TIPOS

DE MECANIZADO

Definicion:

El mecanizado es un proceso de fabricación que comprende un conjunto de operaciones de conformación de piezas mediante la eliminación de material, ya sea por arranque deviruta o por abrasión.

Mecanizado sin arranque de viruta

Mecanizado por arranque de viruta

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 arranque de viruta• El material es arrancado o cortado con una herramienta dando lugar a un desperdicio o

viruta. La herramienta consta, generalmente, de uno o varios filos o cuchillas que separan la viruta de la pieza en cada pasada. En el mecanizado por arranque de viruta se dan procesos de desbaste (eliminación de mucho material con poca precisión; proceso intermedio) y de acabado (eliminación de poco material con mucha precisión; proceso final cuyo objetivo es el de dar el acabado superficial que se requiera a las distintas superficies de la piza). Sin embargo, tiene una limitación física: no se puede eliminar todo el material que se quiera porque llega un momento en que el esfuerzo para apretar la herramienta contra la pieza es tan liviano que la herramienta no penetra y no se llega a extraer viruta.

PROCESO DE ARRANQUE SIN VIRUTA

Definición

Consiste en proceder a un amasado del material. Según el material sea calentado para ello o no lo sea se hablara de obtención de forma en caliente o en frio, trabajos de esta clase son por ejemplo: la forja, el doblado, el laminado, el prensado, el estirado, el embutido, el repujado y el acuňado.

Procesos de fabricación sin arranque de viruta:

FORJA

Este proceso de fabricación se utiliza para dar una forma y unas propiedades determinadas a los metales y aleaciones a los que se aplica mediante grandes presiones. La deformación se puede realizar de dos formas diferentes: por presión, de forma continua utilizando prensas, o por impacto, de modo intermitente utilizando martillos pilones.Así por medio de la foja se obtiene formas artísticamente curvadas en rejas y puertas de hierro.

Tipos de forjado:

• Forja libre

• Forja con estampa

• Recalcado

LAMINADO

Cualquier proceso de laminación empieza con un material de una determinada sección al que se le obliga a pasar entre unos rodillos de alta rigidez que ejercen una importante fuerza de compresión, de manera que se consigue aplicar una deformación plástica, es decir, una deformación permanente.Por medio del laminado se fabrica rieles de ferrocarril, rieles redondos y cuadrados.

Tipos de laminado:

• Laminado Plano• Laminado de Tubos• Laminado Continuo• Laminado de Corte• Laminado de Anillo• Laminado de Cuerdas

DOBLADO

El doblado es un proceso de conformado sin separación de material y con deformación plástica utilizado para dar forma a chapas. Se utiliza, normalmente, una prensa que cuenta con una matriz si es con estampa ésta tendrá una forma determinada- y un punzón -que también puede tener forma que realizará la presión sobre la chapa. Por doblado se consiguen tubos y planchas de formas determinadas.

Tipos de doblado:

• Doblado en borde• Doblado en V

TREFILADOEl trefilado propiamente dicho consiste en el estirado del alambre en frío, por pasos sucesivos a través de hileras, dados o trefilas de carburo de tungsteno cuyo diámetro es paulatinamente menor. Esta disminución de sección da al material una cierta acritud en beneficio de sus características mecánicas.Las ventajas que aporta el trefilado propias del conformado en frío son las siguientes: buena calidad superficial, precisión dimensional, aumento de resistencia y dureza, y por supuesto la posibilidad de producir secciones muy finas.

Muchas de las varillas, alambres, tubos de pared estrecha y perfiles especiales, se producen mediante un trefilado en frío. Dependiendo del producto que queramos obtener, realizaremos un trefilado simple, con mandril fijo o con mandril flotante:

Proceso:

1. Patentado2. Decapado3. Trefilado4. Acabado

Equipo para el trefilado:

Las máquinas utilizadas para realizar este proceso se denominan trefiladoras. En ellas se hace pasar el alambre a través de las hileras, como se ha descrito anteriormente. Para lograrlo el alambre se enrolla en unos tambores o bobinas de tracción que fuerzan el paso del alambre por las hileras

Mecanizado (por arranque de viruta)

El maquinado es un proceso de manufactura en el cual se usa una herramienta de corte para remover el exceso de material de una parte de trabajo, de tal manera que el material remanente sea la forma de la parte deseada. La acción predominante del corte involucra la deformación cortante del material de trabajo para formar viruta; al removerse la viruta queda expuesta una nueva superficie. El maquinado se aplica mas frecuentemente para formar metales.

Teoría del mecanizado de metales

Los 3 procesos principales de maquinado son:El torneadoEl TaladradoEl fresado Las demás operaciones de maquinado son:

El perfiladoEl cepilladoEl escariadoEl aserrado

Las demás procesos abrasivos son:

AfiladoFundidoAcabados

• El maquinado se puede aplicar a una amplia variedad de materiales de trabajo.

• Prácticamente todos los materiales sólidos se pueden maquinar.

(a) Sección transversal del proceso de maquinado, (b) Herramienta con ángulo de inclinación negativo.

El mecanizado

¿Por qué es Importante el Mecanizado?

• Por la variedad de materiales de trabajo que se pueden mecanizar.

• Por su uso para cortar metales.• Por la variedad de formas de piezas

especiales con características geométricas posibles, tales como:

Roscas de tornillo. Precisos agujeros redondos Bordes rectos Superficies con buena precisión

dimensional y acabado superficial.

Desventajas del MECANIZADO

• Desperdicio de material.

En el proceso de maquinado, la viruta que se genera es material de desperdicio, aunque en la actualidad, se puede reciclar, disminuyendo el desperdicio.

• Tiempo de consumo

Una operación de mecanizado generalmente lleva más tiempo para dar forma a una pieza determinada, que en los procesos alternos de conformación, tales como la fundición, metalurgia de polvo, o forjado.

Mecanizado y secuencia de Manufactura• Generalmente se realiza después de los

procesos de fabricación, tales como:

• fundición, • forja, • Deformación volumétrica

Otros procesos crean la forma general de la pieza y el maquinado ofrece la forma final, dimensiones, acabado y detalles geométricos especiales que otros procesos no pueden crear.

Operaciones de mECANIZADO

Para realizar la operación de maquinado, se requiere, movimiento relativo entre la pieza ó material de trabajo y la herramienta.

Este movimiento relativo, se logra por medio de un movimiento primario conocido como, •velocidad de corte.

y un movimiento secundario, conocido como,• avance.

Herramienta de corte elimina material de una pieza de trabajo giratorio para formar una forma cilíndrica.

Los tres movimientos mas comunes del proceso de maquinado

Torneado

En el torneado se usa una herramienta de corte con un borde cortante simple destinado a remover material de una pieza de trabajo giratoria para dar forma a un cilindro. El movimiento de velocidad del torneado lo proporciona la parte de trabajo giratoria y el movimiento de avance lo realiza la herramienta de corte, moviéndose lentamente en una dirección paralela al eje de rotación de la pieza de trabajo.

Se utiliza para crear un agujero redondo, generalmente por medio de una herramienta giratoria (broca) con dos bordes cortantes

Taladrado

• Rotación múltiple de herramienta, a través del trabajo para cortar un plano o superficie recta.

• Dos formas: c) fresado periférico y d)fresado frontal

Fresado

En el fresado, una herramienta rotatoria con múltiples filos cortantes se mueve lentamente sobre el material para generar un plano o superficie recta. La dirección del movimiento de avance es perpendicular al eje de rotación. El movimiento de velocidad lo proporciona la fresa rotatoria. Hay varias formas de fresado, siendo las dos básicas el fresado periférico y el fresado de frente.

CEPILLADO

• La maquina para el cepillado se llama cepillo. La velocidad de corte se logra por medio de una mesa de trabajo oscilante que mueve la parte posterior de una herramienta de corte de punta sencilla. Los cepillos se pueden clasificar como cepillos de mesa abiertos lateralmente o cepillos de columna simple.

Escariado• Se realiza usando una herramienta de

cortes de dientes múltiples que se mueve linealmente con relación al trabajo en dirección al eje de herramienta. La herramienta de corte se llama escariador, y la maquina se llama maquina escariadora.

• Las ventajas – Buen acabado de la superficie,– Tolerancias estrechas y una gran

variedad de formas posibles de trabajo. – Debido a la geometría complicada del

escariador y a que frecuentemente se diseña a la medida, la herramienta es costosa.

Aserrado• Es un proceso en el que se corta una hendidura

angosta dentro de la parte de trabajo por medio de una herramienta que tiene una serie de dientes estrechamente espaciados.

• El aserrado se usa normalmente para separar una parte de trabajo en dos piezas o para cortar un trozo no deseado de la pieza. En la mayoría de las operaciones de aserrado el trabajo se mantiene estático y la hoja de la sierra se mueve con respecto a el.

El maquinado abrasivo implica la eliminación de material por la acción de partículas abrasivas duras que están por lo general pegada a una rueda. El esmerilado es un proceso abrasivo, es el mas común de todas las operaciones de trabajo de metales.El uso de abrasivos para dar forma a las partes de trabajo es probablemente el proceso mas antiguo de remoción de material.

Esmerilado y otros procesos abrasivos

Herramientas de corte de formas complejas

Existen dos tipos básicos:

a)Herramienta de una sola punta, la cual tiene un filo cortante y se utiliza para operaciones como el torneado, generalmente tiene una punta redondeada llamada radio de la nariz.

b)Herramienta de múltiples filos cortantes, tiene más de un borde de corte y generalmente realizan su movimiento respecto a la pieza de trabajo mediante rotación. El Taladrado y el Fresado utilizan herramientas rotatorias de múltiples filos cortantes.

(a) Herramienta de una sola punta, que muestra la cara inclinada, el flanco y la punta. (b) Una fresa helicoidal, representativa de las herramientas con bordes cortantes múltiples.

Herramientas de corte

Condiciones de corte para el Torneado

Velocidad de corte v, avance f y profundidad de corte d, de una operación de torneado.

Desbaste Y AcabadoLas operaciones de maquinado, se dividen normalmente en dos categorías, distinguidas por el propósito y las condiciones de corte:

Cortes para desbaste primario, se usan para remover grandes cantidades de material de la pieza, a fin de producir una forma muy cercana a la requerida. Estas operaciones se realizan a alta velocidad.

Cortes de acabado, se usan para completar la pieza y alcanzar las dimensiones finales, las tolerancias y el acabado de superficie. Estas operaciones se realizan a baja velocidad.

Máquinas herramientas El término máquina herramienta, se

aplica a cualquier máquina accionada por fuerza motriz que realice operaciones de maquinado, incluso el esmerilado.

Máquinas herramientas más frecuentes:– Tornos.– Prensas taladradoras.– Máquinas fresadoras.

Las máquinas herramientas modernas, realizan sus procesos con un alto grado de automatización, CNC.

Visión más realista de la formación de viruta, en la que se muestra la zona de corte, y la zona secundaria de corte, como resultado de la fricción herramienta-viruta.

Formación de viruta

• A bajas velocidades de corte, la viruta se forma en segmentos separados.

• Se forma una textura irregular en la superficie maquinada.

• Una alta fricción herramienta-viruta

• Avances y profundidades grandes promueven este tipo de formación.

Viruta Discontinua

• Materiales dúctiles• Velocidades altas• Avances y

profundidades pequeños.

• Borde cortante bien afilado

• Baja fricción herramienta-viruta

• Virutas continuas y largas.

Viruta Continua

• Materiales dúctiles• Baja a media velocidad de

corte.• La fricción entre

herramienta-viruta, causa adhesión de porciones de material de trabajo.

• La formación de acumulación en el borde es naturaleza cíclica.

Viruta Continua con acumulación

• Virutas Semicontinuas – forma de diente de sierra.

• Formación cíclica de la viruta de alta resistencia al corte.

• Está asociada con metales difíciles de maquinar, como las aleaciones de Titanio, superaleaciones a base de níquel y aceros enoxidables austénicos.

Viruta dentada