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Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Esime Ticomán ISISA Materia: PROCESOS DE MANUFACTURA AUTOMOTRIZ

Proceso de Torneado Grupo: 6SV1 Alumno: Pulido López Alan Gustavo

Profesor: Marcelino Fecha de entrega: 17/09/2014

Índice

Marco teorico 1. Definicion y Clasificación 2. Materiales para maquinar en torno 3. Maquinaria, Clasificación e identificacion de sus partes 4. Herramental 5. Herramientas de corte,Geometria y sus tipos 6. Parametros de corte, velocidad y profundidad 7. Refrigerante 8. Control de calidad 9. Conclusiones 10. Bibliografía

Marco teórico "Proceso es el conjunto de actividades relacionadas y ordenadas con las que se consigue un objetivo determinado" En la ingeniería industrial el concepto de proceso adquiere gran importancia, debido la práctica en esta carrera, requiere: Planear, integrar, organizar, dirigir y controlar Estas actividades permiten a los Ingenieros Industriales lograr sus objetivos en el ejercicio de su profesión. El ingeniero industrial herramienta para:

debe

considerar

a

los procesos de producción como



El diseño y definición de planes, programas y proyectos



El diseño, integración, organización, dirección y control de sistemas

una



La optimización del trabajo



La evaluación de resultados



Establecimiento de normas de calidad



El aumento y control de la eficiencia

Concepto de manufactura Se pueden dar dos definiciones: 1.

Manufactura. "Obra hecha a mano o con el auxilio de máquina."

2.

Manufactura.

Conjunto de actividades organizadas y programadas para la transformación de materiales, objetos o servicios en artículos o servicios útiles para la sociedad.

1. Definición y Clasificación El torneado es un proceso de corte, de arranque de material, en forma de viruta o rebaba, por tal motivo necesita de un medio de enfriamiento, el cual absorba el calor generado durante el mecanizado, con la disipación de calor se puede evitar el desgaste prematuro de la herramienta de corte, de igual manera se puede dar protección a la pieza que se trabaje, para que no sufra corrosión u oxidación. El fluido de corte que es el medio enfriador del proceso, debe tener características idóneas para no perjudicar al proceso. La aparición de un proceso de torneado innovador es esencial, esto es con la eliminación total del fluido de corte, lo que origine un mecanizado más limpio. Este proceso se pretende perfilar alrededor de un eje solido de revolución, para estas operaciones se empleaban maquinas llamadas tornos que por medio de herramientas mono cortantes que pueden ser insertos o buriles, se realiza la operación de corte. El movimiento principal en el torneado es de rotación y lo lleva la pieza, y los movimientos de avance y de penetración, es decir de profundizar la pieza, están a cargo de las herramientas de corte.

2. Materiales para maquinar en torno AISI 1045

AISI 4140

AISI 1018

AISI 4142

AISI 4340

Elemento Iron, Fe Nickel, Ni Chromium, Cr Manganese, Mn Carbon, C Molybdenum, Mo Silicon, Si Sulfur, S Phosphorous, P Propiedades mecánicas Elastic modulus Poisson's ratio Elongation at break Reduction of area Hardness, Brinell

Contenido (%) 95.195 - 96.33 1.65 - 2.00 0.700 - 0.900 0.600 - 0.800 0.370 - 0.430 0.200 - 0.300 0.150 - 0.300 0.0400 0.0350 190-210 GPa

27557-30458 ksi

0.27-0.30 22% 50% 217

0.27-0.30 22% 50% 217

3. Maquinaria, Clasificación, Identificación de partes

El torno paralelo Este tipo de torno evolucionó partiendo de los tornos antiguos. Sin embargo, en la actualidad este tipo de torno está quedando relegado a realizar tareas poco importantes, a utilizarse en los talleres de aprendices y en los talleres de mantenimiento para realizar trabajos puntuales o especiales.

Principales Partes de Torno en Paralelo

Torno copiador Se llama torno copiador a un tipo de torno que operando con un dispositivo hidráulico y electrónico permite el torneado de piezas de acuerdo a las características de la misma siguiendo el perfil de una plantilla que reproduce una réplica igual a la guía.

Torno revólver Es una variedad de torno diseñado para mecanizar piezas sobre las que sea posible el trabajo simultáneo de varias herramientas con el fin de disminuir el tiempo total de mecanizado. El torno revólver lleva un carro con una torreta giratoria en la que se insertan las diferentes herramientas que realizan el mecanizado de la pieza. También se pueden mecanizar piezas de forma individual, fijándolas a un plato de garras de accionamiento hidráulico.

Torno vertical El torno vertical es una variedad de torno, de eje vertical, diseñado para mecanizar piezas de gran tamaño, que van sujetas al plato de garras u otros operadores y que por sus dimensiones o peso harían difícil su fijación en un torno horizontal.

4. Herramental 

Contrapunto



Plasto de arrastre y brida de arrastre

Estos dos elementos mecánicos nos permiten montar una pieza entre puntos y darle movimiento giratorio.



Broquero

Se encarga de sujetar a las brocas



Torreta múltiple

Nos permite montar simultáneamente hasta 4 herramientas, lo cual permite con un simple giro presentar un nuevo buril sobre la pieza.



Cabezal giratorio o Chuck

Es el encargado de sujetar la pieza a maquinar para hacerla girar junto con si mismo

5. Herramientas de corte, geometría y sus tipos Buriles Se denomina buril o cuchilla a una herramienta manual de corte formada por una barra de acero templado TERMINADA EN UNA PUNTA que sirve fundamentalmente para cortar, marcar, ranurar o desbastar material en frio mediante el proceso de arrenque de viruta metalica en torno.

Partes principales del buril

Los ángulos de afilado dependen del material y la máquina en que se utilicen ya sea torno o cepillo.

Ángulos principales Ángulos de corte, ataque e incidencia de las herramientas de acero rápido para tornear distintos materiales.

Tipos de buriles De acuerdo a la superficie que se va a realizar

Los ángulos de afilado dependen del material y la máquina en que se utilicen ya sea torno o cepillo. En el torno se emplea en cortes cilíndricos principalmente. Las herramientas para desbastar son robustas.

BURIL DE CORTE Pudiendo tener su filo principal hacia la izquierda o hacia la derecha, característica que se observa mirando la herramienta con su cabeza hacia nosotros y la cara de corte hacia arriba, si el filo principal está del lado derecho, se dice que el buril es de corte derecho.

Buril de codo Bueno para tornear entrantes o salientes con esquinas muy marcadas, además de las bases o extremos de piezas cilíndricas. En virtud de su forma puntiaguda no debe emplearse en desbaste

Buril para refrentar Para obtener superficies con menor aspereza que las conseguidas con las herramientas de desbastar. Generalmente tienen la punta redondeada, y en algunos casos totalmente achatada.

De acuerdo a la forma para exteriores Generalmente a cualquier buril que no es para cilindrar o para crear se le conoce como buril de forma. Dependiendo de la operación que se realizan es el nombre que reciben. Cuando la penetración es parcial se logran gargantas de forma cuadrada.

Buril para gargantas cuadradas Estas herramientas se afilan de acuerdo al radio de la concavidad. La penetración es normal al eje de revolución de la pieza. Su forma puntiaguda no debe emplearse en desbaste. Puede servir para hacer gargantas de forma semicircular o para generar superficies planas que terminen en radio cóncavo.

Buril para gargantas semicirculares La forma y dimensiones de esta herramienta, dependerán del tipo de rosca que se desee maquinar. (ISO, cuadrada, redonda, trapecial etc.). Pueden ser de penetración normal o de penetración oblicua. Se utiliza para separar o cortar la pieza maquinada del resto del material.

Buril para roscar exteriores Cuando se desea hacer un maquinado especial en una cantidad grande de piezas, se prefieren herramientas circulares de forma, con respecto a los buriles, debido a que las primeras se afilan más fácilmente y además no pierden su forma.

BURIL DE CORTE Este buril se usa para generar superficies planas verticales, logrando esto con la ayuda del avance manual proporcionado al carro porta-herramienta, sin que exista avance transversal de la mesa de trabajo sobre la que está sujeta la pieza.

BURIL PARA TROZAR Buriles para acabado. Los buriles de acabado se usan para reducir la rugosidad dejada con los buriles de desbaste y por supuesto también para lograr una calidad dimensional mejor. El avance para acabado debe ser del orden de p/10 siendo p, la profundidad de corte.

De igual manera pueden clasificarse como se muestra a continuación: 

Tipo A: Que son buriles que servirán para cilindrar y barrenar. Dentro del tenemos dos tipos, Estilo AR, que es mano derecha y AL, que es mano izquierda.



Tipo B: Buriles para desbastar. Estilo BR, mano derecha 15º Angulo. Estilo BL, mano izquierda 15º Angulo.



Tipo C: Buriles para herramientas de forma Estilo C, nariz cuadrada.



Tipo D: Buriles para acabado y perfilado. Estilo D, nariz en punto, 80º Angulo incluido.



Tipo E: Buriles para roscar. Estilo D, herramienta de roscado, 60º Angulo incluido. Estilo ER, hacia derecha Estilo EL, hacia la izquierda.



Tipo F: Buril para refrenar y esquinar. Estilo FR y FL, para derecha e izquierda respectivamente.



Tipo G: Buriles para cilindrar y esquinar. Estilo GR y GL, para derecha e izquierda respectivamente.



Tipo CTR: Cuchilla de corte.

6. Parámetros de corte, velocidad, profundidad Los parámetros de corte fundamentales que hay que considerar en el proceso de torneado son los siguientes: 

Elección del tipo de herramienta más adecuado



Sistema de fijación de la pieza



Velocidad de corte (Vc) expresada en metros/minuto



Diámetro exterior del torneado



Revoluciones por minuto (rpm) del cabezal del torno



Avance en mm/rev, de la herramienta



Avance en mm/mi de la herramienta



Profundidad de pasada



Esfuerzos de corte



Tipo de torno y accesorios adecuados

 Velocidad de corte Se define como velocidad de corte la velocidad lineal de la periferia de la pieza que está en contacto con la herramienta. La velocidad de corte, que se expresa en metros por minuto (m/min), tiene que ser elegida antes de iniciar el mecanizado y su valor adecuado depende de muchos factores, especialmente de la calidad y tipo de herramienta que se utilice, de la profundidad de pasada, de la dureza y la maquinabilidad que tenga el material que se mecanice y de la velocidad de avance empleada. Las limitaciones principales de la máquina son su gama de velocidades, la potencia de los motores y de la rigidez de la fijación de la pieza y de la herramienta. A partir de la determinación de la velocidad de corte se puede determinar las revoluciones por minuto que tendrá el cabezal del torno, según la siguiente fórmula:

Donde Vc es la velocidad de corte, n es la velocidad de rotación de la pieza a maquinar y Dc es el diámetro de la pieza. La velocidad de corte es el factor principal que determina la duración de la herramienta. Una alta velocidad de corte permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera el desgaste de la herramienta. Los fabricantes de herramientas y prontuarios de mecanizado, ofrecen datos orientativos sobre la velocidad de corte adecuada de las herramientas para una duración determinada de la herramienta, por ejemplo, 15 minutos. En ocasiones, es deseable ajustar la velocidad de corte para una duración diferente de la herramienta, para lo cual, los valores de la velocidad de corte se multiplican por un factor de corrección. La relación entre este factor de corrección y la duración de la herramienta en operación de corte no es lineal. La velocidad de corte excesiva puede dar lugar a: 

Desgaste muy rápido del filo de corte de la herramienta.



Deformación plástica del filo de corte con pérdida de tolerancia del mecanizado.



Calidad del mecanizado deficiente; acabado superficial ineficiente.

La velocidad de corte demasiado baja puede dar lugar a: 

Formación de filo de aportación en la herramienta.



Efecto negativo sobre la evacuación de viruta.



Baja productividad.



Coste elevado del mecanizado.

 Velocidad de rotación de la pieza La velocidad de rotación del cabezal del torno se expresa habitualmente en revoluciones por minuto (rpm). En los tornos convencionales hay una gama limitada de velocidades, que dependen de la velocidad de giro del motor principal y del número de velocidades de la caja de cambios de la máquina. En los tornos de control numérico, esta velocidad es controlada con un sistema de realimentación que habitualmente utiliza un variador de frecuencia y puede seleccionarse una velocidad cualquiera dentro de un rango de velocidades, hasta una velocidad máxima. La velocidad de rotación de la herramienta es directamente proporcional a la velocidad de corte e inversamente proporcional al diámetro de la pieza.

 Velocidad de avance El avance o velocidad de avance en el torneado es la velocidad relativa entre la pieza y la herramienta, es decir, la velocidad con la que progresa el corte. El avance de la herramienta de corte es un factor muy importante en el proceso de torneado. Cada herramienta puede cortar adecuadamente en un rango de velocidades de avance por cada revolución de la pieza, denominado avance por revolución (fz). Este rango depende fundamentalmente del diámetro de la pieza, de la profundidad de pasada, y de la calidad de la herramienta. Este rango de velocidades se determina experimentalmente y se encuentra en los catálogos de los fabricantes de herramientas. Además esta velocidad está limitada por las rigideces de las sujeciones de la pieza y de la herramienta y por la potencia del motor de avance de la máquina. El grosor máximo de viruta en mm es el indicador de limitación más importante para una herramienta. El filo de corte de las herramientas se prueba para que tenga un valor determinado entre un mínimo y un máximo de grosor de la viruta. La velocidad de avance es el producto del avance por revolución por la velocidad de rotación de la pieza.

Al igual que con la velocidad de rotación de la herramienta, en los tornos convencionales la velocidad de avance se selecciona de una gama de velocidades disponibles, mientras

que los tornos de control numérico pueden trabajar con cualquier velocidad de avance hasta la máxima velocidad de avance de la máquina. Efectos de la velocidad de avance 

Decisiva para la formación de viruta



Afecta al consumo de potencia



Contribuye a la tensión mecánica y térmica

La elevada velocidad de avance da lugar a: 

Buen control de viruta



Menor tiempo de corte



Menor desgaste de la herramienta



Riesgo más alto de rotura de la herramienta



Elevada rugosidad superficial del mecanizado.

La velocidad de avance baja da lugar a: 

Viruta más larga



Mejora de la calidad del mecanizado



Desgaste acelerado de la herramienta



Mayor duración del tiempo de mecanizado



Mayor coste del mecanizado

 Tiempo de torneado Para el cálculo del tiempo de torneado, basta con seguir la siguiente fórmula de cálculo:

 Fuerza especifica de corte La fuerza de corte es un parámetro necesario para poder calcular la potencia necesaria para efectuar un determinado mecanizado. Este parámetro está en función del avance de

la herramienta, de la profundidad de pasada, de la velocidad de corte, de la maquinabilidad del material, de la dureza del material, de las características de la herramienta y del espesor medio de la viruta. Todos estos factores se engloban en un coeficiente denominado Kx. La fuerza específica de corte se expresa en N/mm2.

 Potencia de corte La potencia de corte Pc necesaria para efectuar un determinado mecanizado se calcula a partir del valor del volumen de arranque de viruta, la fuerza específica de corte y del rendimiento que tenga la máquina. Se expresa en kilovatios (kW). Esta fuerza específica de corte Fc, es una constante que se determina por el tipo de material que se está mecanizando, geometría de la herramienta, espesor de viruta, etc. Para poder obtener el valor de potencia correcto, el valor obtenido tiene que dividirse por un determinado valor (ρ) que tiene en cuenta la eficiencia de la máquina. Este valor es el porcentaje de la potencia del motor que está disponible en la herramienta puesta en el husillo.

Donde: 

Pc es la potencia de corte (kW)



Ac es el diámetro de la pieza (mm)



f es la velocidad de avance (mm/min)



Fc es la fuerza específica de corte (N/mm2)



ρ es el rendimiento o la eficiencia de la máquina

7. Refrigerante Para realizar un mejor proceso de maquinado se utiliza refrigerante de corte, este se utiliza en chorro continuo sobre el área directa donde se hace el corte. Las características principales que debe cumplir un refrigerante de corte maquinado son: 1.- Como su nombre lo indica su principal función es la de controlar la temperatura, ayudar a mantener en temperaturas bajas los elementos de corte y a maquinar. El refrigerante debe tener una alta conductividad térmica, baja viscosidad y un elevado calor específico, todo esto para obtener la mejor ventaja en mantener la baja la temperatura.

2.- Cubrir las piezas de corte y las piezas a maquinar contra la corrosión y oxidación. 3.- Eliminar bacterias al ser almacenado. 4.- Servir como Lubricante en las piezas de corte y las piezas que son maquinadas para evitar desgastes innecesarios. Debe poderse adherirse a los materiales tanto de corte como a maquinar para poder reducir el rozamiento entre ellos al lubricarlos y que pueda también tener un desplazamiento mejor de la viruta y escoria. 5.- Limpiar el área de corte de virutas, polvo y escoria que se pueda juntar. 6.- Disminuir la energía utilizada por la herramienta de corte para realizar el trabajo de maquinado. 7.- Ayuda a tener un mejor acabado a las piezas maquinadas.

Dentro de los fluidos de corte más utilizados se citan los siguientes: 1. Refrigerante hecho a base de aceites minerales. En los cuales se encuentran los aceites derivados del petróleo, estos aceites tienen un buen poder refrigerante y de

protección contra la oxidación, pero tienen poco poder maquinados de aleaciones ligeras y de rectificado.

lubricador. Su uso es en

2. Refrigerante de corte hecho a base de aceites animales. Algunos de ellos son el aceite del sebo animal y otros que se obtienen de otros animales, tienen la característica de ser buenos en lubricación y ser refrigerantes, pero no protegen contra la oxidación. 3. Refrigerante de corte elaborado a base de aceites emulsionables. Se obtienen mezclando el aceite mineral con agua en varias poporciones. 4. Refrigerantes hechos a base de aceites vegetales. Son aceites obtenidos a partir de semillas o plantas y tienen la característica de ser buenos en lubricación y en ser refrigerantes, pero no protegen contra la oxidación. 5. Refrigerante de corte y maquinado elaborado a base de aceites y bisulfuro de molibdeno. Tienen buena lubricación a presiones elevadas y facilitan el deslizamiento de la viruta, pero no protegen a los metales no ferrosos contra la corrosión y oxidación. También existen los aceites inactivos. 6. Refrigerante de corte hecho a partir de alguna mezcla de los anteriores. Son mezclas para obtener las mejores características de cada uno. A estas mezclas también se les agregan elementos bactericidas para evitar que al almacenarlos con viruta y otros aceites se generen bacterias que causan los malos olores. Ejemplos de refrigerante Refrigerante de corte Color Color Mezclado PH Gravedad Específica Punto de inflamación

Naranja Blanco lechoso 9.5 0.944 kg/l 154 °C

Refrigerante de corte semi sintético Color Emulsion PH al 5% Gravedad Específica Punto de Ebullición

Ambar Blanco 9 0.944 kg/l 110 °C

8. Control de Calidad Para que un torno funcione correctamente y garantice la calidad de sus mecanizados, es necesario que periódicamente se someta a una revisión y puesta a punto donde se ajustarán y verificarán todas sus funciones. Las tareas más importantes que se realizan en la revisión de los tornos son las siguientes:

Revisión de tornos Nivelación Concentricidad del cabezal

Comprobación de redondez de las piezas Alineación del eje principal

Alineación del contrapunto

Se refiere a nivelar la bancada y para ello se utilizará un nivel de precisión. Se realiza con un reloj comparador y haciendo girar el plato a mano, se verifica la concentricidad del cabezal y si falla se ajusta y corrige adecuadamente. Se mecaniza un cilindro a un diámetro aproximado de 100 mm y con un reloj comparador de precisión se verifica la redondez del cilindro. Se fija en el plato un mandril de unos 300 mm de longitud, se monta un reloj en el carro longitudinal y se verifica si el eje está alineado o desviado. Se consigue mecanizando un eje de 300 mm sujeto entre puntos y verificando con un micrómetro de precisión si el eje ha salido cilíndrico o tiene conicidad.

Otras funciones como la precisión de los nonios se realizan de forma más esporádica principalmente cuando se estrena la máquina.

Una vez que el torno ha sido preparado para un trabajo determinado, el control posterior del trabajo de la máquina suele encargarse a una persona de menor preparación técnica que sólo debe ocuparse de que la calidad de las piezas mecanizadas se vaya cumpliendo dentro de las calidades de tolerancia y rugosidad exigidas. A veces un operario es capaz de atender a varios tornos automáticos, si éstos tienen automatizados el sistema de alimentación de piezas mediante barras o autómatas.

Acabado Es un proceso de fabricación empleado en la manufactura cuya finalidad es obtener una superficie con características adecuadas para la aplicación particular del producto que se está manufacturando; esto incluye mas no es limitado a la cosmética de producto. En algunos casos el proceso de acabado puede tener la finalidad adicional de lograr que el producto entre en especificaciones dimensionales. Antiguamente, el acabado se comprendía solamente como un proceso secundario en un sentido literal, ya que en la mayoría de los casos sólo tenía que ver con la apariencia del objeto u artesanía en cuestión, idea que en muchos casos persiste y se incluye en la estética y cosmética del producto.

En la actualidad, los acabados se entienden como una etapa de manufactura de primera línea, considerando los requerimientos actuales de los productos. Estos requerimientos pueden ser: Estética: el más obvio, que tiene un gran impacto sicológico en el usuario respecto a la calidad del producto. Liberación o introducción de esfuerzos mecánicos: las superficies manufacturadas pueden presentar esfuerzos debido a procesos de arranque de viruta, en donde la superficie se encuentra deformada y endurecida por la deformación plástica a causa de las herramientas de corte, causando esfuerzos en la zona superficial que pueden reducir la resistencia o inclusive fragilizar el material. Los acabados con remoción de material pueden eliminar estos esfuerzos. Eliminar puntos de iniciación de fracturas y aumentar la resistencia a la fatiga: una operación de acabado puede eliminar micro fisuras en la superficie. Nivel de limpieza y esterilidad. Una superficie sin irregularidades es poco propicia para albergar suciedad, contaminantes o colonias de bacterias. Propiedades mecánicas de su superficie Protección contra la corrosión Rugosidad Tolerancias dimensionales de alta precisión.

Características de las superficies Una vista microscópica de la superficie de una pieza revela sus irregularidades e imperfecciones. Los rasgos de una superficie común se ilustran en la sección transversal magnificada de la superficie de una pieza metálica. Ver figura 1.1. Aunque aquí el análisis se concentra en las superficies metálicas, los comentarios vertidos aquí se aplican a las cerámicas y polímeros, con modificaciones debidas a las diferencias en la estructura de estos materiales. El cuerpo de la pieza, conocida como sustrato, tiene una estructura granular que depende del procesamiento previo del metal; por ejemplo, la estructura del sustrato del metal se ve afectada por su composición química, el proceso de fundición que se usó originalmente para el metal, y cualesquiera operaciones de deformación y tratamientos térmicos llevados a cabo sobre el material de fundición. El exterior de la pieza es una superficie cuya topografía es todo menos recta y tersa. En la sección transversal magnificada, la superficie tiene rugosidad, ondulaciones y defectos. Aunque aquí no se observan, también tiene un patrón o dirección que resulta del proceso mecánico que la produjo. Todos estos rasgos geométricos quedan incluidos en el término textura de la superficie.

Justo por debajo de la superficie se encuentra una capa de metal cuya estructura difiere de la del sus trato. Se denomina capa alterada, y es una manifestación de las acciones que se mencionaron al hablar de la superficie, durante la creación de ésta y etapas posteriores. Los procesos de manufactura involucran energía, por lo general en cantidades importantes, que opera sobre la pieza, contra su superficie. La capa alterada puede resultar del endurecimiento por trabajo (energía mecánica), calor (energía térmica), tratamiento químico, o incluso energía eléctrica. El metal de esta capa resulta afectado por 1ft aplicación de energía, y su micro estructura se altera en consecuencia. Esta capa alterada cae dentro del alcance de la integridad de la superficie, que tiene que ver con la definición, la especificación y el control de las capas de la superficie de un material (metales, los más comunes), en la manufactura y el desempeño posterior en el uso. El alcance de la integridad de la superficie por lo general se interpreta para incluir la textura de la superficie, así como la capa alterada ubicada bajo ella. Además, la mayoría de las superficies metálicas están cubiertas por una capa de óxido, si se da el tiempo suficiente para que se forme después del procesamiento. El aluminio forma en su superficie una capa delgada, densa y dura de Al2O3 (que sirve para proteger al sustrato de la corrosión), y el fierro forma óxidos de varias composiciones químicas sobre su superficie (el óxido, que virtualmente no da ninguna protección). También es probable que en la superficie de la pieza haya humedad, mugre, aceite, gases adsorbidos, y otros contaminantes. .

fig. 1.1 Sección transversal de una superficie metálica común.

Textura de las superficies La textura de la superficie consiste en las desviaciones repetitivas o aleatorias de la superficie nominal de un objeto; la definen cuatro características: rugosidad, ondulación, orientación y defectos o fallas, como se observa en la figura 1.2

fig. 1.2 Rasgos de la textura de una superficie.

La rugosidad se refiere a las desviaciones pequeñas, espaciadas finamente, de la superficie nominal y que están determinadas por las características del material y el proceso que formó la superficie. La ondulación se define como las desviaciones de espaciamiento mucho mayor; ocurren debido a la deflexión del trabajo, vibraciones, tratamiento térmicas, y factores similares. La rugosidad está sobre impuesta a la ondulación.

Rugosidad de la Superficie La rugosidad de una superficie es una característica mensurable, con base en las desviaciones de la rugosidad según se definió antes. El acabado de la superficie es un término más subjetivo que denota la suavidad y calidad general de una superficie. En el habla popular, es frecuente utilizar el acabado superficial o de la superficie como sinónimo de su rugosidad. La calidad de la rugosidad superficial se maneja por las siguientes normas: UNE 82301:1986 Rugosidad superficial. Parámetros, sus valores y las reglas generales para la determinación de las especificaciones (ISO 468: 1982), UNE-EN ISO 4287:1998 Especificación geométrica de productos (GPS). Calidad superficial: Método del perfil. Términos, definiciones y parámetros del estado superficial (ISO 4287:1997), y UNE 1037:1983. Indicaciones de los estados superficiales en los dibujos (ISO 1302: 1978) La medida que se emplea más comúnmente para la textura de una superficie, es su rugosidad. Respecto a la figura 1.4, la rugosidad de la superficie se define como el

promedio de las desviaciones verticales a partir de la superficie nominal, en una longitud especificada de la superficie. Por lo general se utiliza un promedio aritmético (AA), con base en los valores absolutos de las desviaciones, y este valor de la rugosidad se conoce con el nombre de rugosidad promedio.

Fig. 1.4 Desviaciones de la superficie nominal. En forma de ecuación es

Donde R =media aritmética de la rugosidad, m (in); y es la desviación vertical a partir de la superficie nominal (convertida a valor absoluto), m (in); y Lm es la distancia especificada en la que se miden las desviaciones de la superficie. Quizá sea más fácil de entender una aproximación de la ecuación (5.1), dada por

Donde Ra tiene el mismo significado que antes; yi son las desviaciones verticales convertidas a valor absoluto e identificadas por el subíndice i, m (in) yn es el número de desviaciones incluidas en Lm. Se ha dicho que las unidades en estas ecuaciones son m (in). Éstas son las unidades de uso más común para expresar la rugosidad de una superficie. Hoy día, el AA es el método de promedios que se emplea más para expresar la rugosidad de una superficie. Una alternativa, que en ocasiones se utiliza en Estados Unidos, es el promedio según la raíz media cuadrática (RMS), que es la raíz cuadrada de la media de las desviaciones elevadas al cuadrado sobre la longitud de medición. Los valores RMS de

la rugosidad de la superficie casi siempre serán mayores que los AA, debido a que las desviaciones grandes pesan más en los cálculos del valor RMS. La rugosidad de la superficie tiene la misma clase de deficiencias que cualquier medida que se use para evaluar un atributo físico complejo. Por ejemplo, falla para tomar en cuenta las orientaciones del patrón superficial; así, la rugosidad de la superficie varía en forma significativa, en función de la dirección en que se mida. Otra deficiencia es que la ondulación queda incluida en el cálculo de Ra. Para evitar este problema se emplea un parámetro denominado longitud de corte, que se usa como un filtro que separa la ondulación de una superficie medida de las desviaciones de la rugosidad. En realidad, la longitud de corte es una distancia muestral a lo largo de la superficie. Una distancia muestral más corta que el ancho de la ondulación eliminará las desviaciones verticales asociadas con ésta y sólo incluirá aquellas que se relacionan con la rugosidad. En la práctica, la longitud de corte más común es 0.8 mm (0.030 in). La longitud de medición Lm, se establece normalmente como de cinco veces la longitud de corte. Las limitaciones de la rugosidad de la superficie han motivado la creación de medidas adicionales que describan en forma más completa la topografía de una superficie dada. Estas mediciones incluyen salidas gráficas tridimensionales de la superficie, como se describe en la referencia.

Medición de la Rugosidad Comparadores visotáctiles

Fig. 1.5

Elementos para evaluar el acabado superficial de piezas por comparación visual y táctil con superficies de diferentes acabados obtenidas por el mismo proceso de fabricación. Rugosímetro de palpador mecánico

Fig. 1.6

Instrumento para la medida de la calidad superficial basado en la amplificación eléctrica de la señal generada por un palpador que traduce las irregularidades del perfil de la sección de la pieza.

Fig. 1.7 Rugosímetro

Símbolos para la textura de la superficie Los diseñadores especifican la textura de la superficie en un plano de ingeniería, por medio de símbolos como los que se ven en la figura 1.8, 1.9, 1.10 y 1.11. El símbolo que designa los parámetros de la textura de una superficie es una marca de revisión (se parece al símbolo de la raíz cuadrada), con acotaciones para la rugosidad promedio,

ondulación, corte, orientaciones y espaciamiento máximo de la rugosidad. Los símbolos para las orientaciones están tomados de la figura 1.3.

Fig. 1.8 Símbolos para la textura de la superficie en los planos de ingeniería: a) el símbolo, y b) símbolo con leyendas de identificación. Los valores de R,están dados en micropulgadas; las unidades para otras mediciones se dan en pulgadas. Los diseñadores no siempre especifican todos los parámetros en los planos de ingeniería.

Fig. 1.9 símbolos sin indicaciones.

Fig. 1.10 Símbolos con indicación del criterio principal de la rugosidad, (Ra).

Fig. 1.11 Símbolos con indicaciones complementarias. (Estados Superficiales. Universidad de Castilla-la Mancha)

Indicaciones en los dibujos Los símbolos y las indicaciones deben orientarse de tal forma que se puedan leer desde la base o desde la derecha del dibujo. Si no pudiera colocarse de esta forma y el símbolo no llevara ninguna indicación, salvo la rugosidad, puede representarse en cualquier posición, excepto la indicación de la rugosidad que debe tener la orientación correcta (ver figura 1.12).

Fig. 1.12

Si el estado superficial fuera igual para todas las superficies debe indicarse con una nota cerca del dibujo y del cajetín a continuación de la marca de la pieza como se muestra en la figura 1.13.

Fig. 1.13 Clases de Rugosidad



Cilindridad

Esquema de una operación de cilindrado. El cilindrado es una operación realizada en el torno mediante la cual se reduce el diámetro de la barra de material que se está trabajando. Para poder efectuar esta operación, la herramienta y el carro transversal se han de situar de forma que ambos formen un ángulo de 90º (perpendicular), y éste último se desplaza en paralelo a la pieza en su

movimiento de avance. Esto es así por el hecho de que por el ángulo que suele tener la herramienta de corte, uno diferente a 90º provocará una mayor superficie de contacto entre ésta y la pieza, provocando un mayor calentamiento y desgaste. En este procedimiento, el acabado que se obtenga puede ser un factor de gran relevancia; variables como la velocidad y la cantidad de material que se corte en un «pase», así como también el tipo y condición de la herramienta de corte que se esté empleando, deben ser observados. En este proceso, comúnmente rigen la cilindricidad y la concentricidad, si es el caso en que hayan varios diámetros a ser obtenidos.

 Control geométrico La orientación es la dirección predominante o patrón de la textura de la superficie. Está determinada por el método de manufactura utilizado para crear a la superficie, por lo general a partir de la acción de una herramienta de corte. En la figura 1.3 se ilustran la mayoría de las orientaciones posibles que puede haber en una superficie, junto con el símbolo que utiliza el diseñador para especificarlas. Fig. 1.3 Orientaciones posibles de una superficie.

Los defectos son irregularidades que ocurren en forma ocasional en la superficie; incluyen: grietas, ralladuras, inclusiones y otros defectos similares. Aunque algunos de los defectos se relacionan con la textura de la superficie también afectan su integridad.

 Circularidad La circularidad es una condición donde la superficie de un cilindro (esfera o cono) es un círculo perfecto teórico, en cualquier sección radial perpendicular a un eje común. Una tolerancia de circularidad es la cantidad en que pueden variar de un círculo los elementos de una superficie circular. Una zona de tolerancia de circularidad, aplicada a la superficie externa, consiste en dos círculos concéntricos, uno circunscribe los puntos más altos y el otro es radialmente más chico, en el mismo valor de la tolerancia de circularidad. Vea figura 2-15. Una zona de tolerancia de circularidad aplicada a una superficie interna consiste en dos círculos concéntricos, uno de ellos en contacto con los puntos más altos

del diámetro de la pieza y el otro es radialmente más grande, en el mismo valor de la tolerancia de circularidad.

10. Conclusiones Pulido Lopez Alan Gustavo Analizando los resultados de la investigación podemos observar adecuadamente los parámetros que tienen una mayor importancia durante el proceso llamado torneado, destacan principalmente la geometría de los buriles o herramientas de corte, el material utilizado, la velocidad de la máquina, etc. Es fundamental la consideración de normas que intervienen en el proceso, pues se intuye desde el momento en el que la materia prima se introduce a la maquina la industria involucra estrictos estándares de calidad para lograr la obtención de un producto terminal 100% útil y con los requerimientos que los clientes demandan. Por otra parte, tenemos ventajas importantes en el proceso como el corte de piezas difíciles de realizar por otro proceso como el fresado y además se logra un acabado superficial mucho mejor. Finalmente, un punto predominante es el aprovechamiento de la materia prima que es crucial no solo para este proceso sino para los procesos de maquinado en general, tomando en cuenta el proceso previo de conformado o fundición que debe llevar la pieza, ya que desperdiciar material significa pérdidas graves que afectan a cualquier industria.

11. Bibliografía Manufactura, ingeniería y tecnología, Quinta edición, Pearson, S.Kalpakjian, S.R. Schmid. http://www.ingeelectronico.blogspot.com Materiales y procesos de fabricación, Reverte, E. Paul Procesos de manufactura, versión si, continental, B. H Amstead, Phillip F. Ostwald Materiales y procesos de manufactura para ingenieros, Tercera edición, Prentice hall, Lawrence E. Doyle. http://biblioteca.usac.edu.gt/tesis/08/08_1299_IN.pdf http://www.productosquimicosmexico.com.mx/refrigerantes.aspx http://www.productosquimicosmexico.com.mx/liquidos_refrigerantes_de_corte.aspx http://pyrosisproyect.wordpress.com/2011/09/09/refrigerantes/