INSTITUTO TECNOLOGICO DE GUAYMAS

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS ECONÓMICO-ADMINISTRATIVAS

“Investigación Aplicada para la asignatura de un Proceso de Manufactura”.

Equipo:Ortiz Cota Luis Antonio

Rodríguez Pérez AshleyRomán Montaño Roberto

Silva García Sarahí

Procesos de Manufactura

Ing. Leonel Baylon Reyes

Guaymas, Sonora., a 28 de febrero de 2014

INDICE

INTRODUCCION...........................................................................................................................3

1.- JUSTIFICACIÓN DE LA PIEZA....................................................................................................4

2.- DISEÑO DE LA PIEZA...............................................................................................................5

3.- CARACTERISTICAS DE LA PIEZA..............................................................................................6

4.- SELECCIÓN DE MATERIAL A UTILIZAR......................................................................................7

5.- SELECCIÓN DE LA TECNOLOGIA DE FUNDICION.......................................................................8

6.- MÉTODO DE PRODUCCION DEL MOLDE..................................................................................9

7.- CONCLUSIONES GENERALES.................................................................................................10

BIBLIOGRAFÍA

INTRODUCCION

Actualmente en la industria la fundición adquiere importancia para construir piezas

en distintos tamaños y formas, el presente trabajo tiene como finalidad dar a

conocer el proceso de elaboración de una pieza, en este caso tomando como

referencia la cabeza de un hacha T-N-T, para la asignatura de proceso de

manufactura, mediante diferentes investigaciones.

Teniendo como objetivo conocer y analizar el proceso de moldeo, así como el

proceso de fundición, mencionando las características y tecnologías que se

utilizan en dichos procesos.

Se presenta un diseño en el cual se muestra la forma y las dimensiones de la

pieza elegida, así como la justificación de dicha selección, y las características con

las que cuenta

Se busca obtener una pieza metálica a través del vaciado de metal en un molde,

este trabajo abarcará algunos de los aspectos fundamentales para la fundición en

arena, desde la selección de la pieza y molde de la misma.

“Los procesos de fundición consisten en hacer los moldes, preparar y fundir el

metal, vaciar el metal en el molde, limpiar las piezas fundidas y recuperar la arena

para volver a usarla”1. Estos se logran cuando la arena se comprime alrededor del

modelo y ambos están dentro de una caja de moldeo. Cuando se termina de

compactar la arena se extrae el modelo y después de cerrar el molde, se vacía el

metal líquido para que llene las cavidades del mismo. Los modelos deben ser bien

diseñados a fin de evitar dificultades de moldeo, o bien, formación de grietas y

otros defectos más. Los defectos anteriores pueden evitarse si se prevén las

formas adecuadas de los modelos para facilitar el moldeo.

1 Libro: B.H. Amstead, Ph. F. Ostwald, M.L. Begeman. Procesos de Manufactura Versión SI. México, Compañía Editorial Continental, S.A. de C.V., 1992, Pág. 109.

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1.- JUSTIFICACIÓN DE LA PIEZA

La pieza a producir consta de un hacha T-N-T, se seleccionó dicha pieza ya que

es una herramienta de varios usos, permite que los bomberos y otros rescatistas

de emergencias tengan en esta hacha varias herramientas en una sola. Un hacha

usada para cortar agujeros, parabrisas, cerraduras, y metales delgados.Un cincel

plano usado durante la revisión, abre ventanas, y puertas.Un ram usado para

forzar puertas, romper paredes y sujetar. Un gancho con mango en D usado para

romper techos y paredes. Y un martillo usado para forzar puertas y paredes.

La pieza es capaz de golpear, cortar y empujar casi cualquier cosa.

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2.- DISEÑO DE LA PIEZA

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3.- CARACTERISTICAS DE LA PIEZA

La pieza está compuesta primeramente por la cabeza del hacha que consta de

una hoja gruesa con el filo recto o curvo, para darle dureza al momento de

utilizarla ya sea para romper agujeros, cerraduras, techos, paredes o cuando se

utilice como martillo y se golpeen ciertos objetos duros.

De la misma forma debe tener una alta aleación que le dé una buena tenacidad y

resistencia a abrasiones, fatigas e impactos, para que esto suceda el acero tiene

que estar aleado con cromo, molibdeno o manganeso de alta templabilidad.

El proceso de nitrurado se realiza para darle una mayor resistencia a la

herramienta.

A la cabeza del hacha se le realiza una pequeña abertura, que se le conoce como

ojo, y es en donde se debe colocar el mango por medio de una cuña para

asegurar el mango a la cabeza, por lo cual deben tener el mismo diámetro.

El mango de la pieza es de fibra de vidrio, porque es un material ligero pero

resistente, su peso debe estar equilibrado con el de la cabeza para que se pueda

manejar fácilmente y se mueva en la dirección deseada con rapidez y precisión.

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4.- SELECCIÓN DE MATERIAL A UTILIZAR

El material que se va a utilizar para la pieza es el acero AISI 4140, que se conoce

como acero estructural, ya que se trata de un acero aleado con cromo,

manganeso y molibdeno, que lo refuerzan y de esta forma se logra que la cabeza

del hacha no se doble o quiebre al momento de utilizarla, este acero puede ser

nitrurado para darle mayor resistencia a la abrasión, es susceptible al

endurecimiento por tratamiento térmico.

Es de alta densidad, posee 0.4% de carbono lo que hace al acero

excepcionalmente resistente sin ocasionar un aumento en su peso, es una

herramienta de alta aleación diseñada para tener una buena resistencia a la fatiga,

abrasión e impacto, así como tenacidad.

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5.- SELECCIÓN DE LA TECNOLOGIA DE FUNDICION

La fundición es una técnica empleada para dar forma a piezas y objetos de

materiales metálicos. Consiste en fundir el metal, calentándolo hasta que se

vuelva líquido y una vez fundido, echarlo en moldes con la forma que se quiere

lograr, dejándolo enfriar en estos hasta que se vuelven a transformar en sólido,

quedando con la forma.

Es un procedimiento muy utilizado para la fabricación de toda clase de piezas de

formas complicadas o de gran tamaño, así como la fabricación de grandes series

de piezas iguales.

Los procesos utilizados para obtener las piezas fundidas dependen de la cantidad

a que deba producirse el metal que se va a fundir, y lo complicado de la parte.

Todos los metales se pueden fundir en moldes de arena, no habiendo restricción

en cuanto a tamaño.

Para la realización de la cabeza del hacha tipo T-N-T el tipo de fundición que se

utilizará es la fundición a la arena de modo removible, los moldes de arena son

moldes de un solo propósito y se destruyen completamente después de que el

metal ha solidificado.

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6.- MÉTODO DE PRODUCCION DEL MOLDE

Para poder elaborar la pieza se ha seleccionado un molde hecho a base de arena

de sílica mezclada con un agente aglutinante para hacer una impresión de la

herramienta en la arena, ya que este moldeo es especial para realizar este tipo de

piezas, debido a su complicación en la forma de la cabeza y tiene una ventaja de

manera económica.

Se utiliza arena de sílica porque es un material que se funde instantáneamente y

luego se convierte en vidrio al entrar en contacto con el acero al rojo vivo lo que le

da a las piezas de acero la terminación lisa y pareja.

Se preparan una serie de moldes de aluminio para dos cabezas de hachas de 16

cm por 21 cm, se cubren con la arena de silica mezclada con un agente

aglutinante. Una vez que las plantillas están completamente cubiertas el molde se

llena con más arena y todo el material se comprime, se coloca en una prensa para

presionar la mezcla bencílica al máximo sobre la plantilla.

Luego se retira el molde para descubrir las impresiones de las herramientas en la

arena y el molde se recubre con una tapa hecha de arena comprimida que posee

una abertura en el centro para vaciar allí el acero fundido y rellenar las

impresiones.

Para vaciar las piezas de acero se llena un recipiente con 43 kg de acero fundido y

se transporta hasta los moldes.

El acero está a temperatura de 1650 ºC cuando se vacía sobre la arena. Unos

soportes de metal alrededor de los moldes evitan que la arena se separe, después

de 10 minutos el acero comienza a endurecerse y se logra retirar a los soportes.

Entonces se coloca los moldes dentro de una removedora que sacude la arena

para liberar las piezas. Las cabezas de las hachas se envían a una lijadora que

pule las uniones de los moldes y elimina los bordes afilados.

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7.- CONCLUSIONES GENERALES

Gracias al material que se decidió utilizar en éste proceso, hace del cabezal del

hacha resistente a la fatigan, la abrasión e impacto, pues el acero estructural es de

alta densidad y ligero. De igual forma la arena que se eligió para el moldeo hace

de sus características la mejor opción, pues es un material de muy buena

fundición casi instantáneamente, lo que brinda una gran ventaja a la cabeza del

hacha pues la terminación de ésta pieza es lisa, pareja y sin muchos imperfectos.

En general la cabeza de ésta hacha TNT fue creada para facilitar el trabajo de los

rescatistas al igual del de los bomberos y cualquier persona, pues tiene muchas

utilidades las cuelas son indispensables para el trabajo, puede usarse como mazo

para golpear, empujar casi cualquier cosa y para el corte de madera, metales,

entre otros.

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BIBLIOGRAFÍA

Libro: B.H. Amstead, Ph. F. Ostwald, M.L. Begeman. (1992). Procesos de Manufactura

Versión SI. México, Compañía Editorial Continental, S.A. de C.V.

Internet: http://campus.fi.uba.ar/file.php/295/Material_Complementario/Fundiciones.pdf

Lic. Raymundo Velázquez castillo, instructor de máquinas y herramientas, Centro de

Capacitación para el Trabajo Industrial No. 23

Internet: http://ferrosos.files.wordpress.com/2010/10/tecnologa-de-la-fundicion.pdf

Libro: Lawrence E. Doyle, Procesos de manufactura y materiales para ingeniero, Pág 148-

155.