Fundamentos de los Procesos de Conformado por Arranque de Material | | UPV
Summary
TLDREste objeto de aprendizaje explora los fundamentos del proceso de conformado por arranque de material. Los objetivos incluyen describir en qué consiste este proceso, sus características, y los efectos que provoca. Se explica cómo el arranque de material implica el uso de una herramienta de corte para modificar la forma del material y generar piezas con tolerancias ajustadas y buenos acabados. Además, se detallan los efectos de la fricción y el calor en el proceso, así como la importancia de la refrigeración y el control de las herramientas para asegurar un corte eficiente.
Takeaways
- 🔧 El proceso de conformado por arranque de material consiste en eliminar material de forma controlada de la superficie para cambiar su forma.
- ✂️ Los procesos de eliminación se clasifican en dos grupos: procesos convencionales que utilizan herramientas de corte y procesos no convencionales que involucran procesos físico-químicos.
- ⚙️ El arranque de material se realiza aplicando un esfuerzo mecánico mediante una herramienta de corte que modifica la superficie de la pieza.
- 🛠️ Las propiedades mecánicas del material de la pieza y de la herramienta de corte influyen en el proceso de arranque de material.
- 🔄 Los movimientos de corte y avance permiten extender el mecanizado a lo largo de toda la superficie de la pieza.
- 💡 El proceso de mecanizado genera viruta, que es material de desperdicio, y permite obtener piezas acabadas con tolerancias ajustadas y buenos acabados superficiales.
- 🌡️ Durante el proceso de corte, se genera calor que afecta tanto a la pieza como a la herramienta de corte, por lo que es importante el uso de refrigeración y lubricación.
- 🔍 El desgaste de la herramienta de corte es un factor que afecta la calidad y precisión del proceso de mecanizado.
- 📏 Los procesos de arranque de material convencionales incluyen torneado, taladrado, y fresado, mientras que los procesos con abrasivos tienen una precisión superficial superior.
- 📚 La bibliografía complementaria está disponible para ampliar los contenidos sobre los procesos de conformado por arranque de material.
Q & A
¿Qué es el proceso de conformado por arranque de material?
-El proceso de conformado por arranque de material consiste en retirar material de manera controlada de la superficie de una pieza, utilizando una herramienta de corte que genera una nueva geometría con características controladas.
¿Cuáles son los dos grandes grupos de procesos de eliminación de material?
-Los procesos de eliminación de material se dividen en dos grandes grupos: los procesos de arranque de material, donde se utiliza una herramienta de corte, y los procesos no convencionales, que emplean procesos físico-químicos sin la presencia de una herramienta de corte.
¿Qué factores influyen en el proceso de arranque de material?
-El proceso está influenciado por las propiedades mecánicas del material de la pieza, la resistencia a altas temperaturas y las propiedades de la herramienta de corte, así como la geometría de la herramienta.
¿Cómo afecta la herramienta de corte en la calidad final del producto?
-La geometría y las propiedades de la herramienta de corte determinan la calidad final del producto, influenciando las tolerancias y el acabado superficial, así como las condiciones de corte aplicadas.
¿Qué papel juegan los movimientos de corte y avance en el mecanizado por arranque de material?
-El movimiento de corte genera la separación física del material, mientras que el movimiento de avance extiende el mecanizado a lo largo de toda la superficie de la pieza. Ambos movimientos son complementarios y controlan la velocidad de corte y de avance.
¿Qué es la viruta y qué características tiene en el proceso de arranque de material?
-La viruta es el material retirado durante el proceso de arranque. Se genera mediante la deformación plástica del material y es un subproducto que no tiene aprovechamiento directo en el proceso, ya que ha cambiado sus condiciones iniciales.
¿Qué efectos tiene el calentamiento durante el proceso de mecanizado?
-El calentamiento, generado por la fricción y la deformación plástica, puede alterar las propiedades del material de la pieza y reducir la vida útil de la herramienta de corte, por lo que se requieren sistemas de refrigeración y lubricación.
¿Cuáles son las consecuencias del desgaste en la herramienta de corte?
-El desgaste en la herramienta altera su filo, afectando las dimensiones finales de la pieza y las condiciones de corte, lo que puede generar variaciones en las fuerzas y la potencia consumida.
¿Cómo se clasifican los procesos de arranque de material?
-Los procesos de arranque de material se clasifican en procesos convencionales, donde las herramientas tienen filos bien definidos y generan cambios significativos de forma, y procesos con abrasivos, donde las herramientas tienen múltiples filos indeterminados y generan tolerancias más ajustadas.
¿Qué ventajas ofrece el mecanizado por arranque de material respecto a otros procesos de conformado?
-Este proceso permite obtener piezas con tolerancias más ajustadas y mejores acabados superficiales, generando geometrías tanto sencillas como complejas sin necesidad de un procesamiento posterior.
Outlines
🛠️ Introducción a los procesos de conformado por arranque de material
El primer párrafo introduce los fundamentos de los procesos de conformado por arranque de material. Los objetivos de este objeto de aprendizaje son explicar en qué consiste este proceso, sus principales características y clasificar los tipos básicos de procesos utilizados en la industria. Se explica que el proceso implica la eliminación controlada de material de una superficie mediante herramientas de corte. Se describen dos grandes categorías: los procesos convencionales, con herramientas de corte, y los no convencionales, donde se emplean métodos físico-químicos sin herramientas de corte.
🔧 Influencia de las propiedades mecánicas y el corte en el arranque de material
Este párrafo explica cómo las propiedades mecánicas del material de la pieza y de la herramienta de corte influyen en el proceso de arranque de material. El tipo de geometría generada, las condiciones de corte y la calidad final del producto están determinadas por factores como la resistencia del material a altas temperaturas. También se ejemplifica con figuras que muestran cómo una herramienta de un solo filo puede modificar la superficie cilíndrica de una pieza y generar diferentes geometrías complejas.
📐 Movimientos de corte y avance en el mecanizado
Se describen los dos movimientos principales en el proceso de mecanizado: el movimiento de corte, que separa físicamente el material con una herramienta en movimiento relativo a la pieza, y el movimiento de avance, que extiende el corte a lo largo de la superficie de la pieza. El ejemplo detalla cómo se mecaniza una superficie cilíndrica utilizando estos movimientos y cómo la velocidad de corte influye en la separación física del material. Se menciona también el avance controlado, ya sea en milímetros por minuto o por filo.
⚙️ El proceso de cizallamiento y deformación de la viruta
Este párrafo profundiza en el proceso de formación de la viruta, explicando cómo el filo de la herramienta genera una separación a lo largo de un plano de cizallamiento teórico, provocando la deformación del material. También se detalla cómo la herramienta tiene una geometría diseñada para reducir la fricción con la pieza, evitando el desgaste excesivo. Además, se menciona que en la práctica, la deformación no es perfectamente uniforme, lo que puede afectar la calidad de la superficie mecanizada, dejando una cierta rugosidad.
🔥 Efectos del calor y la fricción en el proceso de corte
Aquí se discuten los efectos del proceso de arranque de material, incluyendo el calor generado por la fricción y la deformación plástica. Este calor puede alterar las propiedades del material de la pieza y reducir la vida útil de la herramienta. Por esta razón, se emplean sistemas de refrigeración y lubricación para reducir la temperatura y la fricción. También se menciona cómo el desgaste de la herramienta afecta las condiciones de corte, las fuerzas involucradas y la calidad final de la pieza.
🛡️ Tipos de desgaste en las herramientas y su impacto en el mecanizado
Este párrafo aborda los diferentes tipos de desgaste en las herramientas de corte, incluyendo el desgaste en la cara de desprendimiento, donde se forma un cráter, y en la cara de incidencia, lo que altera las dimensiones finales del corte. Estos desgastes impactan en las fuerzas necesarias para el corte y en el consumo de potencia. Se explica cómo los procesos de arranque de material se dividen en dos grandes grupos: convencionales, con herramientas de corte bien definidas, y con abrasivos, donde las herramientas tienen múltiples filos indeterminados.
🔩 Clasificación de los procesos de mecanizado
Se presenta una clasificación general de los procesos de mecanizado, destacando los convencionales, como el torneado y fresado, donde las herramientas generan cortes significativos en la pieza mediante movimientos rotatorios o lineales. También se menciona el mecanizado con abrasivos, que permite obtener acabados superficiales de alta calidad. Cada tipo de proceso genera diferentes niveles de precisión y calidad superficial.
📚 Resumen y bibliografía complementaria
En este último párrafo se resumen los puntos clave del objeto de aprendizaje: las características principales del proceso de conformado por arranque de material, los efectos del calor y la fricción, y la clasificación de los procesos. También se proporcionan referencias bibliográficas para aquellos interesados en profundizar en los temas tratados. Se agradece a los estudiantes por su atención.
Mindmap
Keywords
💡Arranque de material
💡Herramienta de corte
💡Viruta
💡Velocidad de corte
💡Movimiento de avance
💡Desgaste de la herramienta
💡Refrigeración y lubricación
💡Plano de cizallamiento
💡Fuerza de corte
💡Mecanizado con abrasivos
Highlights
Los procesos de arranque de material consisten en la eliminación controlada de material de una superficie mediante una herramienta de corte.
El proceso de arranque de material puede clasificarse en dos grandes grupos: los procesos convencionales y los no convencionales.
Los procesos convencionales usan una herramienta de corte que separa físicamente el material, mientras que los no convencionales emplean procesos físico-químicos.
El arranque de material depende de las propiedades mecánicas del material de la pieza y de la herramienta de corte.
La geometría de la herramienta de corte influye directamente en el tipo de geometría y calidad final de la superficie mecanizada.
El proceso de arranque de material genera viruta, un material de desperdicio sin aprovechamiento directo en el proceso.
Este proceso permite obtener piezas con acabados finales de alta precisión y tolerancias ajustadas.
Se combinan diferentes técnicas de mecanizado para obtener geometrías sencillas o complejas.
El proceso se caracteriza por dos movimientos principales: el de corte y el de avance, ambos fundamentales para extender el mecanizado a lo largo de la superficie.
El desgaste de la herramienta de corte y el calor generado por la fricción son dos efectos críticos que afectan tanto al producto final como a la herramienta misma.
El uso de refrigeración y lubricación es esencial para reducir la fricción y el calentamiento durante el proceso.
Los procesos de mecanizado con abrasivos son una alternativa donde las herramientas no tienen un filo claramente localizable.
Los procesos convencionales como el torneado, taladrado y fresado permiten cambios significativos de forma y dimensiones en la pieza trabajada.
Los procesos de mecanizado con abrasivos ofrecen una calidad superficial superior a los procesos convencionales.
El proceso de arranque de material es altamente adaptable y puede clasificarse según el tipo de herramienta, movimiento y calidad del acabado.
Transcripts
hola en este objeto de aprendizaje vamos
a trabajar los fundamentos de los
procesos de conformado por arranque de
material
los objetivos de este objeto son que
seréis capaces de describir en qué
consiste el proceso de conformado por
arranque de material y cuáles son sus
principales características explicar los
detalles del proceso de arranque
material los efectos que se produce y
clasificar y distinguir los tipos
básicos de procesos que se emplean en la
industria
el proceso de eliminación de material
supone un cambio de forma del material
porque se retira el material de forma
controlada de su superficie para ello se
requiere en este caso el uso de uno
tiene un proceso físico-químico que
provoque dicha separación física por
este motivo se clasifican en dos grandes
grupos los procesos de eliminación como
son el proceso de arranque de material
donde existe una herramienta de corte o
útil que separa físicamente dicho
material y los procesos no
convencionales donde los procesos son
físicos químicos y no hay agua y
ausencia de herramienta de corte en el
proceso de separación física
el arranque de material consiste
precisamente en aplicar un esfuerzo
mecánico mediante un útil o herramienta
de corte éste provoca la modificación de
la superficie separando de forma
localizada el material y de forma
controlada generando una nueva
superficie que tiene una geometría
controlada a nuestro criterio y con
intentando respetar las mismas
propiedades que tenía material de
partida
en este caso el arranque de material
está influenciado por las propiedades
mecánicas que tiene el material de la
pieza la resistencia a la que opone a
ser en este caso retirado el material
también está condicionado por las
propiedades mecánicas y la resistencia a
altas temperaturas del material de la
herramienta así como la geometría de la
propia herramienta de corte esto
restringe tanto el tipo de geometría que
vamos a generar en la superficie acabada
también condiciona las condiciones de
corte que se pueden aplicar también
determinará las secuencias de tareas a
realizar para obtener las geometrías
deseadas y por último determina la
calidad final del producto acabado
aquí tenemos un pequeño ejemplo donde se
puede observar la figura de la izquierda
lo que es la geometría de arranque de un
único filo sobre la superficie
cilíndrica de una pieza donde se observa
también en este caso la
geometría de la minuta que se está
generando y en la figura de la derecha
se observa en este caso las diferentes
posibilidades de geometrías con
diferentes complejidades y acabados que
podemos obtener con este tipo de
procedimientos de conformado
como características principales del
proceso indicar que los cambios de forma
son muy significativos respecto al
material de partida con lo cual el
conformado es ostensible y claramente
visualizable se genera en este caso un
material de desperdicio que la viruta
que no tiene aprovechamiento directo en
el proceso en sí se obtiene en piezas
perfectamente acabadas sin necesidad de
ser procesado posterior con unas
tolerancias mucho más ajustadas y unos
acabados superficiales mejores que en
los restantes procesos de conformado y
que la posibilidad que tenemos con este
tipo de técnicas es la de obtener todo
tipo de geometrías ya sea tanto
sencillas como complejas combinando
diferentes técnicas de mecanizado
el proceso de mecanizado por arranque de
material se caracteriza porque existen
dos movimientos un movimiento de corte
en el que tenemos una separación física
por interferencia del filo con la pieza
este movimiento de corte es un momento
relativo entre pieza y herramienta
independientemente de que sea uno u otro
que se mueva respecto al otro y que está
caracterizado por una velocidad de corte
que es la que determina dicha separación
de material como este arranque de
material se produce es localizado en un
punto para poder extender el mecanizado
al resto de la superficie se utiliza el
movimiento de avance que es otro
movimiento complementario entre pieza y
herramienta y que permite mediante un
control del avance o velocidad de avance
ya sea en milímetros por minuto
milímetros por filo extender el
mecanizado a lo largo de toda la
superficie de la pieza
aquí tenemos un pequeño ejemplo en la
que se puede observar cómo tenemos una
superficie cilíndrica mecanizada donde
la herramienta en este caso actúa sobre
la periferia de la empieza que estamos
conformando la diferencia de diámetros
por generar y la profundidad de pasado
propiedad de corte y en este caso es la
velocidad de corte tangencial la que
generaría por el punto de filo donde
atraca el filo con respecto a lo que es
la superficie de la pieza la que
determinaría la velocidad del corte que
es el propio propio movimiento que
genera la separación física en este caso
el avance se produce porque estamos
haciendo avanzar una determinada
distancia por cada revolución de la
pieza de manera que determinamos la
velocidad de desplazamiento para
extender el mecanizado a lo largo de
toda la superficie
en este caso en condiciones teóricas en
la separación de
la viruta de respecto a la material de
base se genera tal como se observa en
esta figura se puede observar este caso
que la interpreten cya del filo con
respecto a la pieza genera a partir de
esa altura h sub 0 que sería el espesor
de viruta no deformada una separación a
través del plano cizallamiento un plano
teórico que en este caso generaría toda
la deformación del material de manera
que la viruta sale desplazada a través
de la cara de desprendimiento de la
herramienta hacia el exterior este
material de la viruta es el material que
ha sido deformado plásticamente y por lo
tanto tiene un cambio de condiciones
respecto a lo que es el material de
partida la herramienta como se observa
tiene además una cara de incidencia que
tiene un ángulo característico de
incidencia que evita que en este caso
existe un rozamiento entre lo que es la
pieza y la herramienta de manera que
evite el talón a miento o fricción entre
ambas caras la configuración de estos
ángulos es particular para cada tipo de
material y tipo de herramienta con cada
uno de los tipos de mecanizado se puedan
considerar
en caso de si observamos la realidad
podemos observar que lo que es un plano
citar el método teórico no existe
realmente lo que tenemos una zona
primaria de hace saneamiento donde se va
concentrando toda la deformación
plástica del material la viruta no
presenta en este caso un espesor
uniforme puede tener variaciones además
de los diferentes comportamientos y o
materiales dúctil es frágil y la
superficie mecanizada no queda perfecta
en el sentido de que tenemos pequeñas
huellas que pueden dejar una cierta
rugosidad o calidad superficial debido a
ese efecto de corte en la separación de
las zonas de desprendimiento que tenemos
en la para en la parte de dependiente de
la herramienta
desde el punto de vista de efectos el
proceso tiene dos efectos principales
debido a que existe una disipación de la
energía mecánica por deformación
plástica en forma de calor y además
existe una fricción entre material de la
pieza y la herramienta aparece un primer
efecto que es el calentamiento este
calentamiento altera las propiedades de
la pieza y por lo tanto puede afectar al
producto acabado y además reduce la
resistencia de la herramienta de corte
lo cual es crítico para poder generar el
corte adecuadamente para ello se
requiere en este caso el uso de
refrigeración y lubricación que
disminuye en este caso tanto las
temperaturas generadas como lo que es la
fricción entre ambos útiles mientras que
el efecto de la fricción aparece un
desgaste en lo que es la herramienta que
provoca que se obtienen las dimensiones
finales de la pieza y además altera las
condiciones de corte porque la
herramienta ya no corta en condiciones
ideales sino que provoca en este caso
variaciones en tanto en fuerzas y en la
potencia consumida para generar el
arranque en este caso se requiere en
este caso un control de la vida útil de
luz de la herramienta para poder limitar
estos efectos
como consecuencias del calentamiento se
puede observar en la figura de la
izquierda como en este caso las
temperaturas que se alcanzan son
considerables debido al proceso de
disipación de la energía mecánica junto
con la fricción y que se concentran
tanto en la minuta como en este caso la
herramienta para ello se emplean en este
caso elementos de refrigeración como son
las taladrid las emisiones de agua y
aceite que permiten refrigerar con el
efecto del agua sobre lo que es la pieza
disminuyendo las temperaturas y al mismo
tiempo lubricar la superficie de
contacto entre ambos elementos evitando
en este caso un efecto de fricción desde
el punto de vista del desgaste aparece
en este caso una alteración del filo de
corte de las herramientas tanto en la
parte de la cara de desprendimiento
donde aparece un cráter creciente que va
alterando la forma en que se va
desprendiendo la viruta sobre la
herramienta y en la cara de incidencia
aparece un desgaste que modifica las
dimensiones finales del corte y por lo
tanto altera las condiciones de corte en
cuanto a fuerzas y potencias consumidas
pero el punto de vista de clasificación
general podemos observar que los
procesos de arranque material son dos
grandes grupos los procesos
convencionales donde existe un cambio
significativo de forma y dimensión las
herramientas que se emplean son de un
único filo o de múltiples filos bien
localizados y en este caso las
tolerancias de cava superficiales que
generan son buenos en como norma general
mientras que hay una gran clasificación
de mecanizado con abrasivos donde en
este caso los cambios de formas son muy
limitados en cuanto a formas y
dimensiones y en el que las herramientas
no disponen de un filo localizable
claramente sino que son herramientas con
múltiples filos indeterminados que
actúan sobre la pieza de manera que en
este caso las tolerancias de aqaba
superficiales son muy buenos
a título de resumen los procesos
convencionales se clasifican en los que
se observan en la figura donde aparecen
movimientos relativos de rotación entre
pieza y herramienta para generar el
corte como es el caso del torneado el
taladrado o en este caso el mandril nado
y desplazamientos que permiten hacer
piezas de formación prismática ozil
indica torneados por el caso de pieza de
la cilíndrica y fresado una pieza
prismática que arrancarían el material
de forma que permitan ese cambio
significativo de forma
en cambio con los abrasivos tenemos
diferentes alternativas cada una de las
cuales genera una calidad creciente en
el producto acabado y por lo tanto
permite en este caso utilizar diferentes
tipos útiles y generan diferentes tipos
de geometrías
como resumen en este trabajador este
objeto de aprendizaje y de aprendizaje
somos capaces de describir las
características principales del proceso
de conformado por a ver qué material
distinguir los efectos derivados de este
tipo de proceso y clasificar y
distinguir las variantes básicas que se
emplean para conformar los materiales y
las condiciones en que se aplican
esta es la bibliografía complementaria
que se puede consultar para ampliar los
contenidos que se han trabajado
muchas gracias por vuestra atención
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