Diese Präsentation wurde erfolgreich gemeldet.
Wir verwenden Ihre LinkedIn Profilangaben und Informationen zu Ihren Aktivitäten, um Anzeigen zu personalisieren und Ihnen relevantere Inhalte anzuzeigen. Sie können Ihre Anzeigeneinstellungen jederzeit ändern.

0

Teilen

Herunterladen, um offline zu lesen

MAQUINADO Ultrasonido

Herunterladen, um offline zu lesen

PROCESO DE MANUFACTURA NO CONVENCIONAL

Ähnliche Bücher

Kostenlos mit einer 30-tägigen Testversion von Scribd

Alle anzeigen

Ähnliche Hörbücher

Kostenlos mit einer 30-tägigen Testversion von Scribd

Alle anzeigen
  • Gehören Sie zu den Ersten, denen das gefällt!

MAQUINADO Ultrasonido

  1. 1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL MECANIZADO ULTRASÓNICO Curso : Manufactura Asistida por Computadora. Profesor : Roxani Keewong Zapata. Alumno : Seminario Beltrán Edwin. Silva Litano Miguel. -2015-
  2. 2. MECANIZADO ULTRASÓNICO (USM) 1. INTRODUCCIÓN Los procesos para la remoción del material por acción de una herramienta, como torneado, fresado y taladrado, han sido utilizados de manera activa en la industria metalmecánica durante años, lo que a permitió un perfeccionamiento en cuanto a su técnica y maquinaria se refiere, contribuyendo así al mejoramiento en los tiempos de producción en el sector. Pero debido a la creciente demanda de piezas con ángulos y cavidades difíciles de diseñar, las cuales no se podían alcanzar con los métodos convencionales, la industria evidenció la necesidad de desarrollar nuevas técnicas para la remoción de material, con las cuales se facilitara la manipulación de los metales y crear diseños con altos grados de dificultad, y que además no presentaran un impacto negativo en las propiedades físicas de las piezas. Por esta razón, la remoción de material mediante herramientas de corte, evolucionó y permitió la creación de nuevos métodos de trabajo, conocidos como mecanizados no convencionales, son utilizados habitualmente en países como Alemania, Estados Unidos, Suecia, Italia, España y Corea, que pueden ser acogidos por la industria peruana, para impulsar una nueva forma de producción, con la cual se pueda cumplir con todas las exigencias en costos, plazo y calidad que exige el mercado. 2. DEFINICIÓN La mecanización ultrasónica (USM, del inglés ultrasonic machining) utiliza vibraciones de alta frecuencia y baja amplitud para crear orificios y otras cavidades en materiales de alta dureza. El mecanizado se logra mediante la oscilación muy rápida de una herramienta de forma especial sumergida en un abrasivo, la cual también está en contacto con la pieza de trabajo. Lanza las partículas de abrasivo contra la pieza, cortándola poco a poco hasta lograr una cavidad de la misma configuración que la herramienta. Para (Sarachu, 2005) nos dice: “Un abrasivo es todo aquel material o producto químico cuya dureza es mayor que la del objeto que se va a pulir, desgastar o alisar.” Un ejemplo de abrasivo son: carburo de silicio, oxido de alumnio, nitruro de boro, diamante artificial. El maquinado ultrasónico se desarrolló por la necesidad de maquinar materiales de trabajo duros y frágiles, tales como la cerámica, el vidrio y los carburos. También se usa con éxito en los aceros inoxidables y titanio. Es un proceso de maquinado no tradicional en el cual se utilizan abrasivos a alta velocidad contenidos en una pasta fluida sobre un trabajo, Para (Groover, 2007) nos dice: “Se usa una herramienta vibratoria en amplitud baja, alrededor de 0.075 mm (0.003 in) y en una alta frecuencia, aproximadamente 20 000 Hz. La herramienta oscila en una dirección perpendicular a la superficie de trabajo y avanza lentamente hacia el trabajo para que la pieza adopte a forma deseada. Sin embargo, la acción de los abrasivos es lo que ejecuta el corte, al chocar contra la superficie de trabajo.”
  3. 3. 3. HISTORIA Las perspectivas del uso de ondas sonoras de alta frecuencia para el mecanizado se observó ya en 1927 por Wood y Loomis. Cuando un líquido está expuesto a las ondas de ultrasonidos burbujas son creadas, lo que se conoce como cavitación. Las ondas sonoras hacen hincapié en estas burbujas, haciendo que crezcan, contraigan y finalmente implosionan. Con la implosión, se producen gran calor y presión, que crean micro picaduras. Las primeras patentes sobre USM aparecieron en 1945, presentadas por Balamuth, mientras investigaba la picadura ultrasónica de polvos abrasivos, Balamuth encontró que la superficie de un recipiente que contenía la suspensión abrasiva se desintegró cuando la punta de un transductor de vibración ultrasónica se colocó cerca de ella. Por otra parte, la forma de la cavidad así producida reprodujo con exactitud la de la punta del transductor. 4. PROCESO El mecanizado ultrasónico es una tasa de eliminación de material de baja, suelto proceso de mecanizado abrasivo en el que la imagen especular de una herramienta en forma se puede crear en materiales duros, quebradizos. La eliminación de material se consigue mediante el martilleo directo e indirecta de partículas abrasivas contra una pieza de trabajo por medio de una herramienta de vibración ultrasónica. Esto es contrastable con (R. K. Singal, 2008) que nos dice, “El mecanizado ultrasónico se utiliza para el mecanizado de precisión de materiales duros y quebradizos. Una suspensión de grano cargado se hace circular entre la pieza y la herramienta. La herramienta vibra a frecuencia ultrasónica de 20 a 40 KHz y se alimenta gradualmente a la pieza de trabajo. El material se elimina por la acción abrasiva de la fuerza de suspensión y el impacto debido a la vibración de la herramienta. La herramienta tiene la misma forma que la ranura a mecanizar.” En este proceso el lodo abrasivo se sustituye por una herramienta con abrasivos de diamantes aglutinados con metal, impregnada o electrodepositada en la superficie de la herramienta. Esta herramienta se hace girar y vibrar ultrasónicamente, y contra ella se recarga la pieza con una presión constante, el proceso se parece a una operación de fresadora. Los materiales de herramienta comunes que se usan en el USM incluyen el acero suave y el acero inoxidable. Los materiales abrasivos incluyen el nitrato de boro, el carburo de boro, el óxido de aluminio, el carburo de silicio y el diamante. El tamaño de los granos varía entre 100 y 2 000. La amplitud de vibración debe establecerse aproximadamente igual al tamaño del grano y el tamaño del espaciamiento debe mantenerse en alrededor de dos veces el del grano. En un grado significativo, el tamaño del grano determina el acabado superficial en la nueva superficie de trabajo.
  4. 4. Además del acabado superficial, la velocidad de remoción de materiales es una importante variable de rendimiento en el maquinado ultrasónico. Para determinado material de trabajo, la velocidad de remoción en el USM aumenta, al incrementar la frecuencia y la amplitud de vibración. La acción de corte en el USM afecta tanto a la herramienta como al trabajo. Conforme las partículas abrasivas erosionan la superficie de trabajo, también desgastan la herramienta y afectan su forma. Por lo tanto, es importante conocer los volúmenes relativos que se remueven del material de trabajo y de la herramienta durante el proceso. Para (Molera Solà, 1989) nos relata el proceso como: “El mecanizado por ultrasonidos consiste en alimentar a una bobina de devanado con una corriente alterna de 25 KHz. El campo magnético alterno creado y continuo, debido al imán permanente, actúa sobre el magnetoestrictor o transductor y este se alarga y contrae 25.000 veces por segundo con una amplitud de 0.01 mm emitiendo ondas ultrasónicas de igual frecuencia que la corriente alterna inicial. Las vibraciones del magnetoestrictor se transmiten al soporte resonante que, a su vez, las transmite a la herramienta a través de la fuente de perfil. Las dimensiones del soporte suelen ser tales que benefician la posibilidad de existencia de resonancia entre las vibraciones eléctricas aplicadas junto con las oscilaciones. Cuando la cabeza de la herramienta contacta con la superficie a mecanizar la somete al martilleo de frecuencia ultrasónica y penetra en ella, inyectando una capa de polvo abrasivo entre la herramienta y la pieza, la penetración es más rápida porque las vibraciones aceleran las partículas abrasivas.” Generalmente la herramienta se presiona hacia abajo con una fuerza F, entre la herramienta y el trabajo se inunda con partículas abrasivas duras generalmente en forma de suspensión a base de agua. Para (Jagadeesha, 2006) nos dice:” La razón principal para el uso de frecuencias ultrasónicas es el rendimiento” Para (Bartsch, 1978), “Un magnetoestrictor es una barra ferromagnética que se alarga la meterla en un campo magnético ”
  5. 5. 5. EQUIPO En este trabajo de investigación se toma en cuenta el grafico de explicativo de (Jagadeesha, 2006) . Los principales elementos para (R. K. Singal, 2008) son: a) Entrada de voltaje y frecuencia ultrasónicos: tambien se le conoce como generador, convierte la potencia eléctrica disponible de baja frecuencia (50Hz) a alta potencia de frecuencia del orden de 20 Hz. Este se suministra al transductor. b) Transductor: convierte la energía eléctrica en movimiento mecánico  Transductor magnetoestrictivo: Los materiales ferromagnéticos como el níquel son magnetizados y la aplicación de corriente a las bobinas que rodean el material provoca vibraciones. ENTRADA DE VOLTAJE Y FRECUENCIA ULTRASÓNICAS AGUA DE REFRIGERACION TRANSDUCTOR BOBINA DE EXITACION UNIÓN DE SOLDADURA DE PLATA TRANSDUCTOR DE CONO APOYO RESONANTE Jagadeesha AGUA DE REFRIGERACION HERRAMIENTA EN MOVIMIENTO FLUIDO ABRASIVO PUNTA DE LA HERRAMIENTA PIEZA DE TRABAJO HERRAMIENTA DE CONO
  6. 6. 6. VENTAJAS – DESVENTAJAS - APLICACIONES Puede ser utilizado en materiales duros, frágiles; no genera calor por lo tanto no hay cambios significativos en la estructura física de la pieza; puede ser adaptada en nuevas tecnologías; se utiliza para modelados difíciles; el inconveniente es el desgaste de la herramienta por el líquido abrasivo. Es aplicado en el mecanizado en componentes auto-motor; en el mecanizado, trefilado, punzonado y troquelado de pequeños troqueles; mecanizado de componentes cerámicos para perforar agujeros en vidrio borosilicato para los sensores utilizados en la industria electrónica; la perforación agujeros muy finos en helicóptero ejes de transmisión de potencia y engranajes. 7. CLASIFICACIÓN 8. CONCLUSIÓN La mecanización ultrasónica utiliza vibraciones de alta frecuencia y baja amplitud para crear orificios y otras cavidades en materiales de alta dureza, la herramienta se presiona hacia abajo con una fuerza F, entre la herramienta y el trabajo se inunda con partículas abrasivas duras generalmente en forma de suspensión a base de agua mediante las frecuencias del ultrasonido. 9. BIBLIOGRAFÍA Bartsch, W. (1978). Herramientas , Maquinas, Trabajo. Barcelona: Editorial Reverté. Groover, M. P. (2007). Fundamentos de Manufactura Moderna. Mexico: McGRAW- HILL/INTERAMERICANA EDITORES, S.A. Jagadeesha, T. (2006). Ultrasonic machining. Calicut: National Institute of Technology. Leonardo Acevedo Velandia, l. G. Análisis de los procesos de manufactura enfocado al diseño de partes. Multimedia de capacitación. Universidad industrial de santander, Bucaramanga. Molera Solá, P. (1989). Electromecanizado: electroerosión y mecanizado electroquímico. Barcelona: Productica. R. K. Singal, M. S. (2008). Fundamentals of Machining and Machine Tools. New Dheli: I. K. International Pvt Ltd. Sarachu, H. (2005). Diamantados, Abrasivos. ROC MAQUINA, 120.

PROCESO DE MANUFACTURA NO CONVENCIONAL

Aufrufe

Aufrufe insgesamt

3.368

Auf Slideshare

0

Aus Einbettungen

0

Anzahl der Einbettungen

9

Befehle

Downloads

78

Geteilt

0

Kommentare

0

Likes

0

×