domingo, 17 de marzo de 2013
DENSIDAD
En física y química, la densidad (símbolo ρ) es una magnitud escalar referida a la cantidad de masacontenida en un determinado volumen de una sustancia. La densidad media es la razón entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.
Si un cuerpo no tiene una distribución uniforme de la masa en todos sus puntos la densidad alrededor de un punto puede diferir de la densidad media. Si se considera una sucesión pequeños volúmenes decrecientes 
(convergiendo hacia un volumen muy pequeño) y estén centrados alrededor de un punto, siendo 
la masa contenida en cada uno de los volúmenes anteriores, la densidad en el punto común a todos esos volúmenes:
(convergiendo hacia un volumen muy pequeño) y estén centrados alrededor de un punto, siendo la masa contenida en cada uno de los volúmenes anteriores, la densidad en el punto común a todos esos volúmenes:
Como ejemplo, un objeto de plomo es más denso que otro de corcho, con independencia del tamaño y masa.
FRICCION
Fricción es el acto de restregar, o sea pasar con fuerza varias
veces una cosa encima de una superficie.
De las dos superficies en contacto, al menos una debe moverse. Se puede ejercer
fricción al pasar repetidamente las manos por los ojos, o friccionar una zona
dolorosa o lastimada del cuerpo con algún medicamento para que penetre por la piel
o friccionar dos piedras para producir fuego.
En la fricción se rozan dos superficies, que generan una
fuerza. Conocemos dentro de los juguetes a los autos a fricción que logran
andar, gracias a esa fuerza que puede vencer la fricción estática,
al impulsar el juguete en dirección atrás.
La fricción dinámica, que es menor que la estática, aparece cuando el
cuerpo ya se está moviendo. Al contactarse las superficies, si éstas no son
totalmente lisas, presentando imperfecciones, generalmente pequeñas, se genera
una fuerza que se opone al movimiento en
forma de ángulo y es opuesta en su dirección al movimiento. Es una resistencia
a ese movimiento que tendrá éxito si la fuerza aplicada es la necesaria.
También se usa por extensión la palabra fricción
para designar los conflictos entre personas, funcionarios o Estados, lo que
significa que existen roces o desavenencias entre ellos, que pueden ser
solucionados por medios pacíficos o violentos.
También fue el nombre de
una banda musical argentina,
nacida en 1985 y consagrada un año más tarde como revelación. Entre sus
integrantes estaban Richard Coleman (en voz y guitarra) acompañado por la
guitarra de Gustavo Cerati y Gonzalo Palacios en el saxo, entre otros.
RESISTENCIA A LA FLICCION
Esfuerzo de fibra máximo desarrollado en una probeta
justo antes de que se agriete o se rompa en un ensayo de flexión. Para aquellos
materiales que no se rompen en el ensayo de flexión, se reporta la resistencia
de fluencia en flexión en lugar de la resistencia a la flexión. Sinónimo de
módulo de ruptura.
CONDUCTIVIDAD ELECTRONICA
La conductividad eléctrica es una medida de la capacidad
de un material que deja pasar la corriente eléctrica, su aptitud para dejar
circular libremente las cargas eléctricas. La conductividad depende de la
estructura atómica y molecular del material, los metales son buenos conductores
porque tienen una estructura con muchos electrones con vínculos débiles y esto
permite su movimiento. La conductividad también depende de otros factores
físicos del propio material y de la temperatura.
La conductividad es la inversa de la resistividad, por
tanto , y su unidad es el S/m (siemens por metro) o Ω-1·m-1. Usualmente la
magnitud de la conductividad (σ) es la proporcionalidad entre el campo
eléctrico y la densidad de corriente de
conducción
CONDUCTIVIDAD TERMICA
La conductividad térmica es una propiedad física de los
materiales que mide la capacidad de conducción de calor. En otras palabras la
conductividad térmica es también la capacidad de una sustancia de transferir la
energía cinética de sus moléculas a otras moléculas adyacentes o a substancias
con las que no está en contacto. En el Sistema Internacional de Unidades la
conductividad térmica se mide en W/(K·m) ( equivalente a J/(s·°C·m) )
La conductividad térmica es una magnitud intensiva. Su
magnitud inversa es la resistividad térmica, que es la capacidad de los
materiales para oponerse al paso del calor. Para un material isótropo la
conductividad térmica es un escalar k definido como:
donde:
, es el flujo de calor (por unidad de tiempo y unidad de
área).
, es el gradiente de temperatura.
DUREZA
Por dureza de las
sustancias se entiende la mayor o menor resistencia que oponen a ser rayados.
La dureza de las
sustancias se obtiene mediante un método comparativo, es decir, intentando
rayar la superficie de una sustancia con un fragmento de una sustancia de
dureza conocida.
EXTRUCCIÓN
Es un
proceso por comprensión en el cual el metal de trabajo es forzado a fluir a
través de la abertura de un dado para darle forma a su sección transversal.
Ejemplo de este proceso son secciones huecas, como tubos,
y una variedad de formas en la sección transversal.
Los tipos de extrusión dependen básicamente de la
geometría y del material a procesar.
Existe el proceso de extrusión directa, extrusión
indirecta, y para ambos casos la extrusión en caliente para metales (a alta
temperatura).
En la extrusión directa, se deposita en un recipiente un
lingote en bruto llamado tocho, que será comprimido por un pistón.
Al ser comprimido, el material se forzara a fluir por el
otro extremo adoptando la forma que tenga la geometría del dado.
Proceso de extrusión
La extrusión indirecta o inversa consiste en un dado
impresor que está montado directamente
sobre el embolo. La presión ejercida por el embolo se aplica en sentido
contrario al flujo del material. El tocho se coloca en el fondo del dado
contenedor.
En la extrusión indirecta, el lingote no se mueve a
través del recipiente, por lo tanto, no hay fricción en la paredes de este y la
fuerza del pistón es menor que en la extrusión directa.
FORJADO
Fue el primero de los procesos de tipo
comprensión indirecta y es probablemente el método más antiguo de formado de
metales involucra la aplicación de
esfuerzos de comprensión que exceden la resistencia de fluencia del metal.
En este proceso de formado se comprime el material entre
dos dados, para que tome la forma deseada.
Existen tres tipos de operación de forjado las cuales
son:
Forjado a dado abierto: el material se comprime entre dos
planos permitiendo que el material fluya sin restricción en sus caras
laterales.
Forjado de dado abierto: el dado de comprensión ejerce
una fuerza sobre la superficie de la pieza, haciendo que esta tome sobe la
forma del dado. A pesar de que aumenta la restricción del metal, es posible que
este fluya más allá del dado impresor lo que causa un exceso de material
(rebaba).
La mayoría de operaciones de forjado se realiza en caliente, dada la deformación demandada en el proceso y la necesidad de reducir la resistencia e incrementar la ductilidad del metal. Sin embargo este proceso se puede utilizar en frio, la ventaja es la mayor resistencia del componente, que resulta del endurecimiento por deformación.
PROCESOS DE DEFORMACIÓN VOLUMETRICA
Los procesos de conformado de bloque provocan
deformaciones y cambios drásticos de forma en los materiales. Las formas
iniciales de las piezas son, en este caso, barras rectangulares y cilíndricas,
para operaciones de deformación como laminado, forjado, extrusión y estira (trefilado).
Los procesos de deformación de bloques se realizan en
operaciones de trabajo en frio y caliente.
El trabajo en frio se realiza cuando hay la necesidad de
mejorar las propiedades mecánicas o alcanzar un
buen acabado superficial.
El trabajo en caliente se requiere cuando se involucra la
deformación volumétrica de grandes piezas de trabajo.
Laminado: es un proceso en el que se reduce el espesor de una pieza
larga a través de fuerzas de comprensión ejercidas por un juego de rodillos,
que giran apretando y halando las piezas entre ellos.
El resultado del laminado puede ser una pieza terminada
(por ejemplo, el papel aluminio utilizado para la envoltura de alimentos y
cigarrillos), y en otras, es la materia prima de procesos posteriores, como el
troquelado, el doblad y la embutición.
EMBUTIDO
El embutido consiste en colocar la lámina de metal sobre un
dado y luego presionándolo hacia la cavidad con ayuda de un punzón que tiene la
forma en la cual quedara formada la lámina.
Un ejemplo claro del embutido es la fabricación de una pieza metálica. Para este caso, un blanco de diámetro
es un embutido en un dado por un
punzón de diámetro
. Los radios en la esquina del
dado y el punzón están dados por
y
. El punzón ejerce una fuerza F
hacia abajo para lograr la deformación del metal; además una fuerza
es aplicada hacia abajo por la
placa sujetadora, que estabilizará el flujo de la lámina para que este sea
parejo. El punzón baja hasta que la lámina ha quedado introducida en la luz
entre punzón y matriz, y el resultado es
una pieza fabricad en forma de cilindro de diámetro.
El número de etapas de embutición depende de la relación que exista entre la magnitud del disco y de las dimensiones de la pieza embutida, de la facilidad de embutición, del material y del espesor de la chapa. Es decir, cuanto más complicadas las formas y más profundidad sea necesaria, tanto más etapas serán incluidas en dicho proceso.
Partes del dispositivo de embutición:
Un ejemplo claro del embutido es la fabricación de una pieza metálica. Para este caso, un blanco de diámetro
El número de etapas de embutición depende de la relación que exista entre la magnitud del disco y de las dimensiones de la pieza embutida, de la facilidad de embutición, del material y del espesor de la chapa. Es decir, cuanto más complicadas las formas y más profundidad sea necesaria, tanto más etapas serán incluidas en dicho proceso.
Partes del dispositivo de embutición:
Punzón.
Matriz o hembra de doblado.
Pines guías.
Placa sujetadora del
material bruto.DOBLADO
El doblado de metales es la deformación de
láminas alrededor de un determinado ángulo. Los ángulos pueden ser clasificados
como abiertos (si son mayores a 90 grados), cerrados (menores de 90°) o rectos. Durante la operación, las fibras
externas del material están en tensión, mientras que las interiores están en
compresión. El doblado no produce cambios significativos en el espesor de la
lámina metálica.
Existen diferentes
formas de doblado las más comunes son: doblado entre dos formas y doblado deslizante.
Doblado entre dos formas: la lámina metálica es deformada
entre un punzón en forma d V u otra
forma y un dado. Con este punzón se puede doblar desde ángulos muy obtusos
hasta ángulos muy agudos.
Esta operación se utiliza generalmente para operaciones de bajo volumen de producción.
Doblado deslizante: una placa presiona la lámina metálica
a la matriz o dado mientras el punzón le
ejerce la fuerza que la dobla alrededor del borde del dado. Este tipo de
doblado está limitado para ángulos de 90°.
Cuando se remueve la fuerza de doblado, la lámina intenta
regenerarse gracias a una propiedad elástica del metal conocida como memoria,
restitución o recuperación. Esta propiedad no solo se observa en láminas y
placas planas, sino también en varillas, alambres y barras con cualquier perfil
transversal.
TROQUELADO
En el troquelado se cortan las láminas sometiéndolas a
esfuerzos cortantes, desarrollados entre un punzón y una matriz, se diferencia
del cizallado ya que este último solo disminuye el tamaño de la lámina sin
darle forma alguna. El producto terminado del troquelado puede ser la lámina
perforada o las piezas recortadas.
Los parámetros que se deben tener en cuenta en el
troquelado son la forma y lo materiales del punzón, la matriz, la velocidad y
fuerza del punzonado, la lubricación, el espesor del material y la holgura o la luz entre el
punzón y la matriz, la determinación de la
influirá en la forma y la calidad del borde cortado. Entre mayor luz
exista, el borde del cortado será más burdo y provocara una zona más grande de
deformación en la que el endurecimiento será mayor.
La altura de las rebabas se incrementa al aumentar la
luz. Lo bordes de herramientas desafilados
contribuyen también a la
formación de rebabas, que disminuye si aumenta la velocidad del punzón. En
algunas operaciones del troquelado la lámina perforada suele acumularse entre la porción recta de la matriz,
ejerciendo una fuerza de empaqueta miento que se opone a la fuerza del troquelado, por esta razón, la fuerza del
troquelado debe ir aumentando conforme se realicen más operaciones.
Partes de la troqueladora:
La troqueladora consta de un troquel y una prensa
hidráulica que lo aloja. Las partes del troquel se describen a
continuación.
Punzón macho: ejerce presión sobre la lámina al
troquelar, cortándola gracias al juego existente entre este y la matriz.
Base inferior del troquel: parte tenaz que contiene a la
placa sufridera.
Base superior del troquel: parte tenaz que aloja al macho
y contiene una placa sufridera.
Pin centrador: permite alinear el centro de la prensa con
el centro de la fuerza del troquel. Está ubicado en la superficie superior de
la base superior del troquel.
Resortes de espira redonda: presiona la placa guía contra
el fleje a troquelar, evitando que se deforme durante el corte.
Placa pisadora o guía de punzones: impide el movimiento
de la lámina antes de realizar el troquelado y garantiza su correcta ubicación
con respecto a la hembra y el macho.
Matriz o hembra: parte
templado, ubicada en el inferior de la troqueladora. La superficie de la
matriz determina a la vida del troquel, debido a que posee una porción recta
que va desgastando con el uso y debe ser rectificada para conservar una buena
calidad de los productos. La parte inferior de la matriz sirve como estructura
y tiene una cavidad cónica que permite la salida de los blancos.
Placa sufridera: parte templada y revenida que impide las
posibles indentaciones producidas por
los continuos golpes o impactos que suceden durante la troquelada.
Guías de fleje
(laminas): orientan la lámina haciendo que esta se mantenga alineada según el
trabajo requerido.
Guías de fleje (laminas): orientan la lámina haciendo que esta se
mantenga alineada según el trabajo requerido.
OPERACIÓN DE CORTE
Cizallado:
operación de corte de lámina, consiste en disminuir la lámina a un menor tamaño, para
hacerlo el metal es sometido a dos bordes cortantes.
CONFORMADO DE METALES
Los metales deben ser conformados en zona de
calentamiento plástico y por ello es necesario superar el límite de
fluencia para que la deformación sea
permanente. Por lo cual el material es sometido a esfuerzos superiores a sus límites elásticos estos límites se elevan consumiendo
así la ductilidad.
En el conformado de metales se deben tener en cuenta
ciertas propiedades tales como un bajo límite de fluencia y una alta ductilidad:
estas propiedades son influenciadas por la temperatura. Cuando la temperatura
aumenta el límite de fluencia disminuye y la ductilidad aumenta.
Existe para esto un amplio proceso de manufactura, en los
cuales las herramientas, usualmente un dado de conformación ejerce esfuerzos
sobre la material y lo obliga a tomar la figura
geométrica del dado.
Trabajo en frío:
Se refiere al
trabajo a temperatura ambiente o menor. Este trabajo ocurre al aplicar un
esfuerzo mayor a la resistencia de
cedencia original del metal, produciendo a la vez una deformación.
Las principales ventajas de trabajar en frio son: mejor
precisión, menores tolerancias, mejores acabados superficiales, posibilidades
de obtener propiedades de dirección deseadas en el producto final y mayor
dureza de las partes.
El trabajo en frío así como tiene ventajas también posee
desventajas ya que este requiere mayores esfuerzos debido a que los metales
aumentan su resistencia ocasionada por
el endurecimiento por deformación, produciendo así que el esfuerzo requerido
para continuar con la deformación se incremente y contrarreste el aumento de la
resistencia. La reducción de la ductilidad y el aumento de la resistencia a la
tensión limitan la cantidad de operaciones de formado que se pueden realizar a
las partes.
Trabajo en caliente:
Se define como la deformación plástica del metal a una
temperatura superior que la de recristalización,
la ventaja principal de este consiste en la obtención de una deformación
plástica casi ilimitada, que además es adecuada para moldear partes grandes
porque el metal tiene una alta resistencia de cedencia y una alta ductilidad.
Los beneficios del trabajo en caliente son: mayores
modificaciones a la pieza de trabajo, menos fuerzas y esfuerzos requeridos para
deformar el metal, opción de trabajar
con metal que se fracturan al momento de trabajarlos en frio, propiedades de
fuerzas isotrópicas y por ultimo no ocurren endurecimientos de partes debidas a
los procesos de trabajos. Sin embargo el acabado superficial y las tolerancias
suelen ser más bajas en comparación con el trabajo en frio, las partes
trabajadas tienen un comportamiento anisotropico. Así mismo, es más difícil
registrar el control de exactitud dimensional debido a la combinación elástica y contracción
térmica del metal, por lo cual en el
diseño de la pieza es necesario tener en cuenta una dimensión mayor al iniciar
cualquier operación.
En la práctica, el trabajo en caliente se realiza desde
temperaturas un poco mayores a 0.5 Tm (la mitad de la temperatura de fusión). El
proceso de deformación genera por sí mismo calor que incrementa las
temperaturas de trabajos en sectores localizados de las partes, lo que puede
causar la fusión indeseable de dichas regiones.
Operaciones de formado o pre formado de lámina de metal:
Los procesos de conformado de láminas son operaciones
realizadas con láminas, rollos y tiras realizadas a temperatura ambiente con
sistemas de punzones y dados: Algunas de ellas son: operación de corte, doblado
y embutido.
En el siguiente mapa conceptual se muestra el tipo de
distinciones que se deben tener en cuenta al momento de estudiar procesos de
conformación de metales.
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