Procesos de mecanizado convencionales teoría y práctica

dc.contributorLuis Miguel Vargas Valencia
dc.contributorMaría Alejandra Henao Jiménez
dc.contributorProcesos de manufactura y diseño de máquinas
dc.contributorCOL0068216
dc.creatorMontilla Montaña, Carlos Alberto
dc.creatorGabriel, Calle Trujillo
dc.creatorIván Yesid, Moreno Ortíz
dc.date2022-03-30T14:02:15Z
dc.date2022-03-30T14:02:15Z
dc.date2021
dc.date.accessioned2022-09-23T21:10:23Z
dc.date.available2022-09-23T21:10:23Z
dc.identifier978-958-722-599-0
dc.identifierUniversidad Tecnológica de Pereira
dc.identifierRepositorio institucional Universidad Tecnológica de Pereira
dc.identifierhttps://repositorio.utp.edu.co/home
dc.identifierhttps://hdl.handle.net/11059/13987
dc.identifier.urihttp://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/3526315
dc.descriptionEl presente libro pretende introducir a estudiantes de Ingeniería y Tecnología en la teoría y práctica básica de los procesos de mecanizado convencionales. Se hace énfasis en la comprensión de los fenómenos físicos, se describen máquinas, utillajes y herramientas reales, se hace hincapié en analizar las situaciones antes de proceder a desarrollar los ejemplos de cálculo; el tratamiento anterior pretende impulsar conductas de pensamiento necesarias en la formación de un futuro profesional. Se da una visión sistémica al manejo de la información, incorporando a los temas de maquinado de materiales, conceptos de Mecánica de materiales, la Termodinámica y la Teoría básica de costos, entre otras áreas. Las explicaciones teóricas se han complementado con informaciones comerciales e industriales, tales como catálogos, datos de máquinas, utillajes y herramientas reales, con el objetivo de que el estudiante adquiera un conocimiento y habilidad mínima en el manejo de dichas informaciones. Se documentan procesos experimentales (basados en las experiencias y estudios de los autores), con el fin de propender a incrementar el interés de los educandos en los procesos investigativos, tanto de propósito académico, como en los que pudieran requerir en su futura vida laboral en empresas del sector metalmecánico.
dc.descriptionPrólogo CAPÍTULO UNO Principios físico-mecánicos de los procesos de mecanizado ............................... 27 1.1 Introducción ................................................................................................. 28 1.2 Corte ortogonal y corte oblicuo. fuerzas de corte ........................................ 33 1.3 Caras y ángulos de una herramienta de corte típica..................................... 36 1.4 Principales variables que interactúan en un proceso de mecanizado........... 39 1.4.1 Velocidad de corte Vc.................................................................................. 40 1.4.2 Profundidad de corte o profundidad de pasada d (depth of cutting) ........... 41 1.4.3 Avance f (feed)............................................................................................. 42 1.4.4 Tiempo de mecanizado Tm.......................................................................... 42 1.4.5 Potencia de corte Wc ................................................................................... 43 1.5 Ejemplo básico de regímenes de corte ........................................................... 47 1.6 Máquinas herramienta y terminología básica asociada .................................. 51 1.7 Si desea conocer más...................................................................................... 54 1.8 Ejercicios propuestos...................................................................................... 58 1.8.1 Cálculo de regímenes de corte en hierro fundido........................................ 58 1.8.2 Cálculo de regímenes de corte en hierro fundido........................................ 58 1.8.3 Ejercicios dimensiones de viruta ................................................................. 58 1.9 Algún vocabulario técnico en inglés............................................................... 59 CAPÍTULO DOS Herramientas de corte para arranque de viruta, geometría y sus materiales (Cutting tools, geometry and materials)............................................................... 60 2.1 DIFERENTES TIPOS DE HERRAMIENTA DE CORTE............................ 61 2.1.1 Buriles para tornos y para limadoras........................................................... 61 2.1.2 Fresas de corte (Milling tool) ...................................................................... 68 2.1.3 Broca helicoidal (Drill bit) .......................................................................... 71 2.1.4 Escariadores o rimas (Reamer).................................................................... 75 2.1.5 Brochas de corte (Broaching tool)............................................................... 75 2.2 Materiales de herramientas de corte. características de desempeño. ventajas y desventajas........................................................................................... 77 2.2.1 Aceros al carbono para herramientas........................................................... 78 2.2.2 Aceros rápidos y extra rápidos HS y HSS................................................... 79 2.2.3 Aleaciones de fundición de cobalto............................................................. 80 2.2.4 Carburos cementados, cermets y carburos recubiertos................................ 81 2.2.4.1 Cermets..................................................................................................... 81 2.2.4.2 Carburos metálicos o carburos cementados o metales duros HM (hard metal) ......................................................................................................... 82 2.2.4.3 Carburos revestidos o recubiertos (Coated carbides)............................... 84 2.2.5 Cerámicos.................................................................................................... 86 2.3 Geometría de la herramienta y su influencia en el proceso de corte y la calidad de la superficie maquinada................................................................ 89 2.4 NOMENCLATURA DE LAS HERRAMIENTAS DE CORTE.................... 95 2.4.1 Buriles.......................................................................................................... 95 2.4.2 Fresas de corte ........................................................................................... 103 2.4.3 Brocas helicoidales.................................................................................... 103 2.4.4 Escariadores o rimas.................................................................................. 104 2.4.5 Brochas de corte ........................................................................................ 104 2.5 EJERCICIOS PROPUESTOS...................................................................... 104 2.5.1 Taller grupal............................................................................................... 104 2.5.2 Codificación............................................................................................... 104 2.6 SI DESEA CONOCER MÁS....................................................................... 105 2.7 ALGÚN VOCABULARIO TÉCNICO EN INGLÉS .................................. 107 CAPÍTULO TRES Torneado (Turning)............................................................................................. 108 3.1 PRINCIPIO DE OPERACIÓN Y CAMPO DE APLICACIÓN .................. 109 3.2 DIFERENTES TIPOS DE TORNOS........................................................... 110 3.3 PARTES PRINCIPALES DE UN TORNO Y ESQUEMA CINEMÁTICO 120 3.3.1 Partes principales de un torno paralelo convencional (figura 3.18) .......... 120 3.3.2 Partes principales de un torno paralelo CNC ............................................ 122 3.4 MONTAJES BÁSICOS EN TORNEADO Y ADITAMENTOS PARA EL ASEGURAMIENTO DE LAS PIEZAS.................................................. 127 3.5 Características o parámetros principales de un torno................................... 131 3.6 OPERACIONES BÁSICAS EN EL TORNO PARALELO ........................ 137 3.7 EL ORDEN OPERACIONAL Y LA RUTA DE TRABAJO ....................... 144 3.8 REGÍMENES O PARÁMETROS DE CORTE EN TORNEADO .............. 148 3.8.1 En mecanizado convencional .................................................................... 148 3.8.2 Regímenes de corte en torneado con herramientas de carburo metálico HM....................................................................................................... 159 3.9 CORTE EN SECO (Dry turning) Y CON LUBRICACIÓN........................ 165 3.10 COMPROBACIONES GEOMÉTRICAS DE LOS TORNOS.................. 166 3.11 MANTENIMIENTO BÁSICO DE LOS TORNOS................................... 169 3.12 SI DESEA CONOCER MÁS..................................................................... 170 3.13 EJERCICIOS PROPUESTOS.................................................................... 173 3.13.1 Proceso de torneado convencional ......................................................... 173 3.13.2 Cálculo de regímenes de corte con herramienta de corte HM................. 174 3.14 ALGÚN VOCABULARIO TÉCNICO EN INGLÉS ................................ 174 CAPÍTULO CUATRO Termodinámica durante la formación de la viruta.............................................. 176 4.1 DEFINICIONES BÁSICAS......................................................................... 177 4.1.1 Termodinámica .......................................................................................... 177 4.1.2 Estado termodinámico............................................................................... 177 4.1.3 Temperatura ............................................................................................... 177 4.1.4 Calor .......................................................................................................... 178 4.1.5 Leyes de la termodinámica........................................................................ 183 4.2 FUENTES DE CALOR PRIMARIA, SECUNDARIA Y TERCIARIA, EN UN PROCESO DE REMOCIÓN DE VIRUTA...................................... 187 4.3 MODELOS FÍSICO-MATEMÁTICOS PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS TEMPERATURAS EN LOS PROCESOS DE CORTE.......................... 189 4.3.1 Estimación de la temperatura en la fuente secundaria de calor Q2 con la fórmula de Cook ...................................................................................... 191 4.3.2 Estimación de la temperatura en la fuente primaria de calor Q1 .............. 193 4.3.3 Estimación de la temperatura en fuente terciaria de calor Q3................... 199 4.4 EFECTO DE LA TEMPERATURA EN EL DESGASTE DE UNA HERRAMIENTA..................................................................................... 199 4.5 EFECTO DE LA TEMPERATURA EN LA DILATACIÓN DE LA PIEZA DE TRABAJO ............................................................................................... 203 4.6 MÉTODOS DE MEDICIÓN DE TEMPERATURA EN PROCESOS DE CORTE..................................................................................................... 205 4.6.1 Técnica de medición por agentes decolorantes......................................... 206 4.6.2 Técnica de medición indirecta usando una termocupla............................. 207 4.6.3 Técnica de medición por radiación utilizando un pirómetro infrarrojo..... 210 4.6.4 Técnica de medición por radiación utilizando técnicas termográficas...... 211 4.7 SI DESEA CONOCER MÁS....................................................................... 213 4.8 EJERCICIOS PROPUESTOS...................................................................... 217 4.8.1 Ejercicio de temperatura por método de Cook.......................................... 217 4.8.2 Estimación de temperatura en el plano de corte........................................ 218 4.8.3 Dilataciones térmicas................................................................................. 218 4.9 ALGÚN VOCABULARIO TÉCNICO EN INGLÉS .................................. 219 CAPÍTULO CINCO Desgaste y duración y de las herramientas de corte. Estimación del acabado de la pieza de trabajo (Cutting tools. Wear and life) ........................................ 220 5.1 MECANISMOS DE DESGASTE Y FALLA DE LAS HERRAMIENTAS DE ARRANQUE DE VIRUTA ..................................................................... 221 5.1.1 Desgaste de flanco (flank wear) (progresivo)............................................ 221 5.1.2 Desgaste de cráter (crater wear) (progresivo) ........................................... 224 5.1.3 Desgaste de muesca (progresivo).............................................................. 226 5.1.4 Filo recrecido o filo aportado (built-up edge BUE) (progresivo).............. 226 5.1.5 Astillado o despostillado del filo (chipping) (Falla catastrófica)............... 227 5.1.6 Mecanismos de desgaste............................................................................ 228 5.2 ESTABILIDAD DE LA HERRAMIENTA DE CORTE. LEY DE TAYLOR PARA HERRAMIENTAS CONVENCIONALES. LEYES DE VIDA PARA HERRAMIENTAS HM Y CBN................................................... 229 5.2.1 Ecuación de Taylor para la vida de las herramientas................................. 230 5.2.2 Algunos criterios para la vida de la herramienta en producción ............... 235 5.2.3 Influencia de la herramienta en la calidad de la pieza de trabajo .............. 236 5.3 MÉTODOS DE MEDICIÓN DEL DESGASTE DE LAS HERRAMIENTAS DE CORTE .............................................................................................. 238 5.3.1 Ópticos....................................................................................................... 240 5.3.1.1 Cámaras CCD y diodo emisor de luz ..................................................... 240 5.3.1.2 Sensor de proximidad de fibra óptica y fuente de iluminación .............. 241 5.3.2 Método radiactivo...................................................................................... 244 5.3.3 Método de resistencia eléctrica ................................................................. 246 5.3.4 Fuerzas de mecanizado.............................................................................. 248 5.3.4.1 Medición de fuerza con base en desplazamientos.................................. 249 5.3.4.2 Medición de fuerza con base en extensómetros o deformómetros......... 250 5.3.4.3 Medición de fuerza con base en transductores piezoeléctricos.............. 252 5.3.5 Vibración ................................................................................................... 253 5.3.6 Sonido........................................................................................................ 255 5.3.7 Emisión acústica (Acoustic emission)....................................................... 256 5.3.8 Temperatura ............................................................................................... 258 5.3.9 Potencia/corriente/velocidad del husillo.................................................... 259 5.3.10 Acabado superficial ................................................................................. 261 5.4 EJERCICIOS PROPUESTOS...................................................................... 264 5.4.1 Ejercicio Ley de vida de Taylor................................................................. 264 5.4.2 Ejercicio Ley de vida de Taylor................................................................. 264 5.4.3 Ejercicio acabado superficial..................................................................... 265 5.5 ALGÚN VOCABULARIO EN INGLÉS..................................................... 265 CAPÍTULO SEIS Maquinado de piezas en las máquinas rectificadoras (Grinding)....................... 266 6.1 BREVE INTRODUCCIÓN TEÓRICA SOBRE EL RECTIFICADO ........ 267 6.2 MÁQUINAS Y OPERACIONES EN RECTIFICADO............................... 272 6.2.1 Partes principales de las rectificadoras (figura 6.4)................................... 272 6.2.2 Operaciones principales en las rectificadoras............................................ 273 6.2.3 Movimientos principales en el rectificado................................................. 274 6.3 TIPOS DE MÁQUINAS RECTIFICADORAS........................................... 274 6.3.1 Rectificadoras horizontales........................................................................ 274 6.3.1.1 Rectificadores frontales.......................................................................... 274 Poseen las siguientes características:.................................................................. 274 6.3.1.2 Rectificadoras planas tangenciales (figuras 6.4 y 6.7)............................ 276 Poseen las siguientes características:.................................................................. 276 6.3.2 Rectificadoras cilíndricas universales (figura 6.9)..................................... 277 6.3.3 Rectificadoras sin centros (centerless)....................................................... 278 6.3.4 Rectificadoras cortadoras........................................................................... 279 6.3.5 Afiladoras de herramientas........................................................................ 280 6.3.5.1 Afiladoras para herramientas monocortante ........................................... 280 6.3.5.2 Afiladoras Universales............................................................................ 280 6.3.6 Rectificadoras especiales........................................................................... 281 6.4 SISTEMAS DE FIJACIÓN USADOS EN EL PROCESO DE RECTIFICADO....................................................................................... 283 6.5 ESQUEMAS CINEMÁTICOS EN LAS RECTIFICADORAS.................. 285 6.6 PARÁMETROS O CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LAS RECTIFICADORAS ............................................................................... 288 6.6.1 Rectificadora tangencial de superficies planas TOS BPH 20 NA ............. 288 6.6.2 Rectificadora universal RH450.................................................................. 289 6.7 MUELAS ABRASIVAS (Grinding Wheel)............................................... 290 6.7.1 Definiciones............................................................................................... 290 6.7.2 Características de las muelas abrasivas..................................................... 291 6.7.2.1 Calidad del abrasivo ............................................................................... 291 6.7.2.2 Tamaño de grano abrasivo...................................................................... 293 6.7.2.3 Dureza del aglutinante o aglomerante .................................................... 295 6.7.2.4 Estructura de la muela ............................................................................ 296 6.7.2.5 Tipo de aglutinante o aglomerante ......................................................... 298 6.7.2.6 Formas o tipos de las muelas.................................................................. 300 6.8 NOMENCLATURA MUELAS ABRASIVAS............................................. 301 6.9 PRECAUCIONES CON EL USO DE MUELAS ABRASIVAS................. 303 6.10 PARÁMETROS O REGÍMENES DE CORTE O CONDICIONES DE MECANIZADO EN RECTIFICADO..................................................... 307 6.10.1 Velocidad tangencial de las muelas abrasivas......................................... 308 6.10.2 Velocidad de avance de la mesa .............................................................. 309 6.10.3 Avance transversal de la pieza................................................................. 310 6.10.4 Profundidad de corte................................................................................ 311 6.10.5 Tiempos de mecanizado .......................................................................... 311 6.10.5.1 Rectificado tangencial .......................................................................... 311 6.10.5.2 Rectificado cilíndrico............................................................................ 313 6.11 SI DESEA CONOCER MÁS ..................................................................... 316 6.12 EJERCICIOS PROPUESTOS.................................................................... 321 6.12.1 Ejercicio de identificación de muelas abrasivas...................................... 321 6.12.2 Ejercicio rectificado tangencial. .............................................................. 322 6.12.3 Ejercicio rectificado cilíndrico. ............................................................... 322 6.12.4 Ejercicio de estimación de temperatura en el área de contacto muela – pieza de trabajo ........................................................................................ 322 6.13 ALGÚN VOCABULARIO TÉCNICO EN INGLÉS ................................ 323 CAPÍTULO SIETE Otros procesos de mecanizado por arranque de viruta: taladrado (drilling) y alesado (boring); limado y acepillado...................................................... 324 7.1 PRINCIPIO DE OPERACIÓN Y CAMPO DE APLICACIÓN DEL TALADRADO......................................................................................... 324 7.2 DIFERENTES TIPOS DE MÁQUINAS-HERRAMIENTAS TALADRADORAS................................................................................. 331 7.2.1 Taladrados de sobremesa o de banco (figura 7.4)...................................... 332 7.2.2 Taladro de columna, o de árbol o vertical (figura 7.5) .............................. 332 7.2.3 Taladros radiales o taladros fresadores (figura 7.6)................................... 333 7.2.4 Taladros de elevada productividad (Figura 7.7)........................................ 334 7.3 MANDRILADO O ALESADO (BORING) Y MÁQUINAS PARA MANDRILAR ......................................................................................... 334 7.4 MEDIOS DE SUJECIÓN DE LAS HERRAMIENTAS Y PIEZAS EN MÁQUINAS TALADRADORAS........................................................... 339 7.5 REGÍMENES O PARÁMETROS DE CORTE EN TALADRADO............ 340 7.6 COMPROBACIONES GEOMÉTRICAS DE LAS MÁQUINAS TALADRADORAS................................................................................. 346 7.7 MÁQUINAS CEPILLADORAS O LIMADORAS..................................... 348 7.8 EJERCICIOS PROPUESTOS...................................................................... 351 7.8.1 Ejercicio taladrado..................................................................................... 351 7.9 ALGÚN VOCABULARIO TÉCNICO EN INGLÉS .................................. 351 CAPÍTULO OCHO Maquinabilidad de materiales (Machinability or machining performance) y aspectos económicos del mecanizado...................................................... 352 8.1 DEFINICIONES RELACIONADAS CON MAQUINABILIDAD ............ 352 8.2 EVALUACIÓN DE LA MAQUINABILIDAD ........................................... 353 8.3 EXIGENCIAS TECNOLÓGICAS QUE DEBEN CUMPLIR LAS PIEZAS MAQUINADAS EN EL TORNO ........................................................... 360 8.4 PRESUPUESTO BÁSICO DE UNA OPERACIÓN DE TORNEADO...... 362 8.5 EJERCICIOS PROPUESTOS...................................................................... 373 8.5.1 Ejercicio de presupuesto básico................................................................. 373 8.6 ALGÚN VOCABULARIO TÉCNICO EN INGLÉS .................................. 374 Capítulo 9 ........................................................................................................... 375 Panorama de procesos híbridos de mecanizado (Hybrid processes).................. 375 9.1 INTRODUCCIÓN........................................................................................ 375 9.2 TORNEADO ASISTIDO CON ELECTROPULSOS.................................. 382 9.3 TALADRADO ASISTIDO CON ELECTROPULSOS ............................... 391 9.4 TORNEADO ASISTIDO CON FLUIDO A PRESIÓN............................... 393 9.5 TORNEADO ASISTIDO CON PULSOS ULTRASÓNICOS..................... 397 9.6 ALGÚN VOCABULARIO TÉCNICO EN INGLÉS .................................. 401
dc.format403 páginas
dc.formatapplication/pdf
dc.formatapplication/pdf
dc.languagespa
dc.publisherUniversidad Tecnológica de Pereira
dc.publisherPereira
dc.relationPrimera edición
dc.relationColección de Textos Académicos
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dc.rightsManifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 de
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dc.rightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rightsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rightshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject670 - Manufactura::671 - Proceso de metalurgia y productos metálicos primarios
dc.subjectMecanizado
dc.subjectMontajes
dc.subjectMaquinas - Herramientas
dc.subjectProcesos de manofactura
dc.subjectCinemática
dc.subjectIngenieria mecánica
dc.titleProcesos de mecanizado convencionales teoría y práctica
dc.typeLibro
dc.typehttp://purl.org/coar/resource_type/c_2f33
dc.typehttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85
dc.typeText
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/book
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion


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