REGLAS DE DISEÑO PARA EL MECANIZADO

OPERACIONES DE TORNEADO, ROSCADO, TALADRADO, MACHUELADO

Y ESCARIADO

Consideraciones de Diseño para Operaciones de Torneado

Las piezas se deben diseñar de tal forma que se pueden soportar y sujetar en los

aditamentos correspondientes con relativa facilidad. Las piezas delgadas y esbeltas

son difíciles de sujetar bien para resistir las fuerzas de sujeción y de corte.

La exactitud dimensional y el acabado superficial que se especifiquen deben ser lo

más amplios que sea posible para que la parte funcione en forma correcta.

Se deben evitar aristas aguadas, conos y grandes variaciones en dimensiones de la

parte.

Las piezas brutas por maquinar deben tener dimensiones tan aproximadas a las

finales como sea posible (formadas a forma casi neta) para reducir el tiempo del

ciclo de producción.

Las piezas se deben diseñar de tal manera que las herramientas de corte puedan

desplazarse por la pieza sin obstrucción.

Las propiedades del diseño deben ser tales que se puedan usar herramientas de

corte, insertos y sujetadores normales y disponibles en el comercio.

Los materiales deben seleccionarse, hasta donde sea posible, en base a su facilidad

de maquinado.

Consideraciones de diseño para el roscado

Los diseños deben permitir que las roscas terminen antes de llegar a un hombro.

Las roscas internas en orificios ciegos deben tener en su fondo una longitud sin

roscar.

Se debe tratar de eliminar los orificios poco profundos y ciegos para machuelar.

Se deben especificar biseles en los extremos de las partes roscadas, para minimizar

roscar aletadas con rebabas.

No se deben interrumpir los tramos roscados con ranuras, orificios u otras

discontinuidades.

Se deben usar, hasta donde sea posible, herramientas e insertos estándar.

Las partes de paredes delgadas deben tener el espesor y la resistencia suficiente

para resistir las fuerzas de sujeción y de corte. Una buena regla aproximada es que

la longitud mínima de entrada de un tornillo debe ser 1.5 veces su diámetro.

Se deben diseñar las partes para que se puedan completar todas las operaciones de

corte en un solo soporte.

Consideraciones de Diseño para Taladrado, Escariado y Machuelado

Los diseños deben permitir el taladrado de orificios, sobre superficies planas y

perpendiculares al movimiento de la broca; de no ser así la broca se tienda a

flexionar y el orificio no estará localizado con exactitud. Las superficies de salida

de la broca deben ser planas.

Se deben evitar las superficies interrumpidas de orificio, o al menos reducir al

mínimo, para mejorar la exactitud dimensional.

Si es posible, los fondos de los orificios deben ser iguales a los ángulos normales de

la punta de la broca. Se deben evitar fondos planos o formas raras.

Son preferibles los orificios pasados a los ciegos, como en las operaciones de

mandrinado. Si se requieren orificios de gran diámetro, la pieza debe tener de un

orificio previo, de preferencia hecho durante su fabricación (por ejemplo, por

formado o colado).

Se deben diseñar las partes de tal modo que se puedan hacer todo el taladrado con

un mínimo de soportes y sujetadores, y sin cambiar de posición la pieza.

Pueden dificultarse escarias orificios ciegos o en intersección, por la posibilidad de

romper la herramienta. Se debe tener una profundidad adicional de posición la

pieza.

Pueden dificultarse escarias orificios ciegos o en intersección, por la posibilidad de

romper la herramienta. Se debe tener una profundidad adicional en el orificio.

Se deben taladrar orificios ciegos a mayor profundidad que la alcanzada por las

operaciones posteriores de escariado o machuelado que se vayan a ejecutar.

OPERACIONES DE FRESADO, BROCHADO Y ENGRANAJES

Consideraciones de diseño para el fresado:

Muchos de los lineamientos para cilindrar y mandrinar se aplican a las operaciones

de fresado.

Se deben usar fresas bajo norma y evitar las fresas especiales y costosas. Entre las

propiedades del diseño se incluyen forma, tamaño, profundidad, ancho y radios de

esquina.

Se deben usar chaflanes y no radios, por la dificultad de hacer coincidir bien las

diversas superficies que se intersecan.

Se deben evitar cavidades y bolsas u oquedades con esquinas agudas, por la

dificultad de fresarlas, ya que las fresas tienen un radio finito de filo.

Las piezas deben tener la rigidez suficiente para reducir al mínimo la flexión

producida por las fuerzas de sujeción y de corte.

Tomemos en cuenta que en base a estos lineamientos el diseño será más optimo ,

cuando se refieren a la rigidez de la pieza quiere decir, que si no ocurre así la pieza

puede fracturar debido a la fuerza que fue ejercida en ella. Además hay que

considerar las condiciones de la pieza y los espacios a mecanizar debido a que las

fresas tienen una forma y radios establecidos que pueden dificultar el mecanizado

de algunas zonas.

Consideraciones de diseño para el brochado:

Se deben diseñar las piezas de modo que se puedan sujetar con firmeza en las

brochadoras. Las partes deben tener la suficiente rigidez y resistencia estructurales

para resistir las fuerzas de corte durante el brochado.

Se deben evitar los agujeros ciegos, las aristas agudas, las estrías en cola de milano

y las superficies planas grandes.

Son preferibles los chaflanes a las transiciones redondas.

Del mismo modo que para el fresado la rigidez que tenga la pieza debe ser la

adecuada para soportar las fuerzas ejercidas que ocurren durante el mecanizado

con el fin de que esta no fracture.

Consideraciones de diseño para maquinar engranes:

Es importante el diseño de las piezas brutas, en especial cuando los dientes son

complicados; se debe prever la sujeción firme de las piezas a la maquina.

La precisión dimensional y el acabado superficial especificados para los dientes de

los engranes deben tener un margen tan amplio como sea posible, para que la

producción sea económica.

Los engranes anchos (ancho de cara) son más difíciles de maquinar que los

angostos.

Se deben maquinar los engranes antes de montarlos en sus ejes.

Se debe dar la holgura suficiente entre los dientes y las bridas, escalones y otros

detalles de los engranes, para que la herramienta de corte pueda trabajar sin

interferencia.

Se debe procurar el uso de cortadores normales siempre que sea posible.

OPERACIONES DE MAQUINADO CON ABRASIVOS

Consideraciones de diseño para el rectificado

Las partes a rectificar deben diseñarse en tal forma que se puedan sujetar con

firmeza, sea entre quijadas, mesas magnéticas o soportes y sujetadores adecuados.

Si no es así, las piezas delgadas rectas o tubulares, se pueden flexionar durante la

operación.

Si se requiere gran exactitud dimensional, se deben evitar las superficies

interrumpidas, como orificios y cuñeros, porque pueden causar vibraciones.

En el rectificado cilíndrico, las partes deben estar balanceadas y se deben evitar los

diseños largos y esbeltos, para reducir las flexiones al mínimo. Los biseles de

transmisión deben ser tan grandes como sea posibles, o se debe suministrar

desahogo antes de maquinarlos.

En el rectificado sin centro se puede dificultar el trabajo exacto con piezas cortas,

por falta de soporte de la cuchilla. En el rectificado paso completo sólo se puede

tallar el diámetro máximo.

Se deben simplificar los diseños que requieran rectificado exacto de forma, para

evitar afilados frecuentes de piedra.

Se deben evitar los orificios profundos y pequeños, y los orificios ciegos que

requieran rectificado interno, o bien deben tener un desahogo.

En general, el diseño debe requerir la remoción de una cantidad mínima de material

en rectificado excepto en el esmerilado de avance deslizante. Además, para

mantener una buena exactitud dimensional, los diseños deben permitir, de

preferencia, que todo el rectificado se haga sin cambiar la posición de la pieza. Este

lineamiento también se aplica a todos los procesos y operaciones de manufactura.

Consideraciones de diseño para maquinado ultrasónico.

Evitar perfiles agudos, esquinas y radios pequeños, porque el lodo abrasivo lo

erosiona.

Esperar que en los orificios este proceso producirá algo de conicidad.

Para evitar el desportillamiento de materiales frágiles en el lado de salida, al

producir orificios pasados, soportar el fondo de las partes con una placa de

respaldo.

PROCESOS AVANZADOS DE MAQUINADO Y NANO FABRICACIÓN

Consideraciones de diseño para el maquinado químico

Como el reactivo ataca todas las superficies expuestas en forma continua, se deben

evitar los diseños que impliquen aristas agudas, cavidades profundas y angostas,

inclinaciones grandes, uniones dobladas o materiales porosos.

Como el reactivo ataca al material en direcciones vertical y horizontal al mismo

tiempo, se pueden desarrollar socavamientos.

Para mejorar la rapidez de la producción, la pieza en general debe conformarse con

otros procesos, antes del maquinado químico.

Pueden presentarse variación en las dimensiones, debido a cambios en el arte final,

a la humedad y a la temperatura. Esta variación se puede reducir al mínimo con

una selección correcta de los medios y controlando el ambiente de la generación de

arte de producción de la planta.

Muchos diseños de productos se hacen hoy en día con sistemas asistidos por

computadora. Sin embargo, los dibujos del producto deben traducirse a un

protocolo que sea compatible con el equipo de generación fotoquímica del arte

final.

Consideraciones de diseño para el maquinado electroquímico

Debido a la tendencia que tiene el electrolito a erosionar y quitar perfiles agudos, el

maquinado electroquímico no es conveniente para producir esquinas agudas ni

fondos planos.

Puede ser difícil el control electrolítico, por lo que las cavidades irregulares podrán

no tener la forma deseada con la exactitud dimensional aceptable.

Los diseños deben tener en cuenta que las actividades y orificios que se maquinen

tendrán una ligera conicidad.

Consideraciones de diseño para el maquinado electroquímico

En los diseños se deben evitar los radios interiores pequeños.

Si se han de producir superficies planas, la superficie rectificada

electroquímicamente debe ser mas angosta que el ancho de la piedra abrasiva.

Consideraciones de diseño para el maquinado con descarga eléctrica

Se deben diseñar las partes de tal manera que los electrodos requeridos se pueden

formar adecuada y económicamente

Se deben evitar ranuras profundas y abiertas angostas.

Para tener una producción económica, el acabado superficial especificado no debe

ser muy fino.

Para obtener una gran capacidad de producción, la mayor remoción del material se

debe hacer con procesos convencionales (cortes de desbaste).

Consideraciones de diseño para el maquinado con rayo láser

Una consideración importante en el maquinado con rayo láser es la reflectividad de

la superficie de la pieza. Son preferibles las superficies opacas y no pulidas, porque

reflejan menos.

Se deben evitar diseños con esquinas agudas, porque es difícil producirlas. Los

cortes profundos producen inclinaciones o conicidades.

Se deben investigar todos los efectos adversos causados por las latas temperaturas

locales sobre las propiedades de los materiales maquinados, así como sobre la zona

afectada por el calor.

Consideraciones de diseño maquinado haz de electrones y corte con arco de plasma.

En general, los lineamientos para el corte con rayo laser se aplican también al corte

con arco de plasma.

Como las cámaras de vacio no tienen capacidad limitada, los tamaños de pieza

deben coincidir con el de la cámara de vacio para obtener una gran capacidad de

producción por ciclo.

Si una pieza solo requiere maquinado con haz de electrones en una pequeña parte,

se debe considerar su manufactura en forma de varios componentes pequeños, para

armarlos después del maquinado con haz de electrones.