PROCESO DE MAQUINADO MAQUINA Y HERRAMIENTA

1. Explique por qué las virutas continuas pueden no pueden ser necesariamente deseables.

Pueden afectar la calidad superficial de la pieza, es difícil de manejar, puede afectar al

funcionamiento de la máquina de herramienta se puede enrollar en el torno

2. Explique la diferencia entre ángulos de ataque positivo y negativo ¿qué importancia

tiene el Angulo de ataque?

Si el Angulo formado de la superficie de ataque y la perpendicular queda fuera de la

cuña se dice que es positivo

3. ¿Por qué debería interesarnos la magnitud de la fuerza de empuje en el corte?

Porque si la magnitud de la fuerza de corte es muy elevada producirá una falta de

precisión dimensional de la parte maquinada

La magnitud de la fuerza de corte es la fuerza que aporta el trabajo requerido en el corte

4. Identifique las fuerzas comprendidas en una operación de corte. de estas fuerzas,

¿cuáles contribuyen a la potencia requerida?

Las fuerzas de operación de corte son:

Fuerza de corte (Fc)

Fuerza de empuje (Ft)

Fuerza resultante (Fr)

Fuerza de friccion (F)

Fuerza normal (N)

Fuerza de cillamiento (Fs)

La potencia que requieren las fuerzas son:

La fuerza de corte

Fuerza de cillamiento

Fuerza de empuje

5. ¿Están relacionadas la ubicación de la temperatura máxima y de la craterizacion? de ser

así, explique por qué?

Debido a que la rapidez de la difusión aumenta con el incremento de la temperatura la

craterizacion aumenta al mismo tiempo que la temperatura. Por ejemplo cuando

rápidamente se incrementa la craterizacion dentro de un intervalo estrecho de

temperatura

6. ¿Es importante la ductilidad del material para la maquinabilidad? explique su respuesta

Si es importante porque permite a un material ser doblado enganchando formado o

permanentemente distorsionado sin capturar en el proceso de la maquinabilidad permite

que el material cumpla en la operación de corte.

7. Por qué cree que la temperatura máxima en el corte ortogonal se localiza casi a la mitad

de la interfaz herramienta-viruta? (sugerencia observe que las dos fuentes de calor son

(𝛼) cizallamiento en su plano primario, y (b) friccion de la interfaz herramienta-viruta)

De la figura mostrada podemos apreciar que la temperatura máxima se localiza a la

mitad de la interfaz herramienta-viruta.

Ya que la fuente de generación de calor en el maquinado se encuentra en la zona

primaria y en la interfaz herramienta-viruta

8. La fuerza de corte aumenta con la profundidad de corte y reduciendo el ángulo de

ataque. explique por que

Al disminuir el Angulo de ataque y/o aumentar la fricción en la cara de contacto entre

herramienta y viruta, el Angulo del plano cortante disminuye y la viruta se hace más

gruesa (indican más disipación de energía, porque la energía de deformación es mayor)

9. La vida útil de una herramienta puede ser casi infinita a bajas velocidades de corte.

¿entonces recomendaría que todo el maquinado se hiciera a bajas velocidades? explique

su respuesta

Se ha indicado que al aumentar la velocidad de corte, la vida útil de la herramienta se

reduce con rapidez por otro lado si dicha velocidad es baja la vida de la herramienta es

baja por ello existe una velocidad optima de corte.

10. Explique por qué es posible retirar más material entre el reafilado de las herramientas,

reduciendo la velocidad de corte

Ya que en el reafilado, la fuerza de corte aumenta, ya que ha ido perdiendo calidad de

corte.

11. al observar que la dimensión d en la figura 21.4° es más pequeña explique por qué la

rapidez de deformación cortante en el corte de metales es tan elevada.

Porque la velocidad de la viruta (Vc) tiene que ser menor que la velocidad de corte

De la figura 21.4 (b) se puede observar lo siguiente

𝑉

cos(∅−𝛼)=

𝑉𝑠

cos(𝛼)=

𝑉𝑐

sin ∅ ; Vs velocidad de cizallado

12. Describa las consecuencias de exceder la profundidad permisible de desgaste (tabla

21.4) en diversos materiales para herramientas de corte

Las consecuencias por exceder la profundidad son:

a) El cavado superficial de la pieza de trabajo maquinado comienza a deteriorarse

b) Las fuerzas de corte aumentan de manera significativas

c) La temperatura se eleva en forma importante

13. Explique si es deseable tener valores elevados a bajos para (a) n, y (b) c en la ecuación

de taylor para la vida útil de la herramienta

Como se sabe la ecuación de Taylor es:

VTn = C

Y n y C son parámetros cuyos valores dependen de la profundidad de corte del material,

de la herramienta y del criterio utilizado para la vida de la herramienta.

La importancia de la exponente n, en la ecuación

𝑇 = (𝐶

𝑉)

1𝑛

Donde se puede ver que para valores constantes de C, cuando menor sea el valor de n

menor será la vida útil de la herramienta. Si el valor de n aumenta la vida útil de la

herramienta también.

14. Permite que n = 0,5 y C=300 en la ecuación de Taylor para el desgaste de la

herramienta. ¿Cuál es el incremento porcentual de la vida útil de la herramienta si se

reduce la velocidad de corte

A) 30 %

B) 50%

Solución:

A) debido a que n= 0,5 la ecuación de Taylor se puede reescribir como 𝑉𝑇0,5 = 300.

Denotamos como V1 la velocidad inicial y V2 la velocidad residual, entonces 𝑉2 =

0,3 𝑉1 , como C es una constante igual a 400, tenemos la ecuación.

0,3 𝑉1 √𝑇2 = 𝑉1 √𝑇1 Simplificando tenemos:

𝑇2

𝑇1=

1

0.09= 11,11

𝑇2 − 𝑇1

𝑇1=

𝑇2

𝑇1− 1 = 10,11

B)

0,5 𝑉1 √𝑇2 = 𝑉1 √𝑇1

𝑇2

𝑇1=

1

0.25= 4

𝑇2 − 𝑇1

𝑇1=

𝑇2

𝑇1− 1 = 3

Al 30% se incrementa la vida útil a 1011% y al 50% a 300%.

15. Derive la ecuación 21,11

𝜇 =𝐹

𝑁=

𝐹𝑡 + 𝐹𝑐 tan 𝛼

𝐹𝑐 − 𝐹𝑐 tan 𝛼

𝜇′ =𝐹′𝑁 − 𝐹𝑁′

𝑁2

16. Se está efectuando una operación de corte ortogonal en las siguientes condiciones t0 =

0,1mm, tc =0,2mm, ancho de corte = 5mm, V= 2 m/s, angulo de ataque = 10°, Fc= 500N

y Ft = 200N. Calcule el porcentaje de la energía total que se disipa en el plano de

cizallamiento

Solución:

El porcentaje de energía se puede expresar como:

𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑓𝑟𝑖𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛

𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙=

𝐹𝑉𝑐

𝐹𝑐𝑉=

𝐹𝑟

𝐹𝑐

Dónde:

𝑅 =𝑡0

𝑡𝑐=

0,1

0,2= 0,5

𝐹 = 𝑅 sin 𝛽

𝐹 = 𝑅 cos(∅ − 𝛼)

𝑅 = √𝐹𝑡2 + 𝐹𝑐

2 = √2002 + 5002 = 538.52 𝑁

ENTONCES

500N = 538.52N cos (𝛽 – 10)

𝛽 = 31.8

F = 538.52N sen(31.8°) = 283.78N

Porcentaje = (283.78)(0.5)

500 = 0.284 = 28.4%

PRACTICA N°07

1. ¿Por qué son importantes los procesos no tradicionales de remoción de material?

Respuesta. Razones de importancia son procesos no tradicionales de eliminación de materiales

(1) la necesidad de forma a nuevas aleaciones de metales y no metales que son difíciles de

mecanizar mediante procesos convencionales;

(2) el requisito de geometrías de pieza a trabajar inusuales y complejas; y

(3) la necesidad de evitar superficie daños que a menudo se asocia con el mecanizado

convencional.

2. Existen cuatro categorías de proceso no tradicionales de maquinadas basadas en

una forma de energía principal.

Mencione estas cuartas categorías

Las cuatro categorías son: (1) mecánico, pero sin incluir el mecanizado convencional; (2)

eléctrica; (3) térmico; y (4) química.

3. ¿Cómo funciona el proceso de maquinado ultrasónico?

En el mecanizado por ultrasonidos, abrasivos contenidos en una suspensión son impulsados a

gran velocidad contra el trabajo de una herramienta que vibra a baja amplitud y alta frecuencia.

La herramienta oscila en una dirección perpendicular a la superficie de trabajo, y se alimenta

lentamente en el trabajo, por lo que la forma de la herramienta es formada en la parte. Los

abrasivos, que chocan contra la superficie de trabajo, realizan la evacuación de virutas.

4. Describa el proceso de corte con chorro de agua.

Corte por chorro de agua utiliza una alta presión, corriente de alta velocidad del agua dirigida a

la obra superficie para cortar el trabajo.

5. ¿Cuál es la diferencia entre el corte con chorro de agua, el corte con chorro de

agua abrasiva y el corte con chorro abrasivo?

Cortes WJC con una corriente de agua estrecha, alta velocidad; AWJC añade granos abrasivos a

la corriente de agua; y AJM corta con partículas abrasivas que se han añadido a un aire a alta

velocidad arroyo.

6. Menciones los tres tipos principales de maquinado electroquímico.

Los tres tipos son electroquímica de mecanizado, desbarbado, y la molienda.

7. Identifique las desventajas importantes del maquinado electroquímico.

Desventajas de ECM incluyen (1) el costo de energía eléctrica para operar el proceso, y (2) costo

de la eliminación de los lodos de electrolito.

8. ¿Cómo afecta una descarga creciente de corriente a la velocidad de remoción de

metal y el acabado superficial en el maquinado por descarga eléctrica?

Como aumenta la corriente de descarga, aumenta la tasa de remoción de metal y acabado de la

superficie es degradado.

9. ¿Qué significa el término socavado en el maquinado por descarga eléctrica?

Sobre corte se refiere a la diferencia entre el electrodo (herramienta) en EDM en cada lado de la

herramienta y el mecanizado del agujero, cavidad, o entalla (en electroerosión por hilo).

10. Identifique dos desventajas importantes del corte con arco de plasma.

Dos desventajas del PAC son: (1) superficie rugosa en el borde de corte y (2) metalúrgica daños

para cortar superficie.

11. ¿Cuáles son algunos de los combustibles usados en el corte con oxígeno y gas

combustible?

Combustibles principales son acetileno, MAPP (metil acetileno-propadieno), propileno, propano,

y gas natural.

12. Mencione los cuatro pasos principales en el maquinado químico.

Los cuatro pasos son (1) la limpieza, (2) de enmascaramiento, (3) grabado, y (4) desenmascarado.

13. ¿Cuáles son los tres métodos para ejecutar el paso de la colcacion del protector

en el maquinado químico?

Los tres métodos de enmascaramiento son (1) de corte y pelado, (2) resistir la pantalla, y (3)

fotográfica resistir.

14. ¿Qué es fotorresistencia en el maquinado químico?

Una fotorresistencia es un material de enmascaramiento que es sensible a la luz. Cuando se

expone, es químicamente transforma y se puede retirar de la superficie de la obra, dejando la

superficie deseada sin protección por el enmascaraste.

CUESTIONARIO DE OPCION MULTIPLE

1. ¿Cuáles de los siguientes procesos usan energía mecánica como la fuente

principal de energía? (tres respuestas correctas):

a) esmerilado electroquímico, b) maquinado con haz láser, c) fresado convencional, d)

maquinado ultrasónico, e) corte con chorro de agua y f) EDM con alambre.

Respuesta. (c), (d) y (e).

2. El maquinado ultrasónico puede usarse para maquinar materiales tanto metálicos

como no metálicos: ¿a) cierto o b) falso? Respuesta. (a).

3. Las aplicaciones del maquinado con haz de electrones se limitan a los materiales

de trabajo metálico debido a la necesidad de que el trabajo sea eléctricamente

conductivo: ¿a) cierto o b) falso? Respuesta. (b).

4. ¿Cuál de las siguientes temperaturas se acerca más a la usada en el corte con

arco de plasma? a) 2 750 °C (5 000 °F), b) 5 500 °C (10 000 °F), c), 8 300 °C

(15 000 °F), d) 11 000 °C (20 000 °F) o e) 16 500 °C (30 000 °F). Respuesta. (d).

5. ¿Para cuál de las siguientes aplicaciones se usa el fresado químico? (las dos

mejores respuestas): a) taladrado de orificios con una alta relación entre

profundidad y diámetro, b) maquinado de patrones complicados en láminas de

metal, c) remoción de material para hacer cavidades huecas en metal, d)

remoción de metal en paneles para alas de aeronaves y e) corte de hojas de

plástico. Respuesta. (c) y (d).

6. ¿Cuál de los siguientes es un factor de ataque químico en el maquinado

químico? (más de una respuesta): a) anisotropía, b) CIt, c) d/u, y d) u/d; donde C

= velocidad de remoción específica, d = profundidad de corte, I = corriente, t =

tiempo y u = socavado. Respuesta. (a) y (c).

7. De los siguientes procesos, ¿cuál se distingue por las velocidades más altas de

remoción de material?: a) maquinado por descarga eléctrica, b) maquinado

electroquímico, c) maquinado con haz láser, d) corte con oxígeno y gas

combustible, e) corte con arco de plasma, f) maquinado ultrasónico y g) corte

con chorro de agua. Respuesta. (e).

8. ¿Cuál de los siguientes procesos sería adecuado para taladrar un orificio con una

sección transversal cuadrada de 0.25 in en un lado y 1 in de profundidad en una

pieza de trabajo de acero?: a) maquinado con chorro abrasivo, b) fresado

químico, c) EDM, d) maquinado con haz láser, e) corte con oxígeno y gas

combustible, f) corte con chorro de agua y g) EDM con alambre. Respuesta. (c).

9. ¿Cuál de los procesos siguientes sería apropiado para cortar una ranura delgada

de menos de 0.015 in de ancho en una hoja de 3/8 de in de grosor de plástico

reforzado con fibra? (las dos mejores respuestas): a) maquinado con chorro

abrasivo, b) fresado químico, c) EDM, d) maquinado con haz láser, e) corte con

oxígeno y gas combustible, f) corte con chorro de agua y g) EDM con alambre. Respuesta. (d) y (f).

10. ¿Cuál de los siguientes procesos sería apropiado para cortar un orificio de 0.003

in de diámetro a través de una placa de aluminio con un grosor de 1/16 de in?: a)

maquinado con chorro abrasivo, b) fresado químico, c) EDM, d) maquinado con

haz láser, e) corte con oxígeno y gas combustible, f ) corte con chorro de agua y

g) EDM con alambre. Respuesta. (d).

11. ¿Cuál de los siguientes procesos podría usarse para cortar en dos secciones una

pieza grande de placa de acero de ½ de in? (Dos mejores respuestas): a)

maquinado con chorro abrasivo, b) fresado químico, c) EDM, d) maquinado con

haz láser, e) corte con oxígeno y gas combustible, f) corte con chorro de agua y

g) EDM con alambre. Respuesta. (e) y (g).

PROBLEMAS

PROBLEMAS DE APLICACIÓN

1. Para la siguiente aplicación identifique uno o más procesos no tradicionales de

maquinado que podrían usarse y presente argumentos para apoyar su selección.

Suponga que la geometría de la pieza o el material de trabajo (o ambos)

excluyen el uso de maquinado convencional. La aplicación es una matriz de

orificios de 0.1 mm (0.004 in) de diámetro en una placa, cuyo grosor es de 3.2

mm (0.125 in) y está hecha de acero para herramienta endurecido. La matriz es

rectangular y mide 75 × 125 mm (3.0 × 5.0 in) con una separación entre los

orificios en cada dirección = 1.6 mm (0.0625 in). Solución: Aplicación: matriz de agujeros en el acero de 0.125 pulgadas de espesor endurecido,

diámetro del agujero = 0,004 en, separación entre agujeros = 0,0625 en los procesos posibles:.

EBM y LBM pueden hacer agujeros de esta tamaño con relaciones de profundidad a diámetro

tan grande como 0,125 / 0,004 = 31,25.

2. Para la siguiente aplicación identifique uno o más procesos no tradicionales de

maquinado que podrían usarse y presente argumentos para apoyar su selección.

Suponga que la geometría de la pieza o el material de trabajo (o ambos)

excluyen el uso de maquinado convencional. La aplicación consiste en realizar

un grabado sobre una placa de aluminio para impresión; se utilizará una

imprenta de offset para hacer placas de 275 × 350 mm (11 × 14 in) de la arenga

de Lincoln en Gettysburgh. Solución: Aplicación: Impresión placa de prensa grabado de aluminio de 11 en un 14 en los

carteles. Posible proceso: el grabado fotoquímico; hacer un negativo de la expresión y la

transferencia de esta ya sea a una pantalla de seda o directamente a la fotoprotección parecen ser

los métodos más sencillos.

3. Para la siguiente aplicación identifique uno o más procesos no tradicionales de

maquinado que podrían usarse y presente argumentos para apoyar su selección.

Suponga que la geometría de la pieza o el material de trabajo (o ambos)

excluyen el uso de maquinado convencional. La aplicación consiste en hacer un

orificio de lado a lado en forma de L en una placa de vidrio de 12.5 mm (0.5 in)

de espesor. El tamaño de la “L” es de 25 × 15 mm (1.0 × 0.6 in) y la anchura del

orificio es de 3 mm (1/8 in). Solución: Aplicación: agujero pasante en la forma de la letra "L" perforado a través de 0.5 en

placa gruesa vidrio. Proceso posible: USM funciona en vidrio y otros materiales no metálicos

frágiles. Es probablemente el mejor proceso. LBM también podría funcionar.

4. Para la siguiente aplicación identifique uno o más procesos no tradicionales de

maquinado que podrían usarse y presente argumentos para apoyar su selección.

Suponga que la geometría de la pieza o el material de trabajo (o ambos)

excluyen el uso de maquinado convencional. La aplicación consiste en realizar

un orificio sin salida en forma de la letra G en un cubo de acero de 50 mm (2.0

in). El tamaño de la “G” es de 25 × 19 mm (1.0 × 0.75 in), la profundidad del

orificio es de 3.8 mm (0.15 in) y su anchura es de 3 mm (1/8 de in). Solución: Aplicación: la letra "G" perforado hasta una profundidad de 0,15 en en bloque de acero.

Posibles procesos: ECM y EDM serían útiles para operaciones tales como este toque.

5. Gran parte del trabajo de la Compañía “Corte cualquier cosa” implica cortar y

formar hojas planas de fibra de vidrio para la industria de los botes recreativos.

En la actualidad, se usan métodos manuales basados en sierras portátiles para

realizar la operación de corte, pero la producción es lenta y la razón de

desperdicio es alta. El supervisor dice que la compañía debe invertir en una

máquina de corte con arco de plasma, pero el gerente de la planta piensa que

sería muy costosa. ¿Qué opina usted? Justifique su respuesta indicando las

características del proceso que hace atractivo o no el PAC en esta aplicación. Solución: En el corte de arco de plasma, la pieza a trabajar debe ser un material eléctricamente

conductor. Fibra vidrio no es conductor de la electricidad. PAC, por tanto, no es un proceso

apropiado para esta aplicación.

6. Una compañía de muebles que fabrica sillas y sofás tapizados debe cortar

grandes cantidades de telas. Muchas de éstas son fuertes y resistentes al

desgaste, y tales propiedades las hacen difíciles de cortar. ¿Cuál(es) proceso(s)

no tradicional(es) recomendaría a la compañía para esta aplicación? Justifique su

respuesta indicando las características del proceso que lo hacen atractivo. Solución: corte por chorro de agua sería un proceso ideal para esta aplicación. Cortes WJC través

de las telas rápida y limpia, y el proceso podría automatizarse fácilmente.

Maquinado electroquímico

1. En una operación de ECM, el área de trabajo frontal del electrodo es de 2 000

mm2. La corriente aplicada = 1 800 amps y el voltaje = 12 volts. El material que

se corta es níquel (valencia = 2), cuya velocidad de remoción específica se

indica en la tabla 26.1. a) Si el proceso es eficiente en 90%, determine la

velocidad de remoción de metal en mm3/min. b) Si la resistividad del electrólito

= 140 ohm-mm, determine la separación funcional.

Solución: (a) A partir de la Tabla 26.1, C = 3,42 x 10-2 mm3 / Como De la ecuación.

(26.6) RMR = FRA = (CI / A) A = CI = (3,42 x 10-2 mm3 / As) (1800 A) = 6.156 x 10-2 mm3 /

s = 61.56 mm3 / s = 3693,6 mm3 / min

En el 90% de eficiencia RMR = 0,9 (3,693.6 mm3 / min) = 3324,2 mm3 / min

(b) Teniendo en cuenta la resistividad r = 140 ohm-mm, I = EA / gr en la ecuación. (26.2).

Reorganizar, g = EA / Ir

g = (12 V) (2000 mm2) / (1800 A) (140 ohm-mm) = 0,095 mm

2. En una operación de maquinado electroquímico, el área de trabajo frontal del

electrodo es de 2.5 in2. La corriente aplicada = 1 500 amps y el voltaje = 12

volts. El material que se corta es aluminio puro, cuya velocidad de remoción

específica se indica en la tabla 26.1. a) Si el proceso de ECM es eficiente en

90%, determine la velocidad de remoción de metal en in3/h. b) Si la resistividad

del electrólito es de 6.2 ohm-in, determine la separación funcional Solución: (a) De la Tabla 26.1, C = 0,000126 in3 / A-min

RMR = FRA = (CI / A) (A) = CI

RMR = CI = 0.000126 (1,500) = 0,189 pulg3 / min a 100% de eficiencia.

En el 90% de eficiencia RMR = 0,189 (0,90) = 0,1701 pulg3 / min = 10.206 in3 / hr.

(b) I = EA / gr; Reorganizar, g = EA / Ir = 12 (2.5) / (1500 x 6,2) = 0,0032 en

3. Se maquinará un orificio cuadrado a través de una placa de 20 mm de cobre puro

(valencia = 1) utilizando el ECM. El orificio tiene 25 mm en cada lado, pero el

electrodo que se usa para cortar el agujero es ligeramente menor de 25 mm en

sus lados, con el fin de permitir un socavado, y su forma incluye un orificio en el

centro que permite el flujo de material electrolítico y reduce el área de corte.

Este diseño de herramienta produce un área frontal de 200 mm2. La corriente

aplicada es de 1 000 amps. Usando una eficiencia de 95%, determine cuánto

tiempo se requerirá para cortar el orificio. Solución: De la Tabla 26.1, C = 7,35 x 10-2 mm3 / Como

De la ecuación. (26.6) fr = CI / A = (7,35 x 10-2 mm3 / As) (1000 A) / (200 mm2) = 0,3675 mm

/s

En el 95% de eficiencia, fr = 0,95 (0,3675 mm / s) = 0.349 mm / s

Tiempo de máquina = (20 mm) / (0,349 mm / s) = 57,3 s

4. Se cortará un orificio de lado a lado con un diámetro de 3.5 in en un bloque de

hierro puro (valencia = 2) mediante maquinado electromecánico. El bloque tiene

un grosor de 2.0 in. Para acelerar el proceso de corte, la herramienta de

electrodos tendrá un orificio central de 3.0 in, el cual producirá un núcleo central

que podrá removerse después de que la herramienta atraviesa la pieza. El

diámetro exterior del electrodo tiene un tamaño menor para permitir un

socavado. Se espera que el excedente de corte sea de 0.005 in en un lado. Si la

eficiencia de la operación de ECM es de 90%, ¿qué corriente se requerirá para

terminar la operación de corte en 20 minutos? Solución: Electrodo superficie del espacio frontal A = 0.25π (3,52 a 3,02) = 2,553 in2 De la Tabla

26.1, C = 0.000135 in3 / A-min

fr = CI / A = 0.000135 I / 2,553 = 0,0000529 I en / min a 100% de eficiencia.

Al 90% de eficiencia fr = 0,9 (0,0000529 I) = 0,0000476 I en / min

Para cortar a través de un espesor de 2,0 pulgadas en 20 minutos requiere un fr avance = 2.0 / 20

= 0,1 cm / min

fr = 0,1 = 0.0000476 I

I = 0,1 / 0,0000476 = 2.101 A.

Maquinado con descarga eléctrica

1. Se realizará una operación de maquinado por descarga eléctrica sobre dos

materiales de trabajo: tungsteno y estaño. Determine la cantidad de metal

removido en la operación después de una hora con un amperaje de descarga de

20 amperes para cada uno de estos metales. Utilice unidades métricas y exprese

las respuestas en mm3/h. Con base en la tabla 4.1, las temperaturas de fusión del

tungsteno y el estaño son de 3 410 °C y 232 °C, respectivamente. Solución: Para el tungsteno, usando la Ec. (26.7), RMR = KI / Tm

1.23 = 664 (20) / (34.101,23) = 13.280 / 22.146 = 0,5997 mm3 / s = 2,159 mm3 / hr

Para el estaño, RMR = KI / Tm

1.23 = 664 (20) / (2.321,23) = 13.280 / 812 = 16.355 mm3 / s = 58.878 mm3 / hr

2. Se realizará una operación de maquinado por descarga eléctrica sobre dos

materiales de trabajo: tungsteno y zinc. Determine la cantidad de metal

removido en la operación después de una hora con un amperaje de descarga de

20 amperes para cada uno de estos metales. Utilice unidades de uso común en

Estados Unidos y exprese las respuestas en in3/h. Con base en la tabla 4.1, las

temperaturas de fusión del tungsteno y el zinc son de 6 170 °F y 420 °F,

respectivamente. Solución: Para el tungsteno, usando la Ec. (26.7), RMR = KI / Tm

1,23 = 5,08 (20) / (61701,23) = 101,6 / 45925 = 0,00221 in3 / s = 0,1327 in3 / hr

Para Zinc, RMR = KI / Tm

1,23 = 5,08 (20) / (4.201,23) = 101,6 / 1.685 = 0.0603 in3 / s = 3,62 in3 / hr

3. Suponga que el orificio del problema 26.10 se cortará usando un EDM en lugar

de ECM. Usando una corriente de descarga de 20 amperes (lo que sería normal

para el EDM), ¿cuánto tiempo se requeriría para cortar el orificio? Con base en

la tabla 4.1, la temperatura de fusión del hierro es 2 802 °F. Solución: El uso de la ecuación. (26.7), RMR = 5,08 E / Tm

1,23 = 5,08 (20) /28021.23 = 101,6 / 17.393 = 0,00584 pulg3 / min

Área de sección transversal de la herramienta del problema anterior A = 2,553 in2

fr = RMR / A = 0,00584 / 2.553 = 0.002293 pulgadas / min

Tiempo para mecanizar la Tm grosor de 2,0 pulgadas = 2.0 / 0,002293 = 874,3 min = 14.57 h.

4. Se obtiene una velocidad de remoción de metal de 0.01 in3/ min en cierta

operación de EDM sobre una pieza de trabajo de hierro puro. ¿Qué velocidad de

remoción de metal se obtendría sobre el níquel en esta operación de EDM si se

usara la misma corriente de descarga? Las temperaturas de fusión del hierro y el

níquel son de 2 802 °F y 2 651 °F, respectivamente. Solución: Para el hierro, RMR = 5,08 E / 28.021,23 = 5,08 E / 17.393 = 0.000292 I IN3 / min

Dado que RMR = 0,01 in3 / min

0.000292 I = 0,01

I = 0,01 / 0,000292 = 34.24 A.

Para = níquel, RMR = 5,08 (34,24) /26511.23 = 173,93 / 16.248 = 0,0107 pulg3 / min

5. Se realiza una operación de EDM con alambre sobre ace ro C1080 de 7 mm de

espesor, para ello se utiliza como electrodo un alambre de tungsteno cuyo diámetro

es de 0.125 mm. La experiencia pasada sugiere que el socavado será de 0.02 mm,

de manera que el ancho del canal será de 0.165 mm. Si se usa una corriente de

descarga de 10 amperes, ¿cuál es la velocidad de avance permisible que puede

usarse en la operación? Estime la temperatura de fusión del acero al carbono a

0.80% a partir del diagrama de fase de la figura 6.4.

Solución: De la figura 6.4, Tm = 1500 ° C para 1080 acero

Utilizando la Ec. (26.7), RMR = 664 (10) / (15.001,23) = 6640/8065 = 0,8233 mm3 / s

Área frontal de corte A = 0.165 (7,0) = 1,155 mm2

fr = 49,4 / 1.155 = 42,79 mm / min

30. FUNDAMENTOS DE SOLDADURA

Preguntas de repaso:

1. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de la soldadura en comparación con otros tipos de

operaciones de ensamble?

Ventajas:

- que proporciona una unión permanente,

- la fuerza conjunta es normalmente tan alta como la fuerza de los metales básicos,

- es más económico en términos de consumo de material

- es versátil en términos de dónde se puede lograr.

Desventajas:

- que se realiza generalmente de forma manual, por lo que coste laboral es alta y la mano

de obra calificada para llevar a cabo a veces es escasa,

- soldadura es inherentemente peligrosa,

- una unión soldada es difícil de desmontar,

- defectos de calidad son a veces difícil de detectar.

2. ¿Cuáles fueron los dos descubrimientos de Sir Humphrey Davy que condujeron al

desarrollo de la tecnología de la soldadura moderna?

Los dos descubrimientos de Sir Humphrey Davy fueron

- el arco eléctrico

- gas acetileno.

3. ¿Qué significa el termino superficie de empalme?

Las superficies de empalme son las superficies de contacto en una junta soldada.

4. Defina el término soldadura por fusión.

Una soldadura de fusión es una soldadura en la que las superficies metálicas se han fundido

con el fin de causar coalescencia.

5. ¿Cuál es la diferencia fundamental entre una soldadura por fusión y una soldadura estado

sólido?

En una soldadura de fusión, el metal se funde. En un sólido soldadura estado, el metal no se

derrita.

6. ¿Qué es una soldadura autógena?

Una soldadura autógena es una soldadura de fusión hecha sin la adición de metal de relleno.

7. Analice las razones por las que casi todas las operaciones de soldadura son

inherentemente peligrosas.

La mayoría de las operaciones de soldadura se llevan a cabo a altas temperaturas que

pueden causar quemaduras graves sobre la piel y la carne. En la soldadura de gas, los

combustibles son un peligro de incendio. En la soldadura por arco y soldadura por

resistencia, la alta energía eléctrica puede causar choques que son fatales para el trabajador.

En la soldadura por arco, el arco eléctrico emite intensa radiación ultravioleta que pueden

causar cegadora. Otros peligros incluyen chispas, humo vapores y salpicaduras de

soldadura.

8. ¿Cuál es la diferencia entre la soldadura con máquina y soldadura automática?

Una operación de soldadura automática utiliza un controlador de ciclo de soldadura que

regula el arco el movimiento y la pieza de trabajo de posicionamiento; mientras que en la

soldadura de la máquina, una necesidad humana trabajador controlar continuamente el arco

y el movimiento relativo de la cabeza de soldadura y la pieza a trabajar.

9. Mencione y dibuje los cinco tipos de uniones.

Cinco tipos de uniones son

(1) unión empalmada,

(2) unión de esquina,

(3) unión superpuesta,

(4) unión en te,

(5) unión de bordes

10. Definir y dibuje una soldadura de filete

Un cordón de soldadura es una junta de soldadura de sección transversal aproximadamente

triangular usado para rellenar el bordes de esquina, de vuelta, y te articulaciones.

11. Definir y dibuje una soldadura con surco

Una soldadura con surco es una junta de soldadura se utiliza para llenar el espacio entre los

bordes adyacentes de culata y otros tipos de soldadura, excepto regazo.

12. ¿Por qué es diferente una soldadura en superficie a otros tipos de soldadura?

Debido a que no se une a partes distintas, pero en su lugar sólo añade metal de relleno a una

superficie.

13. ¿Por qué es deseable usar fuentes de energía para soldadura que tengan densidades

caloríficas altas?

Debido a que el calor se concentra en una pequeña región de mayor eficiencia y mínimo

daño metalúrgico.

14. ¿Qué es la energía de fusión unitaria en la soldadura, y cuáles son los factores de los

que depende?

La unidad de energía de fusión es la cantidad de energía térmica requerida para fundir una

pulgada cúbica o un mm cúbico de metal.

Los factores de los que depende son:

(1) el calor específico,

(2) punto de fusión,

(3) calor de fusión del metal.

15. defina y distinga los términos factor de transferencia de calor y el factor de la fusión en

la soldadura.

Factor de transferencia de calor es la relación de la calor real recibida en la superficie de

trabajo dividida por el calor total generado por la fuente. Derritiendo factor es la relación de

calor necesaria para fundir dividido por el calor recibido en la superficie de trabajo.

16. ¿Qué es la zona afectada por el calor (HAZ) en una soldadura por fusión?

La HAZ es una región de metal de base que rodea la zona de fusión en la que la fusión no

tiene ocurrieron, pero las temperaturas de soldadura eran lo suficientemente alta como para

causar microestructural de estado sólido cambios

CUESTIONARIO DE OPCIÓN MÚLTIPLE

30.1. Sólo puede ejecutarse una soldadura sobre metales que tienen el mismo punto de fusión;

de lo contrario, el metal con la temperatura de fusión más baja siempre se derrite mientras

que el otro permanece sólido: a) verdadero o b) falso

Respuesta: b) falso

30.2. Una soldadura de filete puede usarse para unir ¿cuál de los siguientes tipos de junta?

(tres respuestas correctas): a) empalmada, b) de esquina, c) de bordes, d) superpuesta e) en

te.

Respuesta: b) de esquina, d) superpuesta y e) en te.

30.3. Una soldadura de filete tiene una forma de sección transversal que es aproximadamente:

a) rectangular, b) redonda, c) cuadrada o d) triangular.

Respuesta: d) triangular

30.4. Las soldaduras con surco se asocian más estrechamente con ¿cuál de los siguientes

tipos de unión?: a) empalmada, b) de esquina, c) de bordes, d) superpuesta o e) en te

Respuesta: a) empalmada

30.5. Una soldadura de reborde se asocia más estrechamente con ¿cuál de los siguientes tipos

de unión? a) empalmada, b) de esquina, c) de bordes, d) sobrepuesta o e) en te.

Respuesta: c) de bordes

30.6. Por razones metalúrgicas, resulta deseable fundir el metal de soldadura con el mínimo

ingreso de energía. ¿Cuál de las siguientes fuentes de calor es la más consistente con este

objetivo?: a) potencia alta, b) densidad de potencia alta c) potencia baja o d) densidad de

potencia baja

Respuesta: b) densidad de potencia alta

TRATAMIENTO, RECUBRIMIETNOS Y LIMPIEZA DE LAS SUPERFICIES

34.1 Explique por qué pueden necesitarse los tratamientos superficiales para los productos

manufacturados.

34.2 ¿Cuáles son las ventajas del bruñido con rodillo?

34.3 Explique la diferencia entre endurecimiento superficial y revestimiento duro.

34.4 Describa los principios de las deposiciones física y química de vapor. ¿Qué

aplicaciones tienen?

34.5 ¿Cuál es el principio del electroformado? ¿Cuáles son sus ventajas?

34.6 Explique la diferencia entre electrodeposición y deposición sin electricidad.

34.7 ¿Cómo se realiza la inmersión en caliente?

34.8 ¿Qué es una cuchilla de aire? ¿Cómo funciona?

34.9 ¿Qué pruebas existen para determinar la limpieza de las superficies?

34.10 Describa los sistemas comunes de pintura utilizados en la actualidad en la industria.

34.11 ¿Qué es un recubrimiento de conversión? ¿Por qué se llama así?

34.12 ¿Cuáles son las similitudes y diferencias entre la electrodeposición y la anodización?

34.13 Describa la diferencia entre el rociado térmico y el rociado de plasma.

34.14 ¿Qué es el revestimiento y por qué se realiza?

1. Todos los métodos que existen para controlar la corrosión a los materiales metálicos son

intentos para inferir con el mecanismo de su corrosión a tal manera que se pueda ser

más eficiente

2. - Se puede tener tolerancia estrechas precisiones

- Buen acabado superficial

- Mejorar las propiedades mecánicas de la pieza logrando alargar la vida útil de la pieza

mecánica

- Se produce un endurecimiento

3. Endurecimiento superficial:

Que permite mediante los proceso a varios tipos dar una

pieza metálica una dureza superficial especial y son

sometidos a deslizamiento

Revestimiento duro:

Una pieza está sometida en un equipo de la industria

sometido al desgaste

4. Deposición física : hay tres tipos de procesos básicos

1. Sustitución iónica

2. Difusión del vacío o vaporización a arco

3. Chisparrateo

Deposición químico:

Es un proceso termoquímico, se usa un recubrimiento, es para obtención del

carburo de titanio se sustituye por otros gases.

5. Esta máquina es para fabricar moldes de precisión en el electrodo del molde se deposita

el nique y cobre

Sus ventajas: Rápido ciclo de inyección Solo se elabora en aceros Gran exactitud dimensional y alta calidad de superficie

6. Deposición sin electricidad Es el nombre que se da a los procesos de recubrimiento que se produce completamente mediante reacciones químicas que no se requiere una fuente de externa.

La electrodeposición : es un proceso electroquímico de chapado donde los cationes metálicos contenidos en una soluciona acuosa. El proceso utiliza una corriente eléctrica

7. En este proceso se brinda protección contra la corrosión metálica. Consiste en una inmersión de elementos en un baño del metal fundido de Zn,, garantizando que la superficie quede cubierta y protegida de los defectos de la corrosión

8. Una cuchilla de aire es una nueva generación de cortina, airea a que reduce

dramáticamente el consumo y riego controlado con otros sistemas de soplado de aire

comprimido. es una manera más eficiente de limpiar y enfriar fuentes cintas,

transportadores superficiales planas etc.

9. La limpieza de la superficie puede tener efectos beneficios y perjuicios, aunque una

superficie que no esté limpio puede tener ambos defectos, la limpieza comprende la

remoción de contaminantes solidos semisólidos o líquidos.

Existen dos tipos

1. limpiar con un trapo limpio la superficie de digamos un plano y

observamos los residuos en el trapo

2. observar si el agua recure continuamente la superficie del plano, si el

líquido se reúne las gotas individuales la superficie no está limpia

10. La clasificación de la pintura

Esmalte: produce un recubrimiento liso y seco con una apariencia brillante y semi-

brillante

Lacas: forma una película por la evaporación de un solvente

Pintura de base de agua: se aplica fácilmente y le una estética las material

11. El recubrimiento de conversión es un proceso de prevención de un recubrimiento que se

forma sobre la superficies metálicas como resultado dela reacciones químicas o

electroquímicas, se puede aplicar en diversos metales su función es proteger contra la

corrosión

12. Electrodeposición :

La pieza de trabajo (cátodo) se deposita en un metal diferente (ánodo),

que se transfiere mediante una solución electroquímica a base de agua

Anodización:

Como su nombre o dice es proceso de oxidaciones el que las superficies de

la pieza de trabajo se convierte en una capa dura y porosa de óxidos que

proporciona resistencia a la corrosión y un acabado decorativo

13.

14. El revestimiento es un proceso conocido como unión por chapeado, los metales se unen

con una capa delgada del metal anticorrosiva mediante la aplicación de presión utilizando

rodillos u otros métodos

Radiado térmico Radiación plasma

-es uno de los procesos importantes en

los recubrimientos de metales ,

aleaciones , carburos , cerámicos y

polímeros

- las temperaturas esta en el intervalo de

300ºC a 800ºC

-son convenciones , de alta energía o de

vacío , el plasma produce temperatura de

orden de 800ºC y una buena resistencia a

la unión con muy baja contenido de

óxidos