Mecanizado

INTRODUCCIÓN

En el mundo de la industria existen diferentes procesos por los cuales podemos cortar materiales, ya sean estos metales, madera, plástico, etc. Incluso darles la forma que queramos, para realizar esto, los sometemos a un proceso de mecanizado donde los modificamos utilizando maquinas-herramientas que moldean la pieza a base de arranque de viruta, ya sea como el torno o la fresadora. Todo el material que se le va removiendo a la futura pieza se le llama viruta y esta acompaña a lo que son los procesos de mecanizado tradicionales. Estos procesos de corte son de última tecnología, aplicados mayormente en la creación de piezas que requieren de un alto grado de precisión. Tienen un gran número de ventajas, como no tener que remplazar una herramienta de corte (ya que no la necesitan), producen un corte de excelente calidad, no genera contaminación ni gases, entre otras, además las desventajas son mínimas.

1. PRINCIPALES PROCEDIMIENTOS TECNOLÓGICOS DE MECANIZADO

Las distintas formas de los elementos a producirse puede obtenerse por:

1°- arranque de viruta; y

2°- sin arranque de viruta.

Los procedimientos del primer caso son los que interesan cuando se usan máquinas herramientas, estos son:

1.1 Torneado

Este procedimiento consiste en perfilar un cuerpo de simetría cilíndrica alrededor de su eje de revolución; para ello se han construido distintos tornos que efectúan esta operación haciendo uso de una herramienta mono-cortante. El movimiento principal lo realiza la pieza en rotación, la herramienta realiza el movimiento de avance. El torneado también comprende las operaciones de roscado interior o exterior.

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Fig. 1 Torno de Mecanizado

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Las operaciones en un torno son muy diversas, incluyen torneado, mandrinado, refrentado, roscado y torneado de conicidades.

El torneado cilíndrico, muy común, consiste en montar la pieza entre centros, figura 2.A, de modo de que al girar quede centrada, este método tiene la ventaja de ser capaz de resistir cortes profundos y es conveniente para piezas largas.

El refrentado se realiza cuando una superficie plana debe ser maquinada en un torno, la operación es conocida como refrentado. La pieza por lo general es montada en un plato o en un mandril. Como se muestra en la figura 2.B

Fig. 2. Operaciones en el Torno. A) Una herramienta de punta en una operación de torneado. B) Refrentado

Existen distintas herramientas que se pueden usar para tonear una pieza, que se eligen en función del trabajo que se desea realizar sobre la pieza. Estas se muestran en la figura 3.

Fig. 3 Herramientas para tornos y funciones básicas

1.2 Taladrado o agujereado

Consiste en realizar un hueco cilíndrico en una pieza; esta operación se realiza con una taladradora que emplea una broca como herramienta para realizar la operación, mientras que la pieza permanece quieta. Con estas maquinas se pueden ejecutar distintos tipos de agujeros, la figura 4 muestra algunos tipos de ejecución.

Fig. 4 Algunos tipos de herramientas para la ejecución

La ejecución de los agujeros puede realizarse con taladradoras portátiles, taladradoras sensitivas o de palanca. Ver figura 5.

Fig. 5 Taladradora de palanca

1.3 Escariado, mandrinado

Esta es una operación muy similar a la del torneado interior. Se lleva a cabo con mandrinadoras y herramientas de un solo corte; en estas máquinas-herramientas es posible agrandar un agujero cilíndrico realizado previamente con otra herramienta, con el objeto de obtener una medida de precisión en el diámetro; de allí nace el término de escariado. El movimiento principal, una rotación, lo asume “el mandril porta-herramienta”, mientras que el movimiento de avance lo tiene la pieza. El mandrinado también puede efectuarse en el torno o bien en la taladradora; en este último caso hacen falta herramientas especiales de varias aristas cortantes, llamadas barrenas (si agrandan el agujero y lo enderezan sin compromiso en la tolerancia) y escariadores (si agrandan el agujero, lo alisan y lo calibran según tolerancias)

Fig. 6 Mandriladora horizontal del tipo de mesa para operaciones de mandridado, taladrado y fresado

1.4 Limado

Esta operación consiste en arrancar viruta horizontalmente a fin de obtener una superficie plana o perfilada en un cuerpo; la máquina empleada se llama limadora. El movimiento fundamental, alternativo de ida y vuelta, lo asume la herramienta, mientras que el movimiento secundario de alimentación lo tiene la pieza. El limado admite elementos de dimensiones medias.

Fig. 7 Limadora de codo horizontal simple

1.5 Cepillado o planeado

Consiste en arrancar la viruta horizontalmente a fin de obtener una o varias superficies planas en un cuerpo; se emplean las máquinas cepilladoras o planeadoras y herramientas de un solo corte. En este caso el movimiento fundamental, alternativo de ida y vuelta, lo asume la pieza y el movimiento secundario de alimentación, la herramienta. El cepillado admite elementos de grandes dimensiones.

Fig. 8 Cepillo de mesa doble bastidor

1.6 Mortajado

Consiste en arrancar la viruta verticalmente, en un hueco o agujero, a fin de obtener una o varias ranuras longitudinales. La máquina clásica que realiza esta operación se llama mortajadora. El principio del mortajado se ha extendido para dentar exterior o interiormente las ruedas, a fin de obtener engranajes con dientes de envolvente de círculo. En este caso han sido construidas máquinas especiales llamadas dentadoras, que requieren herramientas especiales muy similares a los engranajes. El movimiento fundamental, alternativo de ida y vuelta, lo asume la herramienta, mientras que el movimiento de alimentación se produce en cada carrera con un pequeño giro sin resbalamiento entre herramienta y pieza. Se ilustra una mortajadora en la figura 9.

Fig. 9 Mortajadora con mesa regulable

1.7 Fresado

Consiste en arrancar viruta mediante herramientas circulares de cortes múltiples denominadas fresas. El movimiento fundamental es asumido por la herramienta, que gira alrededor de su propio eje, ver figura 10; el movimiento secundario de alimentación lo tiene la pieza, la cual, esta fija en la mesa de la máquina, pasa tangencialmente o frontalmente delante de la fresa que gira, la cual arranca abundantemente el material de la superficie expuesta. Las máquinas que efectúan esta operación se conocen como fresadoras. Estas pueden ser horizontales, verticales y universales.

Fig. 10 Operación simple de fresado

1.8 Rectificado

Tiene por objeto corregir definitivamente una superficie, sea esta plana, cilíndrica o cónica exterior o interior, de forma exterior acanalada o roscada. La herramienta empleada se llama muela y la máquina rectificadora. Se tienen: rectificadoras para exteriores, para interiores, universales, de roscas, de superficies planas, de cigüeñales, etc. El movimiento fundamental y de alimentación es asumido generalmente por la muela, que se desplaza gradualmente contra la pieza, fija o en rotación, mientras ésta, junto con la mesa, es movida de modo que se puedan rectificar todas las superficies de interés, como se aprecia en la figura 11.1. En la figura 11.2 se muestran algunas herramientas de las máquinas rectificadoras.

Fig. 11.1 Rectificadora cilíndrica de 250 x 915 mm.

Fig. 11.2 Tipos de máquinas rectificadoras de superficie

2. Elección de la máquina- herramienta

Por el aspecto de la superficie que recubre una pieza, de sus dimensiones, de la calidad del material que la constituye, etc., se debe establecer si la forma misma puede ser directamente definida sin arranque de viruta o con arranque de viruta, en este último caso puede ser necesario dar una forma preventiva, dejando un exceso de material sobre cada superficie a trabajar. Nuestro propósito aquí es tratar la definición de las formas mediante el arranque de viruta; por consiguiente, no saldremos de este campo. Para la realización de las distintas superficies se requieren herramientas especiales, que se aplican a las respectivas máquinas-herramientas. Estas máquinas, para satisfacer todas las exigencias debidas a la formación de los distintos elementos, actúan para crear superficies cilíndricas, planas, o perfiladas, lo cual se obtiene por medio de movimientos combinados de los órganos porta herramienta y porta-pieza de la máquina.

Para poder definir la forma de un elemento pueden ser necesarias diversas operaciones mecánicas a desarrollar en varias máquinas. La elección de la máquina-herramienta, que satisfaga las exigencias tecnológicas, debe hacerse de acuerdo a los siguientes factores:

a- Según el aspecto de la superficie que se desea obtener.

b- Según las dimensiones del elemento a someter a la operación preestablecida.

c- Según la cantidad de piezas a producir.

d- Según la precisión requerida.

3. Clasificación de las operaciones y formas que con ellas se obtienen

Con el conjunto de una buena y apropiada selección de máquinas se pueden obtener una gran variedad de trabajos diferentes. Se listarán dichas operaciones en 4 grandes grupos, las cuales se observan en la figura 1.

Operaciones relacionadas con agujeros:

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