INDICE 1. Fundamentos de las Máquinas Herramienta 2. Sierras para Corte de Metales

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1 INDICE Prefacio XXIII 1. Fundamentos de las Máquinas Herramienta Introducción Definición Funciones de as máquinas herramienta Clasificación de la máquinas herramienta Los diversos elementos de las máquinas herramienta Nivelado Vibraciones Criterios del desempeño de las máquinas herramienta Factores en las operaciones de maquinado Principios de trabajo Diferencias entre las máquinas herramienta Estructuras o marcos Fuerzas que actúan sobre la herramienta de corte del torno Mecanismos de movimiento rectilíneo Mecanismos de inversión Transmisiones de las máquinas herramienta Resistencia al desgaste de las guías Correderas y guías Husillos y rodamientos de husillos Cinemática de las trasmisiones de la máquinas herramienta Transmisiones para movimientos rotacionales Velocidades de corte y avances máximos y mínimos Pérdida de velocidad de la progresión geométrica Regulaciones escalonadas tendencias modernas en las máquinas herramienta Controles remotos Dispositivos de seguridad de las máquinas herramienta Automatización de las máquinas herramienta Automatización del manejo de las partes 18 Preguntas de opción múltiple 19 Preguntas de repaso Sierras para Corte de Metales Introducción Clasificación Sierras alternativas Hojas de sierra mecánica Procedimiento de aserrado Falla de las hojas de sierra Velocidad de corte Sierras circulares Sierra de disco de acero de fricción Sierras de disco abrasivo Sierras de banda Soldado de hojas de sierra 25 Preguntas de opción múltiple 26

2 Preguntas de repaso Tornos y Trabajos en Tornos Introducción Clasificación de los tornos Partes principales de un torno Torno rápido Torno mecánico Torno de banco Torno para herramientas Torno de propósito especial Torno automático Torno de conformado Automático de husillo sencillo Especificaciones del torno Accesorios provistos con un torno Herramientas de torneado Afilado de torneado Vida útil de la herramienta Ángulos de las herramientas de corte Velocidades de corte y de avance Operaciones realizadas en un torno Sujeción del trabajo y dispositivos de soporte Métodos para la localización de centros Torneado de conos Corte de roscas o corte de tornillos Tren de engranes compuesto Boquillas Accesorios de descarga 48 Preguntas de opción múltiple 48 Preguntas de repaso Tornos Revólver y Torreta Introducción Diferencias entre un torno de torreta y un torno mecánico Tipos de tornos de torreta Partes principales de un torno revólver o de torreta Accesorios para sujetar el trabajo Accesorios utilizados en el torno de torreta Principio para manejo de las herramientas Operaciones en el torno revólver y de torreta Indizado de la torreta Torreta controlada numéricamente Diferencias entre un torno revolver y un torno de torreta Disposición del torno 58 Preguntas de opción múltiple 59 Preguntas de repaso Cepillo y Ranuradoras Introducción Principio de trabajo 62

3 5.3. Clasificación de los cepillos Tipos de cepillos Partes principales de un cepillo Tamaño y especificaciones del cepillo Mecanismo de retorno rápido Ajuste de la longitud de la carrera y de la posición de la corredera Cepillo hidráulico Funcionamiento de una máquina cepilladora Operaciones que realizan un cepillo Velocidad de corte, avance y profundidad de corte Herramientas para cepillar Dispositivos para sujeción del trabajo utilizados en el cepillo Precauciones de seguridad en cepillos Ranuradora Especificaciones de una ranuradora Transmisiones para ranurado Diferencia entre un cepillo y una ranuradora 76 Preguntas de opción múltiple 76 Preguntas de repaso Planeadoras Introducción Diferencias entre un cepillo y una planeadora Clasificación de las planeadoras Partes principales de una planeadora Mecanismo de transmisión de la mesa Herramientas de la planeadora Velocidades de corte y avances en el planeado Dispositivos de sujeción del trabajo Operaciones de planeado 84 Preguntas de opción múltiple 85 Preguntas de repaso Fresado y Fresadoras Introducción Clasificación de las fresadoras Partes principales de una fresadora Fresadora horizontal Fresadora vertical Fresadora universal Fresadora omniversal Fresadora plana de bancada fija Fresadora tipo planeadora Fresadora de mesa rotatoria Mecanismos de las fresadoras Dispositivos de sujeción del trabajo Accesorios para fresadora Fresas Clasificación de las fresadoras Elementos de una fresa cilíndrica 96

4 7.17. Ángulos de la fresa Elementos de una fresa de corte lateral Materiales de las fresas Operaciones de fresado Fresado de superficies planas Fresado en oposición y en concordancia Velocidad de corte y avance Generación de ranuras helicoides Indización Fresado con pantógrafo Mecanizado de matrices Fresado copiadora 109 Preguntas de opción múltiple 111 Preguntas de repaso Taladro y Escariado Introducción Los agujeros en las piezas de trabajo Especificaciones de las brocas Partes principales de una broca Broca helicoidal Broquero Manguitos para brocas Ángulos de claro de las brocas Afiliado de brocas Broca de centros (figuras 8.12) Operaciones realizadas con taladros Taladros Tipos de taladros Taladro para agujeros profundos Taladro de torreta Escariado Términos de los escariados Tipos de escariados Afilado de escariadores Método de escariado Precauciones en el escariado Velocidad de corte, avance de corte y profundidad de corte Tiempo de maquinado del taladrado 132 Preguntas de opción múltiple 132 Preguntas de repaso Perforado y Perforadoras Introducción Operaciones realizadas mediante máquinas perforadoras Máquinas perforadas Perforadora horizontal Perforadora vertical Perforadora de precisión Especificaciones de una perforadora horizontal 139

5 9.8. Especificaciones de una perforadora vertical Herramientas de perforado Montaje de las herramientas de perforado Funcionamiento de la perforadora horizontal Operaciones de la perforadora vertical 141 Preguntas de opción múltiple 141 Preguntas de repaso Perforado de Plantillas Introducción Sistemas de medición Tipos de perforadoras de plantillas Perforadora de plantillas tipo fresadora vertical Especificaciones de la perforadora de plantillas Perforadora de plantillas tipo planeadora Operaciones de perforado de plantillas Ubicación del trabajo 145 Preguntas de opción múltiple 146 Preguntas de repaso Brochado y Brochadoras Introducción Método de brochado Tipos de brochas Material de las herramientas de brochado Elementos de las herramientas de brochado Diseño de brochas Clasificación de las brochadoras Brochadoras Especificaciones del brochado Aplicaciones del brochado Métodos de sujeción de las brochas Acción de corte, avance y disposición de las virutas en el 154 brochado Velocidades de brochado 154 Preguntas de opción múltiple 155 Preguntas de repaso Rectificado y Rectificadoras Introducción Abrasivos Fabricación de las ruedas para rectificado Aglutinantes y procesos de aglutinado Terminología utilizada en el rectificado Selección de las ruedas para rectificar Sistemas de marcado de las ruedas para rectificado Formas y tamaños de las ruedas Afilado y corrección de las ruedas para rectificar Balanceo de las ruedas para rectificar Precauciones a tomar antes de montar una rueda para rectificar Montaje de la rueda para rectificar 165

6 Ruedas montadas Máquinas rectificadoras Teoría de rectificado 174 Preguntas de opción múltiple 177 Preguntas de repaso Procesos de Acabados de Superficies Introducción Lapeado Bruñido Superacabado Pulido Acabado superficial Terminología Mediciones directas 184 Preguntas de opción múltiple 185 Preguntas de repaso Mecánica del Corte de Metales Introducción Mecánica del corte de metales Geometría de la herramienta Falla de la herramienta Vida útil de la herramienta Medición de la vida útil de la herramienta Fuerzas sobre las herramientas de corte Fuerzas de fricción Relación entre las fuerzas del corte ortogonal (Teoría de Merchant) Aspectos térmicos del maquinado de metales Avances en las máquinas herramienta Herramientas de corte de metales Herramienta de corte de un solo punto Herramientas para perforar Fresas Diferencia entre el corte ortogonal y el corte oblicuo Firma de la herramienta Brocas y taladrados 206 Preguntas de opción múltiple 206 Preguntas de repaso Maquinabilidad Introducción Criterios de la maquinabilidad Evaluación de la maquinabilidad de los materiales metálicos Vida útil de la herramienta Materiales de la herramienta variables que afectan la maquinabilidad 212 Preguntas de opción múltiple 212 Preguntas de repaso Materiales para Herramientas Introducción 214

7 16.2. Selección de los materiales para herramientas Propiedades de los materiales para construir herramientas de corte Clasificación de los materiales para construir herramientas 215 Preguntas de opción múltiple 220 Preguntas de repaso Fluidos de Corte Introducción Acción refrigerante de los fluidos de corte Funciones de los fluidos de corte Cualidades de un buen fluido de corte Clasificación de los fluidos de corte Fuentes de calor que genera el corte de metales 225 Preguntas de opción múltiple 229 Preguntas de repaso Lubricantes y Lubricación Introducción Acción de lubricación Objetivos de los lubricantes Requisitos de los lubricantes Selección del aceite lubricante apropiado Tipos de lubricantes Aceites para engranes Grasas Método para la aplicación de grasa Lubricadores Lubricadores 234 Preguntas de opción múltiple 237 Preguntas de repaso Instalación, Cimentación y prueba de la Alimentación de las 238 máquinas Introducción Cimentación Principios de la cimentación Factores que se deben considerar para cimentar las máquinas Plan de cimentación Vibraciones Instalación Ajuste de la máquina Nivelación y alineación Verificación hidrostática de los niveles de la cama Lubricación de las máquinas herramienta 243 Preguntas de opción múltiple 245 Preguntas de repaso Metalurgia de Polvos Introducción Definición y concepto Características de los polvos metálicos Los de producción de los polvos metálicos 248

8 20.5. Principios de la metalurgia de polvos Proceso de metalurgia de polvos Sinterización Operaciones secundaria o procesamiento adicional Aplicaciones de la metalurgia de polvos Ventajas de la metalurgia de polvos Desventajas de la metalurgia de polvos 258 Preguntas de opción múltiple 259 Preguntas de repaso Tratamiento Superficial de los Metales Introducción Clasificación de los procesos de tratamiento superficial Funciones de un modelo Materiales para fabricar modelos Partes de desechos como modelos Factores que afectan la selección de modelos Tolerancias de los modelos Tipos de modelos Modelos maestros Herramientas para fabricar modelos Consideraciones sobre diseño de modelos Disposición del modelos Construcción de modelos Colores de los modelos Almacenamiento de modelos 283 Preguntas de opción múltiple 283 Preguntas de repaso Talleres de Fundición Introducción Clasificación de los talleres de fundición Diferentes secciones de un taller de fundición Materias primas de los talleres de fundición Ventajas de la fundición de metales Aplicaciones de las fundiciones metálicas Tipos de talleres de fundición Combustibles utilizados para fundir metales Fundentes Refracciones Herramientas y equipos de los talleres de fundición Herramientas de mano Cajas de moldeo Calderos Crisoles Moldeado Tamaño del grano Aglutinantes que se utilizan en las arenas para moldeo Propiedades de las arenas de moldeo Tipos de arenas que se utilizan fabricar moldes 299

9 Preparación o acondicionamiento de la arena de moldeo Pasos que comprende la preparación de la arena Arenas indias que se utilizan en el taller de fundición Prueba de arena para moldeo Prueba de arena para moldeo Clasificación de los procesos de fundición Machos y fabricación de machos Funciones (propósitos) de los machos Características de los machos de arena seca Cajas de machos Ingredientes de la arena de machos Cocción de los machos Impresiones de machos Ventilación de machos Movimientos y soportes metálicos de los machos Tipos de machos Propiedades de la arena para machos Herramientas y soportes metálicos de los machos Máquinas de moldeo Máquinas para extracción de modelos Vaciado Funciones del sistema de vaciado Copas de colada y cubetas de colada Bebederos Sistemas de vaciado múltiple Mazarotas Cubilote 321 Preguntas de opción múltiple 328 Preguntas de repaso Procesos Especiales de Fundición Introducción Fundición en molde permanente Construcción de los moldes Etapas de la fundición Metales y aleaciones utilizadas en la fundición en moldes 333 permanente Insertos Fundición hueca Fundición a presión Proceso de fundición de presión de vacío Fundición centrífuga Fundición de revestimiento Proceso mercast Fundición continua Fundición de baja presión Moldeo sin caja 344 Preguntas de opción múltiple 344 Preguntas de repaso 345

10 25. Defectos e Inspección de la Fundición Introducción Defectos de fundición Inspección y prueba 348 Preguntas de opción múltiple 355 Preguntas de repaso Límites, Ajuste y Tolerancia Introducción Terminología que se utiliza en límites y ajustes Designación de tolerancia Diagrama de tolerancia Ajustes Análisis de tolerancias Sistemas de límites 364 Preguntas de opción múltiple 369 Preguntas de repaso Procesos Generadores de Engranajes Introducción Clasificación de los engranajes Tipos de engranajes Terminología utilizada en engranajes Métodos para fabricar engranajes Maquinado de engranajes Engranajes sinfín Engranajes helicoidales Escariado Proceso de plantilla Procesos generadores de engranajes Tallado de engranajes Tallado de engranajes mediante cortadores de cremallera Fresado de un engranaje mediante una fresa de disco con forma Precauciones en la producción de engranajes Materiales para fabricar engranajes Inspección de los engranajes 382 Preguntas de opción múltiple 384 Preguntas de repaso Prensa y Prensado Introducción Prensas Terminología de trabajo de la prensa Clasificación de las prensas Operaciones de prensado Elementos de las prensas Términos y definiciones Juegos de matrices Tipos de matrices Herramientas que se utiliza en las prensas mecánicas Principios del corte de metales 394

11 Claro Fuerzas de corte Métodos para reducir las fuerzas de corte Diseño de las matrices de corte de discos Troqueles Montaje de troqueles y matrices Capacidad de una prensa 399 Preguntas de opción múltiple 399 Preguntas de repaso Tratamiento Térmico Introducción Factores en los procesos de tratamiento térmico Objetivos del tratamiento térmico Principios del tratamiento térmico Hierro puro Cristales metálicos Las catorce redes espaciales posibles Los patrones cristalinos más comunes Forma alotrópicas del hierro Clasificación del hierro y del acero Acero suave Acero al medio carbono Aceros al alto carbono Microconstituyentes del hierro y del acero Diagrama de equilibrio hierro carbono Transformaciones en las estructuras del acero durante el 409 enfriamiento Clasificación del acero Diferentes procesos de tratamiento térmico Medios de enfriamiento de tratamiento térmico Capacidad de endurecimiento Tratamiento térmico de las fundiciones Tratamiento térmico de las forjas Tratamiento térmico de los engranajes Tratamiento térmico de los resortes Aceros aleados para fabricar herramientas y matrices Aceros para cinceles Aceros no contráctiles Acero para herramientas de acabado Acero para matrices en frío Acero para fabricar matrices para trabajo en caliente Hojas para corte Tratamiento térmico de los aceros de alta velocidad Procesos de tratamiento térmico para incrementar la vida útil de 427 las herramientas de acero de alta velocidad Acero para baleros Tratamiento térmico de los hierros fundidos Tipos de hornos que se utilizan para tratamiento térmico 429 Preguntas de opción múltiple 433

12 Preguntas de repaso Soportes y Accesorios de Sujeción Introducción Diferencia entre soporte y un accesorio de sujeción Usos de los soportes y accesorios de sujeción Principios de diseño de los soportes y los accesorios de sujeción Materiales para soportes y accesorios de sujeción Principio de ubicación Métodos de ubicación Requisitos de sujeción Tipos de sujetadores Casquillos guía Soportes para taladrado Accesorios de sujeción de sujeción Clasificación de los accesorios de sujeción Ubicación de los accesorios de sujeción en las fresadoras Accesorios de sujeción para perforación Accesorios de sujeción para rectificado 451 Preguntas de opción múltiple 451 Preguntas de repaso Métodos no Convencionales de Maquinado Introducción Maquinado por descarga eléctrica (EDM) Maquinado electroquímico (ECM) Rectificado electroquímico (ECG) Maquinado por chorro de abrasivos (AJM) Maquinado ultrasónico (USM) Maquinado por haz de electrones (EBM) Maquinado por arco de plasma (PAN) Formado de alta velocidad (HVF) Maquinado por rayo láser (LBM) Formado por alta relación de energía (HERF) Maquinado en caliente (HM) Formado electrohidráulico (EHF) Maquinado químico (CHM) Formado por pulso magnético (MPF) Maquinado por haz de iones (IBM) Corte con alambre electroquímico (ECWC) Maquinado fotoquímico (PCM) 473 Preguntas de opción múltiple 475 Preguntas de repaso Máquinas Automáticas Introducción Efectos de la automatización en la producción Clasificación de las máquinas automáticas Máquinas automáticas mohohusillos Disposiciones de las herramientas Herramientas y equipo estándar 481

13 32.7. Automáticos multihusillos Conformadoras automáticas Maquinado de transferencia 483 Preguntas de opción múltiple 488 Preguntas de repaso Control Numérico de las Máquinas Herramienta Introducción Clasificación de los sistemas de control numérico Principios de trabajo de las máquinas NC Cómo funciona el control numérico Elementos de las máquinas herramienta NC Diferentes sistemas de control de contorneado numérico Control analógico y digital Código, cintas y digital Sincronización de diferentes funciones Dispositivos de accionamiento Ventajas de las máquinas herramienta NC Tendencias recientes en los controles de las máquinas Máquinas contorneadotas y punto a punto Programación del maquinado por control numérico 500 Preguntas de opción múltiple 502 Preguntas de repaso Máquinas Herramienta CNC Introducción Breve historia de las máquinas herramienta CNC Elementos principios de los sistemas CNC Funciones de las máquinas herramienta CNC Comparación de los sistemas NC con los sistemas CNC Aplicaciones de las máquinas CNC Convenciones de los ejes Husillos de corte y cabezales de trabajo Sistema de transmisión Servo transmisiones CA y CD Motores por pasos Transmisiones hidráulicas y neumáticas Elementos de movimiento deslizante Dispositivos de retroalimentación Pruebas durante el proceso Control de las virutas y del refrigerante Centros de maquinado y centros de torneado Sistemas de sujeción del trabajo Sistemas de manejo de herramientas Controlador Unidad de control de la máquina Sistemas de lazo abierto y lazo cerrado Máquinas para medición de coordenadas (CMM) Mantenimiento de las máquinas CNC 516 Preguntas de opción múltiple 530

14 Preguntas de repaso Planeación de Procesos Asistida por Computadora Introducción Planeación tradicional de los procesos Planeación automatizada de procesos Beneficios de CAPP Tipos de CAPP Estructura del sistema CAPP Sistema de datos de maquinabilidad Sistema computarizado de base de datos maquinabilidad 534 Preguntas de opción múltiple 535 Preguntas de repaso Tecnología de Grupos Introducción Ventajas de la tecnologías de grupos Familias de partes Clasificación y codificación de las partes Análisis del flujo de producción 539 Preguntas de opción múltiple 539 Preguntas de repaso Tecnología Robótica Introducción Anatomía de un robot Clasificación de los robots Transmisión del robot Sistemas de control de los robots Sistemas de control de los robots Actuadores finales Programación de los robots Aplicaciones de los robots Los sensores en la robótica Robots futuros 548 Preguntas de opción múltiple 548 Preguntas de repaso Sistema de Vehículos Guiados Automáticamente Introducción Componentes de un AGVS Tipos de AGVS Administración del AVGS Ventajas de los AGVS sobre otros sistemas de manejo de 555 materiales Aplicación de los AGVS 556 Preguntas de opción múltiple 556 Preguntas de repaso Sistemas de Manufactura Flexible Introducción Componentes de un FMS Dónde se aplica la tecnología FMS? 559

15 40.4. Estaciones de trabajo FMS Manejo y almacenamiento de materiales Planeación del FMS Clasificación de los FMS Configuración de la disposición del FMS Sistema de control computarizado Beneficios del FMS 564 Preguntas de opción múltiple 564 Preguntas de repaso CAD, CAM, y CIMS Introducción Introducción al CAD Computadoras: el cimiento del CAD/CAM Controladores programables El proceso de diseño Morfología del diseño Beneficios del diseño asistido por computadora Beneficios del CAD/CAM en manufactura Sistema de manufactura integrada por computadora (CIMS) Tipos de sistemas de manufactura Componentes básicos de un CIMS 572 Preguntas de opción múltiple 573 Preguntas de repaso 573 Apéndice I: Ejemplos adicionales resueltos 575 Apéndice II: Respuestas a las preguntas de opción múltiple 585 Índice analítico 588