Practica 1. Fabricacion de Tornillos Estructurales

INFORME DE LABORATORIO

Nombre:

Natalia Orrala, Alfredo Quiroz.

Curso y numero de sección:

Procesos de Manufactura PL108, Martes 14:30-16:30.

Número y título de experimento:

Experimento No. 1, Fabricación de tornillos estructurales.

Profesor:

Julio Cáceres.

Fecha de experimento: experimento:

Junio 7, 2014.

Fecha de presentación: presentación:

Junio 10, 2014.

A)

Título de la práctica

Exposición: Fabricación de tornillos estructurales.

B)

Resumen

Se explicó el proceso de la fabricación de tornillos estructurales con el propósito de: 

Conocer los diferentes procesos de manufactura.



Identificar los cambios en las propiedades mecánicas de los materiales luego de ser sometidos a un proceso de manufactura.

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Elaborar un diagrama de PITOC.

La práctica consistió en explicar las diferentes fases de la elaboración de los tornillos estructurales usados en la construcción así como el diagrama de PITOC con sus respectivas especificaciones de proveedor, input, transformaciones, producto final y aplicaciones. Los procesos de transformación que intervienen en la fabricación de tornillos estructurales son desenrollado, trefilación, forjado en frío, maquinado y tratamiento térmico. El forjado en frío le da la forma básica al tornillo y deforma el material aumentando su dureza, por otro lado el tratamiento térmico incrementa la resistencia mecánica del tornillo. Por medio del diagrama de PITOC se identificó la transformación principal y los procesos secundarios del producto así como la materia prima correspondiente al alambrón de acero.

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C) Enfoque experimentales

La materia prima de los tornillos estructurales es un alambrón de acero de 2 cm de diámetro, recubierto de un lubricante en polvo que disminuye la fri cción. Este acero se lo denomina acero reforzado al carbono. El alambrón es desenrollado y estirado mediante máquinas desplegadoras, debe quedar perfectamente recto ya que la más mínima ondulación en el acero podría generar debilidad en los tornillos. El objetivo de este proceso es eliminar las curvas y los pliegues grandes. Otra máquina transporta el cable para ser trefilado, se aplica una fuerza para eliminar el lubricante reduciendo de esta forma el diámetro a 1,9 cm. Luego del proceso de trefilado es posible aumentar las propiedades mecánicas dentro de las cuales se incluye resistencia a la tensión y torsión, se pueden realizar tratamientos térmicos posteriores y acabados superficiales como galvanizado, fosfatizado, entre otros. El cable es cortado de acuerdo a dimensiones estándar para obtener tornillos que son forjados en frío mediante una máquina forjadora. Se usan diferentes troqueles para comprimir las moléculas del acero y reforzar el material, en esta máquina se realiza también la forma de la cabeza del tornillo. Posteriormente, se elabora la rosca donde se colocarán las tuercas que asegurarán los tornillos con una máquina fileteadora donde se aplica una fuerza de 50 toneladas para crear el paso del tornillo. Los tornillos salen de la fileteadora completamente formados y listos para realizar un tratamiento térmico.Para el tratamiento térmico se necesitan dos hornos, el primero alcanza la temperatura de 900°C, esta temperatura es suficiente para reagrupar las moléculas del acero

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sin derretir el material, un paso rápido por un segundo horno a 565°C solidifica todavía mas el acero con el objetivo de incrementar su resistencia a l a tensión. Una vez fríos los tornillos se ponen a prueba mediante ensayos de tracción, deben ser capaz de soportar por lo menos 18 toneladas de fuerza antes de romperse. Si un tornillo soporta 21 toneladas fuerza se lo considera fuerte.

D) Análisis de resultados

La fabricación de tornillos está destinada para la construcción de grandes estructuras como puentes y edificios debido a su capacidad para soportar fuerzas de tensión. Las fases de su realización se muestran en la Fig1.

Fig1.-Diagrama PITOC

En la construcción del diagrama de PITOC se muestra el proveedor, minas de hierro, de las cuales se obtiene acero, la materia prima o input corresponde a los rollos de cable de acero. 3

A partir de ellos se realizan los procesos secundarios marcados en color azul, el proceso principal para la obtención de los tornillos estructurales corresponde al forjado en frío que cambia sus propiedades mecánicas brindándole más resistencia. El producto final son los tornillos estructurales y su aplicación se destina a estructuras y puentes.

E)Referencias 

http://www.youtube.com/watch?v=x4fON_C64fY

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