las máquinas-herramientas
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Capítulo I
Introducción a las Máquinas-Herramientas
Material didáctico preparado por:
Dr. Alejandro López Ibarra y M. En Enrique Alejandro López Baltazar
Docentes-Investigadores
Universidad Autónoma de Zacatecas
“Francisco García Salinas”
Área de Ciencias e Ingeniería
Unidad Académica de Ingeniería
Líneas de investigación:
-Procesos y Materiales
-Caracterización y soldabilidad de aleaciones metálicas
-Maquinabilidad de materiales
Tecnología Mecánica I
2
Objetivo
Conocer los tipos de máquinas-herramientas y
operaciones que realizan, así como también
identifique las variables que intervienen en el
proceso de maquinado y comprenda los principios
del corte de los materiales con arranque de viruta y
que obtenga un panorama general del ámbito de
competencia y su importancia en la industria metal-
mecánica.
3
Contenido
I. Introducción.
II. Clasificación de los Procesos de Manufactura.
III. Definición de Maquinado o Arranque de Viruta.
IV. Ámbito de competencia de los procesos de arranque de viruta
V. Clasificación de las Máquinas-Herramientas.
VI. Operaciones en las Máquinas-Herramientas
VII. Ejemplos de trabajos realizados en el Programa de IngenieríaMecánica
VIII. Proyectos de investigación
I. Introducción
5
I. Introducción
6
Fundición Deformación
plástica
Arranque de
viruta
Producto funcional
I. Introducción
7
I. Introducción
Proceso: se puede definir en general
como un cambio en las propiedades de
un objeto, incluyendo geometría, dureza,
estado y contenido de información.
1) Material
2) Energía
3) Información
Procesos de material: son aquellos que
producen cambios geométricos, y/o
cambios en las propiedades de los
materiales.
Agentes
especiales {
8
La manufactura moderna es una actividad
que requiere recursos humanos,
materiales, máquinas y capital, los cuales
deben organizarse, coordinarse y
controlarse para lograr una producción
eficiente, económica y competitiva.
Procesos de Manufactura: Es la
coordinación de personal, herramientas y
máquinas para convertir las materias
primas mediante cambios geométricos y/o
propiedades en productos útiles.
Manufactura: conversión de los materiales
en productos útiles.
I. Introducción
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Etapas básicas para la manufactura de un producto
Investigación y desarrollo del producto
Planeación y herramental para la producción
Manufactura
Comercialización
I. Introducción
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II. CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA
1. Según el tamaño
2. Según el producto
3. Según el tipo de sistema de manufactura
4. Según el tipo
de material
5. Según el tipo
de proceso
6. Flujo del material
7. Básicos y especiales para
metalesa) Número de empleados
b) Volumen de ventas
c) Número de piezas
8. Impacto ambiental
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a) Número de empleados
México
(Nafinsa)
Microempresa
de 1 a 15
Pequeña
empresa
de 16 a 100
Mediana empresa
de 101 a 250
Grande empresa
más de 250
Unión
Europea
Pequeña empresa
< 50
Mediana empresa
de 50 a 250
Grande empresa
> 250
II. CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA
12
b) Volumen de ventas
Pequeña empresa
- Activo neto < 200x106 pesetas
- Ventas < 850x106 pesetas
Mediana empresa
- Activo neto oscila entre 200x106 y 450x106 pesetas
- Ventas oscilan entre 850x106 y los 1,750x106 pesetas
Grande empresa
- Activo neto > 450x106 pesetas
- Ventas > 1750x106 pesetas
II. CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA
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c) Número de piezas
Masiva
(>100,000 piezas/año)
Moderada
(2,500 a 100,000 piezas/año)
Limitada
(10 a 500 piezas/año)
II. CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA
14
Según el tipo de producto
Alimentos
Medicamentos
Textil
Automotríz.
Naval
Aeronáutica
Ferroviaria
Electrónica y Eléctrica
Construcción
Mobiliario
Cerámicos.
Petroquímica
Metal - Mecánica
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Según el tipo de sistema de manufactura
Sistema Fijo Sistema Flexible
16
4. Según el tipo de material
Metales Polímeros Cerámicos
Compuestos Otros
II. CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA
17
5. Según el tipo de proceso
Cambian la forma Ensamble
Cambian las propiedades
mecánicasAcabado superficialArranque de viruta
II. CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA
18
6. Según el flujo del material
Flujo Divergente (reducción de masa)
Flujo Directo (conservación de
masa)
Flujo Convergente (ensamble y/o unión)
II. CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA
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7. Básicos y especiales
Fundición Deformación plástica Maquinado
Soldadura Tratamientos térmicos Metalurgia de polvos
Básicos
Especiales
II. CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA
20
8. Impacto ambiental
Fundición Deformación plástica Maquinado
Soldadura Tratamientos térmicos Metalurgia de polvos
II. CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA
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Procesos que cambian la forma del material
METALURGIA EXTRACTIVA
FUNDICIÓN
CONFORMADO EN FRÍO Y EN CALIENTE
METALURGIA DE POLVOS
MOLDEO DE PLÁSTICO
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Procesos para el ensamble o unión de materiales
SOLDADURA POR FUSIÓN
SOLDADURA DEL ESTADO SÓLIDO
SOLDADURA FUERTE Y BLANDA
ENSAMBLE CON ELEMENTOS ROSCADOS
REMACHADO
ENSAMBLE POR PEGADO
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Procesos para modificar las propiedades de los metales
TRATAMIENTOS TÉRMICOS
TRABAJADO EN CALIENTE
TRABAJADO EN FRIO
TRATAMIENTOS TERMOMECÁNICOS
24
Procesos para el acabado superficial
PULIDO
RECTIFICADO
TAMBOREO
ELECTRORRECUBRIMIENTO
BRUÑIDO
PULVERIZADO
ANODIZADO
GALVANIZADO
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Procesos de arranque de viruta
MAQUINADO MEDIANTE MÉTODOS
CONVENCIONALES
MAQUINADO MEDIANTE METODOS NO
CONVENCIONALES
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Procesos según el sistema de Flujo del material
Flujo Convergente (ensamble o unión)
Flujo directo (conservación de masa)
Flujo Divergente (reducción de masa)
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Según la categoría
QuímicosTérmicosMecánicos
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Procesos Básicos y especiales para metales
Arranque de viruta
Deformación Plástica
Fundición
Básicos
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Especiales
Metalurgia de Polvos
Tratamientos Térmicos
Soldadura
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III. Definición de maquinado o proceso de
arranque de viruta.
Fundición Deformación Plástica
- Forma
- Dimensiones
- Acabado superficial
Producto funcional
31
-Forma
-Dimensiones
-Acabado superficial
Remoción de material
Producto funcional o ensamblable
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III. ¿Cuál es la definición de Maquinado o
Arranque de Viruta?
¿Cuál es la definición de Maquina-Herramienta?
Arranque de Viruta
Manual
Arranque de Viruta a
Máquina
Máquina-Herramienta
IV. Ámbito de competencia de los procesos
de arranque de viruta
Arranque
de viruta
Aptitud para el servicio
Supervisión, calificación,
certificación, control y
aseguramiento de la calidad
Caracterización y
selección de aleaciones
metálicas
Recuperación de
piezas
Procesos
Metalurgia Física
Costos
Seguridad e higiene
Metales
Desarrollo sustentable
(Impacto ambiental)
Diseño
Análisis de fallas
Diagnóstico,
pronóstico y
prevención de fallas
Análisis de la Integridad
estructural
Diseño de
experimentos
34
Arranque de viruta manual
35
V. Clasificación de las Máquinas-
Herramientas
Convencional No Convencional
Arranque de Viruta
Clasificación de las Máquinas-Herramientas
para el Maquinado Convencional
Según el tipo de
generación de superficies.Según el tipo
de operación
Según el grado del
acabado
superficial
Planas Revolución
Según el grado de
automatización
Mecánicas CNC
Según el
Tamaño
Según el tipo de
herramienta de corte
Monofilo
Multifilo
Abrasivos
¿Impacto ambiental?
37
Superficies
Planas
Superficies de
Revolución
Movimiento
rotativo
Movimiento
alternativo
Herramienta Fija
Pieza Móvil
(Cepilladora de mesa)
Herramienta Móvil
Pieza Fija
(Cepilladora de codo,
brochadora, sierra,
mortajadora)
Herramienta Fija
Pieza Móvil
(Tornos)
Herramienta Móvil
Pieza Fija
(Taladradoras, Fresadoras,
Rectificadoras,
Mandrinadoras)
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Máquinas-Herrramientas de Movimiento Alternativo:
Herramienta Fija - Pieza Móvil
Cepilladora de Mesa
39
Máquinas-Herramientas de Movimiento Alternativo:
Herramienta Móvil - Pieza Fija
40
Máquinas-Herramientas de Movimiento Rotativo:
Herramienta Móvil - Pieza Fija
41
Máquinas-Herramientas de Movimiento Rotativo:
Herramienta Fija - Pieza Móvil
42
43
Clasificación del Maquinado
No Convencional
Maquinado por
Chorro de
Abrasivo (MCA)
Maquinado
electroquímico
Maquinado con
chorro de líquido
Maquinado
Ultrasónico
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“Máquinas-herramientas que utilizan
herramientas monofilo”
45
TORNOS
Torno paralelo CNCTorno paralelo o
de puntas
46
TORNOS
Torno revólver Torno vertical
47
TORNOS
Torno al aire Torno horizontal
48
TORNOS
Torno copiador
49
MANDRINADORA
50
MORTAJADORA
51
CEPILLADORAS
Cepilladora de mesa
52
CEPILLADORAS
Cepilladora de codo
53
“Máquinas-herramientas que utilizan
herramientas multifilo”
54
TALADRADORAS
Columna Radial
55
FRESADORAS
VerticalHorizontal
56
FRESADORAS
Vertical universal Horizontal universal
57
FRESADORAS
Fresadora con fresa madre
58
FRESADORAS
Centro de maquinado
59
BROCHADORAS
Vertical Brochas y piezas
60
BROCHADORAS
Horizontal
61
SIERRAS
Sierra cinta Sierra alternativa
“Máquinas-herramientas que utilizan
ruedas abrasivas”
Actividad complementaria
Visitar una empresa o Taller en la cual realizan
maquinado mediante ruedas abrasivas
VI. TIPOS DE OPERACIONES EN LAS
MÁQUINAS-HERRAMIENTAS
Tornos Cepilladoras
Mandrinadora Mortajadora 63
TIPOS DE OPERACIONES EN LAS
MÁQUINAS-HERRAMIENTAS
Taladradoras Fresadoras
Sierra cinta
Brochadoras
Rectificadora64
TORNOS
Cilindrado (desbastado y afinado)
Roscado65
TORNOS
Taladrado
Moleteado Moleteador
66
TORNOS
Rectificado Torneado duro Tronzado
Ranurado, refrentado y torneado interior
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TORNOS
Torneado cónico
Desplazamiento del cabezal móvil Carrillo compuesto o auxiliar
Regla guíaHerramienta de forma
68
Torneado de forma
TORNOS
69
TORNOS
Avellanado
Abocardado
Escareado
70
CEPILLADORA
71
FRESADORA
72
TALADRADORA
73
RECTIFICADORA
74
ASERRADORAS
TORNO-FRESADORA
76
V. Operaciones en las máquinas-herramientas
OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS
OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS
OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS
OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS
OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS
OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS
OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS
OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS
OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS
OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS
OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS
OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS
OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS
OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS
OPERACIONES EN LAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS
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1. Máquinas-herramientas que utilizan herramientas de corte monofilo
- Tornos
- Mandrinadora
- Cepilladoras
- Mortajadora
2. Máquinas-herramientas que utilizan herramientas de corte multifilos
- Taladradoras
- Fresadoradoras
- Brochadoras
3. Máquinas-herramientas que utilizan muelas o ruedas abrasivas
- Rectificadoras
VII. Ejemplos de trabajos realizados
Efecto de la velocidad de corte y profundidad sobre la rugosidad
Tipo de viruta y desgaste de la herramienta de corte
VIII. Proyectos de Investigación
- Maquinabilidad de los materiales mediante el torno CNC
- Influencia de las condiciones de corte sobre el acabado
superficial, la duración de la herramienta y economía en
el maquinado.
- Obtención de modelos matemáticos para obtener
ecuaciones de regresión con el fin de predecir el
comportamiento o el efecto de la relación entre las
condiciones de corte y las variables dependientes
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