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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA y ELECTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO ÍNDICE OBJETIVO 08 JUSTIFICACION 08 INTRODUCCION 09 CAPITULO I GENERALIDADES 10 1.1 ESCLARECIMIENTO DE LAS NECESIDADES DEL USUARIO 11 1.2 ESTABLECER Y/O LAS LIMITACIONES 11 1.3 DEFINICIONES Y SUGERENCIAS 11 Diseño 12 ¿QUÉ ES UNA POLEA? 12 ¿QUÉ ES UN MODELO? 13 PROTOTIPO 13 CAPITULO II MOLDEO 14 2.1 TIPOS DE MOLDEO 16 MOLDEO EN ARENA 16 MOLDEO ESPECIALES 16 MOLDEO EN CÁSCARA 16 MOLDEO DE LA CERA PERDIDA 18 2.2 PROCESO DEL MOLDEO 19 2.3 HERRAMIENTAS DEL MOLDEO 21 2.4 EL MOLDE Y LA OPERACIÓN DE MOLDEO 23 2.5 COMPUERTAS, BEBEDEROS, MAZAROTAS 25 2.6 VACIADO DEL METAL 27 2.7 DESMOLDEO 27 2.8 EL ACABADO DEL MOLDE 28 2.9 INSPECCION DE LA PIEZA 28 2.10 SOLIDIFICACION 29 RECHUPES 31 2.11 COLADA CONTINUA Y SEMICONTINUA 32 CONSTRUCCIÓN DE LOS MOLDES 32 2.12 SISTEMA DE COLADA 33 OBJETIVOS DEL SISTEMA DE COLADA 33 TIPOS DE SISTEMA DE COLADA 34 2.13 SISTEMAS DE ALIMENTACION 34 TIPOS DE SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN 34 2.14 EL PROCESO DE COLADO 35 2.15 FUNDICION 37 CALCULO DEL PESO DE LA FUNDICIÒN 37

poleas

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    NDICE

    OBJETIVO 08 JUSTIFICACION 08 INTRODUCCION 09 CAPITULO I GENERALIDADES 10

    1.1 ESCLARECIMIENTO DE LAS NECESIDADES DEL USUARIO 11 1.2 ESTABLECER Y/O LAS LIMITACIONES 11 1.3 DEFINICIONES Y SUGERENCIAS 11 Diseo 12 QU ES UNA POLEA? 12 QU ES UN MODELO? 13 PROTOTIPO 13

    CAPITULO II MOLDEO 14

    2.1 TIPOS DE MOLDEO 16 MOLDEO EN ARENA 16 MOLDEO ESPECIALES 16 MOLDEO EN CSCARA 16 MOLDEO DE LA CERA PERDIDA 18 2.2 PROCESO DEL MOLDEO 19 2.3 HERRAMIENTAS DEL MOLDEO 21 2.4 EL MOLDE Y LA OPERACIN DE MOLDEO 23 2.5 COMPUERTAS, BEBEDEROS, MAZAROTAS 25 2.6 VACIADO DEL METAL 27 2.7 DESMOLDEO 27 2.8 EL ACABADO DEL MOLDE 28 2.9 INSPECCION DE LA PIEZA 28 2.10 SOLIDIFICACION 29 RECHUPES 31 2.11 COLADA CONTINUA Y SEMICONTINUA 32 CONSTRUCCIN DE LOS MOLDES 32 2.12 SISTEMA DE COLADA 33 OBJETIVOS DEL SISTEMA DE COLADA 33 TIPOS DE SISTEMA DE COLADA 34 2.13 SISTEMAS DE ALIMENTACION 34 TIPOS DE SISTEMAS DE ALIMENTACIN 34 2.14 EL PROCESO DE COLADO 35 2.15 FUNDICION 37 CALCULO DEL PESO DE LA FUNDICIN 37

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    METODOS MODERNOS DE FUNDICIN 38 DEFECTOS DE FUNDICIN 38 TIPOS DE FUNDICIN 40

    CAPITULO II DISEO DEL MODELO 42

    3.1 FASES DEL DISEO 43 REGLAS GENERALES DEL DISEO 43 3.2 TIPOS DE MODELOS 44 MODELOS PARTIDOS 46 MODELOS SECCIONALES 46 MODELOS DESECHABLES 46 MODELOS EXTERNOS O CAJAS DE MACHO 46 MODELOS PARCIALMENTE DICHOS 47 MODELOS DE UNA PIEZA 47 MODELOS REFORZADOS 48 MODELOS MONTADOS EN PLACAS 49 MODELOS REMOVIBLES 49 3.3 CORAZONES 50 3.4 PLACAS MODELO 51 TIPOS DE PLACAS MODELO 51 PLACA PORTAMODELOS 51 PLACAS DE APOYO 52 APAREJOS ESPECIALES 52 3.5 VENTAJAS Y DESVENTAJAS 53 3.6 MODELOS PARA FUNDICION DE POLEAS 54 3.7 TOLERANCIAS DE LOS MODELOS 55 TOLERANCIA DE CONTRACCION 55 TOLERANCIA DE MECANIZADO 57 TOLERANCIA DE DEFORMACION 58 TOLERANCIA DIMENSIONAL 58 TOLERANCIA PARA LA EXTRACCION O SALIDA 58 TOLERANCIA POR ACABADO 59 TOLERANCIA DE DISTORSION, VIBRACION Y

    GUIAS PARA EL MAQUINADO 60 TOLERANCIA DE GOLPETEO 61

    CAPITULO IV FABRICACIN DE POLEAS EN V 64

    4.1 MODELAJE 65 4.2 DESARROLLO DE UN MODELO 66 4.3 MATERIALES USADOS EN LA CONSTRUCCION

    DE UN MODELO 66 4.4 DESCRIPCION TECNICA 73 SELECCIN DE LOS COMPONENTES 73 OPTIMIZACIN DE LA FUNDICIN 73

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    CONCLUSIONES 75 BIBLIOGRAFIA 78

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    OBJETIVO

    Tenemos la meta de disear y fabricar modelos para poleas en V, para que sean utilizados en un sistema de fundicin ocupando un material ligero, resistente, el maquinado del modelo deber ser rpido y barato, el modelo propuesto deber ser de fcil reparacin y ensamblaje. Las poleas a suministrar tienen como fin ser un es producto acabado. Dichas poleas pueden ser servidas con elementos adicionales, siempre que el cliente lo solicite. Al trmino de la carrera, habremos adquirido los conocimientos Terico-Prcticos para incorporarse al manejo de los procesos industriales, fundamentalmente.

    JUSTIFICACIN

    Debido a la gran demanda e importancia de piezas fundidas en el sector industrial, es necesario conocer la parte esencial de una fundicin, como son los modelos.

    Este proyecto tiene por objetivo mostrar el diseo y fabricacin de los modelos para fundicin as como su uso y funcionamiento.

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    INTRODUCCIN

    El proceso de fundicin consiste en hacer los moldes, para preparar y fundir el metal en el molde, limpiar las piezas fundidas y recuperar la arena para usarla nuevamente. Tal proceso no seria til sin la fabricacin de los modelos, ya que estos conforman la cavidad en el molde, esta cavidad es la que se llenara de metal lquido y por lo tanto es de vital importancia el diseo y fabricacin de los modelos para fundicin. La fabricacin de dichos modelos depende de los conocimientos tcnicos y artsticos del modelista se dice que es artstico o artesanal por las intrincadas formas geomtricas de mucha piezas proyectadas y que no son fcilmente obtenidas por maquinas-herramientas, por lo que se necesita la habilidad manual de modelista. La profesin del modelista tiene un merito muy destacado y exige una practica muy constante. Un modelista debe tener un amplio conocimiento de dibujo mecnico para poder interpretar con facilidad planos y trazar a la perfeccin, el modelista debe conocer bien el sistema de moldeo, para as facilitarle el trabajo al modelador o fundidor, existe por lo tanto una reciproca relacin modelista-fundidor. Cada modelo fabricado tiene caractersticas nicas, que le confieren nicamente a el, no se puede hacer una metodologa general para la fabricacin de estos aunque aqu trataremos de enumerar los pasos bsicos que se siguen en la fabricacin de los mismos.

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    GENERALIDADES

    1.1 ESCLARECIMIENTO DE LAS NECESIDADES DEL USUARIO.

    Se requiere que los modelos proporcionen las dimensiones y los acabados

    superficiales necesarios para una buena operacin al montar las bandas en V. Los modelos debern compensar la contraccin entre la temperatura de

    fundicin y la solidificacin. Durante la solidificacin. En estado solid.

    En caso de ser necesario se har el maquinado hasta las dimensiones finales. El modelo deber contar con la geometra adecuada para se su manipulacin. El modelo deber tener una vida til.

    1.2 ESTABLECER Y/O DETERMINAR LAS LIMITACIONES.

    El material a utilizar para el modelo deber ser ligero. El material a utilizar para el modelo debe ser resistente. El maquinado del modelo deber ser rpido y barato. El modelo propuesto deber ser de fcil reparacin y ensamblaje. El proporcionar las caractersticas geomtricas y de acabado superficial

    requeridos para una produccin eficiente y segura. Una vez que se tiene todo esto, empieza la generacin de conceptos o configuraciones de solucin. Se trata de tener ms de una alternativa de solucin para posteriormente evaluar cada una de estas, mediante modelos matemticos, elementos finitos, prototipos y modelos a escala. Despus de la evaluacin viene la comparacin entre las diferentes alternativas que se propusieron, es importante comparar bajo las mismas condiciones. Pueden construirse matrices de decisin, con ndices y parmetros adecuados. Una parte importante en esta etapa es la relacin que el diseador tiene con el cliente, ya que, este puede dar preferencia a ciertas caractersticas en el diseo. El ltimo paso en esta etapa es la configuracin con el mejor diseo.

    1.3 DEFINICIONES Y SUGERENCIAS

    Siempre se debe establecer cual es su objetivo, ya que un diseo puede ser til en diferentes fases del proyecto, por ello su objetivo debe ser claro. Durante la fase de anlisis se usa para obtener los requerimientos del usuario. En la fase de diseo se usa para ayudar a evaluar muchos aspectos de la implementacin seleccionada.

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    DISEO

    Diseo.-Utilizado habitualmente en el contexto de las artes aplicadas, ingeniera, arquitectura y otras disciplinas creativas, diseo es considerado tanto sustantivo como verbo. Se dice que el diseo es un proceso creativo.

    El diseo mecnico se puede dividir en tres etapas principales las cuales son diseo conceptual, preeliminar y crtico o de detalle. En la etapa de diseo conceptual, se trata de definir el problema que se tiene, el cual nace de alguna necesidad. Diseo preliminar: En esta etapa la configuracin resultante se somete a un estudio detallado de factibilidad.

    Diseo critico o de detalle: Esta es la ultima etapa de diseo, aqu se realizan planos de manufactura, estudio de tolerancias, se verifica que todo ensamble a la perfeccin.

    El acto intuitivo de disear podra llamarse creatividad como acto de creacin o innovacin si el objeto no existe, o es una modificacin de lo existe. Referente a la significacin, disear es el hecho esttico de la solucin encontrada. Es el resultado de la economa de recursos materiales, la forma y el significado implcito en la obra dada su ambigua apreciacin no puede determinarse si un diseo es un proceso esttico cuando lo accesorio o superfluo se antepone a la funcin o solucin para producir un nuevo objeto para uso humano. El diseo se refiere al plan final o proposicin determinada fruto del proceso de disear (dibujo, proyecto, maqueta, plano o descripcin tcnica), o (ms popularmente) al resultado de poner ese plan final en prctica (la imagen o el objeto producido).

    Disear requiere principalmente consideraciones funcionales y estticas. Esto necesita de numerosas fases de investigacin, anlisis, modelado, ajustes y adaptaciones previas a la produccin definitiva del objeto. Adems comprende multitud de disciplinas y oficios dependiendo del objeto a disear y de la participacin en el proceso de una o varias personas.

    QUE ES UNA POLEA? Es una mquina simple formada por un disco de borde acanalado, que gira alrededor de un eje, y por cuyo canal pasa una cuerda o cadena sobre cuyos extremos se aplican la potencia y la resistencia y sirve para elevar pesos. La Polea tambin se define como un dispositivo mecnico de traccin o elevacin, formado por una rueda (tambin denominada roldana) montada en un eje, con una cuerda que rodea la circunferencia de la rueda. Tanto la polea como la rueda y el eje pueden considerarse mquinas simples que constituyen casos especiales de la palanca. Una polea fija no proporciona ninguna ventaja mecnica, es decir, ninguna ganancia en la transmisin de la fuerza: slo cambia la direccin o el sentido de la fuerza aplicada a travs de la cuerda. Sin embargo, con un sistema de poleas mviles

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    (tambin llamado polipasto) s es posible obtener una ventaja o ganancia mecnica, que matemticamente se define como el cociente entre la fuerza de salida (carga) y la fuerza de entrada (esfuerzo). En el caso ideal la ganancia mecnica es igual al nmero de segmentos de cuerda que sostienen la carga que se quiere mover, excluido el segmento sobre el que se aplica la fuerza de entrada. El rozamiento reduce la ganancia mecnica real, y suele limitar a cuatro el nmero total de poleas.

    QUE ES UN MODELO? En este caso tomaremos la definicin de modelo como el diseo o muestra de algo que se desea producir en serie, es decir un modelo es un prototipo de algo que se desea fabricar en grandes cantidades.

    PROTOTIPO

    Un prototipo es una representacin limitada del diseo de un producto que permite a las partes responsables de su creacin experimentar su uso, probarlo en situaciones reales y explorar su uso. Es un modelo a escala de lo real, pero no tan funcional para que equivalga a un producto final, ya que no lleva a cabo la totalidad de las funciones necesarias del sistema final. Proporcionando una retroalimentacin temprana por parte de los usuarios acerca del Sistema.

    Un prototipo puede ser cualquier cosa, desde un trozo de papel con sencillos dibujos a un complejo software.

    Por qu un prototipo?

    Porque son tiles para comunicar, discutir y definir las ideas entre los diseadores y las partes responsables. Los prototipos responden a preguntas y apoyan el trabajo de los diseadores probando ideas, clarificando requisitos o definiendo alternativas.

    Prototipos de baja y alta fidelidad

    Baja fidelidad.- Utilizan materiales distintos y no se parecen al producto final. Su ventaja es lo barato, simple y fcil de producir. Son particularmente tiles en las fases iniciales del desarrollo, durante el diseo conceptual

    Alta fidelidad.- Son aquellos que utilizan materiales y se parece al producto final. Se recomienda el uso de prototipos de baja fidelidad en los proyectos porque los de alta fidelidad:

    Necesitan mucho tiempo para crearse. Las pruebas tienden a centrarse en aspectos superficiales. Los desarrolladores se resisten a cambiar algo que les ha llevado horas crear.

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    MOLDEO

    Desde la antigedad ya se aplicaban algunas tcnicas metalrgicas, como el moldeo a la cera perdida utilizado por los chinos, egipcios y griegos; la soldadura inventada por Glauco en el siglo VII a.C., y el tratamiento trmico para el temple con acero utilizado por los griegos. No fue hasta la edad media cuando aparecieron otras tcnicas metalrgicas de importancia, y as, durante el siglo XIII aparecieron los primeros altos hornos y la fundicin.

    El moldeado es similar a la colada o vaciado. Se utiliza un molde para producir la conformacin. Pero el material no es lquido, sino que esta en estado reblandecido o plstico. Dicho material se introduce en un molde a presin y se deja solidificar. Despus, se abre el molde para extraer el objeto formado.

    Los moldes tambin se caracterizan segn si son permanentes o se destruyen al sacar el objeto moldeado. Ambos tipos de procesos tienen mucho uso en la industria. Cuando se considera que el molde es permanente, a veces se llama matriz. Cuando el molde es una unidad que se destruye despus de retirar el objeto, se llama molde. Los moldes permanentes se suelen hacer con materiales durables, como hierro y acero. Los que se destinan para plstico se pueden fabricar con metales ms blandos y fciles de trabajar, como aluminio y latn.

    Los procesos de moldeo tambin se utilizan en la produccin de las formas en la industria de la construccin. El concreto, por ejemplo es un material que se debe formar con un molde o forma. Los moldes para concreto se pueden armar en el sitio para formar stanos, cimientos, soportes, pasillos y componentes similares. Se utilizan moldes permanentes para colar productos estndar de concretos, como vigas precoladas para la construccin.

    Una tercera forma para moldear el concreto se llama colada en moldes deslizables, y su uso tpico se da en la construccin de pavimentos y alcantarillas para el drenaje. Una maquina llamada maquina formadora cuela el concreto y lo alisa a la forma deseada una vez colado. Es algo as como un proceso de formacin continua, el cual se mueve o desliza el molde deja de ella una seccin de concreto ya formado. Mientras la maquina trabaja, va colando una franja continua y lisa de pavimento o de alcantarillado.

    La fundicin o moldeo es la colada de los metales o aleaciones realizadas con el fin de obtener en su forma definitiva y con sus cotas exactas o casi exactas.

    Las aleaciones de moldeo y colabilidad: Hay que hacer destacar que la operacin de fundicin requieren un llenado perfecto de los moldes, de manera

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    Que se escogen los metales o las aleaciones segn su aptitud para llenar los moldes, o sea, segn su colabilidad. La colabilidad de una aleacin depende de su composicin, que fija el intervalo de solidificacin y de la temperatura de la colada que fija la fluidez. Esta colabilidad se determina mediante un ensayo tecnolgico que consiste en medir la penetracin del metal dentro de una cavidad en forma de espiral durante la colada.

    2.1 TIPOS DE MOLDEO

    Moldeo en arena:

    En este tipo de moldeo se solidifica en una cavidad limitada por arena comprimida: las partes huecas se obtienen colocando noyas. En el moldeo en la arena se caracteriza por un enfriamiento de las piezas muy lento, especialmente para piezas de gran tamao. La seccin de una pieza presenta una zona balsaltica muy estrecha en la superficie, donde el enfriamiento ha sido bastante rpido, seguida hacia el interior por una zona equiaxial muy extensa.

    Colada en la coquilla: La coquilla es un molde metlico que tiene exactamente forma de la pieza que se desea obtener. En la coquilla el enfriamiento es rpido y el metal colado por este procedimiento tiene un aspecto caracterstico, con una estructura basltica que va desde los bordes de la pieza hasta el centro o muy cerca del mismo.

    Moldeo Especiales:

    Se han tenido nuevas tcnicas de moldeo, como la colada centrifuga para la obtencin de tubos, e incluso para la realizacin de piezas de forma completa. Existe tambin el moldeo a presin, en el cual el metal se inyecta, en estado liquido o pastoso, en un molde metlico fro o calentado ligeramente; este procedimiento permite la obtencin de piezas pequeas en series muy numerosas; se utilizan especialmente para las aleaciones bastante fusibles basndose en plomo, cinc, aluminio, estao e incluso a veces para los latones. El moldeo a presin ha sido aplicado a la obtencin de piezas de material plstico.

    Moldeo en cscara: En este proceso se mezclan completamente arena lavada y fina y un plstico termoestable, que acta como aglutinante. El modelo que se utiliza es metlico y se coloca en el fondo de la caja de moldeo, se calienta hasta una temperatura comprendida entre 350 y 450F Y se rocea con grasa separadora. A continuacin, se vierte sobre el modelo la mezcla de arena y aglutinante. La temperatura del modelo es suficientemente elevada para curar parcialmente el plstico y permitir que una capa delgada de arena se adhiera al modelo. [Refirase a las Figuras 1 (a y b).] En este momento se invierte el modelo para remover la arena o mezcla suelta. A continuacin se calientan el modelo y el cascarn de arena parcialmente curado hasta

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    una temperatura de 600F durante I minuto, esto permite completar el proceso de curado. Concluido esto, el cascarn se retira del modelo. El espesor de la pared del cascarn vara entre 1/8 y 1/4 de pul. Ver la Figura 1 (c). En la prctica se producen varios cascarones, que se pegan o unen entre s y conforman un molde de paredes delgadas. Al molde pueden fijarse machos huecos, compuertas, canales de alimentacin, bebederos, o artesas de vaciado. A continuacin se coloca el molde completo en un recipiente y se soporta con arena basta, granalla metlica o grava. En este momento puede procederse a vaciar el material fundido. Ver la Figura 1 (d). Los moldes (cascarones) pequeos pueden llenarse sin necesidad de soporte. En la Figura 1 (c) se representa la pieza terminada. Este proceso es apropiado para la produccin masiva porque la presicin lograda est comprendida en el rango desde 0,003 hasta aproximadamente 0,005 pul/pul. Esto gracias a que es posible controlar la forma fsica del molde debido a que las tolerancias por contraccin y salida son mucho menores que en los procesos comunes de vaciado en moldes de arena. Con excepcin del modelo metlico, este proceso es rpido y barato, especialmente cuando la produccin requerida es elevada.

    Figura 2.1 Moldeo en cscara

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    Moldeo de la cera perdida Este proceso requiere que se produzca un modelo patrn que se utiliza para producir un dado o matriz. Cualquier cavidad complicada que se requiera debe mecanizarse o gravarse directamente en la matriz. Concluida la matriz, se procede a vaciarle o inyectarle a presin cera lquida, permitiendo su solidificacin en el molde. Varios modelos de cera pueden unirse a los modelos correspondientes a los canales de alimentacin y vertederos para constituir un "rbol", para hacerlo se utiliza una esptula caliente. Ver la Figura 2 (a y b). Es conveniente observar que en esta etapa pueden lograrse formas complicadas uniendo varias formas o modelos elementales. A continuacin, se pone en contacto el modelo con material refractario lino para lograr que una capa delgada de este se adhiera a la superficie del modelo. El paso siguiente consiste en colocar el rbol o modelo recubierto en material refractario fino semejante al yeso, despus de lo cual se vierte en el recipiente un recubrimiento de grano basto (material refractario) hasta llenarlo. El recipiente se somete a vibraciones para remover las burbujas de aire y hacer que el recubrimiento llene completamente la cavidad. Una vez que el recubrimiento ha endurecido, el recipiente se coloca en un horno y se calienta. Esto sirve para endurecer an ms el molde y fundir la cera. La evacuacin de la cera deja la cavidad deseada en el molde endurecido.

    Figura 2.2 Moldeo de la cera perdida

    Antes de vaciar el metal fundido el molde se calienta hasta una temperatura comprendida entre 1.000 y 1.800F. El calentamiento del molde garantiza el llenado completo de la cavidad. El metal lquido tambin puede forzarse hacia el molde por presin o por vaco. Las piezas producidas mediante este proceso pueden llegar a tener un buen acabado superficial, buena presicin dimensional, formas complicadas y secciones trasversales delgadas. Este proceso permite obtener formas que pueden resultar imposibles

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    mediante otros procesos. La precisin dimensional permite reducir las tolerancias requeridas para el mecanizado posterior. Esta caracterstica es muy importante cuando se trata de materiales duros o cuando el mecanizado es difcil a causa de la forma del producto terminado. Existen variantes de este proceso que utilizan plsticos, mercurio congelado o materiales de bajo punto de fusin que bien se funden y evacuan o se vaporizan y dejan la cavidad deseada. Actualmente se producen cascarones por inmersin del modelo de cera en una suspensin cermica. La cera se remueve y queda el cascarn cermico de pared delgada que se llena con el metal lquido que solidifica en la forma deseada. 2.2 PROCESO DEL MOLDEO El proceso de producir objetos metlicos con un molde. La figura 1 muestra el tubo que se desea moldear. El modelo para fundir se muestra en la figura 2. En la figura 3 se ven las cajas superior e inferior para hacer el molde. El modelo se rodea de arena de moldeado, como aparece en la figura 4. En la figura 5 se ve el ncleo colocado en el molde. Una vez fijada la otra parte del molde, ste queda listo para el fundido. La fundicin implica tres procesos diferentes: en primer lugar se construye un modelo de madera, plstico o metal con la forma del objeto terminado; ms tarde se realiza un molde hueco rodeando el modelo con arena y retirndolo despus, y a continuacin se vierte metal fundido en el molde (este ltimo proceso se conoce como colada).

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    En los casos en que el nmero de piezas fundidas va a ser limitado, el modelo suele ser de madera barnizada, pero cuando el nmero es elevado, puede ser de plstico, hierro colado, acero, aluminio u otro metal. El modelo presenta dos diferencias importantes con respecto al original: sus dimensiones son algo mayores para compensar la contraccin de la pieza fundida al enfriarse, y los modelos de objetos huecos tienen proyecciones que corresponden a los ncleos (vase ms adelante). Aunque los modelos pueden hacerse de una sola pieza, cuando su forma es complicada resulta ms fcil sacar el objeto fundido del molde si tiene dos o ms partes. Por esa misma razn, los modelos de objetos con lados rectos se suelen fabricar con un ligero rebaje en su espesor. Las distintas partes de un modelo tienen salientes y entrantes coincidentes para alinearlas de forma correcta al montarlas. La mejor forma de comprender el proceso de fabricacin del molde y fundido de la pieza es por medio de una pieza sencilla, por ejemplo, un tubo con pestaas en un extremo, como el que aparece en la figura 1 de la ilustracin adjunta. El modelo de la pieza se muestra en la figura 2. La mayora de los moldes se preparan empleando dos cajas de madera (sin fondo ni tapa) dotadas de salientes u otros sistemas que hacen que ambas cajas ocupen la misma posicin relativa al unirlas (figura 3). Al hacer el molde, la parte plana de una mitad del modelo se coloca sobre una superficie plana, y la caja inferior se sita encima. Se vierte arena de moldeado en la caja y se apelmaza hasta que se llena toda la caja. A continuacin se da la vuelta a la caja y se pone en su lugar la otra mitad del modelo (el resultado de esta operacin se ve en la figura 4). Se espolvorea sobre la superficie de la caja una arena seca especial denominada arena de separacin; despus se coloca la caja superior, se llena de arena y sta se comprime. A continuacin se separan las dos mitades del molde y se retira el modelo. Se perforan uno o ms agujeros o bocas de vertido a travs de la arena de la caja superior, as como orificios ms pequeos o respiraderos para que salga parte del vapor que se forma cuando se vierte el metal caliente en el molde. Por ltimo se prepara el ncleo, la parte del molde correspondiente al hueco de la pieza fundida. En el tubo mostrado en la figura 1, el ncleo es un simple cilindro, pero una pieza compleja puede exigir uno o ms ncleos de forma elaborada. Los ncleos se fabrican aparte en cajas de ncleos que sirven como modelo. Despus de darles forma se cuecen en un horno hasta que son lo bastante resistentes para ser manejados. El ncleo se coloca dentro de la caja inferior del molde (figura 5) y se vuelve a montar la caja superior. El molde ya est listo para el vertido. Despus de fundirlo en un horno, el metal se vierte a mano desde un crisol cuando las piezas son pequeas o, en la mayora de los casos, desde un cucharn o cubo de gran tamao transportado por una gra o una vagoneta, hasta que el molde est totalmente lleno. Cuando la pieza se haya enfriado, se saca del molde de la caja. Los salientes de metal formados en las bocas y respiraderos tienen que serrarse o eliminarse de alguna otra forma.

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    La arena empleada para la fundicin contiene suficiente arcilla para mantener la cohesin si se humedece antes de usarla. La arena de separacin sirve tan slo para que las cajas se desprendan sin dificultad; es una arena seca con un contenido de arcilla bajo o nulo. Se utiliza arena para los moldes porque permite que escape una cierta cantidad de vapor y gas cuando se vierte el metal. Para los metales con puntos de fusin bajos, como el latn, es posible emplear materiales de moldeado slidos, como escayola o yeso. Estos moldes, igual que los metlicos, tienen superficies ms lisas que los moldes de arena, por lo que las piezas fundidas tienen un acabado ms fino y detallado. Sin embargo, no se pueden utilizar para fundir hierro. En la fundicin se emplean muchas variantes y tcnicas especiales. En un proceso de fabricacin, muchas veces resulta muy til confeccionar dos o ms piezas con un solo molde. Es posible realizar modelos de objetos compuestos de varias piezas con partes superpuestas, para poder retirar el modelo del molde pieza por pieza sin afectar a la arena. Cuando se funden piezas de maquinaria como engranajes, cuyo borde tiene que ser lo ms resistente posible, en ocasiones se colocan en el molde piezas de hierro o acero alrededor del borde. Estas piezas conducen muy bien el calor, con lo que la parte de la pieza situada en sus proximidades se endurece con rapidez, lo que proporciona mayor resistencia al metal. A veces, las ruedas o engranajes grandes se funden sin cajas, en recipientes de arena situados directamente sobre el suelo de la fundicin. En esos casos, la forma de la rueda se talla directamente en la arena, y se colocan ncleos en el molde para formar el cubo o eje central y los radios. 2.3 HERRAMIENTAS DE MOLDEO El molde est contenido en una caja, Figura 2 (a), compuesta por dos partes, La parte superior se denomina caja superior y la parte inferior se denomina caja inferior. Cuando el modelo es muy alto, se utiliza una seccin intermedia (no representada) que se inserta entre las cajas superior e inferior. En posicin normal, la caja de moldeo coloca en tal forma que la caja inferior descansa sobre una placa de moldeo.

    FIGURA 2.3 Herramientas utilizadas para realizar el moldeo

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    Criba.- Esta es circular y cuenta con una malla de alambre en el fondo. Ver la Figura 2.3 (c). la criba evita que se introduzcan en la caja de moldeo arena apelmasada, partculas metlicas y otros materiales extraos. Palustre.- El palustre, representado en la Figura 2.3 (d), es una placa metlica plana que cuenta con un mango excntrico. Generalmente tiene 6 plg de longitud y 2 plg de ancho. El palustre se utiliza para aplanar y suavizar la arena durante el moldeo. Esptula.- Las esptulas se utilizan para preparar y reparar las esquinas del molde, se construyen en varios tamaos y formas para satisfacer diversas necesidades especficas. La forma ms comn corresponde a la de una cuchara aplanada. Refirase a la Figura 2.3 (e). Elevador.- Este es una barra plana de aproximadamente 1 plg de ancho por 15 pul de longitud, Figura 2.3 (f). A aproximadamente 2 plg de un extremo, la barra cuenta con un doblez de 90. Este se utiliza para evacuar arena desde las partes profundas de los moldes.

    Fuelle.- El fuelle representado en la Figura 2.3 (g) se utiliza para retirar el exceso de arena o de compuestos de separacin de las superficies del molde. La accin suave de la corriente de aire producida por e! fuelle no causa .dao al molde. Conformador de entradas.- El conformador de las entradas al molde, es generalmente una lmina plana de cobre o latn con un dobls a 1200 e inclinada hacia el extremo. Refirase a la Figura 2.3 (h). Tambin puede utilizarse para conformar la artesa de vaciado. Cilindro para conformar el conducto de alimentacin. - Este es un cilindro de madera que cuenta con cabeza en uno de sus extremos, Figura 2.3 (i). El cilindro se coloca verticalmente en e! sitio deseado para e! conducto de alimentacin antes de compactar la arena de la caja superior. Pisones.- Los pisones son esencialmente mangos de madera que cuentan con una cabeza cilndrica en un extremo y una cuneiforme en el otro, Figura 2.3 (j). Se utilizan para compactar la alrededor del modelo y en todo el molde.

    Aplicadores o brochas.- Son bulbos de caucho y cuentan con pelos de camello insertados en la abertura de! bulbo, Figura 3.5(k). El pelo suave se utiliza para humedecer ligeramente los bordes de! molde antes de extraer el modelo. Esto evita el desmoronamiento de los bordes durante la extraccin. Los aplacadores tambin se hacen de cabuya en la forma de hisopos.

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    Punzones y tornillos de extraccin.- Los punzones de extraccin, Figura 2.3 (1), se utilizan para retirar el modelo del molde. El punzn de extraccin se introduce cuidadosamente en la cavidad. El punzn cuenta con un ojo para permitir la sujecin. Los tornillos de extraccin sujetan la superficie del modelo y permiten la separacin de ste. Alambres para respiraderos.- Para facilitar el escape de los gases que se generan durante la operacin de vaciado, se producen en el molde agujeros con alambres de 1/16 de pul de dimetro. 2.4 EL MOLDE Y LA OPERACIN DE MOLDEO Al vaciar metal en la artesa, Figura 3 (d), ste fluye hacia la cavidad formada por el modelo. Al solidificar d metal, la pieza resultante tiene la misma forma de la cavidad del molde. Cuando la pieza tiene un agujero, es necesario colocar un macho en la cavidad tal como se ilustra en la Figura 3 (d). El metal fundido y vaciado en la artesa superior fluye por un conducto circular denominado conduelo de alimentacin. Entra en la artesa inferior y de aqu fluye a travs del canal de alimentacin hasta la en/rada de la cavidad correspondiente al molde. El propsito de la entrada o compuerta es reducir la turbulencia. En algunas oportunidades se provee una mazarota para permitir escapar a los gases y asegurar la fluidez de bao necesaria para que el molde llene completamente antes de iniciarse la solidificacin.

    Figura 2.4 Operacin del moldeo

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    A continuacin se analiza paso a paso la produccin de un molde de arena con modelo partido, Figura 2.4 a).

    1. Se coloca la placa de moldeo sobre d piso de arena y se nivela su superficie. Se coloca la caja inferior sobre la placa de moldeo, con los pasadores hacia abajo, como se indica en la Figura 2.4 (b). Se coloca la mitad inferior del modelo, (sin pasadores de localizacin) sobre: la placa de moldeo, la distancia mnima entre el modelo y las paredes de la caja de moldeo debe ser 3 pul.

    2. Se vierte aproximadamente I pul de arena tamizada sobre el modelo y la placa de moldeo. Se llena la caja con arena no tamizada y se procede a compactarla alrededor del borde del modelo. El modelo puede daarse si se apisona sobre l o muy cerca a l. Es conveniente recordar que la arena debe "respirar" durante el vaciado. Por tanto, la arena no debe compactarse excesivamente.

    Despus de la compactacin inicial, se llena nuevamente la caja con arena no tamizada, se compacta nuevamente y se retira el exceso de arena utilizando una regla plana y el borde de la caja como guas. Esta ltima operacin deja a ras la superficie de arena con las paredes de la caja.: Es conveniente observar que despus de la compactacin inicial puede compactarse 'la arena sobre el modelo. A continuacin se producen los agujeros para ventilacin con la ayuda de un alambre. Estos agujeros pueden ubicarse en cualquier sitio en el molde, especialmente sobre el modelo y su profundidad debe ser igual a la de la caja.

    3. Se presiona firmemente a la placa inferior de moldeo sobre el piso de arena y se nivela su superficie. Se voltea la caja inferior, es decir se dejan los pasadores hacia arriba, y se coloca sobre la placa inferior de moldeo dejando el modelo a la vista. Se suavizan los bordes de la arena que van contra d modelo. Se coloca la parte superior del modelo en tal forma que los pasadores y agujeros de centraje coincidan. Se coloca la caja superior de modelo sobre la caja inferior, haciendo coincidir los pasadores con los agujeros, como se indica en la Figura 2.4 (c).

    4. A continuacin se aplica arena o un compuesto separador sobre la superficie de la caja inferior. Se posiciona el cilindro para el conducto de alimentacin a una distancia de aproximadamente 2 pul del modelo. Se vierte aproximadamente 1 pul de arena tamizada sobre el modelo en la superficie del molde. La caja superior se llena con arena sin tamizar: se apisona, se llena nuevamente la caja y se apisona de nuevo. Se retira el exceso de arena y se nivela la superficie de la arena con los bordes de las paredes de la caja superior. Se producen suficientes agujeros de ventilacin.

    5. Se retira el cilindro para el conducto de alimentacin, y con un tubo de latn de 25.4 mm de dimetro se produce el agujero para la mazarota. A continuacin se cortan la artesa superior para el vaciado y la apertura para la mazarota, ver la Figura 2.4 (d).

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    6. Se retira la caja superior y se remueve el exceso de arena existente sobre la superficie de la caja inferior. Se extrae el modelo de las cajas inferior y superior. Se cortan la compuerta y la artesa para el conducto de alimentacin y la mazarota. Se compacta la arena de la artesa de la compuerta de alimentacin para evitar el arrastre de arena dd molde cuando la corriente de metal fundido llegue a la artesa de la compuerta. Utilizando el fuelle y los elevadores se retira todo el exceso de arena que existe en la cavidad del molde. Se aplica polvo de grafito (plumbagina) sobre la superficie del molde y de la compuerta. Esto proporciona un mejor acabado a la superficie de la pieza. Se posiciona el macho.

    7. Se coloca nuevamente la caja superior sobre la inferior y la caja de moldeo completa se lleva al taller o patio de colada, en este sitio se dejan niveladas sobre el piso. Se cubre con lona a la artesa de vaciado, se retira la caja y se coloca en su lugar la camisa de colada. Esta soportar las paredes del molde durante el vaciado. Concluida esta operacin puede retirarse la lona protectora. Se coloca un peso sobre la parte superior del molde para contrarrestar la fuerza de rotacin que se desarrolla durante el vaciado del metal lquido. Los contrapesos tienen aberturas que permiten el vaciado del metal lquido.

    8. Se vierte el metal en el molde. Se permite la solidificacin. Se retira la camisa. Se destruye el molde. Se remueven, por corte, las mazarotas, conductos de alimentacin y compuertas. Se limpia la pieza mediante un chorro de arena.

    2.5 COMPUERTAS, BEBEDEROS, MAZAROTAS El propsito de la compuerta, Figura 2.4 (d), es alimentar el metal fundido a una velocidad consistente con la velocidad de solidificacin. Si el bao solidifica lentamente, las compuertas deben de ser pequeas. La posibilidad de interrupcin del flujo del metal lquido por enfriamiento de una compuerta pequea se incrementa con la disminucin de tamao de la compuerta. Cuando se requiera incrementar el l1ujo del metal fundido porque la velocidad de solidificacin es elevada, debe aumentarse el tamao de la compuerta. En la Figura 2.5 (a) se representa la seccin trasversal de una compuerta. Cuando una compuerta es insuficiente para alimentar un bao de velocidad de enfriamiento elevada, es necesario proveer varias compuertas para el mismo bebedero. Las aristas de la compuerta deben redondearse para evitar el desprendimiento de la arena y su arrastre hasta la cavidad del molde. Las aristas vivas tambin pueden retrasar localmente el enfriamiento, lo que favorece la formacin de inclusiones y el desarrollo de vacos en la pieza. La artesa de la compuerta acta como un recipiente para el metal fundido. Evita la turbulencia en el flujo del metal hacia la compuerta y sirve de trampa para la arena desprendida y para otras partculas indeseables.

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    Figura 2.5 Seccin transversal de una compuerta

    Las compuertas pueden incorporarse al modelo o pueden cortarse, con un conformador de compuertas. Las compuertas pueden cortarse en la superficie de separacin, Figura 2.4 (a), en la parte superior del molde, Figura 2.5 (b), o en la parte inferior del molde, Figura 2.5 (c). Las compuertas deben ubicarse preferencialmente en la superficie de separacin. Las compuertas ubicadas en las partes superior e inferior del molde pueden' afectar seriamente la calidad de la fundicin excepto cuando se disean muy cuidadosamente. En el vaciado directo sobre el molde es necesario evitar que ingrese simultneamente a la cavidad del molde una gran cantidad de metal fundido, porque se desarrolla turbulencia, esto se logra controlando el flujo en la parte superior del bebedero o conducto de alimentacin. Las compuertas ubicadas en la parte inferior del molde permiten su llenado de abajo hacia arriba. En este caso, el flujo del metal puede interrumpirse antes del llenado total del molde cuando se enfra la parte inferior. Mazarotas insertadas entre la compuerta y el molde con grandes aberturas hacia la cavidad de ste contribuyen al llenado total. Bebederos o conductos de alimentacin. Generalmente tiene seccin trasversal circular, Figura 2.4 (d), la seccin trasversal debe ser tan pequea como lo permita el llenado fcil de la cavidad del molde. Deben permitir el flujo de metal suficiente para mantener el proceso de alimentacin. Tambin deben ser verticales, sin ningn cambio en direccin, para permitir la alimentacin directa de la seccin de la compuerta.

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    Mazarota. Su seccin trasversal debe ser circular y su profundidad o altura debe ser igual al dimetro mayor, ver la Figura 2.4 (d). La artesa de la maza rota debe contener metal suficiente para alimentar el molde cuando el bebedero sea incapaz de hacerlo. El enfriamiento, en primer trmino, del metal prximo a las paredes del molde hace que el centro de las piezas grandes se encuentre lquido cuando se corta el flujo del metal fundido en la compuerta del canal de alimentacin. El metal lquido atrapado en el interior de la pieza se contrae al solidificarse. Para evitar el desarrollo de un vaco y por tanto la obtencin de una pieza defectuosa, es necesario adicionar metal durante el progreso de la solidificacin. Este metal debe ser su ministrado por la mazarota hasta la terminacin del proceso de solidificacin. Adems, debe vaciarse metal fundido en la mazarota y "bombearlo" con una barra para mantener el bao en movimiento. Debe observarse que la solidificacin se retarda cuando el flujo del metal es turbulento.

    2.6 VACIADO DEL METAL

    La prctica comn consiste en dejar correr el metal fundido del cubilete o del horno, hasta un cucharn receptor grande. El metal se distribuye, desde aqu, a cucharones para colar de dimensiones menores. Estos varan de tamao desde los que puede manejar un solo hombre hasta los enormes cucharones movidos por gra que contienen ciento de toneladas de material. Los fondos de los cucharones y los costados de los mismos grandes estn revestidos de ladrillo refractario.

    El fondo y los lados de un cucharn estn forrados por un revestimiento interior de arena y arcilla refractaria endurecidas por horneado. En talleres de produccin y fundicin pequeas, los moldes se alinean en el piso conforme se va haciendo, y el metal es tomado entonces en pequeas cucharas de vaciado. Cuando se requiere mas metal, o si un metal mas pesado es vaciado, se han diseado cucharas para ser usadas por dos hombres. En fundiciones grandes que estn comprometidas en la produccin en masa de piezas fundidas, el problema del manejo de moldes y de vaciado de metal se resuelve colocando los moldes sobre transportadores y hacindolos pasar lentamente por una estacin de vaciado. La estacin de vaciado puede ser localizada permanentemente cerca del horno o el metal puede ser trado a ciertos puntos por equipos de manejo areo. Los transportadores sirven como un almacn de lugar para los moldes, los cuales son transportados a un cuarto de limpieza.

    2.7 DESMOLDEO

    Despus que la pieza de fundicin se ha solidificado y enfriado a una temperatura deseable para su manejo se procede al desmoldeo, que consiste en abrir el molde y quitar las piezas.

    Si el molde es de coquilla, para las pequeas piezas en aleaciones de aluminio, de cobre o de cinc, las varias partes son montadas sobre guas de modo que actuando

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    sobre palancas adecuadas a mono o adecuadamente, la coquilla se habr y la pieza puede ser extrada.

    Si el moldeo es en cajas, es preciso antes que nada librar a estas de los pesos de los cuales han sido cargadas y aflojar los tirantes y tornillos que las unen slidamente; luego, abiertas las cajas a mono o con la gra se extraen la pieza desprendida de la arena.

    2.8 EL ACABADO DEL MOLDE

    Este proceso no es ms que la recomposicin de la forma del mismo. Tratndose de cajas de moldeo pequeas la operacin es fcil y rpida, se colocan en las portadas las almas, fijndolas eventualmente con puntas o con apoyos, se limpian las cavidades con un pincel suave soplando con un fuelle o con un chorro de aire; se comprueba visualmente o con un calibre o una regla, la correcta disposicin de cada parte y guindose con las espigas de las cajas se superpone las superiores procediendo con cuidad; luego se sujetan con tirantes o grampas. Se cargan con lingotes y finalmente se produce a la colada.

    2.9 INSPECCION DE LA PIEZA

    Durante el curso de la limpieza y especialidades en el acabado del proceso se requiere la inspeccin de la pieza de manera de comprobar que el nivel de calidad de diseo se ha logrado y mantenido a travs de todas las etapas del proceso de fabricacin.

    La inspeccin entonces, comprender el conjunto de operaciones necesarias para chequear o comprobar la calidad de las piezas fundidas. Los procedimientos de inspeccin pueden ser clasificados de la siguiente manera:

    Examen visual. Control dimensional. Control de especificaciones: el cual a su vez comprende:

    a) Anlisis qumico. b) Evaluacin metalogrfica. c) Ensayos mecnicos. d) Ensayos no destructivos.

    El examen visual sirve para detectar ciertos tipos de defectos de fundicin son inmediatamente descubiertos bajo una simple inspeccin ocular de las piezas tales como:

    Faltas de unidad. Deformaciones. Superficies rugosas.

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    Rechupes. Grietas. Sopladuras extendidas al exterior y muchas ms.

    Indudablemente que el mtodo de inspeccin visual es ms sencillo y ms empleado de todos los mtodos existentes, pero su confiabilidad depende exclusivamente de la experiencia y habilidad del operario inspector.

    En cuanto al control dimensional de fundiciones incluye las principales mediciones tal como se realiza en cualquier elemento de mquina. Calibradores, galgas de altura y de profundidad, calibradores pasa - no - pasa; niveles y en fin todos los instrumentos de mediciones dimensionales pueden ser utilizados en la comprobacin de las medidas de las piezas fundidas. Algunas piezas se eligen a menudo segn los procedimientos de control de la industria, con el fin de medir estas piezas deben de ser seccionadas.

    El control de especificaciones: incluye una serie de pruebas y ensayos variables de acuerdo a las piezas en fabricacin y su nivel de calidad.

    En los aspectos que incluye este proceso tenemos que los mtodos de:

    a. Anlisis qumicos b. Evaluacin metalogrfica c. Ensayos Mecnicos d. Ensayos no destructivo

    2.10 SOLIDIFICACIN

    La solidificacin presenta una gran variedad de posibilidades para su realizacin pudiendo mencionar como las ms relevantes:

    Generalidades: Es el mecanismo de solidificacin de los lingotes o piezas moldeadas da lugar a la aparicin de ciertas particularidades en las caractersticas del metal. A causa de la anisopropia inevitable del enfriamiento puede surgir:

    a. Una orientacin de los cristales, es decir, la textura de orientacin. b. Una heterogeneidad de composicin qumica, es decir, su textura. c. Una distribucin particular de las impurezas no solubles en el slido.

    Aparicin de los grmenes: La solidificacin de un metal o de una aleacin se realiza por una aparicin de grmenes cristalinos y el crecimiento de estos grmenes en el seno del liquido. La textura de la solidificacin depende a la vez del numero de estos centros de cristalizacin de una de las formas como han podido desarrollarse.

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    Aspectos en los cristales que se desarrollan en un liquido Se observan dos tipos de crecimiento:

    a.- Crecimiento dentritico: Se produce cuando existe una sobre fusin delante del frente de la solidificacin. Los cristales dentriticos sern observables en ciertos casos:

    I. Cuando es primaria, es interrumpida por la solidificacin de un eutectico. Es por ese motivo que se pueden observar contorno dentriticos en la aleacin de aluminio y silicio y en la fundicin.

    II. Cuando la solucin es slida no es suficientemente lenta para que produzca una uniformizaron de las concentraciones, los edificios detritos tienen una concentracin variable desde el eje de las ramificaciones hasta la periferia.

    Textura de solidificacin: Esta conformada por la orientacin y dimensiones de los cristales siendo la germanizacin heterognea, la dimensin de los cristales, que esta relacionada con l numero de centros de cristalizacin, depender de la pureza del metal y de la presencia de inclusiones o de burbujas gaseosas, pero hay otros factores que tambin influyen en los tamaos de los granos:

    a. La temperatura alcanzada y la duracin del calentamiento en estado lquido que tienden a disminuir los grmenes susceptibles. b. La repeticin de las funciones que actan en un mismo sentido. c. La presencia de impureza, que acrecienta l numero de grmenes y puede incluso modificar las formas de los granos, es por este motivo que las adiciones realizadas en las fundiciones pueden orientar la cristalizacin del grafito hacia formas nodulares. d. La agitacin del lquido durante la cristalizacin. e. La no-agitacin del lquido en la cristalizacin.

    - La temperatura es aproximadamente en toda la masa, se trata de una solidificacin isotrmica con un gradiente de temperatura nulo o muy pequeo. Los cristales nacen simultneamente en toda la extensin, sin orientacin privilegiada y crecen uniformemente en todas las direcciones.

    - Cuando los enfriamientos se realizan muy rpidamente a partir de una nica pared, existe un gradiente de temperatura importante en sentido perpendicular a dicha pared.

    Otro aspecto que involucra la textura es el de heterogeneidad que son aleaciones utilizadas industrialmente. Durante la solidificaron, la composicin del slido es distinta de la del liquido. Esta heterogeneidad subsistir ya que en los tiempos dedicados al enfriamiento nunca sern suficientemente largos para obtener una homogeneizacin del slido.

    Texturas de impurezas: Son rechazadas hacas las ultimas zonas que solidifican las fases oxidadas (escorias), las fases semimetalizadas (sulfuros) insolubles en l liquido que en el estado slido. Tambin se distingue:

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    * Una segregacin menor o dendritica: las impurezas refluyen hacia el contorno de los granos.

    *Una segregacin mayor en el mbito de la pieza: impurezas y los gases se renen en las ltimas partes que se solidifican.

    RECHUPES.

    El origen del rechupe esta en la variacin de volumen que se produce en la solidificacin. Para todos los materiales y aleaciones, excepto para el bismuto, esta variacin de volumen consiste en una contraccin. Hay que advertir que en el caso de las fundiciones grises, es decir, aquellas que contienen grafito, esta variacin de volumen es positiva causa de la cementita.

    Fe3 C 3Fe + C

    El enfriamiento de los lingotes se realiza de una manera heterognea. La evaluacin del calor es mucho ms rpida a travs de las paredes laterales y de la parte inferior; como consecuencia, el liquido tiende a descender en la lingotera a medida que avanza la solidificacin, crendose en la parte superior una deflexin de la superficie.

    Esta deflexin da lugar a un rechupe al final de la solidificacin. La cavidad de rechupe puede no ser visible desde el exterior, puesto que el metal puede haberse solidificado en la superficie. La ventaja de la lingotera tronconica es de rechazar la cavidad del rechupe hacia la parte superior y hace que salga al exterior, con una lingotera de forma inversa, el rechupe tendra tendencia a quedar encerrado dentro del lingote.

    La formacin del rechupe se debe al hecho de que las isotermas son sensiblemente paralelas a la superficie exterior del lingote. Si se somete el lingote a un enfriamiento unilateral por ejemplo un enfriamiento energtico por medio de una placa de cobre enfriada por agua en la base del lingote, las isotermas quedan rectificadas y no aparece el rechupe.

    Los especialistas han buscado formas de eliminar el rechupe, puesto que cuando se produce obliga a desperdiciar la parte superior de lingote en un tercio aproximadamente de su longitud. Se ha propuesto varias soluciones:

    Actuar sobre la alimentacin, es decir, alimentar el lingote durante la solidificacin.

    Mantener caliente la cabeza de los lingotes durante la solidificacin, sea por medio de una mazarota calefactora colocada encima de la parte superior, sea provocado un recalentamiento por medio de un cartucho de aluminio trmico, untado de soplete, un arco elctrico o calentamiento de las altas frecuencias.

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    2.11 COLADA CONTINUA Y SEMICONTINUA.

    Estas tcnicas se han ideado para la obtencin de desbastes que no deban ser forzosamente enfriados antes de ser tratados mecnicamente.

    La colada continua o semi-continua da al lingote una estructura particular de acuerdo con la disposicin de las isotermas y estos cristales se encuentran sobre un eje situado en la mitad del lingote. Esta fuente de textura de orientacin va acompaada de una textura de impurezas y de una textura de la colada.

    6.1 Construccin de los moldes.

    a.- Composicin de elementos.

    Por lo general los moldes no se hacen en una sola pieza, ya que esto traera inconvenientes tales como deformaciones, mayor costo, pesados y difciles de fabricar. Si son voluminosos y han de hacerse de madera, se construye un armazn que se recubre con tablas.

    Igualmente si por su pequeo tamao, el moldeo no puede ser vaciado, la composicin en elementos resultara oportuna para evitar deformaciones y grietas. Tambin los modelos de piezas sencillas acostumbran construirse en varias partes unidas entre s por razones de economa de material y de mano de obra y para obtener una solidez, estabilidad y duracin mayor.

    b.- Uniones.

    Los elementos de un moldeo merecen una atencin especial y pueden ser:

    Uniones estables: Se consiguen por medio de la cola, los clavos, las clavijas, las lengetas de maderas, las grapas metlicas onduladas, las ensambladuras, etc.

    Uniones deformables: Se consiguen con tornillos de madera, pernos, varillas fileteadas y ensambles de cola de milano.

    c.- Descomposicin.

    Algunas de las uniones deben ser deformables para lograr:

    Disponer una parte del modelo sobre el tablero de moldear.

    Extraer del molde las partes que presentan contrasalida.

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    Extraer sucesivamente las partes del modelo que por sus caractersticas pudieran deteriorar el molde.

    La colada o vaciado es el proceso que da forma a un objeto al hacer entrar material lquido en un agujero o cavidad formado que se llama molde y dejar que se solidifique el lquido. Cuando el material se solidifica en la cavidad retiene la forma deseada. Despus, se retira el molde y queda el objeto slido conformado.

    Los procesos se clasifican, primero, por la forma en la cual se hacen entrar los materiales a la cavidad del molde. Los sistemas bsicos se realizan por gravedad y a presin. La segunda clasificacin de los procesos de colada es segn el material del molde. Este se puede hacer con arena y se destruye despus de sacar el objeto o moldes fijos (indestructibles).

    2.12 SISTEMAS DE COLADA.

    Los elementos bsicos del sistema de colada, pueden apreciarse en el siguiente esquema donde se destaca:

    Colada o bebedero: Conductor vertical a travs del cual el metal entra en el canal. Pozo de colada: seccin usualmente redondeada al final del bebedero, utilizando

    para ayudar a controlar el flujo de metal que entra en la canal. Canal: seccin comnmente horizontal a travs de la cual el metal fluye o es

    distribuido mediante entradas a la cavidad del molde. Portadas o entradas: Canales secundarios variables en nmero de acuerdo al

    diseo de la pieza a travs de las cuales el metal deja el canal para penetrar en la cavidad del molde. Cavidad de colada: Seccin colocada en muchas ocasiones en la parte superior

    del bebedero de manera de darle facilidad al operador para mantener el metal dentro y permitir el flujo continuo, as mismo minimiza o evita la turbulencia y promueve la entrada al bebedero solo de metal limpio para ello usualmente emplean filtros. Filtros: Pequeos dispositivos empleados en la cavidad de colada en coacciones

    en el pozo de colada, de manera de separar la escoria del metal y de esta forma permitir un flujo de metal limpio.

    OBJETIVOS DEL SISTEMA DE COLADA.

    Los elementos del sistema de colada antes mencionados permiten ejercer las siguientes funciones:

    Llevar el metal lquido al molde de forma de llenar la cavidad. Regular la velocidad de entrada del metal a la cavidad del molde. Conducir los gases al exterior. Introducir el metal liquido en el molde con la mnima turbulencia (erosin y absorcin)

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    Establecer los mejores gradientes de temperatura.

    TIPOS DE SISTEMAS DE COLADA.

    Directo: Este sistema se emplea para las piezas muy pequeas, su principal ventaja es la economa y la sencillez para su realizacin. En l se eliminan ciertos elementos bsicos de los ya citados. Por la lnea de particin: Permite colocar el sistema de colada en las placas-

    moldeo y se puede provocar la solidificacin direccional, colocando un cargador (alimentador de la pieza) entre el canal y la pieza. Su principal desventaja consiste en un sistema menos econmico. Por el fondo: En los cuales encontramos dos tipos el primero es en la lnea de

    particin y el segundo por debajo de la lnea de particin. Este sistema presenta desventajas por ser difcil de moldear y el metal de menor temperatura queda en la parte superior y no existe la mezcla requerida. Por lo general el sistema por debajo de la lnea de particin se utiliza para poleas de masa muy grande.

    2.13 SISTEMAS DE ALIMENTACIN.

    El sistema de alimentacin est formado por los cargadores o motajes y su utilizacin tiene como finalidad prevenir no slo a formacin de cavidades o rechupes, debido a la contraccin del metal durante la solidificacin sino tambin evitar diseos con exceso de metal y altos costos de limpieza.

    Un buen sistema de alimentacin debe poseer suficiente metal u volumen para la compensar la contraccin de solidificacin, promover una solidificacin direpcional hacia el cargador, es decir, ste debe solidificar de ltimo de manera de llevar progresivamente la solidificacin desde el interior del metal colado hasta una reserva de metal exterior a la pieza suministrada por el cargador. Debe ser econmico o sea la relacin en peso de la pieza con el sistema de alimentacin debe ser satisfactoria, es decir, el peso de la pieza es directamente proporcional a la suma del peso de la pieza, el peso del sistema del colado y el peso del sistema de alimentacin.

    Ejemplo: supngase que va a fundir una barra de acero de ochenta centmetros de largo por cinco de ancho. Se observa que cuando se aumenta las dimensiones del montaje se producirn cavidades en un extremo, pues el acero en la otra parte solidificara al mismo tiempo que en donde se producen las cavidades. Por lo tanto se deber usar motajes adicionales.

    TIPOS DE SISTEMAS DE ALIMENTACION

    Cimeros: Se caracterizan por estar ubicados sobre la pieza. Ejemplo:

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    El cargador esta siendo utilizado tambin como un sistema de colada, ste es un mtodo econmico, muy utilizado en piezas pequeas, la parte ms caliente de metal quedar de ltimo evitando la formacin de rechupes.

    Se utiliza un sistema de colada para vaciar el metal en el molde, la solidificacin sigue hacia el cargador.

    Laterales: Son colocados generalmente entre la pieza y el sistema de colada. Ejemplo:

    La solidificacin es promovida hacia cargador ya que primero solidificar la pieza y luego el cargador.

    En cuanto a los dos ltimos se observa que el cargador solidificar antes que la pieza y no podr suplir el metal lquido cuando la pieza lo necesite al iniciar la contratacin de solidificacin, originndose rechupes con poros dentro de la misma.

    Ciegos: estn introducidos dentro de la arena son s siempre del tipo lateral. Ejemplo:

    2.14 EL PROCESO DE COLADO.

    Una vez dispuestos en el molde los elementos de colada, son necesarias ciertas operaciones de acabado de molde previamente al vaciado del metal, de igual forma a posterior sern necesarias operaciones de desmoldeo, limpieza y acabado, antes de la obtencin de las piezas de fundicin.

    Limpieza (fcil acceso a las actividades de los noyos, facilidad para retirar el sistema de conductos).

    Limpieza acabado.- La limpieza y el acabado de la pieza de fundicin involucran todos o varios de estos procesos:

    Quitar los ncleos Eliminacin de agujeros y alimentadores Eliminar las escamas y rugosidades de la superficie Limpiar la superficie Reparar los defectos

    En las fundiciones de no ferrosos y fundicin de hierro, se sacan por medio de una piedra de abrasivos o por sierras de arco o continas. En piezas de acero, especialmente las grandes se eliminan los agujeros y rebosaderos por medio de una llama de oxiacetileno.

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    En la limpieza de las piezas se usan cinceles neumticos, amoladoras de mano o de pedestal. La limpieza superficial se logra por algn tipo de proceso de chorro con una sustancia abrasiva como la arena transportada con aire o con algn fluido.

    Libres de portadas, canales, bebederos y cargadores, las piezas pueden ser acabadas totalmente, es decir, limpiadas a mano con cepillo, con el chorro de arena u oro mtodo ms severo y luego rebanadas.

    Para limpiar las piezas de fundicin se utilizan mtodos severos, dependiendo del tamao, gnero y formas de las piezas. El equipo ms comnmente usando es el rotatorio, molino cilndrico de cada. Las piezas se limpian por la accin de la cada de unas sobre otras cuando el molino esta rotando, generalmente los equipos limpian de 30 a 45 kilogramos de pieza fundicin gris y maleable en un tiempo de 5 a 8 minutos. Mquinas grandes de este tipo tienen capacidades por encina de una tonelada por carga. La mquina consiste en un barril de limpiado formado por un transportador de cortina contino. El trabajo consiste en que debajo de la cada se localiza la unidad de soplado justo alrededor de la carga y un tiro metlico es soplado sobre las piezas de fundicin.

    Despus que se golpea la carga, el tiro cae a travs de los agujeros en el transportador y es llevado con toda la carga a un separador y al almacn de tolva. Desde all stas son alimentadas a la unidad de soplado. La unidad es descargada por el movimiento en reversa del transportador de cortina. Un colector de impurezas es instalado con la mquina par eliminar polvos que originen un riesgo.

    Las unidades de soplado se pueden usar separadamente para la limpieza de fundicin.

    Si los objetos son pequeos y macizos se introducen al momento despus del desmoldeo en cubas o cedazos junto con estrellas de puntas de fundicin dura; despus de unos minutos de rotacin se paran las cubas y se descargan las piezas y completamente limpias.

    A las piezas medias y grandes con oquedades, es preciso quitarles la arena de los machos. Esto se hace a mano con cinceles, o puntas o barras vibratorias.

    Si la pieza es grande y pesada se deposita en un banco de parrilla, a ser posible con aspiracin; aqu frecuentemente la pieza es cepillada con cepillos metlicos.

    La arena para las limpiadoras de chorro de arena debe ser cuarzosa de gramo conveniente y sin polvo; la presin de aire debe ser cerca de 6 Kg/cm2. La lanza de chorro de arena puede ser manejada tambin mecnicamente.

    En las piezas de fundicin que van a ser planteadas o galvanizadas frecuentemente se hace la limpieza de stas, en una solucin de cido diluido y luego se enjuagan en agua caliente.

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    En complemento de estos procesos de limpieza muchas piezas de fundicin requieren de un rebanado, el cual puede ser ejecutado con cinceles de mano o neumticos, con limadoras, o con esmeril para eliminar la tez de fundicin y cortar algunos defectos.

    2.15 FUNDICION Es proceso de produccin de piezas metlicas a travs del vertido de un metal o una aleacin fundida sobre un molde hueco, por lo general hecho de arena. La fundicin es un antiguo arte que todava se emplea, aunque ha sido sustituido en cierta medida por otros mtodos como el fundido a presin, la forja, la extrusin, el mecanizado y el laminado. CALCULO DEL PESO DE LA FUNDICION En muchos casos debe calcularse el peso de la fundicin contando nicamente con el modelo. Existen 2 mtodos que permiten calcular el peso de la fundicin. Un mtodo consiste en calcular el volumen (en pulg) del modelo y continuacin multiplicar este volumen por el peso especifico del material a colar estos pesos especficos se indican en la Tabla 1. El otro mtodo consiste en multiplicar el peso del modelo por una constante consignada tambin en la Tabla 1.

    Tabla 1. Factores para los materiales a colar

    Peso especifico del pino blanco = 0.017 lb/pul La siguiente tabla indica los puntos de fusin, calores especficos medios y calores latentes de fusin de algunos de los metales y aleaciones ms corrientes empleados en fundicin.

    Material del Hierro Aluminio Latn Zinc Modelo Fundido

    Pino blanco Pino amarillo

    Cerezo Caobo

    Aluminio Hierro fundido

    Macho de arena seca Peso especifico, lb/pul

    16.5 5.8 19.0 15.0 14.0 4.2 16.0 12.0 10.4 3.8 13.0 10.0 12.5 4.5 14.0 12.0 2.8 1.0 3.3 2.7 1.0 0.4 1.2 0.9 4.0 1.4 4.8 3.6

    0.2778 0.09375 0.3112 0.2532

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    Metal o aleacin Temperatura de fusin 0C

    Calor especfico del slido

    Calor especfico del lquido

    Calor latente de

    fusin

    Magnesio 650 0.25 ----- 72

    Aluminio 657 0.23 0.39 85

    Latn 900 0.092 ----- ----

    Fundicin gris 1200 0.16 0.20 70

    Fundicin blanca 1100 0.16 ---- ----

    Acero 1400 0.12 ---- 50

    MTODOS MODERNOS DE FUNDICIN La fundicin o colada centrfuga es un mtodo para fundir objetos de forma circular, y consiste en hacer girar rpidamente un molde circular durante el fundido. No hace falta ncleo, porque la rotacin del molde mantiene el metal apretado contra l debido a la fuerza centrfuga. Esta tcnica es til para fabricar tubos metlicos. En la fundicin inversa, una adaptacin del proceso de cera perdida para la fabricacin de piezas fundidas ornamentales, el modelo se construye en cera, a menudo con una mquina de fundido a presin, y se recubre con una pasta de material refractario que se deja secar. Esta capa refractaria, con el modelo de cera dentro, se recubre de arena y despus se cuece todo el molde. La cera se derrite y se vierte fuera del molde, con lo que ste queda listo para recibir el metal. Las piezas fabricadas con este proceso tienen una gran precisin y reproducen bien detalles finos. En el proceso de fundicin continua se vierte acero fundido a un ritmo constante sobre la parte superior de un molde de seccin transversal uniforme refrigerado por agua, y se extrae acero slido de la parte inferior del molde de forma continua.

    DEFECTOS DE FUNDICIN.

    Todo taller o industria se preocupa por producir este porcentaje que representa una prdida de tiempo, material y de dinero. Por ello es importante:

    Diagnosticar los defectos. Eliminar las causas que los provoco

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    Evaluarlos en peso y en porcentaje respecto a la produccin total y registrarlos en el estado estadstico de la produccin.

    El diagnostico de los defectos es una labor muy ardua que requiere una gran experiencia en el arte de la fundicin y de colados, ya que stos son numerosos y cada uno de ellos puede ser provocado por muchas causas entre ellos tenemos los:

    Atribuibles al modelo. Estos bienes dados por.

    Las superficies rugosas o speras: Este defecto en las piezas en seco resulta que la arena es poco refractaria o su grano es demasiado grueso o ha sido incompletamente secada o de que el negro humo es malo.

    Penetraciones: Son causadas por un metal fluido que va ha llenar los intersticios entre los grnulos de la arena de moldeo sin separarlos. Para evitar este defecto es preciso revisar el diseo de la pieza, el modelo, la caja, el molde, los elementos de colada, etc., a fin de evitar concentraciones de calor sobre las partes delgadas del molde y del macho, de la misma forma asegurar un atacado uniforme y de acuerdo de la arena en todo punto del molde.

    Piezas corridas o machos levantados: Las piezas corridas se producen generalmente cuando las placas modelo estn mal confeccionadas o las cajas estn mal niveladas; en el caso de machos es por su mala colocacin, por soportes insuficientes o por una arena defectuosa la cual puede reventarse y producir hueco.

    Grietas o rajaduras: Se verifican especialmente en las nervaduras, en los radios, en las piezas delgadas - huecas, etc. Depende del modo particular del diseo de las piezas, de la composicin del metal, de la rigidez del molde de los elementos de colada etc.

    Defectos atribuibles al metal liquido o practica de fusin: Entre los defectos atribuidos tenemos:

    Piezas incompletas o con costuras: Estas piezas surgen cuando el metal no llena por completo el molde o con costuras por interrupciones parciales; se debe fundamentalmente a la falta de fluidez del metal, muchas veces por temperaturas bajas, en ocasiones puede producirse por salida de aire y gases influyentes, composicin qumica, equivocada, etc.

    Sopladuras: Se trata de burbujas esfricas o aplanadas de superficie lisa, provocadas por gases disueltos en el metal que se escapan en el acto de la solidificacin, o en gases o vapores que se forman en el molde o al contacto de ste con el metal y que, a causa de la escasa permeabilidad del molde tratan de encontrar un paso a travs del metal lquido donde queda aprisionado en el acto de la solidifacin. A menudo las sopladuras son provocadas por machos rodeados por gran cantidad de metal y por eso, aunque permeables con escasa posibilidad de dirigir todos los gases.

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    Inclusiones de escoria: Se producen cuando cuerpos extraos son arrastrados por el metal durante la colada o arrancados de molde y permanecen aprisionados en el mismo metal seguidamente a la solidificacin de la pieza. De ordinario las inclusiones dado el menor peso especifico del material que la forma, se encuentra en la superficie superior de las piezas.

    Rechupes: Son cavidades con paredes recortadas por la presencia de dentritas formadas durante la solidificacin. Fundamentalmente se debe a la mala ubicacin de los cargadores, o a un dimensionado incorrecto de los mismos.

    TIPOS DE FUNDICION

    Fundicin centrifuga

    En este proceso el molde se fija en un disco que gira aproximadamente 1.500 rpm. La fuerza centrfuga hace que el metal se distribuya a todas las partes del molde. La pieza que se obtiene posee detalle y densidad elevados. Las impurezas se localizan en la pared interior de la pieza porque su masa es inferior a la del metal fundido. Esto tiende a localizar las impurezas y en alguna extensin a purificar el bao metlico. Fundicin centrfuga.- Se utiliza para producir objetos simtricos tales como tubos, en este caso la fuerza centrfuga mantiene al metal contra la pared del molde hasta la solidificacin. Para conformar un agujero en la pieza no se requiere de un macho. El metal lquido distribuido por este proceso puede forzarse en moldes en donde la solidificacin ocurre rpidamente. El eje de rotacin puede ser vertical u horizontal. Cuando la velocidad de rotacin es baja y el eje es vertical, los agujeros interiores se conforman parablicamente, pero este defecto desaparece cuando la velocidad es elevada. Fundicin semicentrifuga Este proceso, Figura 4.1 (b), se utiliza para asegurar la pureza y densidad en los extremos de piezas fundidas tales como ruedas o volantes. El molde de arena (cajas superior e inferior y el macho central) se gira a una velocidad ms baja (350 rpm) que en el caso del proceso de fundicin centrfuga. En algunos casos puede ser necesario mecanizar el centro de la pieza porque en este sitio se obtiene la estructura ms dbil Y puede contener algunos defectos. Varios moldes pueden colocarse uno encima del otro y girarse, en este caso, el metal fundido se alimenta a travs de un bebedero central. La rotacin ocurre alrededor de un eje central. La cantidad de moldes que pueden girarse simultneamente depende de las condiciones prevalecientes y de tamao de los moldes.

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    Centrifugado. Este mtodo de fundicin aprovecha que las propiedades mecnicas de la fundicin son mejores en la periferia de rotacin y que estas se incrementan al hacerla la distancia existente desde el centro de rotacin. Ver la Figura 4.1 (c). En consecuencia, varios moldes se agrupan alrededor de un bebedero central, el metal fundido es forzado a travs de los conductos de alimentacin y se introduce en los moldes produciendo piezas de densidad y purezas elevadas. Otros mtodos de fundicin centrfuga son: El mtodo Watertown que utiliza un molde voluminoso de hierro fundido que acta como sumidero de calor; el mtodo DeLavaud se utiliza en un molde metlico de pared delgada con una camisa de agua; y el mtodo que emplea un cilindro de acero revestido con arena. Proceso de solidificacin incompleta. En esta variante del proceso en molde permanente, el metal se vierte en la cavidad de la matriz. En un momento preestablecido el molde se invierte para permitir la salida del metal que an no ha solidificado en el interior del molde. A continuacin, se retira el cascarn hueco que ha solidificado. Este proceso permite producir ornamentos, juguetes, etc. La superficie de la pared interior de la pieza es rugosa e irregular. Proceso Corthias. Esta es otra variante del proceso de vaciado en moldes permanentes, en este caso, la cavidad se llena con una cantidad de metal preestablecida. A continuacin se inserta un macho o mbolo que a baja presin obliga al metal a introducirse en la cavidad. El macho o mbolo se extrae en la medida en que el material solidifica. Este proceso permite obtener 'piezas huecas. Fundicin a presin Los procesos de fundicin a presin son mtodos de vaciado en molde permanente en los cuales el metal se introduce en el molde a presin elevada. Las presiones varan entre 20.000 y 75.000 lb/pul en el mtodo de la cmara fra mientras que, en el mtodo de la cmara caliente se requieren aproximadamente 500 lb/pul.

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    DISEO DEL MODELO

    3.1 FASES DEL DISEO

    En la fase de Diseo, su propsito, basndose en los requerimientos previamente obtenidos, es mostrar las ventanas, su navegacin, interaccin, controles y botones al usuario y obtener una retroalimentacin que nos permite mejorar el Diseo de Interfaz.

    Reglas generales de diseo

    Deben evitarse interiores agudos ya que concentran tensiones.

    Deben proveerse filetes generosos en todos los cambios de direccin y de seccin, ya que estos reducen la concentracin de esfuerzos y logran un enfriamiento y contraccin uniformes.

    Cambios bruscos de seccin generan fallas durante el enfriamiento.

    En la fundicin en matriz es recomendable que la unin de estas sea en los bordes. Los espesores mnimos de seccin de gran importancia en el diseo de cualquier tipo de fundicin. Algunas de las principales reglas de diseo que se deben seguir para obtener buenas piezas de fundicin se describen brevemente a continuacin. Cuando se disea un componente para fundicin se deben tener presentes varios factores esenciales, ya que si se olvidan cada uno de ellos puede contribuir a incrementar considerablemente el costo. Los factores ms importantes son: Modelo y costos de los modelos (plano de separacin, una o dos piezas, despezo o rebaje, etc.). Produccin del molde (mtodo y propiedades). Colada (sistema de conductos, bebederos en funcin de la geometra).

    Canalizacin de la colada.- Afecta directamente a la calidad de la fundicin. Se usa ms de una boca conectndose estas con el bebedero por medio de canales pudiendo introducir el metal por varias a la vez, facilitando una solidificacin direccional adecuada.

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    3.2 TIPOS DE MODELOS Para producir la forma de la cavidad del molde se utiliza un modelo. El modelo debe disearse cuidadosamente porque muchas variables intervienen sobre sus dimensiones, forma y material. Las dimensiones y la forma del modelo se determinan a partir de las dimensiones y forma de las piezas terminadas, de las tolerancias requeridas para el acabado, de la contraccin, del desmoldeo, de la distorsin, etc. Otras consideraciones necesarias son: el material a fundir, el mtodo de vaciado y la cantidad de 'piezas a producir: Las tolerancias y consideraciones anteriores determinan el material a utilizar en el modelo y su diseo. El molde est contenido en un recipiente de dos partes denominado caja de moldeo, Figura 3 (a), que se separa en el centro. En el sitio en donde las mitades del molde se separan se origina una vena denominada lnea de particin, Figura 3. La posicin de la lnea de particin determina la orientacin del modelo en el molde. En las Figuras 3 (a, b, c) se ilustran tres orientaciones del modelo con respecto a la lnea de particin. La lnea de particin tambin determina la direccin de ahusamiento del modelo. Este ahusamiento se denomina salida y sin l, el modelo no puede retirarse del molde. En la Figura 3 (d) se representa un modelo cuya salida es incorrecta; por tanto, no puede retirarse del molde de arena.

    Figura 3. Caja de moldeo

    Los requerimientos o especificaciones del componente deseado condicionan la seleccin del proceso de fundicin. La tabla 3 muestra una clasificacin de modelos por categora, tipo y material. La calidad del modelo depende de la cantidad de piezas a producir y del proceso de fundicin. Si slo se van a hacer unas cuantas piezas, se puede empicar madera blanda; para una cantidad mayor, madera dura y para cantidades muy grandes se debe usar metal, Por consiguiente, los modelos se pueden dividir en diferentes tipos, de acuerdo con la manera en que se emplean durante la produccin del molde. Considerando que las tolerancias deben estar previstas en el molde o en el modelo. En general, los modelos desempean un importante papel en los procesos de

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    fundicin, por lo cual sus principios se describen brevemente a continuacin.

    TABLA 3. Modelos clasificados por categora, tipo y material Categora del

    Modelo Tipo de Modelo Material del

    Modelo

    Permanente

    Modelo suelto * De una pieza * De dos piezas Modelo con conductos de colada Modelo de placa de acoplamiento Modelo de caja de moldeo Modelo seccional (de tarraja de moldeo y esqueleto).

    Madera Metal Plstico Caucho etc.

    Existen muchos tipos de modelos. A continuacin se discuten varios de ellos. Los modelos con conductor son, en principio, modelos sueltos con bebederos y canales de colada. Debido a su alto costo slo se usan para piezas pequeas y cuando la cantidad es grande (1000 piezas).

    Modelos partidos

    Son aquellos que quedan destruidos en el acto mismo de la colada, debido a que estn hechos de materiales fusibles o combustibles. El material ms utilizado para estos modelos es la cera, originando incluso un mtodo particular de moldeo denominado moldeo de cera partida.

    Estos son modelos de dos piezas, Figura 2(b y c), construidos en tal forma que la parte superior del modelo corresponde a la cavidad de la caja superior y la parte inferior del modelo corresponde a la cavidad de la caja inferior. Las dos partes del modelo se alinean con pasadores de centrado fijados por interferencia a la parte superior del modelo. Los pasadores de alineamiento o centrado ajustan en agujeros cuidadosamente taladrados en la parte inferior del modelo. La lnea de particin coincide con la lnea de separacin del modelo. Este tipo de modelos se utiliza cuando el contorno de la pieza hace imposible o dificulta la remocin de un modelo de una pieza. El modelo partido es el tipo ms ampliamente utilizado.

    El uso ms comn de los modelos perdidos es la fundicin de piezas de precisin y de piezas artsticas, ya que si s emplearse otro tipo de modelo en la fabricacin de la misma fuese muy difcil la extraccin de dicho modelo sin deformar la cavidad.

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