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
Véase también: herramienta de corte
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.
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
Véase también: Acabado
Mecanizado por arranque de viruta
Movimientos de corte
En el proceso de mecanizado por arranque de material intervienen dos movimientos:- Movimiento principal: es el responsable de la eliminación del material.
- Movimiento de avance: es el responsable del arranque continuo del material, marcando la trayectoria que debe seguir la herramienta en tal fin.
Sierra circular con hoja para cortar metal
Una sierra circular es una herramienta
de precisión que , con la hoja adecuada, puede cortar de forma suave y
limpia casi sin generar chispas. El corte de metal con esta herramienta
no necesita un afilado secundario para darle suavidad al área cortada.
Además, como no hay chispas el metal no se calienta y el tiempo de
enfriado es eliminado. Las cierras circulares usadas para cortar metal
tienen motores de alta torsión, así que antes de cortar el metal
deberían primero girar a máxima velocidad. Hacer eso permite que la herramienta corte suavemente a través del metal, alivia la presión del motor y evita el daño de la sierra y la hoja.
Máquinas hidráulicas de corte
El proceso de cortar hojas de metal a tamaños específicos se llama esquileo. Las hojas de metal son generalmente grandes y se mantienen en su lugar usando sujetadores. Se utiliza un medidor de ángulo y una escuadra para obtener cortes de 90 grados o cortes de ángulos. Las máquinas equipadas con sombras sobre la línea de corte tienen una luz que brilla sobre un cable que proyecta una línea de sombra en la zona a cortar. Los metales que se cortan con este proceso tienen un borde con rebabas. El porcentaje de la misma dependerá del grosor del material y el filo de la hoja de corte. La mayoría de las tijeras para chapa tienen espacios ajustables con hojas que se adecuan a diferentes grosores de metalCorte por corriente de agua
El proceso de cortar metal
bajo una corriente presurizada de agua se denomina corte por corriente
de agua. El agua mezclada con abrasivos, como granate, fluye a una
presión de 60.000 libras por pulgada (691 Kg por metro). Los cortes
hechos con este método tienen un corte cuadrado y limpio con un buen
borde. El producto final no
necesita retoques o alisados. Este método de corte es muy ruidoso. Esta
tecnología puede realizar cualquier tipo de corte, incluyendo taladrados
rápidos y cortes detallados, como los que se usan para autopartes.
Tiene dos pasos o características principales:
- desbastado: es el limado hecho con lima basta, que desprende mucho material. Las huellas de la lima son visibles a simple vista.
- acabado: se efectúa con limas finas, las cuales desprenden poco material y dejan la superficie exenta de surcos o huellas apreciables.
La operación de limado es la que más ayuda a comprender el valor y el sentido de la precisión mecánica, es decir, la que más forma la mentalidad del mecánico, sea cual fuere la especialidad a la que luego se dedique.
La lima
Es una varilla de acero templado de sección muy variada, cuyas caras estriadas tienen por objeto rebajar y pulir metales y otros materiales. Las partes principales son el cuerpo, la punta y la espiga, y sus elementos característicos son el tamaño, la forma, el picado y el grado de corte.
Tamaño de limas: se entiende por tamaño de lima a la longitud de su parte estriada y se toma desde el talón a la punta de la lima. Esta longitud se expresa generalmente en pulgadas y viene desde 3 hasta 20 pulgadas, y a medida que la lima aumenta su longitud aumenta también su espesor.
Formas de limas: se entiende por forma de la lima a la figura geométrica de su sección transversal y las más comunes son:
- limas planas paralelas, de sección rectangular con sus caras planas y sus bordes paralelos en todo su largo
- limas planas terminadas en punta, de sección rectangular con sus caras planas y desde la mitad a sus dos tercios de longitud, sus bordes van disminuyendo en ancho y espesor
- limas cuadradas, de sección transversal cuadrada, se emplean para agujeros cuadrados, chiveteros, ranuras, etc
- limas redondas, de sección transversal redonda, se emplean para superficies cóncavas, agujeros redondos, etc
- limas media caña, su sección transversal es de segmento circular y se emplean en superficies cóncavas y agujeros muy grandes, como así también para el acabado de superficies en ángulo menor de 60º
- lima triangular, con su sección tiangular equilátera o isósceles, y se usan en superficies de ángulos agudos mayores a 60º
- limas de formas especiales, para trabajos de formas especiales, y entre las más empleadas podemos citar las siguientes: limas cuchillos, doble cuchillos, media caña doble, para máquinas rotativas, etc.
Picado de la lima, tallado o filo, es la distancia entre dos líneas de ese tallado o filo. Este tallado viene en dos filos.
- picado simple, cuando los surcos paralelos que se forman con los dientes están cortados en un solo sentido, con un ángulo de 60º a 80º respecto del eje de la lima
- picado doble, cuando sobre un picado simple se hace otro cruzado menos profundo con un ángulo de 45º a 60º con respecto al eje de la lima.
Grado de corte de la lima, depende del número de dientes que entran en un centímetro cuadrado de su sección transversal, que pueden variar de 18 hasta 1200 dientes. Este grado de corte varía de acuerdo al tamaño de la lima, de manera que una lima de 14” de largo, tiene un picado más grueso que una lima de 8” de largo.
posición del operario: La lima se toma con la mano derecha, de manera que la parte redonda del mango se apoya contra la palma de la mano, el dedo pulgar aprieta el mango por arriba, mientras que los otros dedos lo encierran por debajo. La mano izquierda se apoya en la punta de la lima, y la aprieta contra la pieza. Esta presión debe disminuir a medida que la lima llega al término de su recorrido.
Al limar, el aprendiz se para con el pie izquierdo hacia delante, muy cerca de la morsa. El tronco debe seguir el movimiento de la lima, cuando se desbasta. No debe permanecer rígido, ni tampoco flexionar demasiado.
Dirección del limado: para el desbaste, la lima debe moverse sobre la pieza formando un ángulo aproximado de 45º con su eje. Una vez limada la pieza en una dirección, se cruza el rayado, para limar en sentido perpendicular a la dirección anterior.
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.
El taladro es una máquina herramienta donde se mecanizan la mayoría de los agujeros que se hacen a las piezas en los talleres mecánicos. Destacan estas máquinas por la sencillez de su manejo. Tienen dos movimientos: El de rotación de la broca que le imprime el motor eléctrico de la máquina a través de una transmisión por poleas y engranajes, y el de avance de penetración de la broca, que puede realizarse de forma manual sensitiva o de forma automática, si incorpora transmisión para hacerlo.
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.
Las taladradoras descritas en este artículo, se refieren 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.
Las herramientas de torneado se diferencian en dos factores, el material del que están constituidas y el tipo de operación que realizan. Según el material constituyente, las herramientas pueden ser de acero rápido, metal duro soldado o plaquitas de metal duro (widia) intercambiables.
La tipología de las herramientas de metal duro está normalizada de acuerdo con el material que se mecanice, puesto que cada material ofrece unas resistencias diferentes. El código ISO para herramientas de metal duro se recoge en la tabla más abajo.
Cuando la herramienta es de acero rápido o tiene la plaquita de metal duro soldada en el portaherramientas, cada vez que el filo se desgasta hay que desmontarla y afilarla correctamente con los ángulos de corte específicos en una afiladora. Esto ralentiza bastante el trabajo porque la herramienta se tiene que enfriar constantemente y verificar que el ángulo de incidencia del corte este correcto. Por ello, cuando se mecanizan piezas en serie lo normal es utilizar portaherramientas con plaquitas intercambiables, que tienen varias caras de corte de usar y tirar y se reemplazan de forma muy rápida.
Un roscado o rosca es una superficie cuyo eje está contenido en el plano y en torno a él describe una trayectoria helicoidal cilíndrica.1
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.
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
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.
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