Presentación_economía en Los Procesos de Maquinado

ECONOMÍA EN LOS PROCESOS DE MAQUINADO.

¿ QUÉ ES LA ECONOMÍA ?

CIENCIA QUE ESTUDIA LOS RECURSOS, LA PRODUCCIÓN, DISTRIBUCIÓN Y CONSUMO DE BIENES Y SERVICIOS, PARA SATISFACER LAS NECESIDADES HUMANAS.


¿ QUÉ ES UN PROCESO DE MAQUINADO ?

ES UN PROCESO DE MANUFACTURA EN EL CUAL SE USA UNA HERRAMIENTA DE CORTE PARA REMOVER EL EXCESO DE MATERIAL DE UNA PARTE DE TRABAJO, DE TAL MANERA QUE EL REMANENTE SEA LA FORMA DESEADA.


SE REFIERE A MINIMIZAR LOS COSTOS POR UNIDAD PRODUCIDA EN UN PROCESO DE MAQUINADO Y AL MISMO TIEMPO MAXIMIZAR LA VELOCIDAD DE PRODUCCIÓN DE DICHO PROCESO UTILIZANDO LOS RECURSOS NECESARIOS.


DESVENTAJAS DEL MAQUINADO

DESPERDICIO DE MATERIAL. La viruta que se genera es material de desperdicio, aunque en la actualidad se puede reciclar.

TIEMPO DE CONSUMO. Una operación de mecanizado generalmente lleva mas tiempo para dar forma a una pieza determinada, que en los procesos alternos de conformación, tales como la fundición, metalurgia de polvo y forjado.


LOS PARÁMETROS FUNDAMENTALES EN UN PROCESO DE CORTE SON: VELOCIDAD DE CORTE, AVANCE Y PROFUNDIDAD. LA VELOCIDAD DE CORTE (Vc) ES EL CAMINO RECORRIDO POR EL FILO DE LA HERRAMIENTA POR UNIDAD DE TIEMPO, (D) ES EL DIÁMETRO DE LA PIEZA Y (n) ES LA VELOCIDAD DE ROTACIÓN.


TIPOS DE MATERIAL PARA LAS HERRAMIENTAS EN UN PROCESO DE MAQUINADO.

ACERO DE ALTA VELOCIDAD. CARBURO CEMENTADO (compuesto de metal con carburo). CERÁMICA.

Las herramientas de material cerámico poseen menor costo por unidad y menor duración del ciclo que las herramientas de carburo cementado y que las herramientas de acero rápido.

ECONOMÍA EN LOS PROCESOS DE MAQUINADO.En la actualidad las maquinas usadas en los procesos de mecanizado vienen altamente automatizadas, reduciendo las necesidades de mano de obra para ciertos procesos productivos. Estas máquinas se pueden programar usando el control numérico computarizado (CNC) También se pueden programar usando la ayuda del diseño asistido por computador (CAD), donde se diseñan las partes a mecanizar. Posteriormente pasan a un programa de manufactura asistida por computador (CAM) donde se realiza la simulación del proceso de corte, seleccionando las herramientas, materiales y parámetros de corte.


La industria está adquiriendo máquinas y herramientas de última tecnología, pero muchas de éstas no son aprovechadas al máximo, debido a que las velocidades no se optimizan y los materiales de las herramientas de corte no siempre son los más adecuados, estas deben cumplir con tres propiedades importantes: tenacidad, dureza en caliente y resistencia al desgaste.

ECONOMÍA EN LOS PROCESOS DE MAQUINADO.La vida de la herramienta es un factor importante para la reducción de los costos de mecanizado y se puede calcular con base en la ecuación de Taylor:

Donde T es la vida de la herramienta, n y C son parámetros que dependen del avance, la profundidad de corte y especialmente del material de la herramienta.

ECONOMÍA EN LOS PROCESOS DE MAQUINADO.El tiempo del ciclo de producción de una pieza depende de dos factores: 1) el acabado y exactitud dimensional de la superficie y 2) de la cantidad de material por remover. El tiempo del ciclo de producción de una pieza (Tp) se puede calcular por la siguiente expresión:

Td = tiempo para poner y quitar la pieza en la máquina.Tm = tiempo que la herramienta utiliza para maquinar.Tc = tiempo de cambio de la herramienta desgastada.Np = cantidad de piezas que se maquinan.

ECONOMÍA EN LOS PROCESOS DE MAQUINADO.Al aumentar la velocidad de corte, disminuye el tiempo de corte, pero aumenta el tiempo de cambio de la herramienta, mientras que el tiempo para montar y desmontar la pieza permanece constante. El tiempo de maquinado para una operación de torneado se puede calcular mediante la siguiente expresión:

L es la longitud de la pieza de trabajo, D el diametro de la pieza, Vc es la velocidad de corte y F el costo de la herramienta.


COMPONENTES DEL COSTO EN UNA OPERACIÓN DE MAQUINADO.

Al aumentar la velocidad de corte disminuye el costo del tiempo de maquinado, pero aumenta el costo de la herramienta y el costo del tiempo de cambio de la herramienta y permanece constante el costo de montar y desmontar la pieza.


ECONOMÍA EN LOS PROCESOS DE MAQUINADO.Muchas industrias metalmecánicas prefieren usar las herramientas reafilables de acero rápido debido a su reutilización, pero no tienen en cuenta otros factores determinantes en la economía del maquinado.

ECONOMÍA EN LOS PROCESOS DE MAQUINADO.Para maximizar la velocidad de producción, para la herramienta cerámica la velocidad de corte es diez veces mayor que para el carburo cementado y ochenta veces mayor que el acero rápido. La vida de la herramienta es mayor para el acero, pero el tiempo de producción por pieza es menor para la cerámica. Es decir, que aunque inicialmente hay que hacer una mayor inversión para la herramienta de cerámica finalmente se recupera con creces en el costo por unidad y la duración del ciclo.


Minimizando, el costo por unidad para la herramienta cerámica es menor, luego la de carburo y finalmente la de acero. Una empresa puede escoger la velocidad de corte de acuerdo sus necesidades, es decir, si hay demoras con la entrega de los productos, es conveniente trabajar con velocidad de corte para máxima velocidad de producción. De lo contrario, pueden trabajar a velocidad de corte para minimizar costo por unidad..


PROCESOS DE MAQUINADA AVANZADO

MAQUINADO QUIMICOEste proceso se efectúa por disolución química, usando

sustancias reactivas y pueden ser soluciones acidas o alcalinas. Algunos de los reactivos mas utilizados son:

Hidróxido de sodio (para el aluminio).

Soluciones de ácidos clorhídrico y nítrico (para los aceros).

Soluciones de cloruro de hierro (para los aceros inoxidables).

PROCESOS DE MAQUINADO AVANZADO

MECANIZADO ELECTROQUÍMICO

Es un proceso en el que el material se elimina por disolución anódica del mismo en una corriente rápida de electrolito. Se trata básicamente de un proceso en el que la herramienta es el cátodo y la pieza es el ánodo, por lo que ambos han de ser conductores eléctricas, encargándose el electrolito de arrastrar los lodos hasta un filtro de decantación. Se emplea en el mecanizado de materiales muy duros.


MAQUINADO CON DESCARGA ELECTRICA.

Consiste en la generación de un arco eléctrico entre una pieza y un electrodo en un medio dieléctrico para arrancar partículas de la pieza hasta conseguir reproducir en ella las formas del electrodo. Ambos, pieza y electrodo, deben ser conductores, para que pueda establecerse el arco eléctrico que provoque el arranque de material.


MECANIZADO CON RAYO LASER.

La energía luminosa proviene de una fuente láser que se concentra sobre la superficie fundiendo y evaporando de forma controlada la pieza.

Se usa para taladrar y cortar metales, materiales no metálicos, cerámica y materiales compuestos y pueden cortar placas hasta de 32 mm.

Esta técnica se usa cada vez más en las industrias automotriz y electrónica.


MAQUINADO CON HAZ DE ELECTRONES Y CORTE CON ARCO DE PLASMA.

La fuente de energía está formada por electrones de alta energía que chocan con la superficie de la pieza y generan calor . Se usan voltajes del orden de los 100kV para llevar a los electrones a velocidades de casi el 80% de la velocidad de la luz.

También es importante resaltar que la interacción del haz de electrones con la superficie produce rayos X los cuales son perjudiciales. . Por tanto, estas máquinas deben ser manipuladas por personal altamente capacitado.


MAQUINADO CON CHORRO DE AGUA.

El chorro funciona como una sierra y corta una ranura angosta en la pieza. Se pueden cortar materiales como madera, telas, ladrillos, cuero y papel de hasta 25 mm de espesor. Se usa para cortar tableros de instrumentación en automóviles, y algunas láminas de carrocería. Es una operación eficiente y limpia, y por eso se utiliza en la industria de alimentos para cortar productos alimenticios.

PROCESOS DE MAQUINADO AVANZADO.

MAQUINADO CON CHORRO ABRASIVO.

Se apunta un chorro de alta velocidad de aire seco (o nitrógeno) con partículas abrasivas a la superficie de la pieza .

El choque genera una fuerza concentrada apta para cortar materiales metálicos y no metálicos, para desbarbar o eliminar esquirlas, o para limpiar una pieza con superficie irregular.

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