Mecanizado básico

Mecanizado básico

Mecanizado manual y mediante herramientas eléctricas

Se entiende por técnicas de mecanizado todos aquellos procesos de elaboración
mecánica que tienen por objeto alterar las dimensiones o estados superficiales de una
determinada pieza. En líneas generales, los procesos de mecanizado comprenden todas
las operaciones que implican arranque de material para conseguir la forma o
dimensiones adecuadas.

MECANIZADO MANUAL 

Los procesos de mecanizado manual son aquellos en los que con la ayuda de 
herramientas manuales se consigue realizar piezas y operaciones en piezas.
En todos y cada uno de estos procesos se necesita conocer las técnicas y procedimientos
más adecuados para la realización de los mismos, así como los diferentes instrumentos
necesarios y las características de utilización y conservación de cada uno de ellos, para
conseguir la realización de los procesos con las mayores garantías de calidad y en el
menor tiempo posible y con los menores consumos de material con lo que se consigue
realizar un procedimiento rentable.

Las operaciones manuales permiten obtener piezas por:

- Deformación (forjado con martillo)

- Arranque de viruta (limado, roscado, serrado) 

Mecanizado manual

MECANIZADO A MAQUINA

Los procesos de mecanizado a maquina son aquellos en los que con la ayuda de
maquinas herramientas se consigue realizar piezas y operaciones en piezas.
Las máquinas herramientas son aquellas que hacen trabajos sustitutivos de las
herramientas manuales en las operaciones de dar forma a los materiales. Por tanto toda
máquina-herramienta es portadora de una herramienta capaz de realizar el trabajo y de
los mecanismos y órganos necesarios para sujetar la pieza y dar movimiento mecánico a 

ésta o a la herramienta.

Las máquinas-herramientas, en función de la forma de obtener las piezas se las puede clasificar en:

Las máquinas herramientas se clasifican, fundamentalmente, en dos grupos: 

- Máquinas herramientas que trabajan por arranque de material

- Máquinas herramientas que trabajan por deformación.

A) Máquinas herramientas con arranque de material:

 A su vez estas se clasifican en: 

1. Arranque de grandes porciones de material:

- Cizalla.
- Tijera.
- Guillotina. 

Cizalla electrica

2. Arranque de pequeñas porciones de material:

- Tornos. 

- Fresadoras. 

- Taladros. 

- Roscadoras. 

- Cepilladoras, limadoras y mortajas. 

- Máquinas de serrar y tronzadoras. 

Torno

3. Arranque de finas porciones de material: 

- Pulidoras, esmeriladoras y rebarbadoras.

Esmeriladora

B) Máquinas herramientas por deformación del material: 

- Prensas mecánicas, hidráulicas y neumáticas. 

- Máquinas para forjar.

- Máquinas para el trabajo de chapas y bandas.

- Máquinas para el trabajo de barras y perfiles.

- Máquinas para el trabajo de tubos.

- Máquinas para el trabajo del alambre.

- Máquinas para fabricar bulones, tornillos, tuercas y remaches.

Prensa

Tipos de mecanizado

Corte

Tipos y medios de corte:

a) Corte por arranque de viruta

Durante la mecanización por arranque de viruta de una pieza, la eliminación de material está realizada por el conjunto de dos movimientos representados por sus velocidades: velocidad de corte y velocidad de avance. Hoy día, existen máquinas-herramientas automáticas, con un sistema informático que permite automatizar parte o integralidad del proceso, crear círculos y formas complejas.

Mecanizado por fresadora
En una fresadora, el corte de material es el resulto de la rotación de la herramienta que produce el corte, y del desplazamiento de la pieza siguiendo los ejes X e Y para crear el movimiento de avance. La fresadora convencional (i.e. sin ningún control automático) se dedicada al mecanizado de piezas prismáticas porque la forma geométrica que produce generalmente es un plano. Se puede también realizar agujeros si se utiliza como un taladro.

Fresadora

Mecanizado por torno
En un torno, el corte de material es el resulto de la rotación de la pieza con una herramienta fija alrededor del eje de la pieza, y del movimiento de avance de la herramienta. El segundo está compuesto de dos movimientos de traslación uno siguiendo el eje de la pieza y el otro perpendicularmente. Un torno se utiliza para piezas de revolución. Se puede utilizar también tornos en el tema de conformación de la madera. La parte en la cual se monta la herramienta se llama un carro. Las dos operaciones principales que se hacen en torno son el cilindrado (desplazamiento del carro siguiendo el eje de la pieza) y el refrentado (siguiendo un eje perpendicular).

Mecanizado por brochadura
La herramienta que se utiliza en una brochadura se llama una brocha. El movimiento de corte está combinado con el de avance. Se utiliza principalmente para poder mecanizar ranuras de posición para chavetero en las poleas y engranajes. Pero se puede también mecanizar agujeros cuadrados a partir de un agujero circular. La brocha es una herramienta muy cara, delicada y que puede ser débil. Algunas pueden medir cuatro metros de longitud para un diámetro mínimo de 10mm entre cada paso. En una brocha, no se puede arreglar la profundidad de paso entre cada diente.

Piezaas que se usan en el brochado

Procedimiento del brochado

b) Corte por desbastado o abrasión

Discos de desbaste

En la mecanización por abrasión la eliminación del material se hace en pequeños volúmenes. Se elimina el material en polvo dentro de un liquido especial de mecanizado

Rectificado
Esta máquina-herramienta, que se llama rectificador, permite de hacer superficies perfectamente plana, con una rugosidad mínima, después de un mecanizado por arranque de viruta por ejemplo. Para obtener esas superficies, se utilizan discos abrasivos robustos compuestos de polvo de diamante sintético.

Esa técnica se utiliza también para afilar las herramientas por arranque de viruta monobloc viejos, o también durante la producción de las plaquetas de corte.

- Ventaja: La precisión y acabado superficial obtenido es muy bueno.
- Desventaja: Los tiempos son muy prolongados.

Limado

Es una operación que tiene por objeto rebajar, pulir o retocar piezas metálicas
arrancando pequeñas porciones de material en forma de virutas o limaduras.
Consiste en trabajar caras planas o curvas por medio de las limas hasta conseguir dejar
las caras planas, paralelas y a escuadra con las medidas indicadas y el grado de acabado
establecido en los planos de las piezas. 

Esta operación se realiza con la herramienta denominada lima.

Tipos de limas:

Esta clasificación se realiza atendiendo a la forma geométrica que presenta la sección
transversal del cuerpo. Entre ellas: 

- Planas: para trabajos sobre superficies planas.
- Cuadradas: para superficies planas, interiores y exteriores y sobre superficies con
perfiles a 90º
- Triangulares: para superficies planas y superficies que formen ángulos mayores de
60º

- Cuchillo: par el acabado de esquinas y ángulos menores de 60
- Redonda: para superficies redondas y cóncavas.
- Media cuña: para superficies planas y cóncavas.
- De relojero o de cola de ratón: son limas de distintas formas y de tamaño muy
  pequeño que se utilizan para conseguir buenos acabados.

Formas de una lima.

Clasificación de las limas según su picado

El picado expresa la rugosidad de la lima. Los picados se pueden clasificar en dos
categorías por el grado de corte. 

De picado doble o sencillo 

- Picado sencillo: disponen de tallas paralelas con respecto a uno de los bordes con 

inclinación de 60º a 75ª. Están indicadas para el limado de materiales blandos.

- Picado doble: disponen de dos tallas, una situada con una inclinación de 40º a 45º
con respecto a uno de los bordes, y la otra con una inclinación de 70º a 80º con
respecto al borde opuesto de tal forma que ambas tallas quedan cruzadas
transversalmente. Este tipo de limas están indicadas especialmente para el limado
de metales duros.

y por la distancia entre sus dientes

- Bastas: tienen los dientes muy espaciados y son adecuadas cuando se tiene que
cortar gran cantidad de material.
- Semifinas: con el espaciado medio entre dientes para una eliminación mediana.
- Finas: con espacios reducidos entre dientes para un acabado fino. 

Tipos de limas

Varias limas

Proceso de limado

Para llevar a cabo correctamente esta operación, hay que tener en cuenta las siguientes
consideraciones: 

- Se debe trazar la pieza para tener una referencia visible del espesor a eliminar.

- Sujeción adecuada de la pieza: debe estar lo más cerca posible de las mordazas. Al
objeto de que el tallado de las mordazas no dañe la superficie de sujeción de las
piezas, conviene interponer un protector.

- Elección de la herramienta adecuada: según la forma de la pieza a tratar y el
tamaño a reducir.

- Postura de trabajo: El cuerpo ligeramente inclinado hacia delante y la rodilla
izquierda algo doblada. El mango de la lima se agarra con la mano derecha y con
el dedo pulgar hacia arriba. La mano izquierda sujeta la lima y guía su
desplazamiento, manteniendo siempre la horizontalidad de la herramienta. Sólo
debe hacerse presión durante el recorrido de avance.

- La lima debe desplazarse sobre la pieza de manera que forme un ángulo de 45 con
el eje de la pieza.

-  Hay que evitar el redondeo de las aristas de las piezas que se liman.

- Utilizar las limas en toda su longitud de corte.

Postura para el limado

Bruñido

¿QUÉ ES EL BRUÑIDO?
El bruñido puede ser considerado como un proceso de mecanización de materiales mediante el cual un elemento de corte, acoplado a una herramienta de bruñido, se expande, rota y oscila contra la superficie a trabajar a unas velocidades y presión de contacto relativamente bajas (en comparación con el rectificado interno).

Este proceso es llevado a cabo por una o más piedras de bruñido que atraviesan la pieza de trabajo con un movimiento helicoidal, creando una abrasión cortante en toda la superficie de trabajo.

Bruñido con rodillo exterior

El proceso de bruñido
El bruñido es un proceso mediante el cual un accesorio de corte, alojado en la herramienta de bruñido rota sobre la superficie sobre la que vamos a trabajar, a velocidades relativamene bajas y a presiones de contacto comparables al rectificado. Este proceso es llevado a cabo por una o más piedras de bruñido que giran horizontalmene mediante un movimiento helicoidal dentro de la pieza a trabajar.

El proceso se basa principalmente en el acabado de orificios después de perforar, escariar... aunque no es necesario que todos los orificios sean mecanizados antes del bruñido; muchos componentes de carburo de tungsteno y cerámico son bruñidos directamente desde su estado sinterizado y los tubos de acero se bruñen a menudo tal y como se reciven de la planta.

Proceso de bruñido

Taladrado

Es una operación de mecanizado mediante arranque de viruta que tiene por objeto 

realizar agujeros de sección circular o cónica con ayuda de unas herramientas 

denominadas brocas que se accionan por medio de unas máquinas denominadas 

taladradoras. 

Según su ejecución los agujeros pueden ser: 

- Pasantes. 

- Ciegos 

- Avellanados. 

Las taladradoras son las máquinas que generan el movimiento de rotación necesario
para realizar los agujeros. En ellas se montan las brocas como herramientas de corte.

Las taladradoras pueden ser clasificadas en: 

a) Portátiles: eléctricas o neumáticas. 

Taladradora portatil

b) Fijas: de columna o sobremesa.

Partes taladradora de columna

Partes de una taladradora: 

- Bancada
- Columna
- Motor
- Cabezal
- Caja de velocidades.
- Husillo













Técnicas del taladrado.

Para llevar a cabo correctamente esta operación, hay que tener en cuenta las siguientes
consideraciones: 

- Realizar un graneteado del centro del agujero para guiar el inicio de la perforación.
- Agarrar la broca mediante el protabrocas de la máquina taladradora.
- Sujetar correctamente la pieza a taladrar sobre la mordaza que suelen llevar las
taladradoras fijas, como la que se ve en la figura.
- Antes de realizar agujeros de diámetro elevado, conviene pretaladrar previamente
la pieza con una broca de diámetro inferior.
- Seleccionar adecuadamente la velocidad de giro. La selección puede realizarse
mediante poleas, engranajes o electrónicamente.
- Si la viruta no sale hacia el exterior, conviene sacar la broca de vez en cuando para
liberar dicha viruta.
- El avance queda marcado por la presión ejercida por el operario sobre la broca,
que no debe ser excesiva par no romper la broca.
- Refrigerar con aceite la zona de contacto entre broca y pieza para reducir el
rozamiento.

Torneado

Es una máquina-herramienta con la que se pueden obtener piezas de revolución
cilíndricas y cónicas con la utilización de unas herramientas de corte y mediante la
combinación simultanea de los movimientos de la pieza y la herramienta, con el torno
se pueden realizar las operaciones de cilindrado, refrentado, cilindrado cónico y roscado,
asó como la realización de diferentes piezas a las dimensiones exactas. 

El cilindrado es la realización de piezas cilíndricas de un diámetro determinado
desplazando la herramienta de forma paralela al eje de la bancada pudiendo ser exterior
o interior con la utilización de las herramientas adecuadas. 

El refrentado consiste en la obtención de superficies planas desplazando la herramienta
perpendicularmente al eje longitudinal de la bancada, dicha operación se realiza para
acortar la pieza y dejarla a las dimensiones correctas, en otros casos se realiza el
refrentado de la pieza como paso previo a ala realización de un taladro de la misma, de
forma que una vez realizado el refrentado se realiza con la broca de centrar un punto
que servirá de guía para la broca que se usará posteriormente. 

El mecanizado de roscas se obtiene mediante el tallado de las mismas utilizando
herramientas de perfil constante y con desplazamiento de la herramienta paralelo al eje
de la bancada. 

Existen diferentes modelos de torno de acuerdo con las necesidades de fabricación,
pudiendo ser torno paralelo, torno revolver, automático, copiador o de control
electrónico. 

Los componentes principales del torno son: el cabezal, que contiene los mecanismos
que dan movimiento de rotación a las piezas, el carro que contiene los mecanismos de
avance de la herramienta, el contrapunto que permite colocar las piezas entre puntos,
todos estos componentes montados sobre la bancada del torno que se construye de
fundición y ha de ser rígida y robusta.

Proceso de torneado

Roscado

El roscado consiste en la mecanización helicoidal interior (tuercas) y exterior (tornillos) sobre una superficiecilíndrica. Este tipo de sistemas de unión y sujeción (roscas) está presente en todos los sectores industriales en los que se trabaja con materia metálica.

La superficie roscada es una superficie helicoidal, engendrada por un perfil determinado, cuyo plano contiene el eje y describe una trayectoria helicoidal cilíndrica alrededor de este eje.
El roscado se puede efectuar con herramientas manuales o se puede efectuar en máquinas tanto taladradoras yfresadoras, como en tornos. Para el roscado manual se utilizan machos y terrajas.

Los machos y terrajas son herramientas de corte usadas para mecanizar las roscas de tornillos y tuercas en componentes sólidos tales como, metales, madera, y plástico.
Un macho se utiliza para roscar la parte hembra del acoplamiento (por ejemplo una tuerca). Una terraja se utiliza para roscar la porción macho del par de acoplamiento (por ejemplo un perno).

Roscado de una pieza

La rosca métrica está basada en el Sistema Internacional y es una de las roscas más utilizadas en la unión desmontable de piezas mecánicas. El juego que tiene en los vértices del acoplamiento entre el tornillo y la tuerca permite el engrase. Los datos constructivos de esta rosca son los siguientes:

- La sección del filete es un triángulo equilátero cuyo ángulo vale 60º

- El fondo de la rosca es redondeado y la cresta de la rosca levemente truncada

- El lado del triángulo es igual al paso
- El ángulo que forma el filete es de 60º
- Su diámetro exterior y el paso se miden en milímetros, siendo el paso la longitud que avanza    el tornillo en una vuelta completa.
- Se expresa de la siguiente forma: ejemplo: M24x3. La M significa rosca métrica, 24 significa    el valor del diámetro exterior en m.m. y 3 significa el valor del paso en mm.

Tipos de rosca
Además de la gran división entre roscas cónicas y roscas cilíndricas, existe una clasificación más detallada de las mismas, según su forma, la amplitud de sus estrías (el paso) y otras características.

Partes de la rosca

- Roscas de Paso Grueso : como su nombre lo indica, el paso, es decir, la amplitud de cada estría, es amplio. Por lo tanto, este tipo de rosca no tiene gran precisión en cuanto a la unión del elemento que se inserta (el macho) y la pieza hueca donde se instala (la hembra). Se utilizan para trabajos normales que requieran firmeza aunque no una unión tan estrecha.

- Roscas de Paso Fino: generan una mayor firmeza en la unión, y se utilizan sobre todo en mecánica, en la industria automotriz y vehicular en general.

- Roscas de Paso Extrafino: se utilizan cuando es requerida una mayor precisión, como en el caso de elementos que deben unirse a paredes delgadas.

- Roscas de Ocho Hilos: se denominan así porque su paso consiste en ocho estrías por pulgada; estas roscas son las indicadas para tuberías de agua y otros fluidos. Las características de su superficie permiten mayor resistencia a la presión y evitan las fugas de gases y líquidos.

Según la forma de cada hilo o estría, las roscas pueden ser: en V, redondeadas, cuadradas, Witworth (cuya forma es de trapecio) y trapezoidales.

La forma de roscar

Macho

El roscado puede hacerse de varias maneras, manualmente, fresadoras, tornos.
Los materiales sobre los que roscamos son generalmente metales, como el aluminio y el acero (aluminio mayoritariamente), en los que roscar manualmente nos resulta bastante fácil.

Para roscar manualmente podemos utilizar machos y terrajas. Para sujetar los machos y poder realizar el proceso de roscado con precisión usamos un útil llamado maneral

El roscado manual
Cuando roscamos manualmente, seguimos los siguientes pasos pasos:

- Se marca y taladra la pieza con el diámetro adecuado en función del tamaño de la rosca.
- Limpiamos y lubricamos la zona a roscar para disminuir el rozamiento.
- Colocamos el primer macho (suele estar marcado con un único anillo) en el maneral, procurando siempre que este sea perpendicular al agujero. Este macho inicia y guía la rosca. - - Para hacerlo adecuadamente, giramos dos veces hacia delante y una hacia atrás (para desenganchar la viruta).
- Pasamos el segundo macho (este tiene dos anillos) girando una vuelta hacia delante y media hacia atrás. Este desbasta la rosca
- Por último pasamos el tercer macho (este ya no tiene ningún anillo). Este pule y calibra la rosca.

Tipos de machos

Precauciones

Cuando rosquemos tenemos que tener en cuenta las siguientes precauciones:

- Siempre hay que sujetar firmemente la pieza a roscar.
- Si la rosca es "pasante" (Atraviesa la pieza), el macho de roscar tiene que poder salir libremente por el otro lado.
- Si la rosca es "ciega" (no tiene salida al exterior) tenemos que hacer el taladro un poco más largo (dependiendo del diámetro de la rosca), de forma que dejemos hueco a la punta del macho que no rosca. Nunca hay que forzar más allá de este punto ya que romperíamos la rosca.
- Las roscas en aluminio son muy delicadas (de forma profesional se refuerzan poniendo un helicoide de acero en su interior), nunca hay que forzarlas ni con el macho ni con el tornillo.


English vocabulary:

Mecanizado manual: Manual machining
Herramientas eléctricas: Power tools
Corte por arranque de viruta: Cutting metal removal
Corte por desbaste: Roughing cut
Limado: I filed
Bruñido: burnishing
Taladrado: Drilling
Torneado: Turning
Roscado: Thread