Fuerzas de Corte y Maquinabilidad
1.- ¿Cuál es la importancia de las fuerzas de corte en un maquinado?
Las fuerzas de corte son fundamentales porque determinan la cantidad de energía necesaria para remover material o cortar, afectan el desgaste de la herramienta y la calidad de la pieza, y también influyen en la temperatura generada durante el proceso de maquinado.
2.- Menciona las fuerzas que actúan directamente sobre la herramienta.
1.- Fuerza radial (Fr). Se origina por la acción de la penetración de la herramienta para generar el corte y, como su nombre lo señala, actúa en el eje radial de la pieza.
2.- Fuerza longitudinal (Fl). Es la que se produce por el avance de la herramienta y su actuación es sobre el eje longitudinal de la pieza.
3.- Fuerza tangencial (Ft). Es la fuerza más importante en el corte y se produce por la acción de la pieza sobre la herramienta en la tangente de la pieza.
3.- ¿Cómo se produce el arranque de viruta?
El arranque de viruta ocurre cuando la herramienta de corte entra en contacto con el material, aplicando una fuerza que supera la resistencia del material. Esto provoca que una pequeña capa de material se desprenda en forma de viruta.
4.- ¿Qué es la maquinabilidad?
Es una propiedad de los materiales que permite comparar la facilidad con que pueden ser mecanizados por arranque de viruta.
5.- ¿Cuáles son los factores que pueden definir en términos generales la maquinabilidad de un material?
- El acabado superficial y la integridad superficial de la parte maquinada.
- La vida útil de la herramienta.
- La fuerza y potencia requeridas.
- El nivel de dificultad de control de la viruta.
6.- Describe la maquinabilidad en los aceros, aceros inoxidables y hierros fundidos.
Aceros: Generalmente buenos para maquinar, aunque los aceros de alta dureza son más difíciles de maquinar, lo que puede originar un desgaste abrasivo a la herramienta debido a la presencia de carburos en el acero.
Aceros Inoxidables: Tienen una maquinabilidad más baja debido a su alta dureza y tendencia a formar virutas duras y pegajosas.
Hierros fundidos: Tienen buena maquinabilidad, especialmente los hierros fundidos grises, debido a su estructura y la facilidad con la que las virutas se separan.
7.- Describe la maquinabilidad en los metales no ferrosos.
Los metales no ferrosos, como el aluminio, cobre, latón y zinc, generalmente tienen una maquinabilidad superior debido a su menor dureza, lo que permite una mayor velocidad de corte y un mejor acabado superficial.
8.- ¿Qué importancia tiene el acabado superficial en un maquinado?
El acabado superficial es crucial para garantizar las dimensiones precisas de la pieza, reducir el desgaste, mejorar las propiedades mecánicas (como la fatiga) y proporcionar un buen aspecto estético. Además, un buen acabado puede mejorar la resistencia a la corrosión.
9.- ¿Cómo determinamos la vida útil de una herramienta?
La vida útil de una herramienta se determina midiendo su desgaste (como el del flanco) durante el uso y definiendo un límite aceptable antes de que afecte la calidad o productividad. Factores clave: material, condiciones de corte y mantenimiento.
10.- ¿Qué movimientos se determinan con los ejes x, y, z en una máquina herramienta?
Eje X: Movimiento horizontal, generalmente hacia la izquierda o derecha.
Eje Y: Movimiento horizontal, hacia adelante o hacia atrás.
Eje Z: Movimiento vertical, hacia arriba o hacia abajo.
Manufactura y Diseño
1.- ¿Qué es la manufactura?
Proceso de fabricación de un producto que se realiza con las manos o con ayuda de máquinas. En un sentido completo, es el proceso de convertir materias primas en productos.
2.- Enumera las fases del diseño de un producto.
- Identificación de oportunidades.
- Evaluación y selección.
- Desarrollo e ingeniería del producto y del proceso.
- Pruebas y evaluación.
- Comienzo de la producción.
3.- ¿Qué es lo que debemos cuidar al seleccionar un material?
- Viabilidad comercial: mercado producto
- Viabilidad económica: coste-beneficio
- Viabilidad técnica: capacidad técnica y tecnológica adecuada para la fabricación del producto.
- Valoración de las reacciones de la competencia.
4.- ¿De qué depende el costo total de un producto?
Un análisis del costo de ciclo de vida es recomendable, para evaluar los costos del material y aquellos relativos al mantenimiento, reemplazo, vida de servicio, etc.
5.- ¿Qué factores determinan la obtención económica de un producto?
- Análisis estratégico del proceso productivo.
- Estudio de la cadena de valor (internos y externos).
- Estrategias de modernización:
- Planificación de la capacidad.
- Ubicación y distribución de instalaciones.
- Planeación de la producción.
- Diseño del producto y procesos.
- Gestión de inventarios.
- Sistemas de información.
6.- ¿Qué relación tiene la producción, la productividad y los sistemas productivos para obtener un producto?
Los sistemas productivos implementan estrategias que optimizan los recursos (productividad), asegurando que el proceso de producción cumpla con los objetivos de cantidad, calidad y demanda del mercado para obtener un producto competitivo.
7.- ¿Qué es la globalización y qué relación tiene con la manufactura?
La globalización es la integración de países a través del intercambio de bienes, servicios, tecnología e información, lo que impulsa a la manufactura a ser más competitiva, reducir costos mediante cadenas de suministro internacionales, acceder a tecnologías avanzadas, especializarse según las ventajas de cada país y adaptarse con flexibilidad a las demandas de los mercados globales.
Seguridad Industrial y Materiales
8.- ¿Cómo definirías a la Seguridad Industrial?
Conjunto de actividades dedicadas a la identificación, evaluación y control de los factores de riesgo que pueden ocasionar accidentes de trabajo.
9.- Completa las siguientes definiciones:
Acto Inseguro: violar una norma de seguridad, llevar a cabo operaciones sin previo adiestramiento o sin autorización, etc.
Condición Insegura: Son las condiciones de inseguridad de las instalaciones, maquinaria y locales de trabajo.
Accidente: Acontecimiento no deseado, no planeado, que resulta en daño a las personas, a la propiedad, al ambiente o paros del proceso.
Pérdida: Derroche innecesario de cualquier recurso.
Peligro: Fuente o situación con potencial de daño en términos de lesión, daños a la salud.
Riesgo: Combinación de la probabilidad y consecuencias de un evento identificado como peligroso
Requisitos de un EPP.
Proporcionar máximo confort y su peso debe ser el mínimo compatible con laeficiencia en la protección. No debe restringir los movimientos el trabajador.Debe ser durable.Debe ser construido de acuerdo con las normas de construcción.Debe tener apariencia atractiva.
Clasificación de los EPP.
• Protección de la cabeza
• Protección de ojos y cara
• Protección de oídos
• Protección de las vías respiratorias
• Protección de manos y brazos
• Protección de pies y piernas
• Cinturones de seguridad para trabajo en altura
• Ropa de trabajo ropa protectora
11.- Menciona los cuatro peligros que se identifican en los procesos de
manufactura. Coloca dos ejemplos de cada uno.
Físicos: Maquinaria sin protección; ruido excesivo.
Químicos: Vapores tóxicos; derrames corrosivos.
Biológicos: Moho; materiales contaminados.
Ergonómicos: Movimientos repetitivos; mala postura.
12.- Menciona al menos cuatro de los minerales más abundantes de la corteza terrestre.Cuarzo, Feldespato, Mica, Calcita, Olivino y Granates.
13.- ¿Cuáles son las principales características de los metales de acuerdo a sus propiedades mecánicas, físicas y químicas?
Mecánicas: Dúctiles, maleables, tenaces y duros.
Físicas: Conductores de calor/electricidad, densos, brillantes y con alto punto de fusión.
Químicas: Reactivos, forman óxidos, aleables y pueden corroerse.
14.- ¿Cuáles son los principales procesos de extracción de minerales?
Extracción de mineral a cielo abierto.Extracción de mineral del subsuelo.Extracción por cernido.Lixiviación.Flotación.
15.- Menciona al menos cuatro características del hierro.
Ductilidad y maleabilidad: Fácil de moldear en hilos o láminas.
Alta resistencia: Soporta cargas pesadas y esfuerzos mecánicos.
Magnetismo: Es ferromagnético, atraído por imanes.
Tendencia a la corrosión: Se oxida fácilmente en presencia de aire y humedad.Abundancia.Buen conductor.
16.- ¿Cómo se lleva a cabo el proceso de reducción directa y porque al producto obtenido se le llama Hierro Esponja?
El proceso de reducción directa consiste en reducir el óxido de hierro con un gas reductor, como hidrógeno o gas natural, a temperaturas relativamente bajas (800-1000 °C), produciendo hierro metálico.
El producto se llama Hierro Esponja debido a su estructura porosa, similar a una esponja, resultado de la no fusión completa del hierro durante el proceso.
17.- Este sistema es responsable de casi todo el acero fabricado en la actualidad.
El sistema de fabricación de acero más utilizado en la actualidad es el Proceso de Horno de Arco Eléctrico (EAF, por sus siglas en inglés). Este proceso se basa en la fusión de chatarra metálica reciclada mediante el uso de electricidad en un horno de arco, lo que permite producir acero de manera eficiente y con menor impacto ambiental en comparación con métodos tradicionales como el alto horno.
18.- ¿Cómo se clasifican los materiales industriales y menciona al menos 5 de los más usados?
Los materiales industriales se clasifican en metales, polímeros, cerámicos y compuestos.
Los más usados son el acero, aluminio, plástico, hormigón y fibra de carbono.
19.- ¿Qué significan las siguientes siglas AISI/SAE?
*AISI: American Iron and Steel Institute (Instituto Americano del Hierro y el Acero).
*SAE: Society of Automotive Engineers (Sociedad de Ingenieros de Automóviles).
Estas organizaciones colaboraron para desarrollar un sistema de numeración que clasifica los aceros según su composición química y propiedades.
20.- ¿Cuáles son algunas de las características que encontramos en los aceros para herramientas?
Los aceros para herramientas se caracterizan por su alta dureza, resistencia al impacto, resistencia al calor, tenacidad y resistencia a la corrosión, lo que los hace ideales para fabricar herramientas duraderas y resistentes.
22-¿Qué importancia tiene el artículo 123 de la constitución para la vida laboral?
El artículo 123 de la Constitución protege a los trabajadores al garantizar salarios justos, horarios adecuados, descansos, vacaciones, aguinaldo y seguridad en el trabajo. También prohíbe el trabajo infantil y permite la creación de sindicatos, asegurando condiciones laborales dignas y justas.
23.-Menciona los métodos de extinción y qué relación tienen con el triángulo de fuego.
Los métodos de extinción son enfriar (quitar calor con agua), sofocar (quitar oxígeno con espuma o CO₂), retirar el combustible (eliminar lo que arde) e inhibir la reacción química (usar polvo químico). Se relacionan con el triángulo de fuego porque eliminan alguno de sus elementos: calor, oxígeno, combustible o reacción.
24.- ¿Cuáles son elementos que intervienen en el proceso de fundición con alto horno?
Mineral de hierro.
Coque (combustible).
Fundente (caliza).
Aire caliente (oxidante).
25.- ¿En qué consiste el reciclado de metales?
Es el proceso de recolectar, procesar y reutilizar metales para fabricar nuevos productos, reduciendo costos y contaminación, así como hacer que los metales no pierdan sus propiedades.
26.- Menciona al menos cinco metales no ferrosos que tienen más presencia en la industria manufacturera.
Cobre (y sus aleaciones), aluminio, estaño, plomo, cinc, níquel, cromo, titanio y magnesio.
27.- ¿Cuáles son las características más importantes de los metales no ferrosos (menciona al menos cuatro).
1. Resistentes a la corrosión.
2. Ligeros (ej. aluminio).
3. Buenas propiedades térmicas y eléctricas.
4. Maleables y fáciles de trabajar.
28.- ¿Qué similitudes y diferencias hay entre el hierro y los metales no ferrosos? Menciona tres de cada una.
Similitudes:
1. Ambos se usan en la industria.
2. Son reciclables.
3. Conducen calor y electricidad.
Diferencias:
1. El hierro es ferromagnético; los no ferrosos no lo son.
2. El hierro es más pesado; muchos no ferrosos son ligeros.
3. Los metales no ferrosos resisten mejor la corrosión.
29.- ¿En qué consiste el trabajo en caliente?
Es el proceso de deformar un material a altas temperaturas (por encima de su temperatura de recristalización) para hacerlo más maleable y evitar fracturas.
30.- ¿En qué consiste el trabajo en frío?
Es el proceso de deformar un material a temperatura ambiente o baja, aumentando su resistencia y dureza por endurecimiento por deformación.
31.- ¿Cómo se lleva a cabo el proceso de laminación?
Consiste en pasar un material entre rodillos para reducir su espesor y darle forma. Puede ser en caliente (más maleable) o en frío (mayor resistencia).
32.- ¿Qué diferencia encontramos entre una lámina y una placa?
Lámina: Menor espesor, más flexible.
Placa: Mayor espesor, más rígida.
33.- ¿Qué es la forja y cuantos tipos encontramos?
La forja es la deformación de un metal mediante golpes o presión para darle forma. Tipos:
1. Forja en caliente.
2. Forja en frío.
3. Forja libre.
4. Forja en matriz cerrada.
34.- ¿Qué ventajas y desventajas encontramos en la forja?
Ventajas: Mejora la resistencia del material, elimina defectos internos y permite formas complejas.
Desventajas: Alto costo, requiere mucha energía y herramientas específicas.
35.- ¿Cómo se lleva a cabo el proceso de extrusión?
En el proceso de extrusión, el material (generalmente metálico o plástico) se coloca en un recipiente y se empuja a través de un molde con la forma deseada, creando una pieza continua con una sección transversal uniforme. Puede realizarse en caliente o en frío, dependiendo del material y las características que se deseen
36.- ¿Cómo se lleva a cabo el proceso de los tubos con costura?
Se fabrican a partir de una chapa metálica que se enrolla en forma de tubo y luego se suelda por el borde, formando una costura visible en el tubo.
37.- ¿Qué ventaja tenemos con el tubo con costura helicoidal?
La ventaja es que permite fabricar tubos largos y de gran diámetro, con una costura en espiral que ofrece mayor resistencia y es más económico, además que pueden estar diseñados para ser herméticos al vapor o mantener una presión interna.
38.- ¿Cómo se lleva a cabo el proceso de los tubos sin costura?
En este proceso, se utiliza una barra de metal que se perfora en su centro y luego se estira a través de una matriz para formar un tubo sin costura.
39.- ¿Qué ventajas y desventajas encontramos en los tubos con costura y sin costura?
Tubos con costura:
*Ventajas: Más económicos y adecuados para diámetros grandes.
*Desventajas: La costura puede ser un punto débil.
Tubos sin costura:
*Ventajas: Mayor resistencia y fiabilidad.
*Desventajas: Más costosos y complejos de fabricar.
40.- ¿Cómo se lleva a cabo el proceso Mannesmann para la fabricación de tubos?
El proceso Mannesmann implica el uso de rodillos para perforar una barra de metal caliente y luego expandirla a través de un molde, sin necesidad de soldadura, formando tubos sin costura.
41.- ¿En qué consiste el proceso de embutido?
El embutido es un proceso en el que se forma una pieza de metal al forzarla a pasar a través de un molde, cambiando su forma sin romperla, como en la fabricación de latas o componentes automotrices. Esta operación consiste en transformar una chapa metálica plana en una pieza tridimensional
42.- ¿Cómo se lleva a cabo el proceso de formado por compresión, doblado o curvado?
Compresión: El material se comprime para reducir su volumen y cambiar su forma.
Doblado: Se aplica una fuerza para doblar el material en una forma específica.
Curvado: Similar al doblado, pero se realiza para obtener curvas más suaves y uniformes.
43.- Explica que es lo pasa en el conformado por cizalladura o corte y en el conformado por estirado.
Cizalladura o corte: Se utiliza una herramienta de corte para separar o dividir el material.
Estirado: Se estira el material a través de una prensa para alargarlo y reducir su espesor.
44.- ¿En qué materiales se pueden utilizar los procesos de conformado en frio y en caliente?
*Conformado en frío: Se usa principalmente en metales como acero, aluminio, cobre, y materiales que no requieren temperaturas elevadas.
*Conformado en caliente: Se usa en metales como acero, hierro, aluminio, y otros que requieren altas temperaturas para ser moldeados.
45.- Explica el principio de Pascal.
El principio de Pascal establece que cualquier cambio de presión en un fluido se transmite de manera uniforme en todas las direcciones, lo que se utiliza en sistemas hidráulicos.
46.- ¿Cuál es el principio y propósito de las prensas?
El principio de las prensas es aplicar una fuerza para deformar materiales mediante presión. El propósito es dar forma a los materiales o realizar cortes, perforaciones y otros procesos.
47.- Describe cómo se lleva a cabo el proceso de fundición.
La fundición consiste en derretir un metal y verterlo en un molde con la forma deseada. Después de enfriarse, el metal toma la forma del molde y se puede usar para fabricar piezas.
48.- ¿Cuáles son las ventajas del proceso de fundición?
Las ventajas incluyen la capacidad de fabricar piezas complejas, la reducción de costos en materiales y la versatilidad en la producción de diversos tamaños y formas.
49.- ¿Cuáles son las desventajas del proceso de fundición?
Las desventajas son que puede haber defectos internos, el proceso es relativamente lento y puede generar piezas con una resistencia menor en comparación con otros procesos.
50.- ¿Cuáles son las dos categorías en la que se divide la fundición de acuerdo al tipo de molde?
1. Fundición en moldes permanentes (moldes reutilizables).
2. Fundición en moldes desechables (moldes que se destruyen después del vertido).
51.- ¿Cuáles son los indicadores que determinan la calidad de la arena para el molde?
1. Granulometría: El tamaño de las partículas de arena.
2. Composición química: La presencia de impurezas que pueden afectar la calidad del molde.
3. Humedad: La cantidad de agua presente, que afecta la cohesión de la mezcla.
4. Resistencia: Capacidad de la arena para mantener su forma bajo la presión del metal fundido.
5. Plasticidad: La capacidad de la arena para adaptarse a la forma del molde sin romperse.
52.- ¿Por qué al proceso de arena en verde se le llama así?
Se le llama «arena en verde» porque el molde está formado con una mezcla de arena, agua y arcilla, y no se seca antes de verter el metal. El «verde» hace referencia al estado húmedo de la arena antes de endurecerse al contacto con el metal caliente.
53.- ¿Para qué sirve la mazarota?
La mazarota es una pieza añadida al molde de fundición para crear un espacio vacío dentro de la pieza fundida, lo que facilita la eliminación de impurezas y permite la expansión del metal al solidificarse.
54.- Menciona al menos cinco tipos de moldes para fundición.
1. Molde de arena.
2. Molde de cera perdida.
3. Molde de metal.
4. Molde de yeso.
5. Molde de cerámica.
55.- Menciona al menos cinco tipos de hornos usados en la fundición.
1. Horno de inducción.
2. Horno de arco eléctrico.
3. Horno de reverbero.
4. Horno de cubilote.
5. Horno de crisol.
56.- ¿Cuáles son los metales más usados en las aleaciones no ferrosas?
1. Cobre.
2. Aluminio.
3. Zinc.
4. Níquel.
5. Plomo.
57.- ¿Cuáles son las temperaturas de fusión de los siguientes metales: acero, cobre, aluminio, plata
y estaño?
1. Acero: 1,370 – 1,540°C.
2. Cobre: 1,083°C.
3. Aluminio: 660°C.
4. Plata: 962°C.
5. Estaño: 231.9°C.
58.- ¿Cuál es la principal aplicación del método de cera perdida y yeso refractario?
La principal aplicación es la fabricación de piezas complejas con alta precisión, como en la industria de la joyería, la aeroespacial y la automotriz.
59.- ¿Cuál es la función del CO2 en el método Shell-molding y moldes endurecidos?
El CO2 se utiliza para endurecer la mezcla de arena y resina, ayudando a formar moldes de alta precisión y resistencia en el proceso de fundición.
60.- ¿Cómo se lleva a cabo la pulvimetalurgia?
La pulvimetalurgia es un proceso en el que los metales se pulverizan en partículas finas, luego se compactan en moldes y se someten a un tratamiento térmico para formar piezas sólidas. Este proceso es utilizado para fabricar componentes con formas complejas o materiales compuestos.
61.- ¿Cuáles son los metales o materiales que se ocupan principalmente en el conformado de piezas a partir de polvos metálicos?
Generalmente se realiza de metales puros, principalmente Hierro, Cobre, Estaño, Aluminio, Níquel, Titanio, Latones, Bronces, Aceros, Aceros inoxidables.
62.- Describe y enumera todo el proceso de pulvimetalurgia.
1. Producción de polvo metálico: Los metales se muelen o atomizan para formar partículas finas.
2. Mezcla de polvos: Los polvos metálicos se mezclan con aditivos como lubricantes o agentes para mejorar las propiedades de la pieza final.
3. Compactación: La mezcla de polvos se coloca en un molde y se somete a presión para formar la pieza verde.
4. Sinterización: La pieza verde se calienta a altas temperaturas para fusionar las partículas de polvo, mejorando la resistencia y rigidez.
5. Acabado: Se realiza un tratamiento adicional para ajustar las dimensiones y propiedades finales de la pieza.
63.-Menciona al menos diez productos elaborados con pulvimetalurgia.
1. Engranajes. 2. Filtros. 3. Piezas de automóviles. 4. Herramientas de corte. 5. Componentes electrónicos. 6. Piezas de maquinaria. 7. Componentes de frenos. 8. Juntas. 9. Imán permanente. 10. Piezas para la industria aeroespacial.
64.- ¿Cuáles son las ventajas del conformado de piezas a partir de polvos metálicos?
1. Alta precisión y tolerancia en las piezas.
2. Reducción de desperdicio de material.
3. Capacidad para crear formas complejas.
4. Costos bajos en grandes volúmenes de producción.
5. Menor necesidad de procesos de acabado.
65.- ¿Cuáles son las desventajas del conformado de piezas a partir de polvos metálicos?
1. Limitación en el tamaño de las piezas.
2. Menor resistencia en comparación con piezas fabricadas por otros métodos.
3. Requiere altos costos en la producción de polvos metálicos.
4. Algunas propiedades mecánicas pueden ser inferiores a las de las piezas fundidas o forjadas.
66.- Menciona algunas de las temperaturas ideales para el sinterizados de algunos metales como,
por ejemplo: Hierro, Acero inoxidable, Cobre, Carburo de tungsteno.
1. Hierro: 1,100 – 1,200°C.
2. Acero inoxidable: 1,200 – 1,400°C.
3. Cobre: 800 – 1,000°C.
4. Carburo tungsteno: 1,400 – 1,500°C.
67.- ¿Cuál es la composición de una rueda abrasiva?
Una rueda abrasiva está compuesta por:
1. Grano abrasivo: Material duro que realiza el corte o abrasión (como corindón, carburo de silicio).
2. Vinculante: Material que mantiene unidos los granos abrasivos (como resina, vitrificado o metal).
3. Porosidad: Espacios vacíos que permiten la evacuación del material removido
68.- ¿Qué significa la siguiente especificación de una rueda abrasiva 89 A 60 K 5 V A1?
1. 89: El diámetro de la rueda (en milímetros).
2. A: Tipo de grano abrasivo (en este caso, corindón).
3. 60: Grado de dureza (menor número, más blanda).
4. K: Tipo de vínculo (resina o vitrificado).
5. 5: El tipo de porosidad (menor número, más porosa).
6. V: El tipo de estructura o la forma de la rueda (por ejemplo, plana o cónica).
7. A1: La clasificación del grano (puede indicar la forma y la clasificación del grano abrasivo.