proceso de mecanizado

República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria I.U.P. “Santiago Mariño” Extensión Valencia - Carabobo

PROCESOS DE MECANIZADOS

Profesor: Ramos Raúl

Integrante: 45- Colmenares Luis.

Cedula: 22.508.225

Valencia, Julio 2019

EL PROCESO DEL TALADRADO EN LOS MECANIZADOS DE PRECISIÓN

El taladrado es uno de los procesos más habituales para llevar a cabo trabajos de mecanización. En el proceso del taladrado, se realiza un corte en el material mediante el giro de una broca. Esta arranca las virutas del material y realiza un orificio perfectamente circular al que le podremos dar las características deseadas (forma o diámetro).

La maquinaria utilizada es la taladradora, la cual puede ser de distintos tipos. En primer lugar, está formada por la broca y el taladro, pero puede ser eléctrico, neumático, hidráulico, fresados, y muchos más. Las máquinas taladradoras combinan dos movimientos:

Movimiento principal: La herramienta de corte, es decir la broca, realiza el movimiento de giro.

Movimiento de avance: de la broca a lo largo de su propio eje en una pieza estacionaria. El objetivo es provocar un agujero similar al diámetro de la herramienta de corte.

Mecanizar mediante el proceso del taladrado En Mecanizados Sinc abarcamos un amplio rango de taladro, adaptándonos a nuestro cliente para conseguir las piezas deseadas.

El proceso del taladro genera grandes cantidades de virutas por lo que hay que saber manejarlo para evitar problemas. La familiarización con las partes principales y su funcionamiento son obligatorias para conseguir un funcionamiento óptimo. También precisa de dispositivos especiales de sujeción de piezas.

Esto se debe a la gran potencia que ejercen los taladros sobre la pieza. La alta fricción provocada por el proceso de taladrado, se utiliza taladrina. Es un líquido refrigerante a base de agua, aceite, antioxidantes y antiespumantes, entre otros.

Taladros en centros CNC Hace ya varios años que en la industria metalúrgica se utilizan centros de mecanizados CNC que ha revolucionado el mercado tradicional. Este método innovador se basa en unir en una sola máquina y en un solo proceso, todo lo que antes hacían varias máquinas. Además, se ahorra en tiempo, pues se efectúan todos los mecanizados en tiempos mínimos.

Brocas o Mechas para Metal Las mechas o brocas son herramientas de corte para ser utilizadas con un taladro o torno. Estas herramientas realizan un modo de mecanizado que se llama taladrado, que consiste en crear agujeros en distintos materiales metálicos. Existen brocas diamantadas utilizadas para el corte de materiales como cerámicos, porcelanatos, etc.

Una característica de las mechas es que tienen un cuerpo helicoidal por donde la viruta sale.

Destacarse que esta herramienta se utiliza con lubricantes de mecanizado para mantener la vida útil de la misma. La formación de la viruta está determinada por el material de la pieza a perforar, la geometría de la broca, la velocidad de corte y en cierta medida por el tipo de lubricante que se utilice. La forma y longitud de la viruta son aceptables siempre que permitan su evacuación de modo efectivo.

La hélice de la broca tiene como objetivo evacuar la viruta, pero también tiene otra función que es cortar y desmembrar en pedazos más pequeños los residuos provenientes de la perforación de materiales metálicos. Por las características físicas que posee el metal, la viruta tiende a salir por la hélice en bucles, que, de no ser segmentados por la misma, aumentarían el roce de la herramienta contra la pieza a perforar, produciéndose los siguientes efectos indeseados: Al aumentar el roce, se incrementa la temperatura de trabajo, haciendo que el material se temple y endurezca En consecuencia, se va acortando la vida útil de la broca, pues la misma se encuentra con material templado por la temperatura.

Por las razones expresadas, se destaca la importancia de la evacuación eficiente de la viruta y el uso preponderante del refrigerante.

ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE UNA BROCA Existen infinidad de brocas o mechas con distintas aplicaciones, pero las mismas se diferencian por sus características técnicas, que surgen para poder perforar en diferentes materiales.

Longitud total de la broca: Existen brocas extra cortas, cortas, normales, largas y extralargas.

Estas últimas se estila utilizarlas con un taladro de banco a los fines de taladrar profundo en una superficie y que la broca no se dañe o malogre el agujero.

Longitud de Corte: Es la profundidad máxima que se puede taladrar con una mecha y viene definida por la longitud útil, la cual está determinada por la extensión de la hélice.

Diámetro de Corte: es el diámetro del orificio obtenido con la broca. Ángulo de Corte: El ángulo de corte normal en una broca es de 118º en la punta, pero también existen las brocas de 135º para que, a mayor contacto con el material, la mecha se auto centre y no resbale sobre la superficie.

Diámetro y forma del Mango: El mango de una broca puede ser cilíndrico, triangular o cónico. El mango cilíndrico es el más común, pero cabe destacarse que existe un subtipo que es el mango reducido, que consiste en una disminución del tamaño del mango en brocas cuyo diámetro supera los 10 mm o los 13 mm, a los fines que la broca pueda ser utilizada en mandriles de las medidas mencionadas. En cuanto al mango triangular, se trata de una broca con muescas en la superficie que están en contacto con el portabrocas a los fines que la herramienta no resbale; se estila hacer esta modificación en mechas destinadas para perforar metales muy duros, como ser aceros aleados, matrices, etc. Por último, se encuentran las de mango cónico, que tienen la particularidad de ser posicionadas sobre un portabrocas especial, usualmente se utilizan para perforar agujeros profundos y de un grosor importante. Ángulo de la hélice: Dependiendo del material a perforar, la mecha puede tener un ángulo particular para cortar la viruta y evacuarla. Existe una serie de letras para identificar la aplicación y el ángulo de la barrena: N es el ángulo de la hélice de 30º para uso general, W corresponde al ángulo 40º/45º destinado para mecanizar Aluminio y materiales de viruta larga. El tipo H, es conocida como la hélice lenta, por su paso helicoidal largo en ángulo de 15º/20º es ideal para bronce y otros materiales cuya viruta sea de gran volumen. Por último, se encuentra la hélice tipo S con ángulo de 35º y destacándose a primera vista la cualidad de tener un acanalado tupido para una remoción rápida de la viruta; se utiliza este tipo para aceros inoxidables.

Material Constitutivo de la Mecha: Las mechas se pueden construir con los siguientes materiales: Acero Rápido (HSS): para taladrar aceros de baja a mediana dureza Acero Rápido reforzado con tungsteno (HSS M2): Más resistente que el anterior, perfora aceros aleados de alta resistencia. Es una opción más económica frente a las mechas de cobalto 5%.

Acero Rápido con Cobalto 5% (HSS Co 5%): El acero rápido es reforzado con cobalto al 5% para obtener un mejor rendimiento frente a materiales duros de mecanizar.

Acero Rápido con Cobalto 8% (HSS Co 8%): En este caso, el refuerzo en el HSS llega al 8% para conseguir la más alta resistencia térmica según la norma americana M 42.

Metal Duro (carburo de tungsteno): Es cada vez más empleado como material de herramientas de corte giratorias, pues posee ventajas que lo destacan frente al acero rápido, como ser su

dureza, resistencia al desgaste y al calor, su rigidez y mejor filo de corte. En el mercado usualmente hay dos tipos de brocas con este material. Por un lado, están las mechas integrales, confeccionadas enteramente en carburo de tungsteno y se utilizan en agujereadoras de banco, debido a que el material tiene muy poca flexibilidad y a la menor vibración se corre el riesgo de rotura. Las brocas cuya manufactura está realizada con metal duro, son más caras que las comunes de HSS, pero su aplicación es sobre materiales extremadamente duros de perforar. Por otro lado, están las brocas con plaqueta de metal duro en la punta, cuyo cuerpo helicoidal hasta el mango está producido en acero rápido. Cumple con las mismas funciones que una integral, pero es más económica y su vida útil menor, pues la misma está determinada por el filo y la permanencia de la placa de tungsteno en la punta.

Modo de Producción: existen tres modos de producción de las mechas, a saber:

Brocas Laminadas: su confección se lleva a cabo a partir de una pieza metálica que de un lado tiene un sector cilíndrico (que luego será el cabo de la broca) y del otro lado se encuentra una parte plana, cuyo grosor es menor al otro sector. Luego a través de una máquina laminadora (de ahí su nombre) se toma la parte plana y se le da la forma helicoidal torciendo la misma. Son brocas muy económicas, por lo tanto, su rendimiento es muy bajo. La punta de corte no es autocentrante (split point).

Brocas Rectificadas: estas brocas se realizan a partir de una pieza metálica cilíndrica, cuyas hélices se consiguen rectificando el metal con una piedra. El proceso de rectificación es más exacto que el de laminación y le da a esta broca una calidad superior a la anterior, con un rendimiento mayor. Tampoco tiene punta de corte autocentrante (split point) Brocas Fresadas y Rectificadas: se producen a partir de una pieza cilíndrica cuyas hélices se consiguen rectificando el metal con una piedra y posteriormente se utiliza una fresa para hacer rebajes en la hélice, facilitando la evacuación de viruta y brindando al mismo tiempo una ayuda al avance en la perforación. La calidad de estas brocas le permite darle al usuario un rendimiento superior a las otras dos y un mejor acabado. La punta de corte es autocentrante con un ángulo de 135º. Todas las mechas de uso profesional están construidas de este modo.

Acabado: Dependiendo del uso y aplicación de la mecha, se le aplica una capa de recubrimiento de óxido negro o niquel desde el punto de corte hasta el mango. Usualmente estos acabados son para evitar el óxido de la herramienta y la elección de uno u otro es una cuestión cultural de los mercados. En algunos países la mecha de acabado brillante goza de un status de mayor calidad de aquellas de acabado negro, en otros sucede todo lo contrario.

También hay recubrimientos que suelen ser parciales pero su función es darle mayor durabilidad a una broca, darle mejor rendimiento, evitando el desgaste prematuro, facilitar la separación entre el material a mecanizar y la herramienta de corte, y por último aislamiento térmico. Entre ellos se encuentran las mechas con recubrimiento de nitruro de titanio, con su característico color amarillo, y las de TiAlN (titanio aluminio) para perforar en seco en centros de mecanizado controlados por computadora. Cabe

destacarse que una desventaja del recubrimiento es la imposibilidad de afilar la mecha una vez perdido el filo, porque al hacerlo, el rendimiento de la herramienta decrece.

Brocas o Mechas Especiales Brocas refrigeradas: Son brocas huecas en las que el líquido refrigerante pasa por su interior y se dirige directamente al punto de corte. Se utilizan para evacuar rápido la viruta y en condiciones donde se necesita bajar drásticamente la temperatura que surge del mecanizado.

Broca de Centrar: Esta broca se utiliza para perforar una pieza que se va utilizar en un torno, si es de poco peso la pieza a mecanizar se la suele dejar como contrapunta. Si la pieza es pesada la función de la broca será hacer el orificio para que entre una contrapunta.

Broca para taladros de Base Magnetica: Estas brocas poseen una geometría doble de corte para un perfecto centramiento de la herramienta. El tratamiento térmico las dota de una vida útil más prolongada. Además, son capaces de taladrar con un rendimiento superior a coronas perforadoras en acero rápido y las brocas cono morse.

A CONTINUACIÓN, SE DETALLA SU FUNCIONAMIENTO: 1) La guía piloto se apoya sobre el material a agujerear y la broca se acerca hasta el inicio de la perforación 2) La broca anular perfora un anillo sobre el material y la guía piloto permanece sobre el material sin perforar 3) La guía piloto expulsa el cilindro sobrante. Al finalizar la operación, el núcleo de material es expulsado por un pasador impulsado por la fuerza de un resorte. Este pasador sirve también cómo punto de centrado al iniciar la operación y como válvula de paso del aceite lubricante.

Mechas cónicas para chapas: Su función se caracteriza por hacer agujeros de diámetro exacto en láminas metálicas. Las más usadas son las escalonadas, pues ellas tienen en su cuerpo las medidas de los agujeros a producirse.

La fresadora Como Máquina y Herramienta de Producción Una fresadora es una máquina-herramienta cuya función es crear piezas de determinadas formas, a través de un proceso de mecanizado de estas, con el uso de una herramienta giratoria llamada fresa. El mecanizado es un modo de manufactura por remoción de material tanto por abrasión como por arranque de viruta.

En las fresadoras tradicionales, la pieza se desplaza acercando las zonas a mecanizar a la herramienta, permitiendo obtener formas diversas, desde superficies planas a otras más complejas, puede usarse en una variedad amplia de materiales; usualmente se aplica a metales, como el acero y el bronce y también en maderas y plástico. Las fresadoras son máquinas - herramientas cuya función principal se puede ejecutar a través discos o cilindros de acero, llamados fresas, provistos de dientes cortantes.

En un sentido de producción las fresadoras se encargar de dar formas a diferentes piezas de diferentes materiales para obtener un producto final, que pueda ser lanzado al mercado o que ayude en algún otro proceso de manufactura, para la empresa que lo requiera. Esta máquina permite realizar operaciones de fresado de superficies de las más variadas formas: • Planas

• Cóncavas • Convexas • Combinadas • Ranuradas • Engranajes • Hélices.

TIPOS DE FRESADORAS Las fresadoras pueden clasificarse según varios aspectos, como la orientación del eje de giro o el número de ejes de operación. A continuación, se indican las clasificaciones más usuales.

Fresadoras según la orientación de la herramienta Dependiendo de la orientación del eje de giro de la herramienta de corte, se distinguen tres tipos de fresadoras: horizontales, verticales y universales.

Una fresadora horizontal: utiliza fresas cilíndricas que se montan sobre un eje horizontal accionado por el cabezal de la máquina y apoyado por un extremo sobre dicho cabezal y por el otro sobre un rodamiento situado en el puente deslizante llamado carnero. Esta máquina permite realizar principalmente trabajos de ranurado, con diferentes perfiles o formas de las ranuras. Cuando las operaciones a realizar lo permiten, principalmente al realizar varias ranuras paralelas, puede aumentarse la productividad montando en el eje portaherramientas varias fresas conjuntamente formando un tren de fresado. La profundidad máxima de una ranura está limitada por la diferencia entre el radio exterior de la fresa y el radio exterior de los casquillos de separación que la sujetan al eje portafresa.

En una fresadora vertical, el eje del husillo está orientado verticalmente, perpendicular a la mesa de trabajo. Las fresas de corte se montan en el husillo y giran sobre su eje. En general, puede desplazarse verticalmente, bien el husillo, o bien la mesa, lo que permite profundizar el corte. Hay dos tipos de fresadoras verticales: las fresadoras de banco fijo o de bancada y las fresadora de torreta o de consola. En una fresadora de torreta, el husillo permanece estacionario durante las operaciones de corte y la mesa se mueve tanto horizontalmente como verticalmente. En las fresadoras de banco fijo, sin embargo, la mesa se mueve sólo perpendicularmente al husillo, mientras que el husillo en sí se mueve paralelamente a su propio eje.

Una fresadora universal tiene un husillo principal para el acoplamiento de ejes portaherramientas horizontales y un cabezal que se acopla a dicho husillo y que convierte la máquina en una fresadora vertical. Su ámbito de aplicación está limitado principalmente por el costo y por el tamaño de las piezas que se pueden trabajar. En las fresadoras universales, al igual que en las horizontales, el puente es deslizante, conocido en el argot como carnero puede desplazarse de delante a detrás y viceversa sobre unas guías.

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Fresadoras especiales Además de las fresadoras tradicionales, existen otras fresadoras con características especiales que pueden clasificarse en determinados grupos. Sin embargo, las formas constructivas de estas máquinas varían sustancialmente de unas a otras dentro de cada grupo, debido a las necesidades de cada proceso de fabricación.

Las fresadoras circulares tienen una amplia mesa circular giratoria, por encima de la cual se desplaza el carro portaherramientas, que puede tener uno o varios cabezales verticales, por ejemplo, uno para operaciones de desbaste y otro para operaciones de acabado. Además pueden montarse y desmontarse piezas en una parte de la mesa mientras se mecanizan piezas en el otro lado.

Las fresadoras copiadoras disponen de dos mesas: una de trabajo sobre la que se sujeta la pieza a mecanizar y otra auxiliar sobre la que se coloca un modelo. El eje vertical de la herramienta está suspendido de un mecanismo con forma de pantógrafo que está conectado también a un palpador

sobre la mesa auxiliar. Al seguir con el palpador el contorno del modelo, se define el movimiento de la herramienta que mecaniza la pieza. Otras fresadoras copiadoras utilizan, en lugar de un sistema mecánico de seguimiento, sistemas hidráulicos, electro-hidráulicos o electrónicos.

En las fresadoras de pórtico, también conocidas como fresadoras de puente, el cabezal portaherramientas vertical se halla sobre una estructura con dos columnas situadas en lados opuestos de la mesa. La herramienta puede moverse verticalmente y transversalmente y la pieza puede moverse longitudinalmente. Algunas de estas fresadoras disponen también a cada lado de la mesa sendos cabezales horizontales que pueden desplazarse verticalmente en sus respectivas columnas, además de poder prolongar sus ejes de trabajo horizontalmente. Se utilizan para mecanizar piezas de grandes dimensiones.

En las fresadoras de puente móvil, en lugar de moverse la mesa, se mueve la herramienta en una estructura similar a un puente grúa Se utilizan principalmente para mecanizar piezas de grandes dimensiones.

Una fresadora de madera es una que utiliza una herramienta rotativa para realizar fresados en superficies planas de madera. Son empleadas en bricolaje y ebanistería para realizar ranurados, como juntas de cola de milano o machihembrados; cajeados, como los necesarios para alojar cerraduras o bisagras en las puertas; y perfiles, como molduras. Las herramientas de corte que utilizan son fresas para madera, con dientes mayores y más espaciados que los que tienen las fresas para metal.

Fresadoras según el número de ejes Las fresadoras pueden clasificarse en función del número de grados de libertad que pueden variarse durante la operación de arranque de viruta.

Fresadora de tres ejes. Puede controlarse el movimiento relativo entre pieza y herramienta en los tres ejes de un sistema cartesiano.

Fresadora de cuatro ejes. Además del movimiento relativo entre pieza y herramienta en tres ejes, se puede controlar el giro de la pieza sobre un eje, como con un mecanismo divisor o un plato giratorio. Se utilizan para generar superficies con un patrón cilíndrico, como engranajes o ejes estriados.

BIBLIOGRAFÍA Millán Gómez, Simón (2006). Procedimientos de Mecanizado. Madrid: Editorial Paraninfo. ISBN 84-9732428-5.

Sandvik Coromant (2006). Guía Técnica de Mecanizado. AB Sandvik Coromant 2005.10.

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