INDICE Capitulo 1. Introducción a la Manufactura Capitulo 2. Manufactura Capitulo 3. Atributos Geométricos de las Piezas Manufacturadas

Transcripción

1 INDICE Capitulo 1. 3 Introducción a la Manufactura 1.1. Desarrollos históricos Primeros desarrollos La primera Revolución Industrial La segunda Revolución Industrial Función económica de la manufactura La manufactura como una actividad técnica Alcance y propósito del libro Resumen 15 Lecturas adicionales 16 Capitulo Manufactura 2.1. La empresa de manufactura Desarrollo de especificaciones Diseño conceptual Diseño del producto Hacer o comprar Diseño del proceso Producción Relaciones con el cliente Manufactura secuencial Ingeniería concurrente o simultánea Manufactura integrada por computadora Control de los procesos de manufactura Estrategias de control Automatización Control numérico Resumen 38 Lecturas adicionales 39 Capitulo Atributos Geométricos de las Piezas Manufacturadas 3.1. Forma Clasificación de la forma Tecnología de grupo Movimiento y control de máquinas herramientas Dimensiones Unidades dimensionales Tolerancias dimensionales Desviación de forma y posición Metrología de ingeniería Principios de medición Calibradores Dispositivos graduados de medición Medición comparativa de la longitud Dispositivos ópticos Máquinas de medición 63

2 3.5. Topografía superficial 65 Problemas 73 Lecturas adicionales 75 Capitulo 4. Atributos de Servicio de los productos Manufacturados Propiedades mecánicas en tensión El ensayo de tensión Interacciones equipo / proceso Resistencia en tensión Ductibilidad en tensión Aseguramiento del incremento de la ductibilidad Efecto de muesca Ensayos de flexión Energía de impacto y tenacidad a la fractura Compresión Dureza Fatiga Propiedades a temperatura elevada Esfuerzos residuales Ensayos no destructivos (NDT) Propiedades físicas Densidad Propiedades tribológicas Propiedades eléctricas Propiedades magnéticas Propiedades térmicas Propiedades ópticas Propiedades químicas Resumen 120 Lecturas adicionales 122 Capitulo 5. Materiales en el Diseño y la Manufactura Diseño Tipos principales de materiales e ingeniería Metales Cerámicas Plásticos Estructuras compuestas Uniones Aspectos ambientales Impacto en el diseño Impacto en la manufactura Reciclaje Metales Cerámicos Plásticos Compuestos Resumen 142 Lecturas adicionales 142 Capitulo 6. Solidificación y Tratamiento Térmico de Metales 145

3 6.1. Solidificación Metales puros Soluciones sólidas Sistemas eutécticos Sistemas peritécticos fases intermetálicas Solidificación no en equilibrio Nucleación y crecimiento e granos Reacciones de estado sólido El sistema hierro carburo de hierro Relaciones estructura propiedad Metales y aleaciones de una sola fase Materiales de dos fases Aleaciones ternarias y de componentes múltiples Inclusiones Gases Efecto del tamaño del grano Tratamiento térmico Recocido Endurecimiento por precipitación Tratamiento térmico del acero Tratamiento superficial del acero Resumen 183 Problemas 184 Lecturas adicionales 185 Capitulo 7. Fundición de Metales Estructura y propiedades de las fundiciones Solidificación de fusiones Macrosegregación Propiedades de las fundiciones Viscosidad Efectos superficiales Fluidez Aleaciones para fundición Materiales ferrosos Materiales no ferrosos Fusión y vaciado Fusión Vaciado Aseguramiento de la calidad Procesos de vaciado Clasificación Fundición de lingotes Fundición de formas Vaciado en molde desechables, modelo permanente Fundición en molde desechable, modelo desechable Fundición en molde permanente Función centrifuga 238

4 7.6. Procesos de acabado Limpieza y acabado Cambio de las propiedades después de la fundición Aseguramiento de la calidad Inspección Defectos de fundición Capacidades del proceso y aspectos del diseño capacidades del proceso Diseño de piezas Resumen 250 Problemas 251 Lecturas adicionales 256 Capitulo 8. Deformación Plástica de los Metales Propiedades de los materiales Esfuerzo de fluencia en el trabajo en frío Fluencia discontinua Textura (anisotropía) Efectos del trabajo en frío Recocido Trabajo en caliente Interacciones entre la deformación y la estructura Mecánica del procesado por deformación Criterios de cedencia Esfuerzos relevantes de fluencia Efectos de la fricción Lubricación Deformación no homogénea Factibilidad volumétrica Formalidades de láminas Aleaciones forjadas Aceros al carbono Aceros aleados Materiales no ferroso Resumen 306 Problemas 307 Lecturas adicionales 310 Capitulo 9. Procesos de Deformación Volumétrica Clasificación Temperatura de deformación Propósito de la deformación Análisis Forjado en matriz abierta Recalado axial de un cilindro Forjado de piezas rectangulares de trabajo Forjado en matriz abierta Capacidades del proceso y aspectos del diseño Forjado por matriz de impresión y matriz cerrada Forjado por matriz de impresión 338

5 Forjado por matriz cerrada Laminado con forjado y estampado rotatorio Extrusión Proceso de extrusión Extrusión en caliente Extrusión en frío Fuerza de extrusión Capacidades del proceso y aspectos del diseño Equipo de forjado y de extrusión Herramientas y matrices Martinetes Prensas Estirado Proceso de estirado Fuerzas Capacidades del proceso y aspectos del diseño Laminado Laminado plano Laminado de formas Laminado de anillos Laminado transversal Requerimientos de fuerzas y potencia Capacidades del proceso y aspectos del diseño Resumen 386 Problemas 387 Lecturas adicionales 393 Capitulo 10. Procesos de Conformado de Lámina Materiales en lámina Aceros Metales no ferrosos Topografía superficial Clasificación Cizallado Proceso de cizallado Fuerzas Perfeccionamiento de la calidad del corte Procesos Doblado Proceso de doblado Límites del doblado Esfuerzos y recuperación elástica Métodos de doblados Formado por estirado Procesos del formado por estirado Formalidad en el estirado Diagrama de límite de conformado Embutido profundo El proceso de embutido 426

6 Razón límite de embutido Embutido secundario Estirado embutido Prensado Procesos especiales Matrices y equipo para el conformado de lámina metálica Alcances del procesos y aspectos del diseño Resumen 446 Problemas 447 Lecturas adicionales 452 Capitulo 11. Metalurgia de Polvos Clasificación El polvo Producción de polvos Caracterización de polvos Preparación del polvo Mezclado Consolidación de polvos Compactación en frío Moldeo por inyección Sinterizado y acabado Sinterizado Acabado Compactación en caliente Productos de la metalurgia de polvos Capacidades del proceso y aspectos del diseño Electroformado Resumen 483 Problemas 484 Lecturas adicionales 486 Capitulo 12. Procesamiento de Cerámicas Características de las cerámicas Enlace y estructura Propiedades de las cerámicas Clasificación de los procesos para cerámicas Materiales cerámicos Cerámicos naturales Cerámicos manufacturados Procesamiento de cerámicos en partículas Preparación de polvos Consolidación de polvos cerámicos Secado y maquinado en crudo Sinterizado Compactación en caliente Aplicaciones Capacidades del proceso y aspectos del diseño Vidrios Estructura y propiedades de los vidrios 512

7 Procesos de manufactura Recubrimientos Capacidades del proceso y aspectos del diseño Resumen 523 Problemas 524 Lecturas adicionales 526 Capitulo 13. Polímeros y Plásticos Reacciones de polimerización Polímeros lineales (termoplásticos) Estructura de los polímeros lineales Fuentes de resistencia Polímeros cristalinos y amorfos Reología de los polímeros lineales Polímeros con enlaces cruzados (termoestables) Elastómeros Aditivos y rellenos Aditivos Rellenos Propiedades de servicio de los plásticos Propiedades mecánicas Propiedades físicas y químicas Plásticos Termoplásticos Termofijos Elastómeros Resumen 566 Problemas 567 Lecturas adicionales 569 Capitulo 14. Procesamiento de Plásticos Clasificación Vaciado Procesamiento por fusión (moldeo) Principios del procesamiento por fusión Extrusión Moldeo por inyección Otras técnicas de moldeo Capacidades del proceso y aspectos del diseño Procesamiento en el estado elástico Moldeo por soplado Termoformado Estirado en frío Formado en matrices acopladas Capacidades del proyectos y aspectos del diseño Técnicas del procesamiento para granulados Plásticos celulares o espumas Procesamiento de elastómeros Equipo para procesamiento de plásticos Resumen 607

8 Problemas 608 Lecturas adicionales 610 Capitulo 15. Compuestos Clasificación de los compuestos Compuestos particulares Reforzamiento fibroso Fibras de refuerzo Compuestos de matriz polimérica Polímeros Aplicaciones de los polímeros Fabricación de compuestos de matriz polimérica Proceso en molde abierto Pultrusión Moldeo en matrices acopladas Capacidades del proceso y aspectos del diseño Compuestos de matriz metálica Compuestos de matriz cerámica Resumen 632 Problemas 633 Lecturas adicionales 635 Capitulo 16. Maquinado Proceso de corte de metal Corte ortogonal ideal Fuerzas en el corte Corte ortogonal realista Corte oblicuo Fuerza y requisitos de energía Temperaturas Fluidos de corte Vida de las herramientas Calidad de la superficie Material de trabajo Maquinalidad Materiales maquinables Materiales ferrosos Materiales no ferrosos Herramientas de corte Materiales de la herramienta Construcción de herramientas Portaherramientas y aditamentos Clasificación Formado Generación Maquinado de un solo punto Herramienta Torneado Perforado Perforación de cañones y trepanado 692

9 Careado Formado Torno automático Torno revólver Máquinas automáticas para la fabricación de tornillos Cepillado y acepillado Maquinado de puntos múltiples Taladrado Fresado Aserrado y limado Escariado y corte de roscas Producción de engranes Elección de las variables del proceso Velocidades y avances de corte Tiempo y potencia de corte Elección de la máquina herramienta Control numérico t automatización Optimización del proceso de corte Maquinado abrasivo Clasificación El proceso del maquinado abrasivo Abrasivos Esmerilado Otros procesos con abrasivos aglutinados Proceso con abrasivos sueltos Capacidades del proceso y aspectos del diseño Aspectos del diseño Maquinado de precisión Resumen 742 Problemas 743 Lecturas adicionales 750 Capitulo 17. Procesos no Tradicionales de Maquinado Clasificación Maquinado químico (MQ) Maquinado electroquímico (ECM) Maquinado por descarga eléctrica (EDM) Maquinado por haz de alta energía Maquinado por haz de electrones (EBM) Maquinado por rayos láser (LBM) Maquinado de materiales no metálicos Maquinado de materiales cerámicos Maquinado de plásticos Maquinado de compuestos Capacidades del proceso y aspectos del diseño Resumen 768 Problemas 769 Lecturas adicionales 771 Capitulo 18. Procesos de Unión 773

10 18.1. Clasificación Uniones mecánicas Soldaduras de estado sólido Soldadura e frío (CW) Soldaduras por difusión Soldaduras en caliente Soldadura por fricción (FRW) Soldaduras por fusión Unión por fusión Soldabilidad y calidad de la soldadura Materiales soldables Soldadura por resistencia Soldadura con arco eléctrico Soldadura con electrodo consumible Soldadura con electrodo consumible Soldadura de pieza de trabajo consumible Otros procesos de soldadura y de corte Fuentes químicas de calor Soldadura con haz de alta energía Corte Unión en estado líquido sólido Enlace Soldadura fuerte Soldadura blanda Uniones adhesivas Características de los adhesivos estructurales Tipos de adhesivos y su aplicación Unión de plástico y cerámicos Unión de plásticos Unión de cerámicos Capacidades del proceso y aspectos del diseño Laminados Fabricación de formas sólidas libres Propósito de las fabricación de formas libres Procesos de fabricación de formas sólidas libres Resumen 834 Problemas 835 Lecturas adicionales 838 Capitulo 19. Tratamiento Superficiales Clasificación Procesos de remoción Recubrimientos de conversión Tratamientos por calor Tratamiento térmico de la superficie Recubrimiento por difusión Recubrimiento por inmersión caliente Recubrimientos por sobrecapas de soldadura Recubrimientos metálicos 849

11 Electrodeposición recubrimiento sin electricidad Metalización de plásticos y cerámicos Deposición física por vapor (PVD) PVD térmica Deposición de metal por bombardeo iónico Recubrimientos iónico Carburación y nitruración por plasma Deposición química por vapor (CVD) Implantación de iones Recubrimientos orgánicos Capacidades del proceso y aspectos del diseño Resumen 861 Problemas 862 Lecturas adicionales 863 Capitulo 20. Manufactura de Dispositivos Semiconductores Elementos de dispositivos semiconductores Semiconductor Dispositivos semiconductores Circuitos integradas Manufactura de obleas de silicio Producción de EGS Crecimiento de cristales Preparación de las obras Fabricación de Dispositivos perfil de la secuencia del proceso Técnicas básicas de fabricación Para cambiar la composición de la superficie Deposición de películas superficiales Litografía Ataque químico Integración del proceso Encapsulado Circuitos impresos Métodos de fabricación de película delgada Circuitos de película gruesa Soldadura Microfabricación Técnica de microfabricación Nanotecnología Resumen 910 Problemas 911 Lecturas adicionales 911 Capitulo 21. Sistemas de Manufactura Movimiento de materiales Movimiento manual del material Movimiento mecanizado de materiales Robots 918

12 21.2. Organización de la producción Características de la producción Método óptimo de manufactura Organización para la producción en masa Organización de la producción en lotes Organización del ensamble Programación del ensamble Administración de la calidad Aseguramiento de calidad Aspectos estadísticos de la manufactura Control de aceptación Control estadístico del proceso Administración de la manufactura Organización de la compañía Ingeniería de manufactura 945 Problemas 947 Lecturas adicionales 947 Capitulo 22. Aspectos Competitivos de los Procesos de 951 Manufactura Competencia en la economía global Costos de manufactura Costo y productividad Costos de operación (costos directos) Costos indirectos Costos fijos Competencia entre los procesos de manufactura Competencia entre materiales Identificación del enfoque óptimo Resumen 967 Problemas 968 Lecturas adicionales 970 Apéndice A. 971 Tabla de conversión Apéndice B. 973 Conversión aproximada de valores de la dureza Apéndice C. 975 Soluciones a problemas numéricos selectos Índice 977