# Control

TECNOLOGÍA MECÁNICA
PARTE I: FUNDICIÓN
TEMA 0: INTRODUCCIÓN.-
1.- INTRODUCCIÓN.
Objetivo de la tecnología mecánica:
Es la ciencia que estudia los procesos de conformado y fabricación de componentes mecánicos con la adecuada precisión dimensional, así como las máquinas herramientas y demás equipos necesarios para llevar a cabo la realización física de tales procesos, automatización, planificación y verificación.
Fases de un proceso de fabricación:
Diseño de la pieza final.
¿ Qué ?
Material con que.
A través de que
Clasificación de los procesos:
.- Sin eliminación de material: .- Fundición.
.- Deformación plástica.
.- Con eliminación de material: .- Viruta.
.- Abrasión.
.- Polímeros y derivados.
.- Por unión de partes.
.- De medición y verificación.
.- Automatización; control numérico.
Moldeo. ( Proceso con material fundido )
* Molde desechable: .- Modelo permanente.
* Modelo desechable.
* Molde permanente.
* Centrífugo.
Deformación plástica. ( proceso con material sólido )
* Caliente
* Forja.
* Laminación.
* Estirado.
* Frío.
* Embutición.
* Corte.
Soldadura:
.- Fusión, estado sólido, fuerte, blando, etc.
2.- INTRODUCCIÓN AL CONFORMADO POR MOLDEO.
Método científico.
Moldeo: Molde (negativo); Perdido o permanente.
Ventajas:
.- Facilidad y economía en piezas complicadas.
.- Empleo de metales y aleaciones no aptos para otros procesos.
3.- PROCESO GENÉRICO DE MOLDEO.
.- Esquema página 0.2 de los apuntes.
TEMA 1: MODELOS Y MEZCLAS EN EL MOLDEO DE PIEZAS.-
Modelos para piezas fundidas.
1º.- Diseño.
2º.- Molde.
3º.- Modelo: .- Naturales (reproducción fiel).
.- Simplificados (esqueletos, terrajas, etc.).
Materiales para la construcción de modelos.
.- Factores: .- Número de piezas.
.- Peso del modelo.
.- Facilidad de trabajo.
.- Alteración con el tiempo.
.- Método de moldeo.
.- Tipos: .- Madera.
.- Metales.
.- Yeso.
.- Cemento.
.- Barro.
.- Plástico.
.- Cera.
Requisitos de los modelos.
.- Facilidad de desmodelado. Salidas o varias partes.
.- Contracción; modelo > original.
.- Demasías de mecanizado; espesor suplementario.
Clasificación de los modelos.
.- Piezas macizas: enteras / por partes.
.- Piezas huecas; cajas de machos.
.- Piezas con contrasalida; sin sección máxima.
.- Placas modelo: .- Simples.
.- De dos caras.
.- Reversibles; dos piezas en la misma placa.
Machos y cajas de machos.
Se emplea para formas interiores, para reforzar modelos delicados, evitar grandes salidas, etc. Las cajas, son para la fabricación de estos.
Arenas y mezclas para el moldeo de piezas.
Cualidades: .- Plasticidad; detalles.
.- Cohesión y resistencia; conservar la forma.
.- Refractarias; soportar altas temperaturas.
.- Permeabilidad; evacuar gases, vapor de agua y aire.
.- Disgregabilidad; fácil de desmoronar.
.- Economía.
.- Conductividad térmica; velocidad de enfriamiento.
TEMA 1: MODELOS Y MEZCLAS EN EL MOLDEO DE PIEZAS.-
1.- MODELOS PARA PIEZAS FUNDIDAS.- (apuntes-libro)
GENERALIDADES.
.- Preparación del molde.
.- Reproducción fiel del original.
.- Modelos simplificados, esqueletos, terrajas, plantillas.
REQUISITOS DE LOS MODELOS.
.- Facilidad de desmodelado.(2 ó mas partes, ángulos de salida)
.- Contracción.(grado de contracción del metal)
.- Útiles.(adecuados al mecanizado y al uso, espesor suplementario)
CLASIFICACIÓN DE LOS MODELOS.
.- Por su situación respecto al metal: externos e internos o machos (noyos).
.- Según la pieza a obtener:
- Maciza con una sección máxima respecto a otra paralela, Modelos al natural enteros o divididos en partes.
- Además de las condiciones anteriores es hueca, necesita caja de machos y portadas.
- La pieza presenta contrasalida.
.- Atendiendo al material con que se construyen:
- De madera: baratos, de fabricación rápida, para una o pocas piezas.
- Metálicos: menos deformables, más duraderos, adecuados para grandes series de piezas pequeñas o medias.
- De resinas sintéticas, cemento, yeso, etc.
PLACAS MODELO. TIPOS.
-. Simples: una sola cara de la placa.
.- Reversibles: una mitad del modelo en cada cara de la placa.
.- De dos caras: las dos mitades en la misma cara.
CAJA DE MACHOS.
.- Previsión de portadas, cónicas o troncopiramidales, con creces en el modelo.
.- Se emplean también en modelos complicados, partes complicadas o frágiles.
.- Para evitar deformaciones y grandes contrasalidas.
ARENAS Y MEZCLAS PARA EL MOLDEO DE PIEZAS.
Se emplea en los moldes perdidos, exigiéndose las siguientes cualidades:
.- Ser plásticos.
.- Cohesión y resistencia: reproducir y conservar la forma al extraer.
.- Ser refractarios.
.- Tener permeabilidad: evacuación rápida de gases.
.- Ser disgregables: facilitar la extracción de la pieza.
Las arenas se pueden clasificar atendiendo a su contenido en arcilla:
.- Arenas arcillosas o tierras grasas: > 18 %
.- “ “ “ semigrasas: 8-18 %
.- “ “ “ magras: 5-8 %
.- “ silíceas: < 5 %
Las arenas naturales son irregulares, empleándose sintéticas o aglomeradas.
AGLOMERANTES Y AGLUTINANTES.
.- Inorgánicos: * Arcilla y bentonita. La 2ª > absorción y 2-7 veces > aglutinante.
Silicato, altera permeabilidad y vitrificación, se añade serrín para facilitar disgregabilidad.
.- Orgánicos: Cereales, liquina, melaza, alquitrán, resina y aceites. Aumentan la cohesión y resistencia de la arena verde y arden a baja temperatura.
CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS DE LAS ARENAS.
.- Análisis químico. Contenido de cuarzo, arcilla y feldespato.
.- Contenido arcilloso. Levigador.
.- Dimensión y distribución de los granos. Análisis granulométrico.
.- Forma de los granos.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LAS ARENAS.
.- Refractariedad. Máxima temperatura sin signos de fusión.
.- Cohesión o resistencia. Depende del aglutinante y agua.
.- Permeabilidad. Evacuación de gases, evitar sopladuras.
.- Deslizamiento. Relleno de todos los huecos.
Se debe tener en cuenta la humedad, atacado y tiempo de mezcla.
PREPARACIÓN DE LAS ARENAS DE MOLDEO.
Proceso de preparación:
Desterronadora. Reducción a estado granular.
Separador magnético. Eliminación de residuos metálicos.
Cribado. Para fragmentos no ferrosos o extraños.
Extractor o ventilador. Eliminación del polvo de arena.
Dosificador. Adecuar la cantidad a mezclar con arena nueva.
Mezcladora-amasadora. Garantizar la uniformidad de los componentes: arena usada y nueva, aglutinante, agua, etc.
Desintegrador. Separar los granos.
Secador. Comprobar % de agua; solo para machos.
NEGROS BARNICES DE FUNDICIÓN.
PROPIEDADES DE LOS MACHOS.
PREPARACIÓN DE LOS MACHOS.
Según su tipo, forma y calidad del material:
ARMADURA DE REFUERZO.
Según la función que desempeñen:
TEMA 2: PROCEDIMIENTOS DE MOLDEO EN ARENA.-
FORMAS DE MOLDEO.
Moldeo al descubierto: piezas planas, una sola cara, suelo, sin caja.
Moldeo en fosa: piezas grandes.
Moldeo sin caja: piezas pequeñas, en verde.
Moldeo con caja:
CAJAS DE MOLDEO.
Son recipientes en los que queda aprisionada la arena conteniendo al molde.
Pasadores o bulones / salida gases / sólidos / ligeros / identificables / rugosos ( no deslizantes ) / madera / aluminio, fundición, acero.
MOLDEO A MÁQUINA.
Objetivos: evitar desperfectos, mayor producción y mecanizar el proceso.
Tipos:
Tiempos de las operaciones de moldeo y anejas:
TEMA 3: HORNOS DE FUSIÓN.-
CLASIFICACIÓN GENERAL.
Hornos de combustible: Metal-combustible separados: Crisol o Reverbero. “ en contacto: Cubilote.
Convertidores.
Hornos eléctricos: de Arco, de Resistencia y de Inducción.
HORNOS DE CRISOL.
.- Compuesto de grafito + carborundo + aglutinante (arcilla, alquitrán).
.- Se clasifican por PUNTOS, (Kg de bronce líquido).
.- Apto para metales no ferrosos.
HORNOS DE REVERBERO.
.- Compuesto por: hogar + laboratorio con solera y bóveda + chimenea.
.- calienta por convección de la llama + radiación de la bóveda y de las paredes.
.- Producción de 5 a 25 toneladas.
.- Apto para bronce, aluminio e hierro fundido maleable.
.- Un tipo es el HORNO MARTIN-SIEMENS. Caracterizado por: Calentamiento de gas y aire, producción de 15-20 T. y apto para hierro fundido maleable.
HORNOS OSCILANTES Y GIRATORIOS.
Aumentan el rendimiento térmico.
CUBILOTES.
.- Combustible sólido. Coque.
.- Rendimiento elevado, a consta de mal control de la calidad.
.- Son de funcionamiento continuo.
.- Dimensiones: Diam. interior; Diam. exterior; alt. cubilote; alt. Crisol; nº y secciones de toberas.
CONVERTIDORES.
.- No son verdaderos hornos de fusión, sino de afino.
.- BESSEMER y THOMAS.
.- Toman arrabio del alto horno y lo convierten en acero al colar en lingotes.
HORNOS ELÉCTRICOS DE RESISTENCIA.
Se basan en el Efecto Joule por el paso de una corriente por una resistencia.
HORNOS ELÉCTRICOS POR ARCO DIRECTO.
HORNOS ELÉCTRICOS DE ARCO INDIRECTOS.
HORNOS DE INDUCCIÓN DE BAJA FRECUENCIA CON CANAL.
HORNOS DE INDUCCIÓN DE BAJA FRECUENCIA SIN CANAL.
Ventajas:
Calentamiento directo de la carga.
Mezclado vigoroso del metal.
Rápida fusión de las virutas.
Determinación segura de los análisis.
No existen sobrecalentamientos locales, mínimas perdidas por combustión.
Buena regulación de la temperatura.
El crisol se fabrica fácil.
Marcha limpia en el taller de fundición.
Manejo fácil.
Conexión directa a la red trifásica.
Gastos mínimos de instalación.
“ “ de explotación.
Construcción: el horno se compone de:
Horno, propiamente dicho.
Armazón basculante.
Asiento basculante.
Crisol.
HORNOS DE INDUCCIÓN DE ALTA FRECUENCIA (SIN CANALES).
TEMA 4: MOLDEOS ESPECIALES.-
FUNDICIÓN EN COQUILLA.
COLADA CENTRÍFUGA.
COLADA DE TUBOS.
COLADA CENTRÍFUGA CON EJE VERTICAL.
COLADA SEMICENTRÍFUGA.
VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA COLADA CENTRÍFUGA.
VENTAJAS:
INCONVENIENTES:
TEMA 5: MICROFUSIÓN.-
MICROFUSIÓN.
MOLDEO MERCAST.
Variante de anterior con mercurio. Proceso:
MOLDEO EN CÁSCARA (CRONINIG O “ C ”).
Arena extrasilícea aglomerada con resina plástica termoendurecible en contacto con una placa modelo precalentada (200 - 260 °C.). Espesor de la capa de 5 a 8 mm.
MOLDEO AL CO$_2$.
TEMA 6: FUNDICIÓN A PRESIÓN.-
GENERALIDADES.
VENTAJAS:
TIPOS DE MÁQUINAS:
1.- MÁQUINAS PARA FUNDICIÓN INYECTADA.
2.- MÁQUINAS DE CÁMARA FRÍA.
TIPOS:
CONSTRUCCIÓN DE MATRICES.
TEMA 7: ALEACIONES PARA MOLDEO. MECANISMOS DE SOLIDIFICACIÓN.-
HIERRO COLADO. ( FUNDICIONES ).
Aleaciones de Fe-C. con C>1.75% (Si, P, S) Mn + Ni, Mo, Cr, Cu, V, Ti, Mg, etc.... (en total 5-7 %).
Todos los elementos anteriores están siempre presentes.
FUNDICIONES DE GRAN RESISTENCIA.