Mecanizado manual y mediante herramientas eléctricas.
El mecanizado es un proceso
de fabricación que comprende un conjunto de operaciones de conformación de
piezas mediante la eliminación de material, ya sea por arranque de viruta o por
abrasión.
Se realiza a partir de
productos semielaborados como lingotes, tochos u otras piezas previamente
conformadas por otros procesos como moldeo o forja. Los productos obtenidos
pueden ser finales o semielaborados que requieran operaciones posteriores.
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 mediante maquinas
El mecanizado se hace
mediante una máquina herramienta, manual, semiautomática o automática, 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.
Brochadora: Máquina en la
que el movimiento de corte lo realiza una herramienta brocha de múltiples filos
progresivos que van arrancando material de la pieza con un movimiento lineal.
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.
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.
Limado
Limas, tipos
La lima es una herramienta
manual utilizada en el desgaste y el afinado de piezas de distintos materiales
como metal, plástico o madera. Está formada por una barra de acero al carbono
templado (llamada caña de corte) que posee unas ranuras llamadas dientes y que
en la parte posterior está equipada con una empuñadura o mango.
Según sus características
las limas pueden clasificarse en:
Limas para madera, también
llamadas escofinas, tienen el intervalo entre dientes mayor que el de las limas
bastas de metal.
Limas para uñas. Su centro
es plástico, madera o vidrio, con diferentes granulados. Por lo general son
suaves.
Limas para endodoncia, que
es utilizada por odontologos especialistas en la materia (endodoncistas)
Limas para joyería, limas especiales, que tienen
tamaños especiales y trabajan sobre metales endurecidos.
Limas diamante. Estas limas
tienen pequeñas partículas de diamantes industriales impregnados en sus dientes
y sirven para afinar materiales extremadamente duros, tales como piedras,
cristal, acero o carburo endurecido donde no sería posible hacerlo con las
limas normales.
Limas de aguja o limas de
relojero. Son las más pequeñas que se fabrican y se suministran en un estuche
con las diferentes formas que existen. Se utilizan cuando el acabado
superficial es extremadamente fino y preciso.
Limas curvadas. De tamaño
mediano se utilizan en zonas poco accesibles. Son de uso frecuente en la
fabricación de moldes para plásticos. En algunas zonas de España son conocidas
como limas de rasquete. También son conocidas como limas de raspar.
Limas de máquina. Se acoplan
a máquinas limadoras y actúan de forma similar a como lo hacen las sierras, es
decir trabajan cuando van hacia adelante y van de vacío hacia atrás. Están
montadas de forma vertical en la máquina en medio de una mesa donde se coloca y
fija la pieza que hay que pulir o afinar.
Limas para metal: de
diversas formas y granulado. Si se hace una división según su sección existen:
Limas planas: tienen el
mismo ancho en toda su longitud o la punta ligeramente convergente. Pueden
tener superficies de corte por ambas caras, las caras y los cantos, o sin corte
en los cantos, es decir lisos, y que permiten trabajar en rincones en los que
interesa actuar tan sólo sobre un lado y respetar el otro.la lima si la ves
desde la punta hacia el mango tiene forma rectangular.
Limas de media caña: Tienen
una cara plana y otra redondeada, con una menor anchura en la parte de la
punta. Se pueden utilizar tanto para superficies planas como para rebajar
asperezas y resaltes importantes o para trabajar en el interior de agujeros de
radio relativamente grande.
Limas redondas: se usan para
pulir o ajustar agujeros redondos o espacios. La lima si la ves desde la punta
hacia el mango tiene forma circular.
Limas triangulares: sirven
para ajustar ángulos entrantes e inferiores a 90º. Pueden sustituir a las limas
planas. La lima si la ves desde la punta hacia el mango tiene forma triangular.
Limas cuadradas: se utilizan
para mecanizar chaveteros o agujeros cuadrados. La lima si la ves desde la
punta hacia el mango tiene forma cuadrada.
Proceso de limado
Limado es la operación que
tiene por fin rebajar, pulir o retocar piezas metálicas y arrancar, así,
pequeñas porciones de material, en forma de virutas o limaduras. Consiste en
trabajar caras planas o curvas, interiores o exteriores, por medio de las
limas, para obtener: la planitud, las medidas fijadas, la calidad superficial.
Para realizar esta operación nos servimos de una lima.
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. El bruñido es
un proceso muy utilizado en el acabado de cilindros para motores de combustión
interna, bielas, diámetros interiores de engranajes, etc.
Taladrado
Se llama taladrar 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.
Torneado
El torneado se utiliza para
la fabricación de piezas de revolución. Permite pequeñas tolerancias y acabados
superficiales buenos. Árboles, ejes, casquillo, mangos son piezas que
normalmente se obtienen 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 torno.
En el torno se pueden
realizar muchas operaciones
Roscado
Concepto de rosca
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.
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).
Procedimiento de roscado
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.
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 ranurar el 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.
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.
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.
IDENTIFICACIÓN
Para saber que agujero
tenemos que realizar tenemos que saber el diámetro de la broca a utilizar
dependiendo del tamaño y tipo de la rosca. Para la rosca métrica que es la que
vamos a tratar en estas líneas, tenemos que dentro de métrica podemos
distinguir dos tipos de rosca, que son la métrica normal y la métrica de rosca
fina.
En las siguientes tablas
podemos comprobar el diámetro de broca a utilizar en función del diámetro de
métrica que vamos a realizar la rosca, tanto para rosca métrica normal, como
rosca métrica fina.
Diámetro de la broca para
rosca métrica normal
Diámetro de la broca para
rosca métrica fina
Verificación y medición de
roscas
Las roscas pueden medirse o
verificarse en forma directa o indirecta. Para la medición directa se utilizan
generalmente micrómetros con puntas adaptadas que son introducidas en el flanco
de las roscas. También puede introducirse un juego de varillas para medir los
diámetros medios.
Para la medición indirecta
de las roscas se utilizan varios métodos, como las galgas, que están compuestas
de dos partes que permite medir tanto las roscas macho como hembras. Otro tipo
de galgas es un juego de plantillas que presentan los pasos de rosca de los
diferentes sistemas. En laboratorios de metrología también se usan los
proyectores de perfiles, que permiten verificar roscas de precisión.
Fallos y defectos de las
roscas
Las roscas pueden presentar
varios defectos. El primero está asociado con su cálculo y diseño. Pueden no
haber sido seleccionadas adecuadamente las dimensiones de la rosca, el sistema
adecuado y el material adecuado. Esto produce el deterioro prematuro o incluso
súbito del apriete.
La rosca también puede
deteriorarse por corrosión u oxidación, lo que produce la pérdida de presión de
apriete y podría originar una avería porque se afloje el conjunto.
Adicionalmente, si el apriete supera el par de apriete límite del elemento
roscado, puede ocasionarse una laminación del componente más lábil del par.
