ContenidoINFORME DISEÑO DE HERRAMIENTAS Y UTILAJES...............................................................3

1.- OBJETIVOS...............................................................................................................................3

2.- FUNDAMENTO TEORICO.................................................................................................3

2.1.- CARACTERÍSTICAS DEL ACERO SAE A-36.......................................................................3

2.2.- QUÍMICA......................................................................................................................3

2.1.1.- PROPIEDADES MECÁNICAS........................................................................................3

2.1.2.- PROPIEDADES FÍSICAS...............................................................................................4

USOS.....................................................................................................................................4

COMENTARIO.......................................................................................................................4

2.2.- GEOMETRÍA DEL FILO DE CORTE......................................................................................5

2.3.- GEOMETRÍA DE LA CUCHILLA DE TORNEAR.....................................................................6

3.- CARACTERÍSTICAS DE LA HERRAMIENTA.................................................................................8

3.1.- RESUMEN DE CARACTERÍSTICAS DE LA HERRAMIENTA...................................................8

3.2.- TRATAMIETO TERMICO A REALIZAR EN NUESTRA HERRAMIETA.....................................9

3.2.1, - CEMENTADO............................................................................................................9

CLASES DE CEMENTACIÓN.................................................................................................13

RESUMEN TRATAMIENTO CEMENTADO................................................................................18

DUREZA FINAL DESPUÉS DEL TRATAMIETO............................................................................18

4.- CARACTERISTICAS GEOMETRICAS DE LA HERRAMIENTA......................................................19

4.1.- PARÁMETRO DE CORTE PARA CADA MATERIAL A MECANIZAR.....................................20

4.1.1.- ALUMINIO...............................................................................................................20

Geometría del material......................................................................................................20

Parámetros de corte del material.......................................................................................20

4.1.2.- BRONCE...................................................................................................................20

Geometría del material......................................................................................................20

Parámetros de corte del material.......................................................................................20

4.1.3.- ACERO 1020............................................................................................................20

5.- PARAMETROS DEL TORNO....................................................................................................24

DATOS DEL PROCEDIMIENTO DEL MECANIZADO DE LOS MATERIALES......................................25

5.1.- RECOLECTAR VIRUTA......................................................................................................26

5.2.- FORMACIÓN DE VIRUTA.................................................................................................26

5.3.- TIPOS DE VIRUTA............................................................................................................27

SEGÚN LO MENCIONADO PODEMOS CLASIFICAR NUESTRAS MUESTRAS..........................27

SEGUNDA CLASIFICACION..................................................................................................28

5.3.- Para el acero 1020..........................................................................................................29

5.4.- Para el bronce................................................................................................................30

5.5.- Para el aluminio.............................................................................................................30

6.- CONCLUSIONES.....................................................................................................................31

7.- BIBLIOGRAFÍA........................................................................................................................31

INFORME DISEÑO DE HERRAMIENTAS Y UTILAJES

1.- OBJETIVOS Poder determinar correctamente los procesos de endurecimiento Adquirir conocimiento y práctica del proceso de fabricación de una herramienta Poder determinar correctamente la forma de las virutas Dar un análisis de forma detallada de los problemas que podrían ocurrir en el proceso

de mecanizado de un material

2.- FUNDAMENTO TEORICO

2.1.- CARACTERÍSTICAS DEL ACERO SAE A-36El acero SAE A-36, a menudo llamado simplemente A-36, es un acero dulce o de bajo carbono. Se encuentra típicamente en forma de placa como material estructural. Sin embargo, también se encuentra a veces en forma de barra. Como todo acero dulce, es propenso a la oxidación, pero con un recubrimiento químico relativamente simple, resulta menos costoso que el acero inoxidable.

2.2.- QUÍMICAEl A-36 es un acero de bajo carbono con muy pocas aleaciones. Su composición química es de 0,26% de carbono, 0,75% de manganeso, 0,2% de cobre, 0,04% de fósforo y 0,05% de azufre, mientras que el resto es hierro. El manganeso y el cobre le dan al acero la resistencia y la dureza, mientras que los rastros de fósforo y azufre son impurezas que se mantienen al mínimo posible, ya que pueden hacer que el acero resulte frágil si su porcentaje es demasiado alto.

2.1.1.- PROPIEDADES MECÁNICASEn términos de sus propiedades mecánicas, el acero A-36 está diseñado para ser resistente y fuerte. Tiene una resistencia máxima a la tracción (la cantidad de presión que se necesita para deformar el material) de 58.000 a 79.800 libras por pulgada cuadrada (psi) (10.355 a 14.247 kg/cm2). El límite de elasticidad, o la cantidad de presión que se necesita para doblar el acero hasta el punto en que no retorne a su forma original, es de 36.300 psi (6.481 kg/cm2). El alargamiento, o la cantidad de estiramiento del acero es capaz de resistir sin romperse, es del 20%.

2.1.2.- PROPIEDADES FÍSICASLa principal propiedad física que se tiene en cuenta en la elección del acero es su densidad, que es una medición de la masa por unidad de volumen, o el peso de un determinado objeto dado un determinado volumen. El acero A-36 tiene una densidad de 7,85 gramos por centímetro cúbico; en el sistema británico, esto se traduce a 0,284 libras por pulgada cuadrada.

USOSDebido a que el A-36 es relativamente barato y estructuralmente muy fuerte, a menudo se utiliza como material de construcción estructural. Las vigas, placas y láminas de A-36 se utilizan tanto para construir la estructura final de un edificio como para construir estructurales temporales, como soportes y cubiertas.

COMENTARIO Los aceros de bajo carbón NO son endurecibles por temple (tratamiento térmico) Pueden endurecerse SUPERFICIALMENTE por carburización, llamado también "cementación") ya sea calentándolo y sumergiéndolo en polvo de cianuro (muy peligroso e inconseguible) O bien calentándolo y exponiéndolo horas a una atmósfera de nitrógeno, (no es un procedimiento casero).

2.2.- GEOMETRÍA DEL FILO DE CORTEComo se ha visto anteriormente, la geometría básica de la herramienta de corte es en forma de cuña, cuyo filo cortante es el encargado de separar la viruta de la pieza.

Según el número de filos cortantes de las herramientas, estas se dividen en dos grupos:

Herramientas de corte único, por ejemplo cuchillas de tornear, cepillar. Herramientas de corte múltiple, por ejemplo brocas, fresas, escariador.

La geometría del filo de corte depende de:

Dureza del material con el que se trabaja Material de la herramienta. Clase de trabajo a realizar.

Basta con estudiar la geometría del filo de las herramientas simples, ya que este es el mismo para las múltiples, lo que aplicado a cada filo, por eso se tomará como ejemplo la cuchilla de tornear.La dimensión, forma y posición de las partes de la herramienta están dadas según un sistema de ejes ortogonales, cuyo punto cero está en la punta del filo. Este sistema es de utilidad para identificar los diferentes ángulos del filo de la herramienta y los parámetros de corte establecidos por los movimientos que se ejecutan en el proceso (a, p y Vc), así como también para conocer el comportamiento de la herramienta durante su funcionamiento y calcular las componentes de la fuerza generada en el corte.

Figura 2. Planos de referencia y movimientos de trabajo en el torno.

A partir de este sistema ortogonal se establecen los siguientes planos de referencia de la herramienta:

Plano de referencia: Paralelo a la base de la herramienta. “PR”. Plano de corte: Es perpendicular al de referencia y contiene la arista de corte principal.

“PC”. Plano de profundidad: Es perpendicular a los dos primeros y tangente a la generatriz

de la pieza.

2.3.- GEOMETRÍA DE LA CUCHILLA DE TORNEAR

Figura 3. Elementos de la cuchilla de tornear

Ángulos característicos del filo de la herramienta.

Ángulo de incidencia principal (∝) Ángulo de filo (β) Ángulo de desprendimiento o de ataque (γ ) Ángulo de corte (δ ) Ángulo de punta. (∈) Ángulo de inclinación de arista. Ángulo de inclinación (λ) Ángulo de posición principal ( χ) Ángulo de posición secundaria ( χ 1) Ángulo de oblicuidad del filo principal (θ)

Figura 4. Ángulos de la cuchilla de tornear

Tabla 1. Valores recomendados para los ángulos de la cuchilla

3.- CARACTERÍSTICAS DE LA HERRAMIENTA

3.1.- RESUMEN DE CARACTERÍSTICAS DE LA HERRAMIENTA Acero estructural A-36 Porcentaje de carbono 0.26 %C

Dureza inicial del material

67,5 HRB

3.2.- TRATAMIETO TERMICO A REALIZAR EN NUESTRA HERRAMIETA

3.2.1, - CEMENTADO

Introducción

El tratamiento térmico es la operación de calentamiento y enfriamiento de un metal en su estado sólido para cambiar sus propiedades físicas. Con el tratamiento térmico adecuado se pueden reducir los esfuerzos internos, el tamaño del grano, incrementar la tenacidad o producir una superficie dura con un interior dúctil.

Para conocer a que temperatura debe elevarse el metal para que se reciba un tratamiento térmico es recomendable contar con los diagramas de cambio de fases como el de hierro -hierro - carbono. En este tipo de diagramas se especifican las temperaturas en las que suceden los cambios de fase (cambios de estructura cristalina), dependiendo de los materiales diluidos. Los tratamientos térmicos han adquirido gran importancia en la industria en general, ya que con las constantes innovaciones se van requiriendo metales con mayores resistencias tanto al desgaste como a la tensión.

Definición de cementación

La cementación es un tratamiento termoquímico austenítico que se realiza al acero de bajo carbono (menos del 0.25%) que no está templado con el objetivo de enriquecer en carbono (más del 0.8 %) la capa superficial. El material se austenitiza en una atmósfera o en un ambiente rico en C, el cual difunde hacia el interior de la pieza, permitiendo a la austenita disolver altos porcentajes de éste.

Se somete el carbono elemental a altas temperaturas (900-950 oC), para que se produzca su difusión dentro del material de la pieza.

Gracias a la cementación la pieza tendrá dos capas: superficie cementada y núcleo sin cementar. Después de la cementación la pieza se somete a temple y revenido a bajas temperaturas. El núcleo, debido al bajo contenido de carbono, no admite temple, queda tenaz y puede trabajar bajo cargas dinámicas, y la zona periférica adquiere temple a una profundidad de cerca de 1 mm haciéndose resistente al desgaste por rozamiento. Cabe señalar que la cementación en lo posible debe usarse en aceros en los cuales no pueda crecer mucho el grano y se pueda templar directamente.

Objetivo de la cementación

El templado y revenido proporcionan dureza a la pieza, pero también fragilidad. Por el contrario, si no se templa el material no tendrá la dureza suficiente y se desgastará. Para conservar las mejores cualidades de los dos casos se utiliza la cementación.

La cementación tiene por objeto endurecer la superficie de una pieza sin modificación del núcleo, dando lugar así a una pieza formada por dos materiales, la del núcleo de acero con bajo índice de carbono, tenaz y resistente a la fatiga, y la parte de la superficie, de acero con

mayor concentración de carbono, más dura, resistente al desgaste y a las deformaciones, siendo todo ello una única pieza compacta.

La cementación consiste en recubrir las partes a cementar de una materia rica en carbono, llamada cementante, y someterla durante varias horas a altas temperatura (1000°C). En estas condiciones, el carbono irá penetrando en la superficie que recubre a razón de 0,1 a 0,2 mm por hora de tratamiento.

La pieza así obtenida se le da el tratamiento térmico correspondiente, temple y revenido, y cada una de las dos zonas de la pieza, adquirirá las cualidades que corresponden a su porcentaje de carbono. En ocasiones se dan dos temples, uno homogéneo a toda la pieza y un segundo temple que endurece la parte exterior.

La cementación encuentra aplicación en todas aquellas piezas que tengan que poseer gran resistencia al choque y tenacidad junto con una gran resistencia al desgaste, como es el caso de los piñones, levas, ejes, etc.

Características de la cementación

Endurece la superficie No le afecta al corazón de la pieza Aumenta el carbono de la superficie Su temperatura de calentamiento es alrededor de los 900 ºC Se rocía la superficie con polvos de cementar ( Productos cementantes) El enfriamiento es lento y se hace necesario un tratamiento térmico posterior Los engranajes suelen ser piezas que se cementan

Etapas de la cementación

La cementación comprende tres etapas. En la primera etapa las piezas son expuestas a una atmósfera que contiene Carbono o Carbono y nitrógeno a una temperatura de entre 850 y 1.050 °C. En la segunda etapa se puede producir inmediatamente el temple (cementación) a partir de esa temperatura, o bien después de un enfriamiento intermedio y un

Recalentamiento a una temperatura de cementación específica del material. La tercera etapa, el revenido, sirve principalmente para aliviar tensiones internas y reducir la sensibilidad al agrietamiento durante el subsiguiente rectificado.

Aceros de cementación

Son apropiados para cementación los aceros de baja contenido de carbono, que conserven la tenacidad en el núcleo. El cromo acelera la velocidad de penetración del carbono. Los aceros al cromo níquel tienen buenas cualidades mecánicas y responden muy bien a este proceso. Una concentración de níquel por encima del 5% retarda el proceso de cementación.

Capa cementada.

Se da el nombre de capa cementada a la zona que después de la cementación queda con un contenido de carbono superior a la del acero y recibe el nombre de capa dura la zona superficial que después del último tratamiento queda con una dureza superior a 58-60

Rockwell-C, y que suele corresponder a la zona cuyo porcentaje de carbono es superior a 0.50-0.80 % de carbono.

Aunque de unos casos a otros hay bastantes diferencias, se puede considerar que en la mayoría de las piezas cementadas el espesor de la capa dura varía de la cuarta parte a la mitad (0.25 a 0.5) de la profundidad de la capa cementada.

Los espesores de las capas cementadas que normalmente se emplean en las piezas de máquinas y motores, se pueden clasificar en tres grupos:

1. Capas delgadas con menos de 0.50mm de espesor de cementación. Estas

Profundidades de cementación se utilizan para pequeñas piezas de acero al carbono, endurecidas generalmente con sales de cianuro y templadas directamente desde la temperatura de cementación. Estas piezas deben utilizarse siempre sin rectificado posterior.

2. Capas medias de 0.50 a 1.50mm. Estos espesores son los más corrientes para la mayoría de las piezas que se utilizan en la fabricación de máquinas y motores. Se pueden emplear cementantes sólidos, líquidos o gaseosos, con aceros al carbono, débilmente aleados o de alta aleación.

3. Capas de gran espesor, superiores a 1.50mm. Son obtenidas, generalmente, por cementación con materias sólidas y con cementantes gaseosos y algunas veces, aunque más

raramente, con cementantes líquidos. Cualquiera que sea el proceso que se emplee, conviene que el contenido de carbono de la capa cementada no pase del 1% y debe procurarse que la parte periférica de la pieza después de rectificada, quede aproximadamente con 0.8 a 0.9 %de carbono.

Cuando el contenido en carbono de la zona periférica es mayor a la composición eutectoide de 0.90% de carbono, suelen aparecer redes de cementita o de carburos que pueden hacer frágil a la capa cementada y con tendencia a descascarillarse.

Selección de los aceros de cementación

Aunque es muy difícil dar unas reglas generales para la elección de aceros destinados a la fabricación de piezas cementadas, ya que es un problema extraordinariamente complejo, por ser muchos los factores que intervienen en el mismo, a título de orientación a continuación señalamos unas normas que pueden servir de base para su elección

CLASES DE CEMENTACIÓN Cementación gaseosa.

Las primeras cementación es gaseosas se llevaron a cabo con oxido de carbono, etileno, metano y gas del alumbrado y se utilizaban solo para la fabricación de blindajes.

En este proceso las piezas se mantienen entre 1 a 8 horas en una atmosfera carburante a temperaturas de 850 a 950° y se obtienen capas de 0,2 a 1,5 mm de profundidad. Solo en casos especiales como en la fabricación de blindajes se emplean procesos más largos y se obtienen capas cementadas de mayor espesor.

Aunque la instalaciones son bastantes complicadas y costosas, la cementación de las piezas es muy sencilla y rápida; se obtienen resultados muy regulares y se pueden cementar grandes cantidades de piezas en muy poco tiempo. El empleo de este procedimiento está sustituyendo en muchos casos a la cementación en cajas, y a la cementación en sales. En la actualidad es el método de endurecimiento superficial más utilizado en grandes talleres, fábricas de automóviles, motocicletas, etc, donde se preparan cantidades muy importantes de piezas cementadas.

Esta cementación tiene ventajas considerables con respecto a la cementación en medio sólido; el proceso es dos o tres veces más rápido, la tecnología es menos perjudicial a la salud, y las propiedades del núcleo sin cementar resultan mejores debido al menor crecimiento del grano.

El proceso se realiza en hornos especiales, en cuyo interior se inyecta como gas cementante algún hidrocarburo saturado tales como metano, butano, propano y otros. Al calentar a unos 900-970 oC se desprende el carbono elemental que cementa el acero. Por ejemplo al calentar metano

CH4 --> C + 2H2

Cementación con materias sólidas.

Se utilizan diversas materias para suministrar el carbono que ha de absorber el acero durante la cementación. Las más empleadas suelen ser el carbón vegetal, el negro animal, huesos calcinados, cuero, cok, etc., mezclados con carbonatos de bario, calcio y sodio. El carbono solo no se emplea porque con él no se suelen conseguir concentraciones altas de carbono en la periferia del acero.

La transferencia del carbono al acero, se verifica siempre por medio de los gases que se desprenden al calentarse las mezclas cementantes a alta temperatura, siendo en estos procesos el óxido de carbono el principal agente carburante.

El proceso de cementación por el carbón vegetal, coque, etc., se explica de la siguiente forma:

El carbón a elevada temperatura, en contacto con el oxígeno del aire da oxido de carbono:

2 C + O = 2 CO

Luego el óxido de carbono formado se descompone a elevada temperatura en carbono naciente y dióxido de carbono.

2 CO = C + CO2

En algunos procesos (en especial cementación gaseosa), también se realiza la cementación por la acción del metano que se descompone en hidrogeno y carbono naciente

CH = C + 2 H

En todos los casos el carbono naciente que se forma es el que produce la cementación. Al estar en contacto con el hierro a alta temperatura se combinan

C + 3 Fe = C Fe

En todos los casos, para que se verifique con facilidad la absorción del carbono, es necesario que el acero se encuentre en estado austenitico, con el hierro en forma de gamma, condición que se cumple utilizando las temperaturas normales de cementación.

En este proceso se señalan tres fases diferentes: 1ª. Producción de carbono naciente en las proximidades de la superficie de acero. 2ª. Absorción del carbono en la zona periférica del acero; y 3ª. Difusión del carbono hacia la zona central.

Los principales inconvenientes de los cementantes sólidos son:

1. la gran duración de la operación, generalmente demasiado larga, ya que es necesario calentar hasta muy altas temperaturas las grandes cajas de cementación.

2. el elevado consumo de combustible, necesario para calentar el cementante y las cajas.

3. el elevado coste de preparación y colocación de las piezas en las cajas.

4. la dificultad de templar directamente las piezas desde la caja y, por tanto, la imposibilidad de emplear dispositivos automáticos para el temple al trabajar con grandes series.

5. la irregularidad de temperaturas en el interior de las grandes cajas de cementación.

La profundidad de la capa cementada aumenta con la temperatura y con la duración de la cementación y depende también de la actividad del carburante empleado y de la composición del acero que se va a cementar.

3.2.2.- Cianuración.

En la cianuración el endurecimiento se consigue por la acción combinada del carbono y el nitrógeno, obteniéndose capas superficiales duras, de poca profundidad. El contenido de cianuro suele variar de 20 a 50%.

La composición de la capa cianurada varía mucho. En general, el nitrógeno se encuentra concentrado en la zona exterior y los contenidos en nitrógeno son más altos que los

contenidos en carbono en las zonas periféricas, y en cambio, en las zonas interiores ocurre al revés. La profundidad de capa dura alcanzada depende del espesor de las piezas.

La cianuración se emplea no solo para endurecer aceros de bajo contenido en carbono, sino también algunas veces para aceros de mayor contenido en carbono con o sin aleación, en los que además de elevadas características en el núcleo, se desea también mejorar la dureza superficial.

Cementación líquida

Se cementa colocando las piezas en baños de mezclas de sales fundidas, (cianuro), de modo que el carbono difunde desde el baño hacia el interior del metal. Produce una capa más profunda, más rica en C y menos N. Sus principales ventajas son: eliminación de oxidación, profundidad de la superficie dura y contenido de C uniformes y gran rapidez de

Penetración; si bien posee ciertas desventajas como son: lavado de las piezas posterior al tratamiento para prevenir la herrumbre, revisión de la composición del baño en forma periódica y alta peligrosidad de las sales de cianuro, dado que éstas son venenosas.

Cementación en baños de sales:

Para pequeños espesores este procedimiento es mucho más rápido que la cementación con materias sólidas, y es también más sencillo. Las sales tienen la desventaja de ser muy venenosas, y aunque los humos que desprenden no lo son, causan molestias e irritan las vías respiratorias.

La cementación con sales tiene la ventaja de que las instalaciones son sencillas y baratas. El precio de un horno de sales suele ser menor que el de cualquier otro tipo de horno.

En este proceso la gran dureza superficial que adquiere el acero es debida solo a la acción del carbono. El porcentaje de influencia del nitrógeno es tan pequeño que puede Despreciarse.

Se utilizan generalmente baños de sales a base de cloruro sódico, con porcentajes variables de cloruro y carbonato sódico a los que se añade uno o más cloruros o fluoruros de bario, potasio, calcio o estroncio que actúan como agentes catalíticos aumentando notablemente la penetración de carbono, y con ello la profundidad de la capa dura que puede variar desde 0,2 a 3 mm.

Diferentes clases de tratamientos que se pueden dar a las piezas cementadas

Según la clase de acero y el destino de las piezas que se van a cementar se pueden utilizar muchas clases de tratamientos.

En cada caso, la elección de uno u otro tratamiento, dependerá de su tamaño de grano, o sea de la tendencia del acero a adquirir una estructura grosera durante la cementación y de las características que se quieren conseguir en el corazón y en la periferia de las piezas. A continuación describiremos los más utilizados, señalando sus ventajas e inconvenientes y los casos en que conviene emplearlos.

1. º CEMENTACIÓN, TEMPLE DIRECTO DESDE LA TEMPERATURA DE CEMENTACION Y REVENIDO FINAL.

Este tratamiento se da generalmente cuando se cementa en baño de sales o en atmósfera carburante, y raramente cuando se cementa en cajas.

Se recomienda para las piezas de pocas responsabilidades y para cementaciones ligeras de 0,2 a 0,6 mm de espesor, en las que la tenacidad del núcleo no tiene mucha importancia. Conviene utilizar aceros de baja aleación u al carbono, de grano fino, no siendo Recomendable emplear aceros de alta aleación, porque como el temple se hace desde muy alta temperatura (exageradamente elevada para la periferia), hay peligro de que quede la capa cementada con mucha austenita residual sin transformar.

Con aceros de grano grueso, el corazón quedará frágil, porque después de la cementación los granos habrán crecidos exageradamente, y templando directamente desde la temperatura de cementación no se regenera el grano.

2. º CEMENTACIÓN, ENFRIAMIENTO LENTO, TEMPLE A TEMPERATURA INTERMEDIA Ac1 Y Ac3 Y REVENIDO FINAL.

Este tratamiento se puede emplear con éxito cuando se usan aceros de alta aleación, que son generalmente de grano fino y no necesitan regenerar el corazón. Así se obtiene la máxima tenacidad del corazón, cuya resistencia será un poco inferior a la máxima que se obtiene templando a más alta temperatura.

Si se utiliza este tratamiento para aceros de grano grueso, la periferia quedará con buenas características, pero el corazón quedará bastante frágil por no haber sido regenerada. Con este tratamiento hay poco peligro de deformaciones.

3. º CEMENTACIÓN, ENFRIAMIENTO LENTO, TEMPLE A TEMPERATURA LIGERAMENTE SUPERIOR A Ac3 Y REVENIDO FINAL.

Con este tratamiento se obtiene la máxima resistencia en el núcleo. La tenacidad del corazón será buena, pues aunque haya crecido el grano durante la cementación, se afinará por haber sido calentada el acero para el temple a temperatura ligeramente superior a Ac3.

En este tratamiento hay peligro de que la periferia quede con grano grueso y sea frágil, porque ha sido templada desde muy alta temperatura. La dureza de la capa cementada puede ser un poco baja por quedar algo de austenita residual sin transformar.

Este es el tratamiento que debe emplearse con los aceros de media aleación y grano fino, siempre que se quiera conseguir la máxima resistencia en el corazón, como ocurre en algunas piezas empleadas en la industria aeronáutica, de automóviles, etc.

4. º CEMENTACIÓN, ENFRIAMIENTO LENTO, PRIMER TEMPLE A TEMPERATURA LIGERAMENTE SUPERIOR A Ac3, SEGUNDO TEMPLE A TEMPERATURA LIGERAMENTE SUPERIOR A Ac1 Y REVENIDO FINAL.

Conviene emplear este tratamiento con los aceros al carbono y de media aleación y, en general, con todos los de grano grueso, en los que durante la cementación crece mucho el grano. Hasta hace poco tiempo era el tratamiento más utilizado para piezas de responsabilidad, pero hoy, al poderse fabricar aceros de grano fino, se emplea en menos ocasiones. Empleándolo, la periferia quedará dura y tenaz, y el corazón, que con el segundo temple ha recibido un temple imperfecto, quedará con una resistencia ligeramente inferior a la máxima y muy buena tenacidad.

Este tratamiento se suele utilizar todavía en algunos talleres, para aceros de alta aleación en piezas de gran responsabilidad, cuando se teme que la cementación haya hecho crecer el grano del acero y se quiere utilizar un tratamiento que asegure en el corazón la máxima tenacidad.

5. º AUSTEMPERING Y MARTEMPERING.

Cuando se quiere reducir al mínimo las deformaciones de las piezas cementadas, el temple se hace, enfriando en sales fundidas en lugar de en agua o en aceite.

Las durezas que se obtienen en la periferia dependen de muchos factores como son: composición, tamaño de las piezas, temperatura del baño de sales, tiempo de permanencia en el mismo, etc.

RESUMEN TRATAMIENTO CEMENTADOPor ser una material de bajo porcentaje de carbono se recomienda realizar un tratamiento térmico de cementado debido a que es necesario agregar cierto porcentaje de carbono para aumentar la dureza del material.

DUREZA FINAL DESPUÉS DEL TRATAMIETO

64.0 HRC

4.- CARACTERISTICAS GEOMETRICAS DE LA HERRAMIENTAβ = 600

β = Angulo de filo

4.1.- PARÁMETRO DE CORTE PARA CADA MATERIAL A MECANIZAR

4.1.1.- ALUMINIO

Geometría del materialBarra redonda de 1” a 1½”

Parámetros de corte del material

material a trabajarvelocidad de corte en m/mindesbaste ( C ) acabado ( C )

aluminio 60 67

4.1.2.- BRONCE

Geometría del material Barra redonda de 1” a 1½”

Parámetros de corte del material

material a trabajarvelocidad de corte en m/mindesbaste ( C ) acabado ( C )

bronce 22 30

4.1.3.- ACERO 1020La siguiente tabla contiene las velocidades de corte y avance para mecanizados en acero con herramientas de acero rápido, carburo de tungsteno, cabe mencionar el que vamos a mecanizar (1020)

PROCEDIMIENTO DE ACONDICIONAMIENTO DE EQUIPO (TORNO)

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 TORNOSNivelación Se refiere a nivelar la bancada y para ello se utilizará

un nivel de precisión.Concentricidad del cabezal 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.

Comprobación de redondez de las piezas

Se mecaniza un cilindro a un diámetro aproximado de 100 mm y con un reloj comparador de precisión se verifica la redondez del cilindro.

Alineación del eje principal 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.

Alineación del contrapunto 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.

CUIDADOS PARA EL MANTENIMIENTO DEL TORNO

Las virutas deben ser retiradas con regularidad, utilizando un cepillo o brocha para las virutas secas y una escobilla de goma para las húmedas y aceitosas. Las herramientas deben guardarse en un armario o lugar adecuado. No debe dejarse ninguna herramienta u objeto suelto sobre la máquina. Eliminar los desperdicios, trapos sucios de aceité grasa que puedan arder con facilidad, acumulándolos en contenedores adecuados (metálicos y con tapa).Las poleas y correas de transmisión de la máquina deben estar protegidas por cubiertas.

Conectar el equipo a tableros eléctricos que cuente con interruptor diferencial y la puesta a tierra correspondiente. Todas las operaciones de comprobación, medición, ajuste, etc., deben realizarse con la máquina parada. Se debe instalar un interruptor o dispositivo de parada de emergencia, al alcance inmediato del operario. Para retirar una pieza, eliminar las virutas, comprobar medidas, etc. se debe parar la máquina.

PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO

primeramente colocamos la pieza a tornear en el plato del torno

Colocar el chuck colocar el plato y centrarlo

MANEJO DE HERRAMIENTAS Y MATERIALES

Durante el mecanizado, se deben mantener las manos alejadas de la herramienta que gira o se mueve. Aún paradas. Al soltar o amarrar piezas se deben tomar precauciones contra los cortes que pueden producirse en manos y brazos.

Los interruptores y demás mandos de puesta en marcha de las máquinas, se deben asegurar para que no sean accionados involuntariamente; las arrancadas involuntarias han producido muchos accidentes.

OPERACIÓN DE LAS MÁQUINAS TOMAR EN CUENTA

Todas las operaciones de comprobación, ajuste, etc. deben realizarse con la máquina parada, especialmente las siguientes:

Alejarse o abandonar el puesto de trabajo. Sujetar la pieza a trabajar. Medir o calibrar. Comprobar el acabado. Limpiar y engrasar Ajusta protecciones o realizar reparaciones. Dirigir el chorro de líquido refrigerante

NORMAS DE SEGURIDAD EN EL TORNEADO

Cuando se está trabajando en un torno, hay que observar una serie de requisitos para asegurarse de no tener ningún accidente que pudiese ocasionar cualquier pieza que fuese despedida del plato o la viruta si no sale bien cortada. Para ello la mayoría de tornos tienen una pantalla de protección. Pero también de suma importancia es el prevenir ser atrapado(a) por el movimiento rotacional de la máquina, por ejemplo por la ropa o por el cabello largo.

ORDEN Y LIMPIEZA.

Debe cuidarse el orden y conservación de las herramientas, útiles y accesorios; tener un sitio para cada cosa y cada cosa en su sitio.

La zona de trabajo y las inmediaciones de la máquina deben mantenerse limpias y libres de obstáculos y manchas de aceite.

Los objetos caídos y desperdigados pueden provocar tropezones y resbalones peligrosos, por lo que deben ser recogidos antes de que esto suceda. La máquina debe mantenerse en perfecto estado de conservación, limpia y correctamente engrasada.

En esta imagen se muestra la organización correcta para guardar las herramientas, así su identificación es mucho más fácil y se ahorra tiempo de trabajo.

5.- PARAMETROS DEL TORNO

AVANCE (f ) PROFUNDIDAD (a)

D O.8-1.2 MAX 5 mmAVANCE (f ) PROFUNDIDAD (a)

A

0.1-0.6 MIN 0.5 mm

NORMAS DE SEGURIDAD1 Utilizar equipo de seguridad: gafas de seguridad, caretas, etc...2 No utilizar ropa holgada o muy suelta. Se recomiendan las mangas cortas.3 Utilizar ropa de algodón.4 Utilizar calzado de seguridad.

5 Mantener el lugar siempre limpio.6 Si se mecanizan piezas pesadas utilizar polipastos adecuados para cargar y descargar las

piezas de la máquina.7 Es preferible llevar el pelo corto. Si es largo no debe estar suelto sino recogido.8 No vestir joyería, como collares, pulseras o anillos.9 Siempre se deben conocer los controles y funcionamiento del torno. Se debe saber

cómo detener su operación.10 Es muy recomendable trabajar en un área bien iluminada que ayude al operador, pero

la iluminación no debe ser excesiva para que no cause demasiado resplandor.

DATOS DEL PROCEDIMIENTO DEL MECANIZADO DE LOS MATERIALES

LAS PRUEBAS A LA CUCHILLA SE REALIZARON EN LOS TALLERES DE METALURGICA CON LA ASCESORIA DEL ING MARCOS.

TORNO CALIBRADO AL RADIO

VELOCIDAD DE CORTE:

Vc= π d n1000 Vc=π (24.5)(100)

1000

MATERIAL ACERO 1020

AFINADO DESBASTE

RPM 120 100

L(mm) 20 20

f(mm/rev)

0.05 0.05

a(mm) 0.25 0.5

t(s) 43 41

MATERIAL BRONCE

AFINADO DESBASTE

RPM 120 100

L(mm) 20 20

f(mm/rev)

0.05 0.05

a(mm) 0.25 0.5

t(s) 37 39

MATERIAL ALUMINIO

AFINADO DESBASTERPM 120 100

L(mm) 20 20

f(mm/rev)

0.05 0.05

a(mm) 0.25 0.5

t(s) 38 40

5.1.- RECOLECTAR VIRUTADespués de maquinado nuestra pieza de trabajo, recogimos muestras de viruta y las guardamos en un deposito consistente para que la viruta no sufra daños

5.2.- FORMACIÓN DE VIRUTAEl torneado ha evolucionado tanto que ya no se trata tan solo de arrancar material a gran velocidad, sino que los parámetros que componen el proceso tienen que estar estrechamente controlados para asegurar los resultados finales de economía calidad y precisión. En particular, la forma de tratar la viruta se ha convertido en un proceso complejo, donde intervienen todos los componentes tecnológicos del mecanizado, para que pueda tener el tamaño y la forma que no perturbe el proceso de trabajo. Si no fuera así se acumularían rápidamente masas de virutas largas y fibrosas en el área de mecanizado que formarían madejas enmarañadas e incontrolables.

La forma que toma la viruta se debe principalmente al material que se está cortando y puede ser tanto dúctil como quebradiza y frágil.

El avance con el que se trabaje y la profundidad de pasada suelen determinar en gran medida la forma de viruta. Cuando no bastan estas variables para controlar la forma de la viruta hay que recurrir a elegir una herramienta que lleve incorporado un rompe virutas eficaz.

a- De Elementos; b- Escalonada; c- Fluida Continua de Espiral; d- Fluida Continua de Cinta; Fraccionada

5.3.- TIPOS DE VIRUTASegún las condiciones del maquinado y del material a trabajar resulta la viruta de varias formas.

La viruta de elementos (viruta de cortadura) se obtiene al trabajar metales duros y poco dúctiles (por ejemplo, acero duro) con bajas velocidades de corte.

La viruta escalonada se forma al trabajar aceros de la dureza media, aluminio y sus aleaciones con una velocidad media de corte: Esta representa una cinta con la superficie Lisa por el lado de la cuchilla y dentada por la parte exterior.

La viruta fluida continua se obtiene al trabajar aceros blandos, cobre, plomo, estaño y algunos materiales plásticos con altas velocidades de corte.

La viruta fraccionada se forma al cortar materiales poco plásticos (hierro colado, bronce) y consta de trocitos separados

SEGÚN LO MENCIONADO PODEMOS CLASIFICAR NUESTRAS MUESTRASPara el acero 1020 (viruta de elementos)

Para el aluminio (Viruta escalonada)

Para el bronce (viruta fraccionada)

SEGUNDA CLASIFICACIONDe formas reales de la viruta se puede distinguir aproximadamente entre ellas cuatro grupos diferentes

Virutas quebradas

Virutas espirales Virutas torcidas (atornilladas) Virutas rectas

En la figura se muestra como la forma de la viruta está relacionada con el avance (f) y la profundidad de corte (a).

5.3.- Para el acero 1020 Parte encerrada de rojo rango donde oscilaran nuestras virutas tomando en cuenta el

avance que tomamos f=0.05 y la profundidad a=0.5mm Parte encerrada de amarilla es nuestra comparación de la viruta del acero 1020 con la

viruta de la tabla adjunta Debido a ser un material duro obtenemos una viruta larga y recta

5.4.- Para el bronce Parte encerrada de rojo rango donde oscilaran nuestras virutas tomando en cuenta el

avance que tomamos f=0.05 y la profundidad a=0.5mm Parte encerrada de amarilla es nuestra comparación de la viruta del bronce con la

viruta de la tabla adjunta Damos la clasificación de virutas quebradas debido a que es un material poco plástico

5.5.- Para el aluminio Parte encerrada de rojo rango donde oscilaran nuestras virutas tomando en cuenta el

avance que tomamos f=0.05 y la profundidad a=0.5mm Parte encerrada de amarilla es nuestra comparación de la viruta del aluminio con la

viruta de la tabla adjunta Damos la clasificación de viruta espiral algunas son largas espirales debido a que es un

material de poca dureza

6.- CONCLUSIONES Después de una pequeña investigación se llegó a la conclusión que nuestro material

debía de pasar por un proceso de cementado para un aumento de su dureza. Se pudo realizar el tratamiento térmico adecuado para nuestra herramienta Se identificó el tipo de material de la herramienta que utilizamos mediante un ensayo

de dureza Se pudo seleccionar los diferentes parámetros de corte para cada herramienta de cada

material de forma experimental y de forma practica Se determinó la velocidad de corte específico para cada material Se determinó la clasificación de la viruta para los diferentes materiales a mecanizar

7.- BIBLIOGRAFÍA Libro de diseño de herramientas y utillajes – José Luis Velásquez Salazar Procesos de corte – PRAXIAR Procesos de corte – SOLTEC www.wikipedia.com – procesos de corte