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PROCESOS DE MECANIZADO POR ARRANQUE DE VIRUTA.
El estudio de esta unidad te permitirá dar respuesta a las siguientes cuestiones: Aprender qué son los procesos de mecanizado Conocer los diferentes tipos de mecanizado: por arranque de viruta. Sus técnicas de operación. Conocer lo que son las Máquinas herramientas. Sus características y empleo. Saber cuáles son los materiales utilizados más comúnmente en procesos de mecanizado, sus características y empleo, así como su Normalización y las formas comerciales más usuales. Ser capaz de especificar las Operaciones de un proceso de mecanizado y generar Hojas de Proceso. Conocer sistemas de medición y verificación del proceso de mecanizado a fin de ajustarnos a las exigencias geométricas, mecánicas, etc de acuerdo con las especificaciones técnicas recibidas. Conocer el importante tema de evaluación de riesgos laborales y el de medidas de protección ambiental. Para saber más Si deseas información en Internet sobre la Industria en General, Metalúrgica, Metalmecánica existe una página web muy interesante denominada "Comunidad Industrial" http://www.comunidadindustrial.com/ Puedes acceder a ella a través del siguiente enlace Comunidad Industrial
- PROCESOS DE MECANIZADO Vamos a ir realizando el desarrollo de este ciclo estableciendo una serie de etapas de aprendizaje en las que se obtendrán las competencias necesarias para realizarlas adecuadamente, a saber: Determina procesos de mecanizado por arranque de viruta, abrasión, electro- erosión y especiales, analizando y justificando la secuencia y variables del proceso. Diagramas de procesos de fabricación. Secuencia de las operaciones de proceso. Cálculo de parámetros. Selección de herramientas de corte. Planificación metódica de las tareas a realizar con previsión de las dificultades y el modo de superarlas.
Elaboración de documentación del proceso para la unión y el montaje. Reconocimiento y valoración de las técnicas de organización. Minimización de residuos. Documentación de partida: especificaciones técnicas de fabricación. 1.1 Introducción al mecanizado de los materiales Se entiende por mecanizado aquel proceso de fabricación que comprende un conjunto de operaciones de conformación de piezas mediante remoción de material, ya sea por arranque de viruta o por abrasión. Se realiza a partir de productos semielaborados como lingotes, tochos u otras piezas previamente conformadas por otros procesos como moldeo o forja. Los productos obtenidos pueden ser finales o semielaborados que requieran operaciones posteriores.
- Mecanizado por arranque de viruta El material es arrancado o cortado con una herramienta dando lugar a un desperdicio o viruta. La herramienta consta, generalmente, de uno o varios filos o cuchillas que separan la viruta de la pieza en cada pasada. En el mecanizado por arranque de viruta se dan procesos de desbaste (eliminación de mucho material con poca precisión; proceso intermedio) y de acabado (eliminación de poco material con mucha precisión; proceso final). En el torneado la pieza se fija en el plato del torno, que realiza el movimiento de corte girando sobre su eje, la cuchilla realiza el movimiento de avance eliminando el material en los sitios precisos. El fresado es el mecanizado realizado mediante una herramienta circular de cortes múltiples, llamada fresa, en una máquina herramienta denominada fresadora.
- Mecanizado por abrasión La abrasión es la eliminación de material desgastando la pieza en pequeñas cantidades, desprendiendo partículas de material, en muchos casos, incandescente. Este proceso se realiza por la acción de una herramienta característica, la muela abrasiva. En este caso, la herramienta (muela) está formada por partículas de material abrasivo muy duro unidas por un aglutinante. Esta forma de eliminar material rayando la superficie de la pieza, necesita menos fuerza para eliminar material apretando la herramienta contra la pieza, por lo que permite que se puedan dar pasadas de mucho menor espesor. La precisión que se puede obtener por abrasión y el acabado superficial puede ser muy buenos pero los tiempos productivos son muy prolongados.
corte. Otro requerimiento técnico que se le exige a utillaje es que no interfiera en mecanizado de la pieza. Los requerimientos mencionados anteriormente se traducen en tres funciones básicas de los utillajes, que son:
- Realizar la referencia espacial de la pieza para conseguir un posicionado y un alineamiento determinados con respecto al sistema de coordenadas de la máquina.
- Amarrar la pieza para mantenerla en su posición durante el mecanizado.
- Soportar la pieza para prevenir deflexiones debidas a la fijación, peso o a los esfuerzos de corte. Más adelante y para cada tipo de máquina-herramienta que se va a tratar se explicarán más en profundidad los tipos de utillaje empleados en cada una de ellas. 1.3 Procedimientos de mecanizado Existen diferentes procedimientos de mecanizado entre los que vamos a considerar los siguientes: Procesos de operaciones manuales de taller Procesos de arranque de viruta: o Torneado o Fresado Empezaremos por lo más básico comentando las operaciones manuales de taller, donde aprenderemos las nociones básicas sobre los que es un taller mecánico, sus funciones y sus partes más usuales, estudiando casos de herramientas manuales más usuales. Partiremos del conocimiento del puesto de trabajo con todas sus partes, para luego ir viendo las herramientas clasificadas en base a su función en el trabajo. Posteriormente desarrollaremos paso a paso diferentes tipos de procesos de mecanizado comenzando por los de arranque por viruta, pasando por los de conformado, montaje y terminaremos viendo otros procesos, algo diferentes, que se denominan por ello "especiales", tales como electroerosión, soldadura, etc.
- Materiales empleados en mecanizado Existen muchos tipos de materiales que se utilizan en infinidad de aplicaciones. Ahora bien, en el mundo de la fabricación mecánica los que se utilizan son principalmente los derivados del hierro. Los aceros son uno de los materiales más utilizados desde hace siglos. Desde el proceso de obtención del mineral hasta la creación del material para poder fabricar piezas de todo tipo, el hombre lleva muchos siglos trabajando con el hierro. Sin embargo existen otros materiales que se emplean también en fabricación mecánica como son el cobre y el aluminio. Este último se emplea cada vez más en automoción:
su peso comparado con el del hierro es mucho menor, su elevada ductilidad para fabricar piezas por moldeo, impensables con materiales ferrosos. Para hablar sobre los materiales empleados en mecanizado vamos a utilizar la siguiente clasificación: Materiales empleados en mecanizado: Materiales metálicos
- Aleaciones ferrosas: Aceros y fundiciones.
- Aleaciones no ferrosas: Aluminio, cobre, titanio... Materiales no metálicos
- Poliméricos.
- Cerámicos. Materiales compuestos. A lo largo de esta unidad vamos a ir conociendo qué es cada uno de estos tipos de materiales, su empleo en procesos de mecanizado, así como las ventajas e inconvenientes de cada uno de ellos, y de esta forma ser capaces de determinar cuál emplear cuando y en qué condiciones en el momento que tengamos que realizar un proceso de mecanizado concreto el día que estemos trabajando en nuestro puesto de trabajo. 2.1 Materiales metálicos
- Materiales metálicos derivados del hierro Entre los materiales metálicos empleados por el hombre el más común es el hierro. Pero, ¿qué es el hierro? El hierro y los productos siderúrgicos Cuando hablamos del hierro, hablamos del metal puro ( elemento químico Fe) siendo sus principales características : blanco-azulado, peso específico 7.6 g/cm3, punto de fusión 1530 ºC, dúctil, maleable, buen conductor del calor y de la electricidad, soldable y forjable. Aun así, en la industria se utilizan sus aleaciones. El proceso de obtención de hierro Entrando la materia prima en capas (mineral + coque + fundente) por el tragante, el horno trabaja en continuo. Se insufla aire caliente (1400 ºC) alcanzándose temperaturas de hasta 2600 ºC con lo que se reducen los óxidos de hierro, obteniéndose así la primera colada de hierro (arrabio) y escoria. El arrabio hay que refinarlo (limitando los porcentajes de carbono y otros elementos), y la escoria se utilizará en otras aplicaciones industriales ( en la fabricación de cemento por ejemplo ). Productos Siderúrgicos a partir del hierro Las aleaciones que tienen como base el hierro se conocen con el nombre de Productos Siderúrgicos. Las aleaciones más importantes son los aceros, las fundiciones y las ferroaleaciones.
Denominaciones y características Se denominan según el tipo de fundición que se trate. Veamos ejemplos de algunos de ellos. Fundición Gris FGXX UNE36111 FG Fundición gris XX : Resistencia Kg/mm UNE36111 : Norma Fundición nodular FGEXX UNE36118 FGE : Fundición gris nodular XX : Resistencia Kg/mm2 UNE36118 : Norma La denominación de la fundición no sigue una norma fija, sino que van en función de su clasificación. Aún así, las denominaciones que se muestran, están basadas en la denominación de las normas UNE.
- Acero Características de los aceros Mediante ajustes en la composición y diversos tratamientos térmicos, químicos y mecánicos pueden conseguirse aceros con combinaciones de características adecuadas para infinidad de aplicaciones. Seguidamente se comentan someramente algunas de las características de interés tecnológico. Densidad La densidad del acero (˜7.850 kg/m³) es algo menor que la del hierro, su principal constituyente. Este elevado valor que casi triplica el del aluminio, ha conllevado la paulatina sustitución del acero en aplicaciones en las que el peso —más exactamente el ratio resistencia/peso— es un factor relevante por el incremento del consumo de combustible que conlleva, como en el caso de los vehículos y, en general, partes móviles de maquinaria. Las mejoras introducidas en el diseño mecánico y en la fabricación del acero han permitido aligerar las estructuras sin merma de su resistencia pero pese a ello, el desarrollo de aleaciones de aluminio ha desplazado al acero en la construcción aeronáutica y en vehículos de todo tipo se vienen introduciendo paneles de fibra de carbono y otros materiales plásticos compuestos. No obstante estos últimos compiten en desventaja frente al acero por su aún elevado precio. Dureza La dureza de los aceros varía entre aquélla del hierro y la que puede lograrse mediante elementos de aleación y otros procedimientos entre los cuales quizá el más conocido sea el temple, aplicable a aceros con alto contenido en carbono que permite, cuando es superficial, conservar un núcleo tenaz en la pieza que evite fracturas frágiles (véase también endurecimiento del acero). Aceros típicos con alto grado de dureza superficial son los empleados en herramientas de mecanizado denominados «aceros rápidos» y de alta velocidad (HSS, en inglés High Speed Steel) que contienen cantidades significativas de cromo, wolframio, molibdeno y vanadio. Los ensayos tecnológicos para medir la dureza —resistencia a la penetración— son Brinell, Rockwell y Vickers, entre otros. Conductividad eléctrica
El hierro, dado su carácter metálico es buen conductor de la electricidad no obstante su conductividad eléctrica es la sexta parte de la del cobre y la cuarta parte de la del aluminio. Aún así en las líneas aéreas de alta tensión se utilizan conductores de aluminio con alma de acero proporcionando éste último la resistencia mecánica necesaria para incrementar los vanos entre la torres y optimizar así el coste de la instalación. Corrosión Es el mayor inconveniente de los aceros ya que el hierro se oxida con suma facilidad incrementando su volumen y provocando grietas superficiales que posibilitan el progreso de la oxidación hasta que se consume la pieza por completo. Tradicionalmente los aceros se han venido protegiendo mediante tratamientos superficiales diversos, principalmente el pintado con minio, si bien se han desarrollado aleaciones con resistencia a la corrosión mejorada como los aceros de construcción «Cor-Ten» aptos para intemperie en ciertos ambientes —este tipo de acero es el utilizado por los «escultores del hierro» que exponen su obra en exteriores como Eduardo Chillida, Richard Serra y otros aprovechando el característico color rojo oscuro de la patina formada—o los aceros inoxidables empleados en la industria química. Dilatación La dilatación del acero al incrementarse la temperatura no es, como se podrá imaginar, nada excepcional, pero se da la circunstancia de que el valor de su coeficiente de dilatación (a = 0,000012 K-1 a 20 °C) es prácticamente igual al del hormigón. Tan caprichosa coincidencia permite combinar ambos elementos para obtener hormigón armado, material compuesto que al calentarse no sufre tensiones térmicas Denominaciones y características La denominación de los aceros está normalizada y aunque existen diferentes normas, nosotros trabajaremos con las denominaciones que determinan las normas UNE. La denominación de un acero tiene dos partes: F-XXXX F: señala que es un producto siderúrgico, es decir, de aleación de hierro XXXX: el primero determina la serie, el segundo el grupo y los dos últimos el particular (que no tienen significado físico). -Los más significativos para fabricación mecánica:
- Series más utilizadas
( resistencia, flexibilidad,..). Se dice que son de alta aleación cuando los elementos de aleación suponen más del 5%. Por ejemplo F-1250 : C 0,32- 0,38%, Mn 0,6-0,9%, Si 0,15-0,4%, Pmax 0,035%, Smax 0,35%, Cr 0,85-1,15%, Mo 0,15-0,25%. Para saber más En el documento adjunto se especifica más en profundidad aspectos relativos a las Fundiciones, sus tipos, sus denominaciones, sus codificaciones, etc.: DESIGNACIÓN DE ACEROS MOLDEADOS. Materiales. Fundición de hierro 2.1.2 Aleaciones no ferrosas: Aluminio, cobre, titanio… Al igual que se emplean materiales metálicos en cualquier proceso de mecanizado, también es posible utilizar los materiales no metálicos como material de partida del proceso. Entre los materiales no metálicos más empleados en mecanizado destacamos:
- Aleaciones del Cobre Es un metal de color rojizo brillante, muy dúctil, maleable, tenaz y de poca dureza; se puede forjar y laminar, tanto en frío como en caliente. Es muy buen conductor del calor y de la electricidad. Resiste a los agentes atmosféricos y a la mayoría de los líquidos; el aire húmedo le ataca formándose una capa verdosa en su superficie llamada cardenillo (carbonato básico de cobre) que le protege de posterior oxidación. Debido a sus extraordinarias propiedades de conductibilidad térmica y eléctrica el cobre muy empleado en la industria eléctrica, especialmente en la fabricación de toda clase de productos destinados a la conducción de la electricidad, así como en la de calderas, recipientes, etc. Se utiliza generalmente bajo la forma de uno de las dos aleaciones más comunes: Latón y Bronce. Latón: aleación de Cobre y Zinc, con un 50% como máximo de Zinc ya que se fragiliza considerablemente a partir de este porcentaje. Los efectos de añadir Zinc al Cobre son: Mejora la resistencia mecánica Mejoran las características de mecanizado Las aleaciones son más moldeables (baja el punto de fusión y mejora la colabilidad) Existen latones para forjar (90% cobre y 10% de cinc) de baja maquinabilidad por lo que se utiliza para la obtención de piezas por embutición y latones para fundir (55% de cobre, 37% de cinc, 7%de estaño y 1% de plomo) de buena maquinabilidad que encuentran aplicación en piezas de maquinaria, grifería, etc.
Bronce: Resto de aleaciones de cobre. Pueden distinguirse dos clases Ordinarios: aleación de Cobre y Estaño (5 al 30% de estaño) empleado para piezas mecánicas, como engranajes y cojinetes Especiales: aleación de Cobre y otro elemento (Aluminio, Níquel, Berilio,..) Existen bronces para forjar, por ejemplo el bronce de estaño (90% de cobre y 10% de estaño) de excelente maquinabilidad por lo que se utiliza para ruedas dentadas, maquinaria, casquillos para motores y accesorios de alta calidad y bronces para fundir, por ejemplo el bronce de cobre-estaño (86% de cobre, 10% de estaño y 4% de plomo) para cojinetes donde las condiciones de lubricación no sean perfectas.
- Aleaciones de Aluminio Es un metal de color blanco plateado, brillante, tenaz, dúctil y maleable, permitiendo trefilarlo en hilos muy finos y laminarlo obteniendo delgadas laminas. Es ligero pero resistente, buen conductor de las electricidad y el calor, resistente a la corrosión, ya que está protegido por una pequeña capa de Al2O3, forma aleaciones de gran resistencia, aleaciones que se pueden fundir, forjar y mecanizar fácilmente. Es además no toxico y altamente reciclable. Se denominan aleaciones de aluminio o aleaciones ligeras aquellas que tiene como elemento base el aluminio. Respecto a los metales de adición, los más empleados son el cobre, silicio, cinc, manganeso, magnesio, níquel, hierro, titanio, cromo y cobalto. Se utilizan tanto para Moldeo (aluminio–silicio, aluminio–silicio-magnesio, aluminio- cobre, etc) como para Forja (aluminio-magnesio, aluminio-cobre o duraluminio, aluminio-cinc, etc). Cada una de estas aleaciones se emplean en ámbitos muy amplios, desde piecerío de motores, aeroespacial y otros.
- Aleaciones de Magnesio Es un metal de color blanco, brillante, que al aire se oxida superficialmente y adquiere una apariencia mate. Es relativamente frágil y su plasticidad es más baja que la del hierro, aluminio, cobre, etc. En estado líquido o polvo es muy inflamable. Difícil de moldear porque en estado fundido arde en el aire; exige recubrimiento. Baja resistencia mecánica; y limitada resistencia a la fatiga y al desgaste. A altas temperaturas pierde resistencia rápidamente. Se denominan aleaciones ultraligeras a aquellas que tienen como metal base al magnesio. Las principales aplicaciones se forman con aluminio y cinc. Las aleaciones de magnesio se emplean en aplicaciones donde se requiere extrema ligereza además de resistencia. Las piezas que se obtienen tienden a ser similares a las de las aleaciones de aluminio. La industria aeroespacial es un usuario de gran escala de las aleaciones de magnesio para piezas estructurales, equipo de tren de aterrizajes, cajas y cárter de motores,aunque también son muy utilizadas en la industria de la automoción. La designación UNE es similar a las aleaciones de aluminio, así: L-5000 aleaciones de magnesio para el moldeo
Diagrama de fases Hierro-Carbono 2.1.4 Tratamientos térmicos y superficiales (Adjuntar presentación) El hierro es un metal alotrópico, lo que significa que puede presentarse en diversas variedades de estructuras cristalinas, dependiendo el que adopte una u otra de la temperatura a que se encuentre. Lo que más afecta a las características de un material es su composición. Aun así, a veces es posible cambiar las características sin cambiar la composición. Esto se puede conseguir a través de los Tratamientos Térmicos. Son operaciones de calentamiento y enfriamiento realizados en temperaturas y condiciones determinados, donde sin cambiar la composición química y cambiando los componentes y la estructura atómica, se le dan al material las condiciones de utilización adecuadas. Para los aceros destacamos los siguientes tratamientos térmicos:
- Temple Consiste en calentar el acero a una temperatura determinada seguido de un enfriamiento rápido. La estructura resultante, denominada martensita, es una solución sólida sobresaturada de carbono retenido en una estructura cristalina cúbica de cuerpo centrado. Con este tratamiento aumenta la dureza y resistencia del acero. El inconveniente es que en la medida que se gana dureza aumenta la fragilidad; también crecen con el temple las tensiones internas. Los pasos para templar son: Calentamiento del acero hasta alcanzar una temperatura determinada en un tiempo controlado. Ejemplo: F-1140 a 835 ºC y el tiempo debe ser de al menos un minuto por milímetro de grosor. Mantenimiento a la temperatura de temple. Hay que mantener la pieza en el horno hasta que toda la masa alcance la temperatura necesaria. Se determina que es suficiente mantener de 1-2 minutos por mm de grosor de la pieza tratada. Enfriamiento rápido. El enfriamiento de la pieza se puede realizar mediante agua, aceite, etc. Observar en el dibujo algunas recomendaciones. A cada tipo de acero le corresponde un tipo de enfriamiento. Por ejemplo el F-1140 en agua. El inconveniente es que en la medida que se gana dureza aumenta la fragilidad; también crecen con el temple las tensiones internas.
- Revenido Se utiliza para disminuir las tensiones internas y la fragilidad producidas por el temple sin apenas perder dureza. Los pasos para hacer un revenido son: Calentamiento de la pieza hasta alcanzar una temperatura determinada y en un tiempo controlado. Ejemplo F-1140 a 400 ºC. Mantenimiento a la temperatura de revenido, lo suficiente como para que desaparezcan las tensiones internas de la pieza.
Enfriamiento. El enfriamiento de la pieza será en función del acero. Se enfría al aire normalmente.
- Recocido Se utiliza para ablandar el acero, por ejemplo, para quitar la dureza dada en el temple o para quitar la acritud obtenida por el material en la laminación en frío. Aunque el ciclo a realizar sea el mismo que en los demás tratamientos térmicos, hay muchos tipos de recocido y en cada caso las temperaturas y los tiempos serán diferentes. Estos son los más importantes: Recocido supercrítico. Recocido subcrítico. Recocido isotérmico. Recocido de renovación. 2.2 Materiales no metálicos Además de los materiales metálicos, ferrosos y no-ferrosos, existen una serie de materiales muy empleados en fabricación: los materiales no-metálicos. Son materiales fabricados por el hombre, combinando elementos como carbono, hidrógeno, nitrógeno y otros elementos orgánicos e inorgánicos. Destacamos: Poliméricos, que se obtienen principalmente a partir de productos orgánicos, como el petróleo. Cerámicos, es un tipo de material inorgánico, no metálico, buen aislante y que además tiene la propiedad de tener una temperatura de fusión y resistencia muy elevada. 2.2.1 Poliméricos Los polímeros, que abarcan materiales tan diversos como los plásticos, el hule o caucho y los adhesivos, son moléculas orgánicas gigantes en cadena, con pesos moleculares desde 10.000 hasta más de 1.000.000 g/mol. La polimerización es el proceso mediante el cual moléculas más pequeñas se unen para crear esas moléculas gigantes. Los polímeros se utilizan en un gran número de aplicaciones, incluyendo juguetes, aparatos domésticos, elementos estructurales y decorativos, recubrimientos, pinturas, adhesivos, llantas de automóvil, espumas y empaques, y como fibra y como matriz en compuestos. Los polímeros comerciales o estándar son materiales ligeros, resistentes a la corrosión, de baja resistencia mecánica y rigidez, y no son adecuados para su uso a temperaturas altas.
Polimetacrilato:, es un termoplástico duro, rígido y transparente que ofrece buena resistencia a las inclemencias del tiempo. Además, es más resistente al impacto que el vidrio. Comercialmente se denomina “Plexiglás”. Se utilizan para acristalas aviones, embarcaciones, claraboyas y señales publicitarias. También se usa en lunetas traseras del automóvil, pantallas y gafas de seguridad, y en objetos de decoración.
- Polímeros termoestables Son generalmente son más resistentes, aunque más frágiles, que los termoplásticos. Los termoestables no tienen una temperatura de fusión fija y es difícil reprocesarlos una vez ocurrida la formación de enlaces cruzados, que se produce en el primer calentamiento. Su resistencia a la tracción oscila entre unos 25 y 90MPa, a la compresión de 70 y 250MPa, el peso específico varia entre poco más 1 y 2 y soportan temperaturas de entre 110 y 210ºC. Algunos ejemplos de polímeros termoestables: Resinas fenólicas: Formaron parte de los primeros plásticos utilizados (baquelita) y se siguen usando por su bajo coste y por sus buenas propiedades como aislante térmico y eléctrico. Son fácilmente moldeados, pero están limitados en el color (negro y marrón). Poseen elevada dureza, rigidez, resistencia, y una notable resistencia química. Se utilizan en componentes eléctricos como interruptores, conectores y relés. Son muy usados para tiradores, botones y paneles terminales de pequeños dispositivos. Como son buenos adhesivos, se utilizan en el laminado de algunos tipos de madera contrachapada. También se emplean en las fundiciones, mezclados con la arena de los moldes. Resinas úricas: Son insensibles a la luz, por lo que se pueden emplear para obtener piezas de colores blancos y claros. Tampoco tienen olor ni sabor alguno, por lo que se pueden emplear en recipientes alimentarios. Las aplicaciones más normales son aislamientos eléctricos, pantallas, vajillas, material espumoso para aislamientos térmicos y acústicos, etc. Resinas epóxicas, cuyo bajo peso molecular en estado líquido les proporciona una elevada movilidad molecular, y se comportan como buenos lubricantes. Se usan como recubrimientos protectores y decorativos por su buena adhesión y gran resistencia mecánica y química. Se emplean para recubrir latas y baterías. En electrónica son muy usadas, debido a su resistencia dieléctrica. Resinas de poliéster: Son materiales de baja viscosidad, susceptibles de ser mezclados con grandes cantidades de materiales de relleno y reforzantes; se pueden mezclar hasta con un 80 por 100 de fibra de vidrio reforzada. Poliuretano: Las propiedades del poliuretano obtenido dependen de las proporciones que tengan ambos elementos de la poliadición. Se obtienen tres tipos de productos: a) Materiales esponjosos y elásticos: esponjas, rellenos de almohadas y colchones, goma espuma, etc. b) Materiales espumosos duros: aislantes para el calor y sonido (inyectables en paredes o rígidos). c) Materiales macizos con elasticidad: juntas de goma elásticas, correas trapezoidales,
ruedas de fricción, etc. d) Pegamentos: constan de dos partes; el pegamento en sí y un catalizador, que mezclados y unidos a las piezas metálicas a pegar proporcionan una unión resistente y duradera. e) Barnices: de gran dureza vítrea.
- Elastómeros Los cuales tienen una estructura intermedia, en la cual se permite que ocurra una ligera formación de enlaces cruzados entre las cadenas. Los elastómeros tienen la capacidad de sufrir grandes deformaciones sin cambiar de forma permanentemente, es decir, recuperándose elásticamente después de retirar la fuerza aplicada. Entre los materiales elastómeros más utilizados, cabe destacar los siguientes: Caucho natural: La materia prima para obtener el caucho natural es el látex, que es un líquido lechoso que se extrae de un árbol tropical, llamado Hevea brasiliensis. El caucho se somete a un proceso químico, conocido como «vulcanizado», por el cual las moléculas de polímero se unen unas con otras para dar origen a moléculas más voluminosas. Tienen una resistencia a la tensión relativamente baja, y sus elongaciones son muy altas. Neopreno: Es un caucho sintético. Los neoprenos poseen mala flexibilidad a bajas temperaturas, y una buena resistencia frente a la gasolina y los aceites. Se utilizan como recubrimientos de cables, alambres y mangueras. Cauchos de silicona. Silicón: El átomo de silicio, como el de carbono, tiene valencia 4 y es capaz de formar moléculas de polímeros mediante enlaces covalentes. Los cauchos de silicona tienen como ventaja principal el ser capaces de ser usados dentro de un rango de temperaturas comprendido entre -100 Y 250ºC. Se emplea como sellador, junta de materiales, aislante eléctrico, cable de encendido y cebador de bujías. 2.2.2 Cerámicos Son compuestos o soluciones complejas que contienen elementos metálicos y no metálicos. Generalmente, los materiales cerámicos son duros, frágiles, de alto punto de fusión, de baja conductividad térmica y eléctrica, con una cierta estabilidad química y térmica, y alta resistencia a la compresión. Sin embargo, algunos compuestos cerámicos pueden ser tan tenaces como los metales, y existen compuestos con matriz cerámica tan buenos conductores del calor y la electricidad como los metales, e incluso superconductores. Son materiales ampliamente usados en la industria, por ejemplo: tuberías, imanes, herramientas de corte de alto rendimiento, abrasivos, etc. Su importancia y aplicación en la industria se basa en la abundancia en que encuentran estos compuestos en la naturaleza y sus propiedades físicas y mecánicas, diferentes a las de los metales. En la imagen se puede ver una de las aplicaciones de los materiales cerámicos como recubrimiento de herramientas, que mejora las propiedades de las mismas frente al desgaste en operaciones de mecanizado.
Los materiales compuestos, según el tipo de refuerzo, se clasifican de la siguiente forma: Compuestos reforzados con partículas Se trata de insertar un material de refuerzo en una matriz que puede ser metálica, cerámica o polimérica. Estos materiales de refuerzo no deben reaccionar químicamente con la matriz, ni disolverse en ella. Se dividen en dos tipos: Reforzados con partículas grandes: Estas partículas no bloquean el deslizamiento con eficacia. Están diseñados para producir combinaciones de propiedades poco usuales, como por ejemplo aumentar la tenacidad del CW en una matriz de Co o, simplemente, de relleno. Consolidados por dispersión: Son partículas muy pequeñas, de 10 a 300nm, que mejoran la resistencia de la matriz bloqueando los deslizamientos de los átomos en los cristales Compuestos reforzados con fibras Consiste en incorporar fibras resistentes y rígidas aunque frágiles, en una matriz más blanda y dúctil. El material de matriz transmite la fuerza a las fibras, las cuales soportan la mayor parte de la fuerza aplicada. Existen casos en los que los roles y propiedades de matrices y refuerzos se invierten. Se pueden emplear muchos tipos de materiales en matrices y refuerzos. En las estructuras de hormigón se introducen varillas de acero de refuerzo. Las fibras de vidrio en una matriz polimérica producen un material para aplicaciones en transporte e industria aeroespacial. Las fibras de boro, carbono, polímeros y materiales cerámicos aportan un refuerzo excepcional en compuestos avanzados basados en matriz polimérica, metálica, cerámica e incluso en compuestos intermetálicos. La resistencia de un compuesto reforzado con fibras depende de la unión entre fibras y matriz. También hay dos tipos: De fibra continua: Cuando la relación longitud/diámetro de la fibra de refuerzo es muy grande. En muchos casos se forman verdaderas “telas” de fibras entrecruzadas para conseguir mejores propiedades de resistencia en todos los sentidos. De fibra discontinua: Con una relación longitud/diámetro de la fibra de refuerzo pequeña, puede tener la fibra orientada en el/los sentido/s deseado/s o tener las fibras orientadas al azar. Éste último es el composite reforzados con fibra más económica de producir pero también el más limitado en sus propiedades y características.
- Materiales normalizados. Estándares Normalizados significa sencillamente que si voy a comprar material del tipo que sea el proveedor me pedirá que le indique qué acero voy a utilizar, según las necesidades del trabajo que voy a realizar. Es lo mismo que si vamos a comprar una bombilla: existen de determinados tamaños, potencias y voltajes. Lo mismo pasa con los materiales.
A efectos de simplificación y coordinación, muchos de los materiales están normalizados, así como sus ensayos. El organismo internacional de normalización es ISO , creado en 1947, y que tiene por función facilitar la coordinación de las normas nacionales de los países miembros. Algunas de las normas españolas tienen correspondencia ISO. En España también tienen una cierta difusión, generalmente vía productos comerciales, normas de otros países, especialmente normas americanas (SAE, ASTN, AISI, etc.) y alemanas (DIN), pero también son frecuentes referencias a normas AFNOR (francesa), BSI (inglesa), y GOST (rusa). En general, los materiales normalizados (en medidas y propiedades) son más baratos que los que no los están por la masificación y estandarización de su producción. Otra cuestión importante a la hora de emplear materiales normalizados es el tiempo empleado en el suministro y la cantidad disponible, con lo que, si un proveedor no puede entregarnos la cantidad requerida, se puede cancelar y hacer el pedido a otro proveedor.
- Formas comerciales Formas comerciales de aceros Formas comerciales para cobre y sus aleaciones Formas comerciales para aluminio y sus aleaciones
- Tipos de procesos de mecanizado Comenzamos por los procesos de mecanizado por arranque de viruta. En estos procesos la máquina tiene una(as) herramienta(as) cuyo objetivo es comer material para conseguir la forma de la pieza que queremos fabricar. Se producen virutas que hay que recoger. Generalmente se utilizan líquidos refrigerantes, como la taladrina, para que ni la herramienta ni la pieza se dañen durante el proceso. Hablaremos primero de tornos, del torneado. Se ven un montón de piezas que se llaman "de revolución", simétricas respecto a su eje, como por ejemplo las que tienen forma cilíndrica. ¿Cómo se mecanizan estas piezas? ¿Con qué máquinas se lleva a cabo? Para terminar esta UT, pasaremos a tratar el tema del fresado y las máquinas que lo realizan, las fresadoras. Reflexiona "La recompensa del trabajo bien hecho es la oportunidad de hacer más trabajo bien hecho" (Salk, Jonas Edward) La elección de la herramienta adecuada es uno de los procesos más críticos de una
