1.Mecanizado manual y mediante herramientas eléctricas
2.Distintos tipos de mecanizado
3.Corte
3.1 Tipos y medios de corte
3.2 Corte por arranque de viruta
3.3 Corte por desbastado
3.2 Corte por arranque de viruta
3.3 Corte por desbastado
4.Limado
4.1 Limas, tipos.
4.2 Proceso de limado
4.2 Proceso de limado
5.Bruñido
6.Taladrado
7.Torneado
8.Roscado
8.1 Concepto de rosca
8.2 Tipos de rosca
8.3 Procedimiento de roscado
8.2 Tipos de rosca
8.3 Procedimiento de roscado
1.Mecanizado manual y mediante herramientas eléctricas
Mecanizado manual
Es el realizado por una persona con herramientas exclusivamente manuales: sierra, lima, cincel, buril; en estos casos el operario maquina la pieza utilizando alguna de estas herramientas, empleando para ello su destreza y fuerza.
Mecanizado con máquina-herramienta
El mecanizado que se hace mediante una máquina herramienta, manual, semiautomática o automática, es similar pero el esfuerzo de mecanizado es realizado por un equipo mecánico, con los motores y mecanismos necesarios. Las máquinas herramientas de mecanizado clásicas son:
- Taladro: La pieza es fijada sobre la mesa del taladro, la herramienta, llamada broca, realiza el movimiento de corte giratorio y de avance lineal, realizando el mecanizado de un agujero o taladro teóricamente del mismo diámetro que la broca y de la profundidad deseada.
- Limadora: esta máquina herramienta realiza el mecanizado con una cuchilla montada sobre el porta herramientas del carnero, que realiza un movimiento lineal de corte, sobre una pieza fijada la mesa, que tiene el movimiento de avance perpendicular al movimiento de corte.
- Mortajadora : máquina que arranca material linealmente del interior de un agujero. El movimiento de corte lo efectúa la herramienta y el de avance la mesa donde se monta la pieza a mecanizar.
- Cepilladora: de mayor tamaño que la limadora, tiene una mesa deslizante sobre la que se fija la pieza y que realiza el movimiento de corte deslizándose longitudinalmente, la cuchilla montada sobre un puente sobre la mesa se desplaza transversalmente en el movimiento de avance.
- Torno: el torno es la máquina herramienta de mecanizado más difundida, éstas son en la industria las de uso más general, la pieza se fija en el plato del torno, que realiza el movimiento de corte girando sobre su eje, la cuchilla realiza el movimiento de avance eliminando el material en los sitios precisos.
- Fresadora: en la fresadora el movimiento de corte lo tiene la herramienta; que se denomina fresa, girando sobre su eje, el movimiento de avance lo tiene la pieza, fijada sobre la mesa de la fresadora que realiza este movimiento. Es junto al torno la máquina herramienta más universal y versátil.
2.Distintos tipos de mecanizado
Mecanizado sin arranque de viruta
Todas las piezas metálicas, excepto las fundidas, en algún momento de su fabricación han estado sometidas a una operación al menos de conformado de metales, y con frecuencia se necesitan varias operaciones diferentes. Así, el acero que se utiliza en la fabricación de tubos para la construcción de sillas se forja, se lamina en caliente varias veces, se lamina en frío hasta transformarlo en chapa, se corta en tiras, se le da en frío la forma tubular, se suelda, se maquina en soldadura y, a veces, también se estira en frío. Esto, aparte de todos los tratamientos subsidiarios. La teoría del conformado de metales puede ayudar a determinar la forma de utilizar las máquinas de la manera más eficiente posible, así como a mejorar la productividad.
Mecanizado por abrasión
La abrasión es la eliminación de material desgastando la pieza en pequeñas cantidades, desprendiendo partículas de material, en muchos casos, incandescente. Este proceso se realiza por la acción de una herramienta característica, la muela abrasiva. En este caso, la herramienta (muela) está formada por partículas de material abrasivo muy duro unidas por un aglutinante. Esta forma de eliminar material rayando la superficie de la pieza, necesita menos fuerza para eliminar material apretando la herramienta contra la pieza, por lo que permite que se puedan dar pasadas de mucho menor espesor. La precisión que se puede obtener por abrasión y el acabado superficial pueden ser muy buenos pero los tiempos productivos son muy prolongados.
Mecanizado por arranque de viruta
El material es arrancado o cortado con una herramienta dando lugar a un desperdicio o viruta. La herramienta consta, generalmente, de uno o varios filos o cuchillas que separan la viruta de la pieza en cada pasada. En el mecanizado por arranque de viruta se dan procesos de desbaste (eliminación de mucho material con poca precisión; proceso intermedio) y de acabado (eliminación de poco material con mucha precisión; proceso final cuyo objetivo es el de dar el acabado superficial que se requiera a las distintas superficies de la pieza). Sin embargo, tiene una limitación física: no se puede eliminar todo el material que se quiera porque llega un momento en que el esfuerzo para apretar la herramienta contra la pieza es tan liviano que la herramienta no penetra y no se llega a extraer viruta.
3.Corte
El corte de metales se realiza en torno, taladradoras, y fresadoras en otros procesos ejecutados por máquinas herramientas con el uso de varias herramientas cortantes. Las partes se producen desprendido metal en forma de pequeñas virutas. El trabajo central de estas máquinas esta en la herramienta cortante que desprende esas virutas.
El corte de metales se realiza en torno, taladradoras, y fresadoras en otros procesos ejecutados por máquinas herramientas con el uso de varias herramientas cortantes. Las partes se producen desprendido metal en forma de pequeñas virutas. El trabajo central de estas máquinas esta en la herramienta cortante que desprende esas virutas.
- Las técnicas para cortar metales dependen de la dureza, el grosor y la forma del material. En todos los casos, conviene sujetar la pieza en la prensa del banco o con mordazas, que se colocan lo más cerca posible de la línea de corte para evitar vibraciones. Además, se deben poner unos trozos de madera o fieltro entre el metal y las mordazas para que no queden marcas o deformaciones.
- Para garantizar un trabajo exacto y recto, es conveniente marcar previamente la línea de corte con un punzón. Con la pieza en una superficie plana, deslizar el punzón con firmeza, apoyado en una regla metálica o una escuadra. Para marcar líneas curvas se utiliza una bigotera (una especie de compás de grandes dimensiones).
3.1 Tipos y medios de corte
-Tijeras y alicates de cortar metales
Las chapas finas, los metales blandos como el estaño o el plomo y los perfiles de aluminio se pueden cortar con tijeras para metal de hoja endurecida para evitar mellarla. Los alicates se usan para cortar alambres y doblar o sujetar piezas pequeñas mientras se manipulan.
-Sierras
- Las sierras de arco, dotadas de la hoja adecuada, son las herramientas idóneas para cortar barras, planchas y tubos de metal. En trabajos de menor envergadura se emplean seguetas y sierras de marquetería, provistas de pelos apropiados para el corte del metal.
3.2 Corte por arranque de viruta
3.3 Corte por desbastado
4.Limado
El limado manual es una de las operaciones básicas de mecanizado, que tiene como objetivo eliminar material sobrante de una pieza metálica, desbastando o arrancando pequeñas virutas , hasta conseguir la forma deseada.Debemos tener en cuenta: la elección de la lima, posición del operario, comprobación durante el limado etc.
4.1 Limas, tipos.
Una lima es una barra plana o pletina de acero templado, que tiene labrada hileras de pequeños dientes a modo de pequeñas pirámides con picos y filos cortantes.
Una lima está constituida por:
1.- Plana con punta, 2.- Plana paralela, 3.- Cuadrada, 4.- Redonda, 5.- Media caña, 6.- Triangular
Adecuación de las formas de las limas:
.
DISTINTOS PICADOS DE LIMAS
Piacado sencillo
Picado doble
Picado de una escofina y picado de una garlopa (picado muy basto para madera, y picado simple y curvado)
Escofina
Muela de lima de carrocero
GRADO DE CORTE DE LAS LIMAS
Éntre otras formas de distinguir entre una lima fina, entrefina y basta es por el número de dientes por centímetro cuadrado.
CLASIFICACIÓN SEGÚN SU MATERIAL
En el mercado existen distintas calidades de limas, con distintas características y finalidades.
LIMPIEZA DE LA LIMA
Para quitar los restos de la lima se debe usar la carda, que es un un cepillo de almbre adecuado, siempre en sentido del picado.
MONTAJE DE UNA LIMA
En el montaje de una lima, debemos tener cuidado de no hacernos daño y de no dañar el mango ni la lima en sí.
4.2 Proceso de limado
La siguiente imagen muestra una forma de calcular la altura del tornillo de banco respecto al cuerpo. Un poco mejor que esta posición sería agarrandonos el otro brazo por debajo del hombro y tocando con el codo el tornillo de banco (posición idonea).
POSICIÓN PARA EL LIMADO Y LA OPERACIÓN EN SI
Debemos colocar un pie atrás de apoyo y otro apuntando hacia la pieza a limar, tras esto debemos coger la lima por el mango y punta, después realizar el gesto de avance y retroceso.
Realizaremos pasadas cruzadas dependiendo del grosor de la pieza y del espesor que queramos eliminar. Primero en un sentido y luego en otro.
Hay que tener en cuenta que esta última posición, si que podríamos usarla si cogemos la lima por la punta y el mango y con cuidado intentamos arrancar mucho material. Incluso la imagen de 45º, debemos tener en cuenta que cuanto más estrecha, más estrecho sería dicho ángulo, por ejemplo una pletina de 10 mm (unas cinco veces más pequeña que de las dos imágenes anteriores) habría que emplear un ángulo mucho más pequeño.
COMPROBACIÓN DEL PROGRESO DE LA OPERACIÓN
Según vayamos realizando el limado debemos ir comprobando a tras luz con una escuadra (en el caso de caras cuadradas o rectangulares), o mediante otro sistema de comparación, si se va haciendo correctamente y se pueda finalizar de forma adecuada.
5.Bruñido
El bruñido es un proceso de superacabado con arranque de viruta y con abrasivo duro que se realiza a una pieza rectificada previamente, con el objetivo de elevar la precisión y calidad superficial además de mejorar la macrogeometría (cilindridad, planicidad, redondez,…). Generalmente es utilizado en la mayoría de los casos para rectificar diámetros interiores, este tipo de trabajo consiste en alisar y mejorar la superficie con relieves y/o surcos unidireccionales por medio de piedras bruñidoras. Es muy utilizado en la fabricación de camisas de motores, bielas, diámetros interiores de engranajes, etc. El Bruñido es una operación de acabado de la superficie, no una operación de modificación de la geometría en bruto.
Las herramientas que se utilizan en el bruñido se denominan piedras o barretas abrasivas.
Durante el premecanizado de piezas aparecen fallos que solo se pueden eliminar a través del bruñido. Este proceso de bruñido consiste en nivelar los desniveles (montes y valles) mediante una fricción continua ente las superficies de la pieza de contacto y la piedra de bruñir. Para que el tratamiento de bruñido se realice correctamente debe cumplir las siguientes condiciones:
- Debe existir un buen acabado superficial en la superficie premaquinada de la pieza a tratar (en torno a 3,2-6,3 µm) y no debe tener desgarraduras, ni estrías, ni presencia de viruta.
- La superficie premaquinada debe estar bien dimensionada. Al bruñir el diámetro se reduce y se debe controlar este factor para obtener la pieza dentro de la tolerancia dimensional. También se debe tener en cuenta el espesor de la pieza a bruñir ya que la pieza tiene que soportar la fuerza compresiva del bruñido. En el caso de piezas cilíndricas huecas el espesor será superior al 20% del diámetro interior.
- Por último es necesario utilizar fluidos que actúen como refrigerante, para permitir la transferencia de calor generado, y como lubricantes para disminuir la fricción entre herramienta y pieza. Uno de los factores más importantes para conseguir un buen acabado, junto con la remoción del material durante el proceso de perfeccionar la mano es el lavado, lubricación y refrigeración suministrada por el aceite de bruñido. Un flujo continuo de aceite elimina el abrasivo gastado y los materiales. Si este material no se recoge, acaba causando un desgaste excesivo de las barretas. Esto afectará también al acabado del material. Un buen acabado solo puede ser alcanzado con aceite limpio y la lubricidad adecuada.
El mayor campo de aplicación del bruñido se encuentra en el de las superficies cilíndricas interiores y exteriores, dando lugar al bruñido de interiores y al bruñido de exteriores.
6.Taladrado
Se llama taladrado a la operación de mecanizado que tiene por objeto producir agujeros cilíndricos en una pieza cualquiera, utilizando como herramienta una broca. La operación de taladrar se puede hacer con un taladro portátil, con una máquina taladradora, en un torno, en una fresadora , en un centro de mecanizado CNC o en una mandrinadora.
De todos los procesos de mecanizado, el taladrado es considerado como uno de los procesos más importantes debido a su amplio uso y facilidad de realización, puesto que es una de las operaciones de mecanizado más sencillas de realizar y que se hace necesario en la mayoría de componentes que se fabrican.
Las taladradoras descritas en este artículo, básicamente a las utilizadas en las industrias metalúrgicas para el mecanizado de metales, otros tipos de taladradoras empleadas en la cimentación de edificios y obras públicas así como en sondeos mineros tienen otras características muy diferentes y serán objeto de otros artículos específicos.
7.Torneado
Es utilizado para la fabricación de piezas de revolución. Permite
pequeñas tolerancias y acabados superficiales buenos. Cigüeñales, árboles de
levas, casquillos…., son piezas
realizadas por torneado.
El torneado consiste en arrancar viruta por medio de un filo o herramienta que avanza longitudinalmente mientras la pieza a mecanizar gira accionada por el cabezal de torno.
En el torno se pueden realizar muchas operaciones:
- Cilindrado, obtención de cilindros tanto interiores como exteriores.
- Rectificado, obtención de caras planas.
- Moleteado, obtención de superficies rayadas segúnn DIN82.
- Perfilado, obtención de superficies de revolución.
- Roscado, obtención de roscas.
8.Roscado
Un roscado o rosca es una superficie cuyo eje está contenido en el plano y en torno a él describe una trayectoria helicoidal cilíndrica.
El roscado puede ser realizado con herramientas manuales o máquinas herramientas como taladradora, fresadoras y tornos. Para el roscado manual se utilizan machos y terrajas, que son herramientas de corte usadas para crear las roscas de tornillos y tuercas en metales, madera y plástico. El macho se utiliza para roscar la parte hembra mientras que la terraja se utiliza para roscar la porción macho del par de acoplamiento. El macho también puede utilizarse para roscado a máquina.
Si se necesita producir grandes cantidades de roscados tanto machos como hembras se utiliza el roscado por laminación según el material con que esté construido.
8.2 Tipos de rosca
Las roscas difieren según la forma geométrica de su filete. Según esta característica pueden ser roscas triangulares, cuadradas,trapezoidales, diente de sierra, etc. La distancia entre dos filetes sucesivos se denomina paso y está normalizado según el sistema de rosca que se aplique. Estos sistemas pueden ser:
- Rosca métrica
- Rosca Whitworth
- Rosca Sellers
- Rosca Gas
- Rosca SAE
- Rosca UNF
- Roscas BSP y NTP
Otras características de las roscas son el ángulo de la hélice y los diámetros, que puede ser tanto interior (o de fondo) como medio (o de flanco).
8.3 Procedimiento de roscado
El roscado manual
Existe una terraja para cada tipo de tornillo normalizado de acuerdo a los sistemas de roscas vigentes. Las terrajas pueden accionarse con la mano o montarse en un portaterrajas o brazo bandeador, que facilita aplicar la fuerza y el giro para formar la rosca deseada.
El roscado manual
El roscado manual puede realizarse por medio de un macho o de una terraja. El macho es una herramienta de corte con la que se hacen roscas en la parte interna de agujeros, generalmente en una pieza metálica o de plástico.
Ambas herramientas deben tener un diámetro específico y un paso de rosca establecido por algún sistema de rosca. El proceso del roscado a mano se realiza aplicando tres machos en forma sucesiva. El primer macho posee una entrada larga cónica y carece de dientes. Se utiliza para comenzar y guiar la rosca. El siguiente se utiliza para desbastar la rosca y el último acaba y calibra la rosca. También se puede emplear como macho de máquina.
El roscado manual se utiliza en mantenimiento industrial y mecánico para repasado de roscas, en instalaciones y montajes eléctricos, etc. El roscado industrial o en serie se realiza en cambio con machos de roscar a máquina. Hay cuatro tipos principales: macho con canal recto, macho con canal helicoidal a derechas y macho con canal helicoidal a izquierdas y corte a derechas. Este último se utiliza para roscar agujeros con un corte interrumpido (por ejemplo: chaveteros longitudinales, agujeros transversales). La viruta va en dirección del avance del macho evitando quedarse atrapada entre las paredes del orificio y los dientes del macho. Finalmente, el macho recto con entrada corregida se utiliza en agujeros pasantes. La viruta es impulsada hacia adelante.
Por su parte, la terraja de roscar es una herramienta manual de corte que se utiliza para el roscado manual de pernos y tornillos.
Existe una terraja para cada tipo de tornillo normalizado de acuerdo a los sistemas de roscas vigentes. Las terrajas pueden accionarse con la mano o montarse en un portaterrajas o brazo bandeador, que facilita aplicar la fuerza y el giro para formar la rosca deseada.
Roscado a maquina
Fresadora
Cuando se requiere que alguna rosca sea muy precisa se rectifica con rectificadoras en centros de mecanizado (CNC), que permiten realizar perfiles de todos los sistemas de roscado y además tienen una gran precisión pues son máquinas dirigidas por un software al que un operador le añade parámetros, disminuyendo costos y simplificando la labor.
El fresado de roscas permiten roscar materiales de mayor dureza y desarrollar velocidades de corte y avance muy superiores al roscado con macho. También puede realizar varias operaciones en los orificios, como taladrar un orificio, hacerle un chaflán, mecanizar la rosca y ranurarel final de la misma. Puede hacer que la rosca llegue más cerca del fondo de un orificio ciego, e incluso roscar agujeros de diferentes dimensiones en la misma pieza.
Un macho solo puede producir "el sentido" de la rosca —derecho o izquierdo— que ha sido tallado en la herramienta. Pero la fresadora puede producir roscas en ambos sentidos cambiando la programación CNC.
El control de las virutas mejora mucho con el fresado de roscas. Además la fresa de roscar se puede ajustar radialmente para conseguir una tolerancia distinta de la teórica o para alargar la vida de la herramienta.
Torno
El torneado de roscas se realiza frecuentemente en tornos CNC, con herramientas de metal duro con plaquita intercambiable que ya tienen adaptado el perfil de la rosca que se trate de mecanizar.
Los intervalos de avance de la máquina deben coincidir con el paso de las mismas, lo que se logra con la programación de los tornos CNC. El torneado con plaquitas intercambiables se realiza haciendo varias pasadas de corte a lo largo de toda la longitud de la rosca, dividiendo la profundidad total de la rosca en pequeñas pasadas.
Roscado por laminación
Cuando se requieren producir grandes cantidades de piezas roscadas se recurre a la laminación en lugar del arranque de viruta. En este método las fibras del material no son cortadas sino desplazadas. Esto reduce el tiempo de fabricación, extendiendo la durabilidad de las herramientas, además de reducir los sobrantes de material.
El roscado por laminación se puede realizar en varios tipos de tornos, centros de mecanizado y tornos CNC. Aquí se toma en cuenta el diámetro de los flancos de la rosca. Las características mecánicas y funcionales de los tornillos con rosca métrica, cementados y revenidos se encuentra en la norma UNE-EN ISO 7085:2000.
