resina. El material de arena empieza a endurecerse casi de inmediato al aire, pero el tiempo demora lo suficiente para permitir el moldeo. El material usualmente se endurece de una a dos horas, tiempo suficiente para permitir alojar los corazones y que puedan ser removidos en el molde. En uso con modelos desechables la arena de resina furánica puede ser empleada como una pared o cáscara alrededor del modelo que estará soportado con arena de grano agudo o en verde o puede ser usada como el material completo del molde.

Moldes de CO2: En este proceso la arena limpia se mezcla con silicato de sodio yes apisonada alrededor del modelo. Cuando el gas de CO2 es alimentado a presión en el molde, la arena mezclada se endurece. Piezas de fundición lisas y de forma intrincada se pueden obtener por este método, aunque el proceso fue desarrollado originalmente para la fabricación de corazones.

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Moldes de metal: Los moldes de metal se usan principalmente en fundición en matriz de aleaciones de bajo punto de fusión. Las piezas de fundición se obtienen de formas exactas con una superficie fina, esto elimina mucho trabajo de maquinado.

Moldes especiales: Plástico, cemento, papel, yeso, madera y hule todos estos son materiales usados en moldes para aplicaciones particulares. El molde debe poseer las siguientes características: •

Debe ser lo suficientemente fuerte para sostener el peso del metal.

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Debe resistir la acción de la erosión del metal que fluye con rapidez durante la colada.

•

Debe generar una cantidad mínima de gas cuando se llena con el metal fundido. Los gases contaminan el metal y pueden alterar el molde.

•

Debe construirse de modo que cualquier gas que se forme pueda pasar a través del cuerpo del molde mismo, más bien que penetrar el metal.

•

Debe ser suficientemente refractario para soportar la alta temperatura del metal y poderse desprender con limpieza del colado después del enfriamiento

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1.1 Tipos de moldeo Los tipos de moldeo se clasifican en los siguientes grupos: • •

Moldeo por gravedad Moldeo por presión

Moldeo por gravedad. Se realiza vertiendo el metal fundido sobre un molde, de manera que éste se desplace por su propio peso. Se utiliza principalmente para fabricar piezas de fundición de acero, bronce, latón y distintas aleaciones de aluminio. Existen distintas técnicas: en arena, en coquilla y a la cera perdida.

1) Moldeo en arena: Es un procedimiento de molde perdido. Se emplea sílice (una arena muy pura) para hacer el molde, mezclada con arcilla y aguapara aglomerar la arena. El proceso es el siguiente: Parte inferior del molde: Se elabora un modelo de la pieza a fabricar (madera, resina…) dividido en dos mitades exactamente iguales. Se introduce una mitad del modelo en la parte inferior del molde y se rellena con arena. Se introduce una pieza auxiliar que formará el canal de alimentación. Se comprime y compacta la arena alrededor del modelo. Se retiran el modelo y la pieza auxiliar. Así sus cavidades quedan marcadas en la arena. Parte superior del molde: Se repiten los pasos anteriores, introduciendo las piezas que formarán el bebedero, el orificio de colada y los respiraderos (llamados mazarota, para que salgan los gases) •

Se unen las dos mitades del molde.

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Se colocan piezas en la parte superior para evitar que la presión de los gases pueda levantarla.

•

Se vierte el material fundido por el orificio de colada

•

Se deja enfriar hasta la temperatura ambiente

•

Se rompe el molde y se extrae la pieza.

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Se eliminan las partes correspondientes al canal de alimentación, bebedero… para volver a fundirlas.

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2) Moldeo en coquilla: Las coquillas son moldes metálicos permanentes (normalmente de acero o fundición gris) que, al contrario que el método de moldeo con arena, permite obtener un número muy elevado de piezas iguales utilizando el mismo molde. Las coquillas son mucho más caras que los moldes de arena, pero resulta rentable si se fabrican con ellas un número elevado de piezas (hasta miles). Presenta otra ventaja, al ser el molde metálico, la velocidad a la que se enfría la pieza es mayor a de más, la precisión de las piezas obtenidas es mayor, así como sus acaba dos superficiales. En cambio, no es bueno para moldear piezas complejas. El proceso de fabricación por coquilla es el siguiente •

Precalentamiento: El molde o coquilla, una vez cerrado, debe calentarse antes de introducir el metal fundido para que su dilatación se produzca de manera uniforme.

•

Vertido del metal: Se vierte el metal y se llena la cavidad.

•

Solidificación: Se deja enfriar el contenido a temperatura ambiente hasta que se solidifique.

•

Apertura: Se abre el molde y se extrae la pieza. Se usa para masas fundidas de aleaciones de Al, Mg o Cu. Si se pretende moldear piezas de acero, hay que usar moldes de acerore fractario recubiertos de grafito para aumentar su durabilidad.

3) Moldeo a la cera perdida: Es uno de los procesos más antiguos que se conoce, ya que era usado por egipcios y romanos. Se emplea para fabricar objetos artísticos a base de metales nobles, como Au, Ag, Pt, o de forma muy compleja y pequeña. El principal inconveniente es que es un proceso relativamente caro, pero presenta también la ventaja de que no necesita un mecanizado posterior. El procedimiento es el siguiente •

Se elabora un modelo patrón de la pieza en latón

•

Con ayuda del modelo se mecaniza la cavidad de la coquilla o molde permanente y se divide en dos partes iguales

•

Se cierra el molde y se introduce cera caliente. Se crea un modelo en cera.

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Se introduce el modelo en cera en una caja de acero inoxidable que se rellena con arena de sílice, dejando los orificios pertinentes para el llenado del metal y para la salida de los gases.

•

Se introduce la caja en un horno, hasta que alcance unos 100oC. Lacera se funde y se recoge en unos canales del fondo del horno.

•

Se eleva la temperatura del horno hasta unos 1000oC.

•

Se endurece la arena y se forma la cavidad correspondiente a la pieza. 8

Moldeo por presión. Se lleva a cabo introduciendo la masa metálica fundida en el interior del molde forzando la entrada en el mismo. En este método se emplean moldes permanentes.

1) Moldeo por fuerza centrífuga: El molde gira alrededor de un eje que puede ser horizontal o vertical, con lo que la fuerza centrífuga obliga al metal fundido a rellenar todas las cavidades del mismo. Se emplea fundamentalmente para moldear piezas de revolución, presentando, además, la ventaja de que pueden obtenerse piezas de menor espesor quelas que se obtienen por gravedad. Las piezas presentan menos grietas yo que da des. Por el contrario, los moldes resultan caros, ya que deben ser más gruesos debido a las presiones elevadas que deben soportar. 2) Moldeo por inyección: Es el moldeo a presión propiamente dicho. El metal se inyecta en el molde por medio de una máquina. La inyección puede hacerse por medio de un émbolo o usando aire comprimido. Los moldes son similares a las coquillas, aunque se suelen denominar matrices. Este método presenta la ventaja de que pueden fabricarse piezas de formas complicadas de una manera bastante económica y de gran precisión. Además, las piezas resultan limpias y sin defectos.

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2.Procesos de Colada La colada o vaciado es uno de los procesos más antiguos que se conocen para trabajar los metales, es el proceso que da forma a un objeto al entrar material líquido en una cavidad formada en un bloque de arena aglomerada u otro material que se llama molde y dejar que se solidifique el líquido. En casi todos los hogares y oficinas hay numerosos objetos hechos por colada o moldeo. El automóvil normal emplea una gran variedad de piezas de diferentes materiales, hechas con diversos procedimientos de colado o vaciado. Para colar o moldear el material en forma líquida (en el caso de los plásticos el material suele estar en forma de polvo o gránulos), se introduce en una cavidad preformada llamada molde. El molde tiene la configuración exacta de la parte que se va a moldear o colar. Después de que el material llena el molde y se endurece o se fragua, adopta la forma del molde, la cual es la forma de la parte. Después, se rompe o se abre el molde y se saca la parte. Las partes producidas por los procesos de fundición o colada varían en el tamaño, precisión, rugosidad de superficie, complejidad de configuración, acabado requerido, volumen de producción y costo y calidad de la producción. El tamaño de las partes puede variar desde unos cuantos gramos para las producidas por fundición a presión hasta varias toneladas para las producidas por fundición en arena. Las tolerancias dimensionales pueden variar desde 0.127 hasta 6.35mm (0.005 a 0.250 pulg); las partes más exactas se producen por fundición, presión, moldeo en cascara, inyección y revestimiento. con la colada o fundición en arena o continua se producen partes menos precisas. ahora bien, la colada continua, se utiliza para producir formas en la planta laminadora: planchas, lingotes y barra redonda, en vez de partes terminadas. La fundición y colada en molde a presión, en molde frío, por inyección, transferencia, vacío y revestimiento producen partes con superficies de relativa tersura. la fundición continua, en arena, centrifuga y con moldes producen las partes con máxima aspereza de superficie. las formas más bien sencillas se pueden producir con fundición o colada en formas, arena y continua; las configuraciones más complejas se producen por fundición por revestimiento y a presión. la fundición a presión se considera un proceso de alto volumen de producción, la fundición en arena es un proceso de una por uno, un tanto lento.

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3.Deformación en caliente Este proceso se describe generalmente como trabajar un material por encima de su temperatura de recristalización. Posteriormente a deformación plástica en caliente se inicia la formación de núcleos que dan origen a nuevos granos libre de tensión con un tamaño acorde al tiempo de solidificación y orientados al azar. Cuando un material se deforma plásticamente a una temperatura elevada, dos efectos opuestos tienen lugar al mismo tiempo: uno de endurecimiento debido a la deformación plástica, y otro de reblandecimiento debido a la recristalización. Para un grado de intensidad de trabajo dado, debe haber alguna temperatura a la cual estos dos efectos se balancearán. Si se trabaja el material por encima de esta temperatura se conoce como trabajo en caliente; por abajo de esta temperatura se conoce como trabajo en frío.

Características de la deformación en caliente •

La mayoría de las formas metálicas se producen a partir de lingotes colados. Para fabricar hojas, placas, varillas, barras, alambres, etc., de los lingotes, el método más económico es el de trabajado en caliente; sin embargo, en el caso del acero, trabajar en caliente el material hace que reaccione el oxígeno conforme se enfría hasta la temperatura ambiente y se le forma una capa de óxido oscuro característica, llamada escama. Ocasionalmente, esta escama puede producir dificultades durante las operaciones de maquinado o de formación.

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No es posible fabricar material trabajado en caliente a un tamaño exacto, debido a los cambios dimensionales que tienen lugar durante el enfriamiento.

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La temperatura a la cual se termina en el trabajado en caliente determinará el tamaño de grano disponible para el trabajo ulterior en frío. Inicialmente se utilizan temperaturas más altas para promover la uniformidad en el material, y los grandes granos resultantes permiten una reducción en dimensiones más económicas durante la primera parte del trabajo subsecuente. Conforme el material se enfría y el trabajado continúa; el tamaño de grano disminuirá, llegando a ser muy fino justo arriba de la temperatura de recristalización. 11

4.Deformación en frio 1) Laminación en frío Es un proceso similar al de laminación en caliente: nos ahorramos el calentamiento del material, pero ello conlleva que la capacidad de deformación es mucho menor. Sin embargo se consiguen mejores acabados tanto en calidad superficial como en dimensiones., con mejores precisiones y muy buena calidad superficial.

2) Estampación en frío Se introduce chapa entre dos matrices y se deforma mediante golpe de prensa, en uno o varios pasos progresivamente. De esta forma se fabrican por ejemplo gran parte de los componentes metálicos de la carrocería del coche. También cabezas de tornillos y clavos o monedas, son ejemplos de piezas realizadas por estampación en frío. En la estampación en frío, las características mecánicas del producto son buenas, como en la estampación en caliente o forja, pero con una mayor precisión y calidad superficial.

3) Extrusión en frío Se utiliza el mismo procedimiento que para la extrusión en caliente. Al igual que en otros procedimientos, en frío estamos limitados en la deformación a conseguir, por lo que se emplea en materiales dúctiles (plomo, estaño, aluminio, cobre, ...), pero mejora la precisión y la calidad superficial.

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4) Doblado y curvado Planchas, tubos o alambres son deformados entre un punzón y una matriz. Si el radio de curvatura de la deformación es pequeño, se llama plegado, y si es grande curvado. Por este procedimiento se pueden fabricar carenados de máquinas, muelles, etc

5) Embutición El objetivo de este procedimiento es conseguir piezas con una forma similar a la de una matriz definida. Para ello se coloca una plancha de material sobre una matriz y mediante el golpe del punzón o por medio de presión, se consigue la forma deseada.

6) Trefilado Consiste en disminuir de forma progresiva la sección de un alambre o varilla (normalmente de menos de 6 mm de diámetro) haciéndolo pasar mediante tracción por un orificio con la sección deseada.

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Conclusión Con el trabajo que se presenta aprendimos todos los tipos de procesos de desprendimiento de viruta que nos sirven para hacer varias piezas, bueno depende para que la ocupes o para que sea por ejemplo el embutido nos sirve para hacer latas de cualquier tipo, la forja nos sirva para formar piezas mediante calor y golpes y uno más puede ser mediante las fundiciones ahí si podemos formar cualesquiera piezas, pero mediante un molde

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Bibliografía https://www.imh.eus/es/imh/comunicacion/docu-libre/introduccion-a-los-procesos-defabricacion-1/conformado-por-deformacion-y-o-corte/deformacion-en-frio http://cienciaymateriales.blogspot.com/2013/04/19-deformacion-en-caliente-definicion-y.html https://www.academia.edu/8273750/Procedimientos_de_moldeo

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