UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA - ENERGÍA INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA INFORME FINAL DEL TEXTO TEXTO: PROCESOS DE MANUFACTURA SIN ARRANQUE DE VIRUTA AUTOR: Victoriano Sánchez Valverde (PERIODO DE EJECUCION: Del 01-12- 2013 al 30 11-2014) (Resolución de aprobación N 1108-2013-R) Callao-2015 0
I. ÍNDICE... 1 II. PROLOGO... 3 III. INTRODUCCION... 4 IV. CUERPO DEL TEXTO... 7 - CAPÍTULO I... 7 - INGENIERÍA DEL PROCESO SIN ARRANQUE DE VIRUTA... 7 1. Fundición para la colada... 7 1.1. Alto Horno... 11 1.1.1. Típicos elementos de moldeo... 14 CAPÍTULO II... 29 INGENIERÍA TÉCNICA EN EL MOLDEO... 29 2. Ingeniería del moldeo.... 29 2.1. Proceso de fundición... 44 2.1.1. Modelos de fundición... 56 CAPÍTULO III... 69 INGENIERÍA DE LA FUNDICIÓN... 69 3. Fundamentos de la fundición.... 69 3.1. Ingeniería del vertido o llenado... 71 3.1.1. Proceso y operatividad del moldeo.... 76 CAPÍTULO IV... 79 ANÁLISIS INGENIERIL DE LA MEZCLA... 79 4. Aplicación de la mezcla en modelos... 79 4.1. Fuerza del sistema de colada... 86 4.1.1. Tratamiento térmico de metales... 90 CAPÍTULO V... 151 FUSIÓN DEL METAL POR SOLDADURA ELÉCTRICA... 151 5. Fundamentos de aportación con soldadura... 151 5.1. Soldadura por electrodos.... 153 5.1.1. Teoría de los materiales... 170 V. REFERENCIALES... 255 1
VI. APENDICE... 257 VII. ANEXOS... 262 2
II. PROLOGO El presente trabajo de investigación propuesto como: Texto: Procesos de Manufactura Sin Arranque de Viruta, se explica qué es un fundamento relacionado con la fundición de los metales, disposición de elementos, los típicos de los usos de la arena en función de un colectivo, y la aplicación de los conceptos de la soldadura en todas sus correspondencias. Del mismo modo, se dará a conocer el moldeo de las piezas metálicas, para ser aplicados en la fundición y de los métodos de moldeo más utilizados en la industria actualmente. Posteriormente se profundiza en el moldeo en arena para series medias y en serie básica. Aunque el Texto: Procesos de Manufactura sin Arranque de Viruta" detalla además temas como el cálculo de las mazarotas y moldes permanentes, con este concepto se pretende ampliar la información para el estudiante para posteriores consultas profesionales. El objetivo del Texto: Procesos de Manufactura sin Arranque de Viruta" es dar una visión global sobre la fabricación de piezas metálicas y conseguir que el estudiante de ingeniería mecánica-industrial y ramas afines sean capaces de diseñar los elementos básicos del moldeo en arena para series de fundición fundamental. Para el estudio del Texto: Procesos de Manufactura sin Arranque de Viruta" se ha tenido en cuenta el desarrollo funcional para su aplicación y han sido necesarios los conocimientos previos salvo una lectura de la separata propuesta en el curso de Procesos de Manufactura II. 3
III. INTRODUCCION. Al inicio de los acontecimientos del presente proyecto e ingresar a una evaluación comparativa propiamente referida, con objetivos y fundamentos sobre el proceso de la transformación del hierro de cantera en acero afinado en sus cualidades primigenias, es importante considerar la integración de la producción del acero y la complejidad que significa la elaboración y transformación de este producto en sus diferentes etapas hasta obtener sus formas finales (barras de construcción, planchas de acero, piezas, perfiles, etc.), a fin de captar todos los problemas técnicos y económicos que serán materia de un estudio exhaustivo. Para ello, se presenta el proceso productivo del Acero Siderúrgico, de manera tal que será de fácil comprensión para el lector en este tema y su campo de aplicación pueda darse una buena impresión del colectivo de la fundición de los metales y el uso de la arena de moldeo en todas sus funciones primordiales de diseño y mantenimiento. Es por ello que este texto, lejos de coartar la creatividad del estudiante e imponer un esquema, pretende sugerir un modelo práctico y flexible del conocimiento de las arenas de moldeo, procesos de ingeniería mecánica formulación de conceptos de la fundición y transformación de cada producción en el diseño y modelado en arena. Asimismo, se propone la aplicabilidad de la soldadura en todas sus generalidades y sus atribuciones en la generación de un nuevo concepto tecnológico de hacer uso moderno de la soldadura. Complementariamente se presenta en este capítulo una breve descripción de las características técnicas principales de las opciones tecnológicas que facilitara al lector de una noción más clara del uso de los equipos, de soldadura y sus elementos afines de uso en la industria de la construcción, proceso de fabricación y consumo de la materia prima de cada equipo a soldar. Las distintas técnicas que existen con los metales se clasifican en grupos principales elementales y son: 4
a. Técnicas de fundición para metales, que es el proceso de transformar los metales en piezas elementales para el uso cotidiano, sin pérdida de materiales. b. Técnicas de conformación, que son aquellas que no suponen pérdida de material ni arranque de viruta por parte de las herramientas. c. Técnicas de unión o soldado, que son aquellas que unen las distintas partes metálicas con material adicional, distinguiéndose las fijas y las móviles. d. Técnicas de conformación con los metales. Se definen estas técnicas como aquellas que no suponen pérdida de material por parte de las máquinas herramientas al operar sobre los metales. Están las siguientes: 1. Forja: Consiste en darle forma a un metal por medio de la acción del calor y la presión, sin llegar a la temperatura de fusión del mismo. Son ejemplos de forja, las espadas, ballestas, etc. Antiguamente las herramientas de que se disponía para llevarla a cabo eran el martillo, el yunque y la fragua con el soplillo. Hoy se utiliza maquinaria de forja. Campana de forja automática SiderPerú 2. Laminado: Consiste en dar forma de lámina a un trozo de metal por medio de unos rodillos de presión y calor, o solo con presión. Ejemplo de esta técnica son las chapas metálicas que se usan en las cubiertas de las viviendas, como recubrimiento, etc. 5
Laminador Duo Stekel para laminación del acero en caliente. SiderPerú El proceso de fundición o moldeo metálico consiste en fundir un metal e introducirlo al crisol de la fundición y esta colada verterlo, ya sea por gravedad o mediante presión, en una cavidad con la forma del objeto a fabricar de tal manera que al solidificarse el metal obtengamos la pieza deseada. Para el estudio de los Procesos de Manufactura sin Arranque de Viruta, basta con que el interesado dé una lectura rápida, comprendiendo y deteniéndose en las figuras, gráficas y las fórmulas básicas deben intentar realizar los ejemplos por si sólo comprobando los planteamientos e intentando comprender el procedimiento seguido. A continúación debe resolver los problemas planteados sin observar los planteamientos, pudiendo consultar la teoría, y el test sin mirar ni la teoría ni los planteamientos. 6