PROCESOS DE MANUFACTURA

Programa de ingeniería industrial

ACTIVIDAD MOMENTO 3

GRUPO:

332571_79

PRESENTADO POR:

CRISTIAN FERNANDO PAEZ CAMAHOCOD 5748272

OSCAR EMILIO NAVARRO GONZALEZCOD 3836927

NESTOR SAMUEL BARON PIRAZANCOD: 4 249 056

LUIS FERNANDO PARRA ARIASCOD 4414583

TUTOR

JHON ERICKSON BARBOSA JAIMES

2014.

Introducción

Con el siguiente trabajo buscamos presentar un producto elaborado con un metal el cual es un elemento que muestra el proceso de una forma clara el cual se ve la transformación de la materia prima es una herramienta importante como lo es un tornillo, mostrando así las características especiales de los metales.Los tornillos Son elementos roscados cuya función mecánica es la unión de dos o más piezas entre sí. Esta unión, normalmente fija y desmontable, puede tener lugar por apriete, presión y guía.

Objetivos

Proponer la fabricación de un producto escogido por el grupo, describiendo y explicandolas fases de manufactura necesarias para su elaboración

Sustentar ampliamente las razones por las cuales se escogieron el o las tecnologías de manufactura para la fabricación del producto, teniendo en cuenta criterios de tipo técnico, económico y ambiental.

Realizar el trabajo colaborativo 2 concerniente a la unidad 2 del módulo de procesos de manufactura, tomando como base o pilares fundamentales de la unidad del curso procesos de configuración.

Conocer las similitudes y diferencias de los procesos de moldeo, laminación y Extrucción, aplicado a los materiales a los que intervienen o actúan y considerando las características comunes de los mismos.

Diseñar y realizar el ejercicio concerniente al proceso de fabricación de una pieza paso a paso como se debe desarrollar y explicar cuáles son elementos importantes para llegar a desarrollar el material o pieza que se está construyendo.

Para cada uno de los seis materiales escogidos en el trabajo colaborativo de la unidad 1 del curso, en donde se identificaron sus características, propiedades y aplicaciones en la industria y el comercio, se debe proponer la fabricación de un producto escogido por el grupo a partir del material respectivo, mencionando y explicando en cada caso, las fases de manufactura necesarias para su producción (configuración, mecanizado y tratamientos posteriores).

El proceso seleccionado fue

Proceso de fabricación de Tornillos y tuercas

TORNILLO: es una pieza cilíndrica o cónica que se usa como elemento de fijación roscado exteriormente el cual es diseñado para ser insertado en los huecos de partes a ensamblar, acoplándose a roscas internas previamente formadas (tuercas) mediante la formación de su propia rosca (autorroscantes).

Se denomina tornillo a un elemento u operador mecánico cilíndrico con una cabeza, generalmente metálico, aunque pueden ser de plástico, utilizado en la fijación temporal de unas piezas con otras, que está dotado de una caña roscada con rosca triangular, que mediante una fuerza de torsión ejercida en su cabeza con una llave adecuada o con un destornillador, se puede introducir en un agujero roscado a su medida o atravesar las piezas y acoplarse a una tuerca

Característica de materia prima para fabricación de tornillería

GradoSAE

Material Tipo de Tornillo

1 Acero de bajo o mediocarbono

Tornillos de cabeza redonda y cuello cuadrado

2 Acero de bajo o mediocarbono

Tornillo de cabeza hexagonal, tornillo disco de arado, tornillo para borne de batería, varillas roscadas

3 Acero de medio carbonotratado térmicamente

Tornillos de cabeza hexagonal, tornilloscentrales, espárragos automotores,

4 Acero de medio carbonoaleado tratado térmicamente

Tornillos de cabeza hexagonal, tornilloscentrales

5 Acero de medio carbonoaleado tratado térmicamente

Tornillos para cadena de tractor o para cuchilla

Fuente: Gutemberto S.A.

FABRICACION DE TRONILLOS: Los tornillos se hacen a partir de lo que se conoce como alambrón de acero, tras pasar 30 horas ablandando en un horno, se le da una serie de baños para evitar la oxidación del acero antes de que se hagan los tornillos.

Los tornillos se realizan moldeando el alambrón a temperatura ambiente. Primero se endereza y posteriormente se cortan en secciones todas iguales para llevarlos a una serie de moldes que lo hacen perfectamente redondo. En estos moldes primero le dibujan un collar, después una forma redondeada en un extremo y finalmente la formas más común, la hexagonal.

Posteriormente la maquina da forma al otro extremo del tornillo. Una maquina llamada punteadora crea el chaflán que es donde se enrosca la tuerca. Este tornillo necesita filetes para que la rosca se pueda enganchar en el, los cuales son dibujados en el mismo por presión (Forja en frio)

FABRICACION DE TUERCAS

Para hacer las tuercas se utiliza un proceso de forja en caliente de tal manera que la barra de acero se divide en pequeños fragmentos llamados postas, que se calientan a 1200 grados centígrados para hacerlos maleables. Unos martillos neumáticos transforma las postas en hexágonos mientras que un troquel hace el orificio, después la roscadora labra la rosca. Las tuercas y tornillos pasan por un horno (870°C / 1 hora) que les da la resistencia final necesaria.

1 procesamiento del alambrón (enderezado, cote, moldeado achaflanado y roscado del tronillo.

2 fabricaciones de tuercas: aplastado de las portas forjado de la forma hexagonal troquelado y roscado. Para la fabricación de pernos y tornillos de deben seguir estos pasos.

Paso 1

Procesamiento del alambrón

El primer paso es tomar el alambrón de acero, ya sea en rollo o en barras y tener lo unas 30 horas en un horno para poder ablandarlo y así poder trabajarlo

Paso 2

En este proceso se prepara el alambrón de acero y varillas, inicialmente se realiza un tratamiento químico en una solución de ácido sulfúrico en una concentración del 18%, temperatura de 20°c y aplicación de inhibidores para que el ácido no ataque el metal, este proceso se realiza para la limpieza superficial de los alambrones y varillas de acero al carbón.

 

Paso 3

Enjuague.

Este proceso tiene como finalidad remover los residuos de ácido que quedan del proceso de desoxidado. Para esto, este proceso consta de un tanque metálico el cual obviamente contiene el agua limpia a temperatura ambiente. Este proceso de igual forma retira los residuos de calamina que puedan estar adheridos al alambrón, esto se hace por medio de una manguera con agua y una escoba plástica.

Paso 4Fosfatado. Revestimiento que forma una capa superficial por inmersión sobre el alambrón y que tiene como finalidad proteger al alambrón de la oxidación. Así mismo, cumple el propósito de comportarse como lubricante en el proceso de trefilación. Este proceso consta de un tanque metálico y el baño depositado se mantiene a una temperatura de 540C a 560C.

Paso 5Encalado.

Recubrimiento que se encarga de fijar el fosfatado al alambrón y al igual que este, forma una película lubricante que garantiza la vida útil de las herramientas mitigando la acción del coeficiente de fricción del acero. Este proceso se realiza en una solución de agua y cal viva en un tanque de 5 m3 a una temperatura de 60°c, en el cual se sumergen los rollos de alambrón para neutralizar la superficie del material y servir de carrier para el trefilado.

Paso 6Trefilado.

En este proceso se reduce el diámetro del alambrón por medio de una hilera, quedetermina la medida de salida del alambre, para el proceso subsiguiente en la zona de calibración. (La hilera es una herramienta construida en carburo de tungsteno).

En este proceso el rollo es colocado en el devanador. Antes de iniciar la operaciónes necesario apuntarlo en la máquina ubicada lateralmente. El alambre avanza a través del recipiente que contiene el lubricante (jabón industrial); la punta se sujeta con la pinza de tiro, la cual hala el rollo inicialmente lento y al cabo de unos cuantos segundos alcanza la velocidad de trabajo requerida y el alambre se va enrollando en la bobina. Una vez culminada la operación se baja el rollo con el

polipasto y procede a amarrarse e identificarse por diámetro y clasificación (en la empresa es llamado calidad).

.

Foto 2. Maquinaria de procesamiento de materia prima de la fábrica de tornillos

Paso 7 Enderezado y corteLa máquina moldeadora, primero endereza el alambre, luego lo corta en trozos ligeramente mas largos que el futuro tornillo (el sobrante se convertirá en la tuerca, por eso el corte ligeramente más grande). 

Paso 8Fabricación en Caliente.

Para la fabricación de estos tornillos se parte de trozos de acero ya dimensionados y por ende no requieren cambios notables en sus dimensiones. Este proceso debe realizarse a las temperaturas acordes al diagrama hierro - carbono para cada tipo de acero.

El proceso de calentamiento debe realizarse de forma progresiva de manera que se homogenice de forma lenta y así que el calor llegue al núcleo.

En caso que la pieza no haya quedado terminada, se procede a calentar nuevamente hasta la temperatura máxima de forja.

Estampado. Es la operación de golpe entre dos elementos que da forma a un material, aplicando su propiedad de plasticidad, con ayuda de un calentamiento previo a altas temperaturas en hornos. Máquinas:

Apuntado. Es la operación de terminación de la punta del tornillo. Máquinas:150 – 153 – TRAUB – RH18

Roscado. Proceso de conformación de espiral en los tornillos estampados o varillas. Máquinas: 30200 – 154 – RFA2 – MCR3 – GRADIZI – JATOR

Desbarbado. Es la operación donde se le da forma hexagonal al tornillo. Máquinas: 132 – 142 – 142A – RH30

Forjado de llaves. Proceso en el cual se hace una copa en la punta de la varilla, con un calentamiento previo.

Los tornillos los definen las siguientes características:

• Diámetro exterior de la caña: en el sistema métrico se expresa en mm y en el sistema inglés en fracciones de pulgada. 

• Tipo de rosca: métrica, Whitworth, trapecial, redonda, en diente de sierra, eléctrica, etc. Las roscas pueden ser exteriores o machos (tornillos) o bien interiores o hembras (tuercas), debiendo ser sus magnitudes coherentes para que ambos elementos puedan enroscarse. 

• Paso de la rosca: Distancia que hay entre dos crestas sucesivas, en el sistema métrico se expresa en mm y en el sistema inglés por el número de hilos que hay en una pulgada.

• Sentido de la hélice de la rosca: a derechas o a izquierdas. Prácticamente casi toda la tornillería tiene rosca aderechas, pero algunos ejes de máquinas tienen alguna vez rosca a izquierda. Los tornillos de las ruedas de los vehículos industriales tienen roscas de diferente sentido en los tornillos de las ruedas de la derecha (a derechas) que en los de la izquierda (a izquierdas). Esto se debe a que de esta forma los tornillos tienden a apretarse cuando las ruedas giran en el sentido de la marcha. Asimismo, la combinación de roscas a derechas y a izquierdas es utilizada en tensores roscados.

 • Material constituyente y resistencia mecánica que tienen: salvo excepciones la mayor parte de tornillos son de acero de diferentes aleaciones y resistencia mecánica. Para madera se utilizan mucho los tornillos de latón.

• Longitud de la caña: es variable.

• Tipo de cabeza: en estrella ó Phillips, bristol, de pala y algunos otros especiales. 

• Tolerancia y calidad de la rosca 

Tipos de tornillos

El término tornillo se utiliza generalmente en forma genérica, son muchas las variedades de materiales, tipos y tamaños que existen.

Una primera clasificación puede ser la siguiente:

Tornillos tirafondos para madera • Autoroscantes y autoperforantes para chapas metálicas y maderas duras • Tornillos tirafondos para paredes y muros de edificios • Tornillos de roscas cilíndricas • Varillas roscadas de 1m de longitud Tornillos para madera

FABRICACIÓN DE TUERCAS

Una tuerca es una pieza con un orificio central, el cual presenta una rosca, que se utiliza para acoplar a un tornillo en forma fija o deslizante. La tuerca permite sujetar y fijar uniones de elementos desmontables. En ocasiones puede agregarse una arandela para que la unión cierre mejor y quede fija. Las tuercas se fabrican en grandes producciones con máquinas y procesos muy automatizados

Paso 1Aplastado de las postasEn el caso de las tuercas, todo comienza con lo que llamamos “postas”, estas se aplastan primeramente, y luego se les da la forma hexagonal

La posta se aplasta en una primera instancia 

Paso 2

Forjado de la forma HexagonalLuego se realiza el forjado de su forma hexagonal, mediante 8 martillos neumáticos que golpean la posta 

Paso 3

TroqueladoComo próximo paso, se troquela el orificio en su

centro, con el proceso de aplastado, y troquelado se realizan en las tuercas, también el suple y otras piezas. 

Paso 4

RoscadoFinalmente, con la roscadora, se ha creado el hilo de la tuerca, obteniendo una tuerca hexagonal

Tipos de tuercas

Las tuercas se fabrican en grandes producciones con máquinas y procesos muy automatizados y aunque se puede roscar una tuerca con un macho, esa práctica ya casi no se usa, porque en los comercios especializados es fácil y barato adquirir la tuerca que se desee.Se producen los siguientes tipos de tuercas:

Tuercas ciegas, almenadas y otras.• Tuerca hexagonal DIN 934 • Tuerca especial alt. inferior DIN 439 • Tuerca ciega DIN 1587 • Tuerca mariposa DIN 315 • Tuerca auto seguro DIN 985 • Tuerca sondable DIN 929 • Tuerca almenada DIN 935 

Existen 4 características básicas para identificar una tuerca:

• El número de caras. En la mayoría de las tuercas suele ser 6 (tuercahexagonal) ó 4 (tuerca cuadrada). Sobre estos modelos básicos se pueden introducir diversas variaciones. (ciega, con reborde, almenada, estriada, moleteada, redonda con agujeros, moleteadaranurada. Un modelo de tuerca muy empleado es la palomilla (rueda de las bicicletas, tendederos de ropa...), que contiene dos planos salientes para facilitar el giro de la tuerca empleando solamente las manos. 

• El grosor de la tuerca. 

• El diámetro hace referencia al diámetro del tornillo que encaja en ella. Este diámetro no es el del agujero, sino el que aparece entre los fondos de la rosca. 

• El tipo de rosca que tiene que coincidir con el del tornillo al que se acopla.

Conclusiones

Después de haber visto paso a paso el proceso de configuración de un tornillo pudimos ver todas las características de un metal, sabiendo que al momento de someterlo a una cierta temperatura, podemos transformarlo y ajustarlo a lo que se requiera.

En caso de los tornillos pudimos ver aspecto como la dureza, resistencia, tenacidad y otras características que hacen la importancia de estudiar los procesos de manufactura.

Por este motivo decimos que escogimos los tornillos, como una muestra de que los metales conservan sus características esenciales después de someterlos a un proceso.

Es claro también que los tornillos lo podemos hacer de diferentes aleaciones dependiendo para el caso que los necesitemos.

Bibliografía

http://repository.lasalle.edu.co/bitstream/handle/ 10185/4544/00780199.pdf;jsessionid=AE75F07663CCA60390E710A41EF33A0C?sequence=1

http://www.celo-apolo.es/content/ficha/files/es/Proceso-de-fabricacion-de- un-tornillo.pdf

http://wiki.ead.pucv.cl/index.php/Archivo:Tuerca_estado_2.jpg