Herramientas TIPO "B" Conocimientos básicos de Herramientas – parte 2.
HERRAMIENTAS
46
MANUFACTURA Investigacion de las principales herramientas en los procesos de manufactura Ynoquio Cruz Nathali
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manufactura
Investigacion de las principales herramientas en los procesos de manufactura
Ynoquio Cruz Nathali
I. PROCESO DE TORNEADO
PROCESOS DE REMOCION DE MATERIALES
TEORIA DEL MAQUINADO
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
una viruta; al removerse la viruta, queda expuesta una nueva
superficie.
Este es uno de los procesos más importantes, la característica
común es el uso de una herramienta de corte que forma la viruta, la
cual se remueve de la parte de trabajo. Para realizar la operación se
requiere movimiento relativo entre la herramienta y el material de
trabajo lográndose la operaciones de maquinado por medio de un
movimiento primario llamado velocidad y movimiento secundario
llamado avance.
Hay muchas clases de maquinado, cada una de las cuales es capaz
de generar una cierta geometría y textura superficial, siendo
apropiado identificar y definir los tres tipos mas comunes: Torneado,
Taladrado y Fresado. Además de estas existen otras operaciones
convencionales que incluyen perfilado, cepillado, escariado, y
aserrado. Otro grupo de procesos frecuentemente incluidos e la
categoría del maquinado, son aquellos que utilizan abrasivos para
cortar materiales. Estos procesos incluyen esmerilado y operaciones
similares que se usan comúnmente para lograr acabados
superficiales superiores de la parte de trabajo.
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A. REFRENTADO
Esquema de una operación de fronteado-
refrentado.
El refrentado (también denominada de
fronteado) es la operación realizada en el
torno mediante la cual se mecaniza el
extremo de la pieza, en el plano perpendicular al eje de giro.
Para poder efectuar esta operación, la herramienta se ha de colocar en un
ángulo aproximado de 60º respecto al porta herramientas. De lo contrario,
debido a la excesiva superficie de contacto la punta de la herramienta correrá
el riesgo de sobrecalentarse. y también hay que tomar en cuenta que mientras
mas nos acercamos al centro de la pieza hay que aumentar las r.p.m o
disminuir el avance. Mediante esta operación se logra que las caras frontales
queden planas y normales al eje de la pieza, se realiza con pasadas de
desbaste y afinado.
Las herramientas usadas en el torneado son de tipo monocortantes, y
normalmente constituidas por una barra de sección cuadrada ó rectangular,
generalmente llamadas buríles o cuchillas.
B. DESBASTE.
Mediante el desbaste se consigue poner al descubierto la superficie del
material, eliminando todo lo que pudiera obstaculizar su examen, a la vez que
se obtiene una superficie plana con pequeña rugosidad.
Consiste en frotar la superficie de la probeta, que se desea preparar, sobre una
serie de papeles abrasivos, cada vez más finos. Una vez obtenido un rayado
uniforme sobre un determinado papel, se debe girar la probeta 90° para facilitar
el control visual del nuevo desbaste. Cada fase será completada cuando
desaparezcan todas las rayas producidas por el paso por el papel abrasivo
anterior.
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El desbaste puede hacerse manualmente, o mediante aparatos que se
denominan desbastadoras o lijadoras. Suele hacerse en húmedo, para evitar
los calentamientos que pueden modoficar la estructura de la probeta. El
desbaste manual se realiza en cajas de desbaste donde se colocan ordenados,
de izquierda a derecha, de mayor a menor rugosidad, los papeles abrasivos
(véase la figura adjunta). Los papeles abrasivos pueden ser de carburo de
silicio ( SiC ) o de corindón. Existen en el comercio papeles de SiC n° 60, 120,
180, 220, 320, 500, 1000, 2400, y 4000. Este número se corresponde en modo
inverso con el tamaño de partícula del abrasivo, es decir, mayor número menor
tamaño de la partícula de abrasivo, y viceversa.
C. ACABADO
El acabado es un proceso de fabricación empleado en la manufactura cuya
finalidad es obtener una superficie con características adecuadas para la
aplicación particular del producto que se está manufacturando; esto incluye
mas no es limitado a la cosmética de producto. En algunos casos el proceso de
acabado puede tener la finalidad adicional de lograr que el producto entre en
especificaciones dimensionales.
Antiguamente, el acabado se comprendía solamente como un proceso
secundario en un sentido literal, ya que en la mayoría de los casos sólo tenía
que ver con la apariencia del objeto u artesanía en cuestión, idea que en
muchos casos persiste y se incluye en la estética y cosmética del producto.
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En la actualidad, los acabados se entienden como una etapa de manufactura
de primera línea, considerando los requerimientos actuales de los productos.
Éstos requerimientos pueden ser:
Estética: el más obvio, que tiene un gran impacto psicológico en el usuario
respecto a la calidad del producto.
Liberación o introducción de esfuerzos mecánicos: las superficies
manufacturadas pueden presentar esfuerzos debido a procesos de arranque de
viruta, en donde la superficie se encuentra deformada y endurecida por la
deformación plástica a causa de las herramientas de corte, causando esfuerzos
en la zona superficial que pueden reducir la resistencia o inclusive fragilizar el
material. Los acabados con remoción de material pueden eliminar estos
esfuerzos.
Eliminar puntos de iniciación de fracturas y aumentar la resistencia a la fatiga:
una operación de acabado puede eliminar microfisuras en la superficie.
Nivel de limpieza y esterilidad. Una superficie sin irregularidades es poco
propicia para albergar suciedad, contaminantes o colonias de bacterias.
Propiedades mecánicas de su superficie
Protección contra la corrosión
Rugosidad
Tolerancias dimensionales de alta precisión
Diferenciación
Siendo una disciplina que puede abarcar muchos procesos de naturaleza
diversa, los acabados pueden categorizarse (no muy exhaustivamente) de la
siguiente manera:
1. Procesos mecánicos con remoción de material
Acabado con lima
Acabados con máquinas de arranque de viruta (Torno, fresa o fresadora,
etc.)
Desbaste abrasivo
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Esmerilado
Lapeado
Moleteado
Pulido/bruñido
Rebabeo
Rectificado
Sandblasting
2. Procesos químicos y electroquímicos
Anodizado
Electropulido
Galvanizado
Iridizado
Pasivación
Pavonado
Tropicalizado
3. Recubrimientos electroquímicos
Cromado
Niquelado
Plateado
4. Otros recubrimientos
Anodizado en distinas clases y para ciertos materiales.
Pinturas y esmaltes
Plastisol
Porcelanizado
D. TORNEADO CONICO.
El torneado es una operación con arranque de
viruta que permite la elaboración de piezas de
revolución (cilíndrica, cónica y esférica),
mediante el movimiento uniforme de rotación
alrededor del eje fijo de la pieza
Torneado Cilíndrico Exterior o Cilindrado
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Este se puede efectuar con o sin contrapunto, dependiendo de la longitud de la
pieza, esta operación se realiza compasadas de desbaste y afinado.
Torno Paralelo
Esta máquina se caracteriza por tener el eje de giro del plato porta pieza en
posición horizontal; debido a lo anterior también se le llama Torno Horizontal,
es la máquina herramienta más utilizada en los procesos de manufactura
aunque no presenta grandes posibilidades para trabajos en serie por la
dificultad que presenta para el cambio de las herramientas.
E. TRONZADO
Esquema de una operación de tronzado.
El tronzado es la operación de torno por el que se
corta o separa parte de la pieza.
Esta operación suele realizarse cuando se mecanizan
piezas de pequeño tamaño desde una barra larga de
material, en este caso se coloca una barra de material
en el plato del torno mecanizando la parte que
sobresale del plato, una vez acabada se corta, separándola, avanzando
después la barra para mecanizar otra pieza.
F. TORNEADO
Se denomina torno a un conjunto
demáquinas y herramientas que
permiten mecanizar piezas de forma
geométrica de revolución. Estas
máquinas-herramienta operan
haciendo girar la pieza a mecanizar
(sujeta en el cabezal o fijada entre los
puntos de centraje) mientras una o
varias herramientas de corte son
empujadas en un movimiento regulado de avance contra la superficie de la
pieza, cortando laviruta de acuerdo con las condiciones tecnológicas
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de mecanizado adecuadas. Desde el inicio de la Revolución industrial, el torno
se ha convertido en una máquina básica en el proceso industrial de
mecanizado.
La herramienta de corte va montada sobre un carro que se desplaza sobre
unas guías o rieles paralelos al eje de giro de la pieza que se tornea, llamado
eje Z; sobre este carro hay otro que se mueve según el eje X, en dirección
radial a la pieza que se tornea, y puede haber un tercer carro
llamado charriot que se puede inclinar, para hacer conos, y donde se apoya la
torreta portaherramientas. Cuando el carro principal desplaza la herramienta a
lo largo del eje de rotación, produce el cilindrado de la pieza, y cuando el carro
transversal se desplaza de forma perpendicular al eje de simetría de la pieza se
realiza la operación denominada refrentado.
TIPOS DE TORNOS
Torno paralelo
Caja de velocidades y avances de un torno
paralelo.
El torno paralelo o mecánico es el tipo de
torno que evolucionó partiendo de los tornos
antiguos cuando se le fueron incorporando
nuevos equipamientos que lograron convertirlo
en una de las máquinas herramientas más importante que han existido. Sin
embargo, en la actualidad este tipo de torno está quedando relegado a realizar
tareas poco importantes, a utilizarse en los talleres de aprendices y en los
talleres de mantenimiento para realizar trabajos puntuales o especiales.
Para la fabricación en serie y de precisión han sido sustituidos por tornos
copiadores, revólver, automáticos y de CNC. Para manejar bien estos tornos se
requiere la pericia de profesionales muy bien calificados, ya que el manejo
manual de sus carros puede ocasionar errores a menudo en la geometría de
las piezas torneadas
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Torno copiador.
Se llama torno copiador a un tipo de torno que
operando con un dispositivo hidráulico y
electrónico permite el torneado de piezas de
acuerdo a las características de la misma
siguiendo el perfil de una plantilla que reproduce
una replica igual a la guía.
Torno revólver
El torno revólver es una variedad de torno diseñado para mecanizar piezas
sobre las que sea posible el trabajo simultáneo de
varias herramientas con el fin de disminuir el
tiempo total de mecanizado. Las piezas que
presentan esa condición son aquellas que,
partiendo de barras, tienen una forma final
de casquillo o similar. Una vez que la barra queda bien sujeta mediante pinzas
o con un plato de garras, se va taladrando, mandrinando, roscando o
escariando la parte interior mecanizada y a la vez se puede ir cilindrando,
refrentando, ranurando, roscando y cortando con herramientas de torneado
exterior.
Torno automático
Se llama torno automático a un tipo de torno cuyo proceso de trabajo está
enteramente automatizado. La alimentación de la barra necesaria para cada
pieza se hace también de forma automática, a partir de una barra larga que se
inserta por un tubo que tiene el cabezal y se sujeta mediante pinzas de apriete
hidráulico.
Estos tornos pueden ser de un solo husillo o de varios husillos:
Los de un solo husillo se emplean básicamente para el mecanizado de
piezas pequeñas que requieran grandes series de producción.
Cuando se trata de mecanizar piezas de dimensiones mayores se utilizan
los tornos automáticos multihusillos donde de forma programada en cada
husillo se va realizando una parte del mecanizado de la pieza. Como los
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husillos van cambiando de posición, el mecanizado final de la pieza resulta
muy rápido porque todos los husillos mecanizan la misma pieza de forma
simultánea.
Torno vertical
Es una variedad de torno, de eje vertical,
diseñado para mecanizar piezas de gran tamaño,
que van sujetas al plato de garras u otros
operadores y que por sus dimensiones o peso
harían difícil su fijación en un torno horizontal.
Los tornos verticales no tienen contrapunto sino que el único punto de sujeción
de las piezas es el plato horizontal sobre el cual van apoyadas. La
manipulación de las piezas para fijarlas en el plato se hace mediante grúas de
puente o polipastos.
Torno CNC
El torno CNC es un torno dirigido por control
numérico por computadora.
Ofrece una gran capacidad de producción y
precisión en el mecanizado por su estructura
funcional y porque la trayectoria de la
herramienta de torneado es controlada por un ordenador que lleva incorporado,
el cual procesa las órdenes de ejecución contenidas en un software que
previamente ha confeccionado un programador conocedor de la tecnología de
mecanizado en torno. Es una máquina que resulta rentable para el mecanizado
de grandes series de piezas sencillas, sobre todo piezas de revolución, y
permite mecanizar con precisión superficies curvas coordinando los
movimientos axial y radial para el avance de la herramienta.
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G. ACHAFLANADO
El chaflanado o achaflanado es una operación mediante la cual se hace un
chaflán, esto es, un corte o rebaje en una arista de un cuerpo sólido. Tales
chaflanes pueden ser realizados en los cantos exteriores, por ejemplo en los
extremos de un eje; o en aristas interiores, como las entradas de agujeros.
Si se realiza un chaflán en la intersección de dos planos se obtiene una nueva
cara plana y dos aristas rectilíneas menos agudas que la inicial. En cambio, si
se realiza en el extremo de un cilindro, es decir, en la intersección de la cara
lateral del cilindro con la base, lo que se obtiene es una cara cónica y dos
aristas circulares.
Aplicaciones
La realización de chaflanes en piezas tiene diversos propósitos, dependiendo
del destino del producto. Por ejemplo:
Facilitan la entrada de ejes en agujeros, haciendo más sencillo el
montaje, tanto si el ajuste es prensado como si hay holgura. Así, facilitan
el engranaje de ruedas dentadas en cajas de velocidades y el montaje
de elementos roscados o de rodamientos.
Se utilizan en la preparación de algunas uniones soldadas para
aumentar la penetración del cordón de soldadura. Hay varios tipos de
chaflanes que se realizan en los bordes de las piezas, dependiendo del
diseño de la soldadura.
A la vez que se realiza el chaflán se eliminan posibles rebabas
resultantes de un corte previo o del proceso de moldeo.
Mejoran la estética de las piezas.
Reducen los riesgos de cortes al manipular las piezas.
Permiten ocultar cabezas de tornillos de cabeza avellanada.
Plano de un eje con las cotas del chaflán
Representación esquemática (izquierda) y simbólica (derecha) de una
soldadura a tope con preparación de bordes en V.
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H. ESCARIADO
Se llama escariado o alesado a un proceso de arranque de viruta o una
operación de mecanizado que se realiza para conseguir un buen acabado
superficial con ciertas tolerancias dimensionales, o bien simplemente para
agrandar agujeros que han sido previamente taladrados con una broca a un
diámetro un poco inferior.
Escariadores
Un escariador es una herramienta cilíndrica de corte empleada para conseguir
agujeros con una precisión elevada, normalmente de tolerancia H7. Llevan
talladas unas ranuras y dientes a lo largo de toda su longitud, que suelen ser
rectos o helicoidales. Esta herramienta puede tener la espiral aizquierdas, para
agujeros pasantes, o a derechas, para agujeros ciegos. Las principales partes
de un escariador son:
Mango: es la parte por la cual se coge el escariador para trabajar con él.
Puede ser cilíndrico o cónico. Los cilíndricos se utilizan para escariar a
mano y suelen llevar en su extremo una mecha cuadrada. Los cónicos
son iguales a los mangos cónicos de las brocas.
Cuerpo: es la parte cortante del escariador. Está cubierto por unas
ranuras rectas o helicoidales.
Punta: es el extremo del cuerpo que tiene una ligera conicidad para
facilitar la entrada. Es la parte principal del escariador porque de ella
depende el conseguir un buen rendimiento; el filo de los dientes de la
punta son los que cortan la mayoría del material, mientras que los filos
del cuerpo no hacen más que aislar y dejarlo a la medida precisa.
Si miramos detalladamente esta herramienta, podemos diferenciar
diferentes zonas en los escariadores:
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Ahora bien, los escariadores se pueden clasificar en:
Sólidos: entre los que encontramos los de mango cilíndrico, empleados para
calibrar, y los de mango cónico, empleados en el mecanizado de agujeros.
Escariador manual cónico.
Huecos: los que se montan en un portaherramientas.
Escariador de máquina.
De expansión: llevan varias ranuras longitudinales que por medio de
un tornillo permiten el desplazamiento, y con ello el aumento o la disminución
del diámetro
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ROSCADO INTERIORY EXTERIOR
Un roscado o rosca es una superficie cuyo eje
está contenido en el plano y en torno a él
describe una trayectoria helicoidal cilíndrica.
El roscado puede ser realizado con herramientas manuales o máquinas
herramientas cloloo 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.
Fresadora
Cuando se requiere que alguna rosca sea muy precisa se rectifica con
rectificadoras en centros de mecanizado (CNC), que permiten realizar perfiles
de todos los sistemas de roscado y además tienen una gran precisión pues son
máquinas dirigidas por un software al que un operador le añade parámetros,
disminuyendo costos y simplificando la labor.
El fresado de roscas permiten roscar materiales de mayor dureza y desarrollar
velocidades de corte y avance muy superiores al roscado con macho. También
puede realizar varias operaciones en los orificios, como taladrar un orificio,
hacerle un chaflán, mecanizar la rosca y ranurar el final de la misma. Puede
hacer que la rosca llegue más cerca del fondo de un orificio ciego, e incluso
roscar agujeros de diferentes dimensiones en la misma pieza.
Un macho solo puede producir "el sentido" de la rosca —derecho o izquierdo—
que ha sido tallado en la herramienta. Pero la fresadora puede producir roscas
en ambos sentidos cambiando la programación CNC.
El control de las virutas mejora mucho con el fresado de roscas. Además la
fresa de roscar se puede ajustar radialmente para conseguir una tolerancia
distinta de la teórica o para alargar la vida de la herramienta.
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Torno
Herramientas de roscado interior en torno.
El torneado de roscas se realiza frecuentemente en tornos CNC, con
herramientas de metal duro con plaquita intercambiable que ya tienen adaptado
el perfil de la rosca que se trate de mecanizar.2
Los intervalos de avance de la máquina deben coincidir con el paso de las
mismas, lo que se logra con la programación de los tornos CNC. El torneado
con plaquitas intercambiables se realiza haciendo varias pasadas de corte a lo
largo de toda la longitud de la rosca, dividiendo la profundidad total de la rosca
en pequeñas pasadas.
Roscado por laminación
Cuando se requieren producir grandes cantidades de piezas roscadas se
recurre a la laminación en lugar del arranque de viruta. En este método las
fibras del material no son cortadas sino desplazadas. Esto reduce el tiempo de
fabricación, extendiendo la durabilidad de las herramientas, además de reducir
los sobrantes de material.
El roscado por laminación se puede realizar en varios tipos de tornos, centros
de mecanizado y tornos CNC. Aquí se toma en cuenta el diámetro de los
flancos de la rosca. Las características mecánicas y funcionales de los tornillos
con rosca métrica, cementados y revenidos se encuentra en la norma UNE-EN
ISO 7085:2000.
Terrajado
Una terraja de roscar es una herramienta manual de
corte que se utiliza para el roscado manual de pernos y
tornillos, que deben estar calibrados de acuerdo con la
característica de la rosca que se trate. El material de las
terrajas es de acero rápido (HSS). Las características
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principales de un tornillo que se vaya a roscar son el diámetro exterior o
nominal del mismo y el paso que tiene la rosca. También se le emplea para
realizar las roscas de los caños otubos para construir conductos, por ejemplo
para agua. Estos caños pueden ser de diversos materiales como hierro,bronce,
cobre, pvc (cloruro de polivinilo), etcétera. De acuerdo a la consistencia del
elemento a roscar, deberá ser la dureza del material con que está
confeccionada la terraja.
I. MOLETEADO
Moleteado de una superficie es la terminación que se le da a la misma para
facilitar el agarre.Puede realizarse por deformación, extrusión o por corte, este
último de mayor profundidad y mejor acabado.
Proceso de moleteado con fraqsado
Es un proceso de conformado en frío del material mediante unas moletas que
presionan la pieza mientras da vueltas. Dicha deformación genera un
incremento del diámetro inicial de la pieza. El moleteado se realiza en piezas
que se tengan que manipular a mano para evitar el resbalamiento que tuviesen
en caso de ser lisa. El moleteado se realiza en los tornos con las moletas de
diferentes pasos y dibujos. Para que el moleteado quede exacto se debe
llevarlo primero al cabezal del torno para que quede paralelo.
Existen los siguientes tipos de moleteado por deformación:
Radialmente, cuando la longitud moleteada en la pieza coincide
con el espesor de la moleta a utilizar.
Longitudinalmente, cuando la longitud excede al espesor de la
moleta. Para este segundo caso la moleta siempre ha de estar
biselada en sus extremos.
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II. PROCESO DE FRESADO
El fresado es un proceso de fabricación con arranque de viruta, mediante el
cual se maquinan superficies en piezas de diversas formas y dimensiones, lo
cual se efectúa con una herramienta llamada fresa.
La fresa es una herramienta multicortante, es decir, está constituida por varios
filos de corte dispuestos radialmente sobre una circunferencia.
FRESAS CILÍNDRICO-FRONTAL
Sirven para generan superficies perpendiculares entre si, tanto en fresadoras
horizontales como verticales, está fresa esta provista de dientes en la periferia
y en la base.
FRESADORA VERTICAL
Estas máquinas se caracterizan por la posición vertical del husillo porta-
herramienta. Las fresadoras verticales, especialmente las de gran potencia,
tienen una forma característica constituida por una pesada columna curvada
hacia delante, en cuyo extremo contiene el cabezal porta-herramienta. Los
trabajos que se efectúan en esta fresadora son muy diversos, dependiendo de
la fresa colocada en la máquina, pero siempre caerán en la clasificación del
fresado frontal.
Tipos de Fresas:
En las fresadoras universales utilizando los accesorios adecuados o en las fresadoras de control numérico se puede realizar la siguiente relación de fresados:1
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Fresa de planear de plaquitas de metal duro.
Planeado. La aplicación más frecuente de fresado es el planeado que tiene por objetivo conseguir superficies planas. Para el planeado se utilizan generalmente fresas de planear de plaquitas intercambiables de metal duro, existiendo una gama muy variada de diámetros de estas fresas y del número de plaquitas que monta cada fresa. Los fabricantes de plaquitas recomiendan como primera opción el uso de plaquitas redondas o con ángulos de 45º como alternativa.
Fresado en escuadra. El fresado en escuadra es una variante del planeado que consiste en dejar escalones perpendiculares en la pieza que se mecaniza. Para ello se utilizan plaquitas cuadradas situadas en el portaherramientas de forma adecuada.
Cubicaje. La operación de cubicaje es muy común en fresadoras verticales u horizontales y consiste en preparar los tarugos de metal u otro material como mármol o granito en las dimensiones cúbicas adecuadas para operaciones posteriores. Este fresado también se realiza con fresas de planear de plaquitas intercambiables.
Corte. Una de las operaciones iniciales de mecanizado que hay que realizar consiste muchas veces en cortar las piezas a la longitud determinada partiendo de barras y perfiles comerciales de una longitud mayor. Para el corte industrial de piezas se utilizan indistintamente sierras de cinta o fresadoras equipadas con fresas cilíndricas de corte. Lo significativo de las fresas de corte es que pueden ser de acero rápido o de metal duro. Se caracterizan por ser muy delgadas (del orden de 3 mm aunque puede variar), tener un diámetro grande y un dentado muy fino. Un ejemplo de las características de una fresa de corte sería el siguiente: diámetro de 200 mm, espesor de 3 mm, diámetro del agujero de 32 mm y 128 dientes: Fina 128, Gruesa 64.2
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Fresa de disco para ranurar.
Fresas para ranurado de forma en madera.
Ranurado recto. Para el fresado de ranuras rectas se utilizan generalmente fresas cilíndricas con la anchura de la ranura y a menudo, para aumentar la producción, se montan varias fresas en el eje portafresas permitiendo aumentar la productividad de mecanizado. Al montaje de varias fresas cilíndricas se le denomina tren de fresas o fresas compuestas. Las fresas cilíndricas se caracterizan por tener tres aristas de corte: la frontal y las dos laterales. En la mayoría de aplicaciones se utilizan fresas de acero rápido ya que las de metal duro son muy caras y por lo tanto solo se emplean en producciones muy grandes
Ranurado de forma. Se utilizan fresas de la forma adecuada a la ranura, que puede ser en forma de T, de cola de milano, etc.
Ranurado de chaveteros. Se utilizan fresas cilíndricas con mango, conocidas en el argot como bailarinas, que pueden cortar tanto en dirección perpendicular a su eje como paralela a este.
Copiado. Para el fresado en copiado se utilizan fresas con el perfil de plaquita redondo a fin de poder realizar operaciones de mecanizado en orografías y perfiles de caras cambiantes. Existen dos tipos de fresas de copiar: las de perfil de media bola y las de canto redondo o tóricas.
Fresado de cavidades. En este tipo de operaciones se aconseja realizar un taladro previo y a partir del mismo y con fresas adecuadas abordar el mecanizado de la cavidad teniendo en cuenta que los radios de la cavidad deben ser al menos un 15% superior al radio de la fresa.
Torno-fresado Este tipo de mecanizado utiliza la interpolación circular en fresadoras de control numérico y sirve tanto para el torneado de agujeros de precisión como para el torneado exterior. El proceso combina la rotación de la pieza y de la herramienta de fresar siendo posible conseguir una superficie cilíndrica. Esta superficie puede ser concéntrica respecto a la
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línea central de rotación de la pieza, o puede ser excéntrica si se desplaza el fresado hacia arriba o hacia abajo. Con el desplazamiento axial es posible alcanzar la longitud requerida.
Fresado de roscas. El fresado de roscas requiere una fresadora capaz de realizar interpolación helicoidal simultánea en dos grados de libertad: la rotación de la pieza respecto al eje de la hélice de la rosca y la traslación de la pieza en la dirección de dicho eje.
Fresado frontal. Consiste en el fresado que se realiza con fresas helicoidales cilíndricas que atacan frontalmente la operación de fresado. En las fresadoras de control numérico se utilizan cada vez más fresas de metal duro totalmente integrales que permiten trabajar a velocidades muy altas.
Fresado de engranajes. El fresado de engranajes apenas se realiza ya en fresadoras universales mediante el plato divisor, sino que se hacen en máquinas especiales llamadas talladoras de engranajes y con el uso de fresas especiales del módulo de diente adecuado.
Taladrado, escariado y mandrinado. Estas operaciones se realizan habitualmente en las fresadoras de control numérico dotadas de un almacén de herramientas y utilizando las herramientas adecuadas para cada caso.
Mortajado. Consiste en mecanizar chaveteros en los agujeros, para lo cual se utilizan brochadoras o bien un accesorio especial que se acopla al cabezal de las fresadoras universales y transforma el movimiento de rotación en un movimiento vertical alternativo.
Fresado en rampa. Es un tipo de fresado habitual en el mecanizado de moldes que se realiza bien con fresadoras copiadoras o bien con fresas de control numérico.
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III. PROCESO DE TALADRADO
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.
A. 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.
PARÁMETROS DE CORTE DEL TALADRADO
Los parámetros de corte fundamentales que hay que considerar en el proceso
de taladrado son los siguientes:
Elección del tipo de broca más adecuado
Sistema de fijación de la pieza
Velocidad de corte (Vc) de la broca expresada de metros/minuto
Diámetro exterior de la broca u otra herramienta
Revoluciones por minuto (rpm) del husillo portabrocas
Avance en mm/rev, de la broca
Avance en mm/mi de la broca
Profundidad del agujero
Esfuerzos de corte
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Tipo de taladradora y accesorios adecuado
1.- barrena
2.- berbiquí
3.- taladro manual
4.- taladro manual de
pecho
5.- taladro eléctrico
6.- taladro sin cable
7.- martillo percutor
8.- taladro de columna
9.- minitaladro
10.- minitaladro sin
cable
TIPOS DE TALADROS
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El taladro es la máquina que nos permitirá hacer agujeros debido al movimiento
de rotación que adquiere la broca sujeta en su cabezal. Existen muchos tipos
de taladros e infinidad de calidades. Los principales tipos son los siguientes:
1.- BARRENA. Es la herramienta más sencilla para hacer un taladro.
Básicamente es una broca con mango. Aunque es muy antigua se sigue
utilizando hoy en día. Solo sirve para taladrar materiales muy blandos,
principalmente maderas.
2.- BERBIQUÍ. El berbiquí es la herramienta manual antecesora del taladro y
prácticamente está hoy día en desuso salvo en algunas carpinterías antiguas.
Solamente se utiliza para materiales blandos.
3.- TALADRO MANUAL. Es una evolución del berbiquí y cuenta con un
engranaje que multiplica la velocidad de giro de la broca al dar vueltas a la
manivela.
4.- TALADRO MANUAL DE PECHO. Es como el anterior, pero permite ejercer
mucha mayor presión sobre la broca, ya que se puede aprovechar el propio
peso apoyando el pecho sobre él.
5.- TALADRO ELÉCTRICO. Es la evolución de los anteriores que surgió al
acoplarle un motor eléctrico para facilitar el taladrado. Es una herramienta
imprescindible para cualquier bricolador. Su versatilidad le permite no solo
taladrar, sino otras muchas funciones (atornillar, lijar, pulir, desoxidar, limpiar,
etc) acoplándole los accesorios necesarios.
6.- TALADRO SIN CABLE. Es una evolución del anterior en el que se
prescinde de la toma de corriente, sustituyéndose por una batería. La principal
ventaja es su autonomía, al poder usarlo donde queramos sin necesidad de
que exista un enchufe. Como inconveniente, la menor potencia que ofrecen
respecto a los taladros convencionales.
7.- MARTILLO PERCUTOR. El martillo percutor es un taladro con una
percusión (eléctrica, neumática o combinada) mucho más potente (utiliza más
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masa) y es imprescindible para perforar determinados materiales muy duros,
como el hormigón, la piedra, etc, o espesores muy gruesos de material de obra.
8.- TALADRO DE COLUMNA. Es un taladro estacionario con movimiento
vertical y mesa para sujetar el objeto a taladrar. La principal ventaja de este
taladro es la absoluta precisión del orificio y el ajuste de la profundidad.
Permiten taladrar fácilmente algunos materiales frágiles (vidrio, porcelana, etc)
que necesitan una firme sujeción para que no rompan.
9.- MINITALADRO. Es como un taladro en miniatura. La posibilidad de utilizarlo
con una sola mano y las altas revoluciones que coge, permiten una gran
variedad de trabajos aparte del taladrado. Está indicado para aplicaciones
minuciosas que requieren control, precisión y ligereza.
10.- MINITALADRO SIN CABLE. Es igual que el anterior, pero accionado a
batería, con la autonomía que ello supone. Como en el caso de los taladros, su
principal inconveniente es la menor potencia.
TIPOS DE BROCAS
Los principales tipos de brocas para aficionados al bricolaje son los siguientes:
1.- BROCAS PARA METALES
Sirven para taladrar metal y algunos otros materiales como plásticos por
ejemplo, e incluso madera cuando no requiramos de especial precisión. Están
hechas de acero rápido (HSS), aunque la calidad varía según la aleación y
según el método y calidad de fabricación
Existen principalmente las siguientes calidades:
- HSS LAMINADA. Es la más económica de las brocas de metal. Es de uso
general en metales y plásticos en los que no se requiera precisión. No es de
gran duración.
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- HSS RECTIFICADA. Es una broca de mayor precisión, indicada para todo
tipo de metales semiduros (hasta 80 Kg./mm²) incluyendo fundición, aluminio,
cobre, latón, plásticos, etc. Tiene gran duración.
- HSS TITANIO RECTIFICADA. Están recubiertas de una aleación de titanio
que permite taladrar todo tipo de metales con la máxima precisión, incluyendo
materiales difíciles como el acero inoxidable. Se puede aumentar la velocidad
de corte y son de extraordinaria duración. Se pueden utilizar en máquinas de
gran producción pero necesitan refrigeración.
- HSS COBALTO RECTIFICADA. Son las brocas de máxima calidad, y están
recomendadas para taladrar metales de todo tipo incluyendo los muy duros
(hasta 120 Kg./mm²) y los aceros inoxidables. Tienen una especial resistencia a
la temperatura, de forma que se pueden utilizar sin refrigerante y a altas
velocidades de corte.
2.- BROCAS ESTÁNDAR PARA PAREDES
Se utilizan para taladrar paredes y materiales de obra exclusivamente. No
valen para metales ni madera. Tienen una plaquita en la punta de metal duro
que es la que va rompiendo el material. Pueden usarse con percusión.
Existen básicamente dos calidades:
- LAMINADA CON PLAQUITA DE CARBURO DE TUNGSTENO (widia). El
cuerpo es laminado y está indicada para yeso, cemento, ladrillo, uralita, piedra
arenisca y piedra caliza.
- FRESADA CON PLAQUITA DE CARBURO DE ALTO RENDIMIENTO. El
cuerpo está fresado, y además de todos los materiales anteriores, perfora sin
problemas mármol, hormigón, pizarra, granito y en general todo tipo de piedra.
Su poder de penetración y su duración es muy superior a la anterior.
3.- BROCAS LARGAS PARA PAREDES
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Son como las anteriores, pero mucho más largas. Se utilizan para atravesar
paredes y muros, y como suelen usarse con martillos percutores y por
profesionales, la calidad suele ser alta. Tienen una forma que permite una
mejor evacuación del material taladrado.
4.- BROCAS MULTIUSO O UNIVERSALES
Se utilizan exclusivamente sin percusión y valen para taladrar madera, metal,
plásticos y materiales de obra. Si la broca es de calidad, es la mejor para
taladrar cualquier material de obra, especialmente si es muy duro (gres, piedra)
o frágil (azulejos, mármol). Taladran los materiales de obra cortando el material
y no rompiéndolo como las brocas convencionales que utilizan percusión, por lo
que se pueden utilizar sin problemas incluso con taladros sin cable aunque no
sean muy potentes.
5.- BROCAS DE TRES PUNTAS PARA MADERA
Son las más utilizadas para taladrar madera y suelen estar hechas de acero al
cromovanadio. Existen con diferentes filos, pero no hay grandes diferencias en
cuanto a rendimiento. En la cabeza tiene tres puntas, la central, para centrar
perfectamente la broca, y las de los lados que son las que van cortando el
material dejando un orificio perfecto. Se utilizan para todo tipo de maderas:
duras, blandas, contrachapados, aglomerados, etc.
6.- BROCAS PLANAS O DE PALA PARA MADERA
Cuando el diámetro del orificio que queremos practicar en la madera es grande,
se recurre a las brocas planas, pues permiten poder introducirlas en el
portabrocas del taladro, ya que el vástago no varía de tamaño. Son un poco
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más difíciles de usar, pues hay que mantener firme la perpendicularidad del
taladro, por lo que es muy recomendable usar un soporte vertical.
7.- BROCAS LARGAS PARA MADERA
Para hacer taladros muy profundos en madera se utilizan unas brocas
especiales con los filos endurecidos, y con una forma que permite una perfecta
evacuación de la viruta.
8.- BROCAS EXTENSIBLES PARA MADERA
Es un tipo de broca que permite la regulación del diámetro del taladro a realizar
dentro de unos límites. Su utilización es hoy en día más bien escasa.
9.- BROCAS FRESA PARA ENSAMBLES EN MADERA
Son unas brocas especiales que a la vez que hacen el taladro ciego donde se
atornillará el tornillo de ensamble, avellanan la superficie para que la cabeza
del tornillo quede perfectamente enrasada con la superficie. Puede verlo más
claramente en el apartado ENSAMBLE DE TABLEROS de la sección
CONSEJOS.
10.- BROCAS DE AVELLANAR
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Sirven para el embutido en la madera de tornillos de cabeza avellanada. Se
utilizan después de haber hecho el orificio para el tornillo con broca normal.
Para madera las hay manuales (con mango). Si se utilizan con taladro eléctrico
es muy recomendable utilizar un soporte vertical.
11.- BROCAS FRESA PARA BISAGRAS DE CAZOLETA
Se utilizan para hacer el orifico ciego en el interior de las puertas donde
encajará la bisagra de cazoleta. Es imprescindible utilizar un soporte vertical o
un taladro de columna. Puede verse más claramente este tipo de bisagra en el
apartado TIPOS DE BISAGRAS de las sección CONSEJOS.
12.- BROCAS PARA VIDRIO
Son brocas compuestas de un vástago y una punta de carburo de tungsteno
(widia) con forma de punta de lanza. Se utilizan para taladrar vidrio, cerámica,
azulejos, porcelana, espejos, etc. Es muy recomendable la utilización de
soporte vertical o taladro de columna y la refrigeración con agua, trementina
(aguarrás) o petróleo.
13.- CORONAS O BROCAS DE CAMPANA
Para hacer orificios de gran diámetro, se utilizan las coronas o brocas de
campana. Estas brocas las hay para todo tipo de materiales (metales, obra,
madera, cristal). Consisten en una corona dentada en cuyo centro suele haber
fijada una broca convencional que sirve para el centrado y guía del orificio. La
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más utilizada en bricolaje es la de la siguiente foto, que incluye variedad de
diámetros en una sola corona.
PARTES DE LA BROCA
En la broca podemos diferenciar las siguientes partes. (Figura N° 1)
Figura N°1: Partes de la broca
Punto o boca: es la de corte de la broca. En ella se encuentran dos
filos: el filo transversal guía o rasca la pieza y el filo principal o labio es el
que inicia el corte de la broca. Entre estos dos filos se forma un ángulo
aproximadamente de 55°.
Cuerpo: se denomina cuerpo a la sección entre el filo y el mango de la
broca. Este lleva mecanizadas dos ranuras de forma helicoidal para
avanzar la viruta y que acaban en un filo denominado faja- guía.
Mango: también llamado cola, es la parte de la broca que permite la
fijación a la máquina de taladrar. Hay dos tipos de mangos: los cilindros
para máquinas de taladrar con amarre por porta brocas y los cónicos,
para taladradores con amarre cónico.
Cuello: se encuentra entre el mango y el cuerpo de la broca
ELEMENTOS CONSTITUYENTES DE UNA BROCA
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Entre algunas de las partes y generalidades comunes a la mayoría de las
brocas están:
Longitud total de la broca. Existen brocas normales, largas y súper-
largas.
Longitud de corte. Es la profundidad máxima que se puede taladrar con
una broca y viene definida por la longitud de la parte helicoidal.
Diámetro de corte. Es el diámetro del orificio obtenido con la broca.
Existen diámetros normalizados y también se pueden fabricar brocas
con diámetros especiales.
Diámetro y forma del mango. El mango es cilíndrico para diámetros
inferiores a 13 mm, que es la capacidad de fijación de un portabrocas
normal. Para diámetros superiores, el mango es cónico (tipo Morse).
Ángulo de corte. El ángulo de corte normal en una broca es el de 118°.
También se puede utilizar el de 135°, quizá menos conocido pero,
quizás, más eficiente al emplear un ángulo obtuso más amplio para el
corte de los materiales.
Número de labios o flautas. La cantidad más común de labios (también
llamados flautas) es dos y después cuatro, aunque hay brocas de tres
flautas o brocas de una (sola y derecha), por ejemplo en el caso del
taladrado de escopeta.
Profundidad de los labios. También importante pues afecta a la fortaleza
de la broca.
Ángulo de la hélice. Es variable de unas brocas a otras dependiendo del
material que se trate de taladrar. Tiene como objetivo facilitar la
evacuación de la viruta.
Material constitutivo de la broca. Existen tres tipos básicos de
materiales:
Acero al carbono, para taladrar materiales muy blandos (madera,
plástico, etc.)
Acero rápido (HSS), para taladrar aceros de poca dureza
Metal duro (Widia), para taladrar fundiciones y aceros en trabajos de
gran rendimiento.
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Acabado de la broca. Dependiendo del material y uso específico de la
broca, se le puede aplicar una capa de recubrimiento que puede ser de
óxido negro, de titanio o de níquel, cubriendo total o parcialmente la
broca, desde el punto de corte.
B. ABOCARDADO
El abocardador también se conoce como abocinador,
debido a la forma que imprime al extremo de los tubos.
Esta herramienta se utiliza para el abocardado de
tuberías flexibles. Sirven para extender en forma cónica
los extremos del tubo que se deben colocar sobre los
chaflanes de la conexión.
Procedimiento
Consiste en deformar el extremo de un tubo de fonescaretanería para que
forme una arandela o junta de forma troncocónica, que permanecerá unida
completamente al extremo del tubo, sin que existan fisuras de ninguna clase.
Características
El abocardador es una herramienta de bricolaje muy empleada en fontanería,
para la reparación de tuberías metálicas. El tamaño y forma de los
abocardadotes difiere según su uso, los de fontanería están destinados a
tuberías de mayor diámetro, por tanto serán de mayor tamaño. Los de aires
acondicionados sirven para tuberías de diámetro pequeño y por tanto deben
tener un tamaño acorde.
Utilidad
Su utilidad está en el ensamblado de tuberías, y permite agrandar la boca de
los tubos, dándoles forma de bocina para que se encajen, uno dentro de otro.
El abocardador es una pinza con un cono en el extremo que se coloca en la
boca del tubo para agrandarla con forma cónica. Se utiliza para tubos de plomo
como complemento del trabajo del cortatubo.
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Aplicaciones
Otra de las aplicaciones fundamentales del abocardador está en la instalación
de aparatos de aire acondicionado, los cuales deben conectarse al aparato por
encaje directo. La pinza trabaja presionando el tubo, al tiempo que realiza un
movimiento excéntrico y de este modo produce la deformación.
C. AVELLANADO
Un avellanado es un corte agujero cónico en un objeto manufacturado, o el
cortador para cortar un agujero tal. Un uso común es para permitir que la
cabeza de un perno o tornillo avellanado, cuando se coloca en el agujero, se
siente a ras o por debajo de la superficie del material circundante. Un
avellanado también puede ser usada para eliminar la rebaba izquierda desde
una operación de taladrado o roscado mejorando así el acabado del producto y
la eliminación de los bordes afilados peligrosos.
La geometría básica de un avellanado inherentemente se puede aplicar a las
aplicaciones descritas anteriormente se sumergen y también a otras
aplicaciones de fresado. Por lo tanto avellanadores se superponen en la forma,
la función y, a veces con el nombre endmills biselado. Sin importar el nombre
dado a la herramienta de corte, la superficie que está siendo generado puede
ser un chaflán cónico o una esquina biselada de la intersección de dos planos.
Tipos
Un avellanado puede ser utilizado en muchas herramientas, tales como
taladros, taladros, fresadoras, tornos y. Cross-agujero avellanado cutter
Una cruz-agujero avellanado es una herramienta en forma de cono con un
borde de corte proporcionado por un agujero que pasa por el lado del cono. La
intersección del agujero y el cono formar el borde de corte de la herramienta. El
cono no es verdaderamente simétrica, ya que es esencial que los retiros cono
de distancia desde el borde de corte como la herramienta gira. Si esto no se
produce el borde de corte carecerá de aclaramiento y frotar en lugar de
mordedura en el material. Esta distancia se denomina como corte de alivio.
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Estas herramientas se utilizan mejor como herramientas de desbarbado, en
donde la rebaba de una operación de mecanizado anterior debe ser eliminado
por razones estéticas y de seguridad, sin embargo, pueden ser utilizados en
materiales más blandos, para crear un agujero avellanado para un tornillo.
Acanalado avellanado
El avellanado cortador estriado se utiliza para proporcionar una pesada chaflán
en la entrada de un agujero perforado. Esto puede ser necesario para permitir
que el asiento correcto para un tornillo de cabeza avellanada o para
proporcionar la ventaja para una segunda operación de mecanizado tales como
tocar. Cortadores de Avellane se fabrican con seis ángulos comunes, que son
60, 82, 90, 100, 110, o 120, con los dos más comunes de los que están siendo
82 y 90. Tornillos de cabeza avellanada que siguen el estándar de rosca
unificada muy a menudo tienen un ángulo de 82, y los tornillos que siguen la
norma ISO muy a menudo tienen un ángulo de 90. A lo largo de la industria
aeroespacial, elementos de fijación avellanados tienen típicamente un ángulo
de 100.
Volver avellanado
Un avellanado espalda, también conocido como un avellanado insertada, es un
dos piezas avellanado utilizado en difícil de alcanzar. Uno de los componentes
es una varilla que se inserta en el agujero existente en las piezas de trabajo, y
el otro componente es el cortador, que está unido a la varilla, o se extiende
hacia fuera de ella, después de que esté en posición. Esto es comparable a
otros tipos de "respaldo" a máquina, tales como copia de Lamado, back-
aburrido, back-avellanado, de vuelta de la molienda, y copia de desbarbado. El
tema común es el cumplimiento de las operaciones de mecanizado en el
extremo de la pieza de la cara del husillo, lo que evita una "segunda operación"
setup. Esto reduce el tiempo de configuración y la frustración de varias
maneras. No sólo elimina la volcó, limpieza, reclamping, etc, sino que también
puede permitir a alta concentricidad, paralelismo y perpendicularidad esfuerzo
con dato de la primera instalación, sin la molestia de restablecer en otra
configuración.
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Velocidades, RSS y evitando charla
A menudo puede ser difícil evitar la charla al cortar con cortadores del
avellanador. Como es habitual en el mecanizado, la más corta y más rígida la
configuración, la mejor. Mejor calidad estriadas avellanado cortadores tienen a
veces las flautas en un cabeceo irregular. Esta variación en el pitcheo reduce la
posibilidad de los bordes de corte la creación de una acción armónica y
dejando una superficie ondulada. Esta ondulación superficie también depende
de la velocidad de la superficie de los bordes de corte, tipo de material, y la
presión aplicada; una vez iniciado, es difícil de eliminar. Demasiado claro una
alimentación tiende a aumentar el riesgo de la charla. Como en muchas otras
operaciones de mecanizado, una respuesta apropiada a la charla puede ser
para reducir la velocidad y aumentar la alimentación. En un taladro de columna,
la velocidad de giro lenta disponible es lo mejor. Con un taladro de mano de
velocidad variable, el gatillo se aprieta ligeramente mejor para producir una
baja velocidad del husillo.
Muy buenos resultados sin vibración por lo general puede ser tenido por
avellanado a mano. La velocidad lenta y piensos sensibles tienden a obviar la
charla. Con una caña de cuarto de pulgada-hex, el cortador avellanado se hace
con un mango de destornillador del tipo indexable bits.
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