Operaciones de torneado

Cilindrado

Artículo principal:Cilindrado.

Esquema de torneado cilíndrico.

Esta operación consiste en el mecanizado exterior o interior al que se someten las piezas que tienen mecanizados cilíndricos. Para poder efectuar esta operación, con el carro transversal se regula la profundidad de pasada y, por tanto, el diámetro del cilindro, y con el carro paralelo se regula la longitud del cilindro. El carro paralelo avanza de forma automática de acuerdo al avance de trabajo deseado. En este procedimiento, el acabado superficial y la tolerancia que se obtenga puede ser un factor de gran relevancia. Para asegurar calidad al cilindrado el torno tiene que tener bien ajustada su alineación y concentricidad.

El cilindrado se puede hacer con la pieza al aire sujeta en el plato de garras, si es corta, o con la pieza sujeta entre puntos y un perro de arrastre, o apoyada en luneta fija o móvil si la pieza es de grandes dimensiones y peso. Para realizar el cilindrado de piezas o ejes sujetos entre puntos, es necesario previamente realizar los puntos de centraje en los ejes.

Cuando el cilindrado se realiza en el hueco de la pieza se llama mandrinado.

Refrentado

La operación de refrentado consiste en un mecanizado frontal y perpendicular al eje de las piezas que se realiza para producir un buen acoplamiento en el montaje posterior de

las piezas torneadas. Esta operación también es conocida como fronteado. La problemática que tiene el refrentado es que la velocidad de corte en el filo de la herramienta va disminuyendo a medida que avanza hacia el centro, lo que ralentiza la operación. Para mejorar este aspecto muchos tornos modernos incorporan variadores de velocidad en el cabezal de tal forma que se puede ir aumentando la velocidad de giro de la pieza.

Ranurado

Poleas torneadas.

El ranurado consiste en mecanizar unas ranuras cilíndricas de anchura y profundidad variable en las piezas que se tornean, las cuales tienen muchas utilidades diferentes. Por ejemplo, para alojar una junta tórica, para salida de rosca, para arandelas de presión, etc. En este caso la herramienta tiene ya conformado el ancho de la ranura y actuando con el carro transversal se le da la profundidad deseada. Los canales de las poleas son un ejemplo claro de ranuras torneadas.

Roscado en el torno

Hay dos sistemas de realizar roscados en los tornos, de un lado la tradicional que utilizan los tornos paralelos, mediante la Caja Norton, y de otra la que se realiza con los tornos CNC, donde los datos de la roscas van totalmente programados y ya no hace falta la caja Norton para realizarlo.

Para efectuar un roscado con herramienta hay que tener en cuenta lo siguiente:

Las roscas pueden ser exteriores (tornillos) o bien interiores (tuercas), debiendo ser sus magnitudes coherentes para que ambos elementos puedan enroscarse.

Los elementos que figuran en la tabla son los que hay que tener en cuenta a la hora de realizar una rosca en un torno:

Rosca exterior o macho Rosca interior o hembra

1 Fondo o base Cresta o vértice

2 Cresta o vértice Fondo o base

3 Flanco Flanco

4 Diámetro del núcleo Diámetro del taladro

5 Diámetro exterior Diámetro interior

6 Profundidad de la rosca

7 Paso

Para efectuar el roscado hay que realizar previamente las siguientes tareas:

Tornear previamente al diámetro que tenga la rosca Preparar la herramienta de acuerdo con los ángulos del filete de la rosca. Establecer la profundidad de pasada que tenga que tener la rosca hasta conseguir

el perfil adecuado.

Roscado en torno paralelo

Una de las tareas que pueden ejecutarse en un torno paralelo es efectuar roscas de diversos pasos y tamaños tanto exteriores sobre ejes o interiores sobre tuercas. Para ello los tornos paralelos universales incorporan un mecanismo llamado Caja Norton, que facilita esta tarea y evita montar un tren de engranajes cada vez que se quisiera efectuar una rosca.

La caja Norton es un mecanismo compuesto de varios engranajes que fue inventado y patentado en 1890, que se incorpora a los tornos paralelos y dio solución al cambio manual de engranajes para fijar los pasos de las piezas a roscar. Esta caja puede constar de varios trenes desplazables de engranajes o bien de uno basculante y un cono de engranajes. La caja conecta el movimiento del cabezal del torno con el carro portaherramientas que lleva incorporado un husillo de rosca cuadrada.

El sistema mejor conseguido incluye una caja de cambios con varias reductoras. De esta manera con la manipulación de varias palancas se pueden fijar distintas velocidades de avance de carro portaherramientas, permitiendo realizar una gran variedad de pasos de rosca tanto métricos como Withworth. Las hay en baño de aceite y en seco, de engranajes tallados de una forma u otra, pero básicamente es una caja de cambios.

En la figura se observa cómo partiendo de una barra hexagonal se mecaniza un tornillo. Para ello se realizan las siguientes operaciones:

1. Se cilindra el cuerpo del tornillo dejando la cabeza hexagonal en sus medidas originales.

2. Se achaflana la entrada de la rosca y se refrenta la punta del tornillo.3. Se ranura la garganta donde finaliza la rosca junto a la cabeza del tornillo.4. Se rosca el cuerpo del tornillo, dando lugar a la pieza finalizada.

Este mismo proceso se puede hacer partiendo de una barra larga, tronzando finalmente la parte mecanizada.

Moleteado.

barra hexagonal

Figura 1

Figura 2

Figura 3

Figura 4

Eje moleteado.

El moleteado es un proceso de conformado en frío del material mediante unas moletas que presionan la pieza mientras da vueltas. Dicha deformación produce un incremento del diámetro de partida de la pieza. El moleteado se realiza en piezas que se tengan que manipular a mano, que generalmente vayan roscadas para evitar su resbalamiento que tendrían en caso de que tuviesen la superficie lisa.

El moleteado se realiza en los tornos con unas herramientas que se llaman moletas, de diferente paso y dibujo.

Un ejemplo de moleteado es el que tienen las monedas de 50 céntimos de euro, aunque en este caso el moleteado es para que los invidentes puedan identificar mejor la moneda.

El moleteado por deformación se puede ejecutar de dos maneras:

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.

Torneado de conos

Un cono o un tronco de cono de un cuerpo de generación viene definido por los siguientes conceptos:

Diámetro mayor Diámetro menor Longitud Ángulo de inclinación Conicidad

Pinzas cónicas portaherramientas.

Los diferentes tornos mecanizan los conos de formas diferentes.

En los tornos CNC no hay ningún problema porque, programando adecuadamente sus dimensiones, los carros transversales y longitudinales se desplazan de forma coordinada dando lugar al cono deseado.

En los tornos copiadores tampoco hay problema porque la plantilla de copiado permite que el palpador se desplace por la misma y los carros actúen de forma coordinada.

Para mecanizar conos en los tornos paralelos convencionales se puede hacer de dos formas diferentes. Si la longitud del cono es pequeña, se mecaniza el cono con el charriot inclinado según el ángulo del cono. Si la longitud del cono es muy grande y el eje se mecaniza entre puntos, entonces se desplaza la distancia adecuada el contrapunto según las dimensiones del cono.

Torneado esférico

Esquema funcional torneado esférico.

El torneado esférico, por ejemplo el de rótulas, no tiene ninguna dificultad si se realiza en un torno de Control Numérico porque, programando sus medidas y la función de mecanizado radial correspondiente, lo realizará de forma perfecta.

Si el torno es automático de gran producción, trabaja con barra y las rótulas no son de gran tamaño, la rótula se consigue con un carro transversal donde las herramientas están afiladas con el perfil de la rótula.

Hacer rótulas de forma manual en un torno paralelo presenta cierta dificultad para conseguir exactitud en la misma. En ese caso es recomendable disponer de una plantilla de la esfera e irla mecanizando de forma manual y acabarla con lima o rasqueta para darle el ajuste final.

Segado o tronzado

Herramienta de ranurar y segar.

Se llama segado a la operación de torneado que se realiza cuando se trabaja con barra y al finalizar el mecanizado de la pieza correspondiente es necesario cortar la barra para separar la pieza de la misma. Para esta operación se utilizan herramientas muy estrechas con un saliente de acuerdo al diámetro que tenga la barra y permita con el carro transversal llegar al centro de la barra. Es una operación muy común en tornos revólver y automáticos alimentados con barra y fabricaciones en serie.

Chaflanado

El chaflanado es una operación de torneado muy común que consiste en matar los cantos tanto exteriores como interiores para evitar cortes con los mismos y a su vez facilitar el trabajo y montaje posterior de las piezas. El chaflanado más común suele ser el de 1mm por 45º. Este chaflán se hace atacando directamente los cantos con una herramienta adecuada.

Mecanizado de excéntricas

Cigueñal de un motor de barco de 6 cilindros en línea, con 7 apoyos.

Una excéntrica es una pieza que tiene dos o más cilindros con distintos centros o ejes de simetría, tal y como ocurre con los cigüeñales de motor, o los ejes de levas. Una excéntrica es un cuerpo de revolución y por tanto el mecanizado se realiza en un torno. Para mecanizar una excéntrica es necesario primero realizar los puntos de centraje de los diferentes ejes excéntricos en los extremos de la pieza que se fijará entre puntos.

Mecanizado de espirales

Un espiral es una rosca tallada en un disco plano y mecanizada en un torno, mediante el desplazamiento oportuno del carro transversal. Para ello se debe calcular la transmisión que se pondrá entre el cabezal y el husillo de avance del carro transversal de acuerdo al paso de la rosca espiral. Es una operación poco común en el torneado. Ejemplo de rosca espiral es la que tienen en su interior los platos de garras de los tornos, la cual permite la apertura y cierre de las garras.

Taladrado

Contrapunto para taladrados.

Muchas piezas que son torneadas requieren ser taladradas con brocas en el centro de sus ejes de rotación. Para esta tarea se utilizan brocas normales, que se sujetan en el contrapunto en un portabrocas o directamente en el alojamiento del contrapunto si el

diámetro es grande. Las condiciones tecnológicas del taladrado son las normales de acuerdo a las características del material y tipo de broca que se utilice. Mención aparte merecen los procesos de taladrado profundo donde el proceso ya es muy diferente sobre todo la constitución de la broca que se utiliza.

No todos los tornos pueden realizar todas estas operaciones que se indican, sino que eso depende del tipo de torno que se utilice y de los accesorios o equipamientos que tenga.

Parámetros de corte del torneado

Los parámetros de corte fundamentales que hay que considerar en el proceso de torneado son los siguientes:

Elección del tipo de herramienta más adecuado Sistema de fijación de la pieza Velocidad de corte (Vc) expresada en metros/minuto Diámetro exterior del torneado Revoluciones por minuto (rpm) del cabezal del torno Avance en mm/rev, de la herramienta Avance en mm/mi de la herramienta Profundidad de pasada Esfuerzos de corte Tipo de torno y accesorios adecuados

Introducción

El Hombre desde los tiempos de antaño ha tratado de facilitar su estándar de vida mediante distintos inventos, fue así como llego la era de los metales, donde el hombre comenzó a fabricar herramientas con mayor detalle y confección que le ayudaran en este largo caminar de la Historia.

En este ámbito el hombre fue desarrollando múltiples técnicas de fabricación, hasta llegar nuestros tiempos donde aparecieron distintos tipos de metales, aleaciones, que fueron dando distintas propiedades a los materiales que iba utilizando, tanto así que el hombre tuvo que introducirse en otro tema, los llamados procesos de fabricación de herramientas o piezas, puesto que cada material tendría distinto tipo trabajo debido a su naturaleza metálica.

Fue así como llegamos a este trabajo que se enfocara en lo que son los llamados procesos de manufactura, y los procesos mecánicos cav (con arranque de viruta), analizando con mayor detalle los últimos, dando su definición y algunas especificaciones de sus procesos. Este trabajo será de gran utilidad a aquellos ingenieros o estudiantes de ingeniería que pretenden tener mayor información sobre este ámbito de los materiales y la mecánica

Procesos de Manufactura.

Podemos definir los procesos de manufactura o también conocidos como proceso tecnológicos, a aquellos que se emplean en un material cualquiera para diseñar de él, piezas a utilizar posteriormente; sin dejar de lado un aspecto muy importante; en cual es las propiedades de los materiales con respecto a estos procesos.

Estas son conocidas como propiedades de manufactura que indican la adaptación de un material a un determinado proceso. Con objeto de evaluar estos procesos es que se han diseñado diferentes tipos de pruebas para describir por ejemplo “la conformabilidad , fundibilidad, estirabilidad, y la maquinabilidad” ; además de otros que en este trabajo no se mencionaran , puesto que no son de mayor relevancia en el tema a tratar.

Ahora podemos señalar que los procesos de manufactura de pueden clasificar en dos grandes grupos, los cuales se presentan a continuación :

Procesos sin arranque de viruta:

Sinterización

Laminación

Estampado

Trefilado

Fundicion

Extrusión

Forja

Doblado

Embutido

Procesos con arranque de viruta:

Torneado

Taladrado

Escariado

Cepillado

Fresado

Aserrado

Rectificado

La Viruta.

Entenderemos por viruta, a aquellos restos que se forman al penetrar en un material la parte activa cuneiforme (filo) de una herramienta, donde se pueden observar los siguientes efectos

1. Recalcado del material delante del filo de la herramienta.

2. Formación de una grieta ( esto no ocurre cuando la velocidad de corte es muy rápida).

3. Seccionamiento de una pequeña parte de viruta.

4. Escurrimiento o desprendimiento de la viruta.

Dicho sea de paso, cabe señalar que virutas hay de distintos tipos , y según la naturaleza de del material estas quedaran más o menos unidas entre si.

Clases de viruta.

Las virutas también las podemos clasificarlas según su tipo de clases, y según esto podemos clasificarla en tres grupos:

1. Virutas Plásticas: Son aquellas que se producen con materiales tenaces, grandes ángulos de ataque y elevada velocidad de corte.

2. Virutas Cortada: Es aquella que se obtiene al trabajar con materiales tenaces y con pequeñas velocidades de corte.

3. Virutas de Arranque: Este tipo de viruta lo obtendremos al trabajar con materiales agrios (fundición gris, bronce rojo) , con pequeños ángulos de ataque y reducida velocidad de corte.

Formas de viruta.

Otra clasificación de la viruta es su forma, la cual esta dada principalmente por el tipo de material, decimos principalmente, puesto que también hay otros factores que influyen; tales como: procedimiento de trabajo, forma de la herramienta, sección transversal de la viruta, velocidad de corte, salida o desprendimiento de viruta, medios de refrigeración y lubricación.

En cuanto a las formas las podemos encontrar: con forma de agujas, virutas desmenuzadas, virutas en forma de bastoncitos; trozos espirales o helicoidales; espirales netas; trozos cortos de cinta; hélices cortas y estrechas; hélices cortas y anchas; hélices largas, estrechas; hélices largas, anchas; virutas de sesgo rectilíneo; virutas de formato ovillo.

Procesos de fabricación mecánica con arranque de viruta

En el mundo mecánico, hay una amplia gama de piezas, herramientas y maquinarias que son formadas por distintos tipos de procesos mecánicos tales como estirado, laminado, forja, planchas, fundición y el de vital importancia en este informe, el de arranque de viruta.

Este proceso de arranque de viruta es de una gran precisión, la cual se logra en la forma y su calidad superficial de acabados. Generalmente el proceso utilizado es el de sin arranque de viruta, de modo que el arranque de viruta que viene a continuación sea muy pequeño y nos satisfaga los propósitos que perseguimos, los cuales son : la forma requerida y la superficie de acabado en correcto orden.

El principio básico utilizado para todas las maquinas-herramientas, es el de generar superficies por medio de movimientos relativos entre la herramienta (utensilio que se encuentra en contacto con la pieza) y la pieza.

Los filos de la herramienta remueven una capa delgada de material en la pieza, la cual definimos anteriormente como viruta. Las maquinas-herramientas tienen dos movimientos básicos para la generación de superficies, uno de ellos es el movimiento principal, que es el proporcionado por la maquina para dar movimiento relativo entre la herramienta y la pieza de tal manera que una cara de la herramienta alcance el material de la pieza. Este movimiento es el que absorbe la mayor parte de la potencia total necesaria para realizar la operación de mecanizado. El otro movimiento es el de avance que generalmente es proporcionado por la maquina a la herramienta o porta herramienta, puede ser de forma continua o escalonada dependiendo de la superficie que se necesite generar, este movimiento generalmente absorbe una pequeña parte de la potencia necesaria para la operación de mecanizado.

1. Arranque de viruta por taladrado.

Este tipo de proceso consiste en la extracción de material o viruta por medio de una máquina llamada taladradora mediante el giro e introducción de la broca en la pieza para la obtención de agujeros redondos.

2. Escariado:

Es un procedimiento de trabajo con arranque de viruta por medio del cual los agujeros previamente taladrados obtienen una gran exactitud en sus medidas y buena calidad superficial. Para este procedimiento utilizamos por lo general una herramienta llamada Escariador.

3. Arranque de viruta por torneado.

Este Proceso de arranque de viruta consiste en hacer girar la pieza a trabajar en un torno para así moldearla con las herramientas cortas produciendo así un acabo deseado.

El torno es la máquina-herramienta básica, en la cual se hace la operación de torneado.

Las máquinas-herramientas, están fabricadas con una precisión extrema, razón por la cual son caras y delicadas.

Proceso de torneado

Para obtener la forma cilíndrica, se pone en movimiento la pieza mediante el torno en movimiento de rotación alrededor de su propio eje. Al mismo tiempo se hace que se mueva la pieza contra una cuchilla que produce el arranque de la viruta. Este proceso se llama "torneado" y consta de tres movimientos:

• El movimiento de rotación de la pieza se denomina movimiento de corte3 o movimiento principal. La velocidad con que se mueve la pieza contra la cuchilla al arrancar la viruta se llama velocidad de corte. (Flecha azul).

• El útil de tornear avanza uniformemente de modo que se produce una viruta continua. Este movimiento se llama de avance. (Flecha negra).

• El útil de tornear se gradúa a la profundidad o espesor de viruta que se desee. Este movimiento se llama movimiento de penetración o de ajuste. (Flecha blanca).

La diversidad de formas de las piezas de revolución, se obtienen mediante distintos procedimientos de torneado. Según que las piezas sean trabajadas exterior o interiormente, se habla de torneado exterior (T.E.) o de torneado interior (T.I.).

5. Fresado.

El Fresado es una operación mediante la cual puede quitarse material de una pieza empleando una o más fresas giratorias, con uno o varios dientes, los cuales realizan cortes intermitentes en sucesión. La pieza es sujetada a una mesa con mordazas u otro dispositivo de fijación; el material es arrancado haciendo avanzar la mesa hacia los dientes de la fresa giratoria, este movimiento se puede realizar longitudinal, transversal y en algunos casos puede girar.

El Fresado comparado con otras operaciones:

Cualquier superficie que es accesible puede fresarse. Esto significa que las máquinas fresadoras son en cierta tensión competitiva con todas las otras máquinas-herramientas. Sin embargo, cuando el trabajo debe girarse, puede usarse una máquina fresadora pero rara vez se selecciona para el trabajo, porque las máquinas de la familia de los tornos son más eficientes para dicho propósito.

Tipos de operaciones de Fresado

• Fresado ordinario o hacia arriba

• Fresado hacia abajo

• Fresado simple

• Fresado en línea o en sarta

• Fresado reciprocante

• Fresado con base

• Fresado circular o rotatorio

• Fresado duplex o en grupo

• Fresado a Horcajadas

• Fresado en línea

Fresado ordinario o hacia arriba: El cortador se opone a la alimentación del trabajo y el efecto en la máquina es más uniforme, es más pesado en los cortadores, porque cada diente tiende a frotar en vez de morder conforme entra el corte.

Fresado hacia abajo: El corte es más frío, los cortadores duran más y tienden a jalar la pieza a lo largo y hacia adelante tomando mordidas cada vez mas grandes, lo cual puede ser dañino a menos que se coloque un dispositivo de fijación.

Fresado simple: implica la carga y fresado de una pieza a la vez.

Fresado en línea o en sarta: Se ahorra tiempo de corte con dos o más piezas en una hilera, porque el cortador puede entrar en una pieza, conforme sale de otra.

Fresado reciprocante: Corta hacia arriba en una dirección y hacia abajo en la otra.

Fresado con base: Consta de dos platos con un dispositivo de fijación en cada uno, el inferior avanza al corte y el superior descarga y vuelve a cargar.

Fresado circular o rotatorio: Los dispositivos de fijación en una mesa redonda giratoria, se cargan con piezas y se alimentan en forma continúa al cortador.

Fresado dúplex o en grupo: utiliza dos o más cortadores en un árbol para ahorrar tiempo de corte.

Fresado a horcajadas: Se maquinan dos cantos en una pieza de trabajo al mismo tiempo.

Fresado en línea: Maquinan dos o más partes de lado a lado.

5. Cepillado:

El cepillado tiene como objetivo maquinar superficies planas, horizontales, verticales o en un ángulo, aunque pueden arreglarse para maquinar superficies curvadas y ranuras. También pueden cepillarse superficies internas cortas, como agujeros cuadrados o con estrías. En el cepillado la herramienta se mueve en forma recíproca sobre la superficie de la pieza de trabajo. Esta herramienta se alimenta en un incremento para cada carrera en una dirección perpendicular a la velocidad de corte. El cepillado está limitada a piezas de trabajo pequeñas y de tamaño moderado. El corte de la mayoría de las operaciones se hace en una dirección y el retorno representa tiempo perdido, por tanto el proceso se hace más lento que el fresado y el brochado. El cepillado utiliza herramientas de un sólo filo que son menos costosas, fáciles de afilar y permiten habilitaciones más rápidas que las herramientas de filos múltiples.

El cepillado comparado con otras operaciones

Otras máquinas-herramientas son capaces de cortar y eliminar material con más rapidez que los cepillos, pero los cepillos se prefieren para muchos trabajos de corrida corta porque ofrecen varias ventajas:

Pueden cambiarse con facilidad de un trabajo a otro.

El tiempo de habilitación para muchos trabajos es menor en un cepillo que en otras máquinas.

Es de bajo costo por ser herramientas simples.

Son convenientes para cortar superficies inclinadas, sin necesitar dispositivos especiales.

6. Rectificado.

Es un mecanizado que se realiza en máquinas herramientas y que consiste en obtener superficies sumamente finas y con gran precisión de medidas, mediante el arrancamiento de pequeñas virutas con una herramienta especial denominada muela abrasiva.

Trabajo hecho mediante Rectificado

El trabajo de esmerilado se hace en superficies de casi todas las formas concebibles y en materiales de toda clase. El esmerilado puede clasificarse como sin precisión o con precisión, de acuerdo con el propósito y procedimiento. En el esmerilado sin precisión las formas comunes son el desbaste y el esmerilado a mano, se hace principalmente para eliminar material en exceso que no puede eliminarse en forma tan conveniente por otros métodos de fundiciones, forja, tochos y otras piezas burdas. El trabajo se oprime con fuerza contra la rueda y viceversa. La exactitud y acabado de la superficie obtenida son

de importancia secundaria. El esmerilado de precisión se ocupa con la producción de buenos acabados de superficies y dimensiones exactas. La rueda o el trabajo o ambos se guían en trayectorias precisas.

Cualquier esmerilado es una operación de alta energía y potencialmente bastante peligrosa. El código que prescribe medidas obligatorias de necesidad y las bases para la mayoría de estándares y las leyes de estados es el estándar American National Standards Institute.

Las tres clases básicas de esmerilado de precisión o rectificado son:

Rectificado cilindro externo

Rectificado cilindro interno

Rectificado de superficie

El rectificado es capaz de producir superficies exactas y finas porque trabaja mediante filos pequeños de corte abrasivo, cada uno de los cuales da una mordida ligera. Por otra parte, pueden removerse cantidades apreciables de material por rectificado porque se aplica un gran número de filos cortantes a frecuencias altas.

7. Aserrado.

El metal se remueve en el aserrado y limado por la acción de muchos dientes pequeños. Los dientes de sierra delgados actúan en un surco estrecho y una sierra puede separar un trozo de tamaño apreciable del material con un mínimo de corte.

Los dientes de una lima actúan sobre una superficie ancha y progresan lentamente. Su efecto cortante puede vigilarse y controlarse. Así que el limado es adecuado para acabar superficies irregulares y superficies difíciles de alcanzar con otras clases de herramientas de corte.

Máquinas de sierras circulares

Ellas son de tres tipos:

Aserrado en frío: método rápido y contínuo de cortar y dejar una superficie lisa y maquinada con exactitud con muy poca rebaba, lo cual ahorra trabajo en las operaciones siguientes.

Aserrado en caliente: el calor de fricción suaviza el metal en contacto con el disco y el metal suave se arrastra y expulsa, no es necesario los dientes afilados en la sierra para el corte, porque solo una porción pequeña está en contacto en cualquier instante y el resto se enfría en la vuelta para entrar otra vez en el corte. Es importante destacar que el aserrado en caliente se le aplica corriente que va de 1000 a 4000 Amperios.

Aserrado abrasivo: Para el trabajo general es rápida y popular una carrera basculante, comúnmente pequeña , los métodos rotatorios son ventajosos para los

diámetros grandes en particular para tubería cuando sólo es necesaria la alimentación a través de la pared. Ahora la ventaja es que sirve para materiales duros, aún en secciones grandes.

CLACIFICACION DE LOS METODOS DE MAQUINADO.

Maquinado químico

Este método se basa en que algunas sustancias como soluciones ácidas (para aceros) o alcalinas (para el aluminio) corroen al metal por disolución química y le quita pequeñas cantidades de material de su superficie. En la figura 1 se puede observar el esquema del proceso. Es importante notar que no intervienen fuerzas ni herramientas como si ocurre en las técnicas convencionales.

El maquinado químico se aplica en la industria aeroespacial para eliminar capas superficiales de material en partes grandes de aviones o cubiertas de misiles. También se utiliza para fabricar dispositivos microelectrónicos como tarjetas de circuito impreso o chips de microprocesadores. Este proceso tiene la característica de que los costos de herramientas y equipos son bajos y es adecuado para corridas cortas de producción.

En el fresado químico se producen cavidades superficiales de hasta 12 mm sobre placas o láminas con el objetivo de reducir el peso total. El ataque es selectivo y se logra agregando capas removibles (enmascaramiento con cintas, pinturas o plásticos) o por inmersión parcial del reactivo.

El troquelado fotoquímico es una modificación del fresado químico y el material se elimina de una lámina delgada y plana mediante técnicas fotográficas. Posee la ventaja de poder troquelar formas complicadas sin rebabas. Se utiliza para fabricar laminaciones de motores eléctricos, mascarillas para televisión a color y para grabar superficies. Los costos de herramienta con bajos, el proceso se puede automatizar y es económico para volúmenes medianos a altos de producción. El inconveniente principal del troquelado químico son los desechos de los subproductos químicos.

Maquinado electroquímico

El principio de funcionamiento de esta técnica es el de electrodeposición invertida y se puede apreciar en la figura 2. Un electrolito (sal inorgánica muy conductora) funciona como portador de corriente y la gran rapidez de movimiento del electrolito en el espacioentre la herramienta y la pieza, arrastra y retira los iones metálicos de la pieza

(ánodo) antesde que tengan oportunidad de depositarse sobre la herramienta (cátodo). La velocidad de penetración de la misma es proporcional a la densidad de corriente y no se afecta por la resistencia, dureza, o la tenacidad de la pieza.

El maquinado electroquímico se utiliza en la industria aeroespacial, para la producción en masa de álabes de turbinas y partes de motor de reacción y toberas. Tiene las ventajas de no causar daños térmicos en la pieza, no produce desgaste de herramienta, y puede producir formas complicadas con cavidades profundas en materiales duros. En la actualidad existen centros de maquinados controlados numéricamente que logran la mayor rapidez de remoción de material entre todos los procesos no tradicionales de maquinado. Como desventaja, este método posee herramientas y equipos costosos y consume mucha energía. Asimismo, éste no es conveniente para producir esquinas agudas ni fondos planos ya que el electrolito tiende a erosionar y quitar perfiles agudos.

Rectificado electroquímico

Esta técnica combina el maquinado electroquímico con el rectificado normal. La piedra rectificadora es un cátodo giratorio embebido en partículas abrasivas (figura 3). Los abrasivos tienen las funciones de servir como aislantes entre la piedra y la pieza y de quitar mecánicamente los productos de la electrólisis del área de trabajo. Ya que sólo alrededor del 5% de la remoción es por acción del abrasivo (el resto es por el electrolito), el desgaste de la piedra es muy bajo.

Como ventaja principal, el proceso presenta mayor rapidez de remoción que en el rectificado convencional con una duración de herramienta mucho más grande inclusive para materiales con elevada dureza.

Electroerosión

El proceso de electroerosión es uno de los procesos avanzados de maquinado que más se usan en la actualidad. Su principio de funcionamiento se basa en la erosión de los metales mediante chispas de descarga eléctrica. En la figura 4 se muestra el esquema de operación en el cual la herramienta de formado y la pieza están conectadas a una fuente de corriente continua, ambas inmersas en un fluido dieléctrico (aceite mineral). Las funciones del mismo son actuar como aislante hasta cierta diferencia de potencial, limpiar y retirar desechos, y servir de refrigerante. Cuando la diferencia de potencial entre la herramienta y la pieza llega a un valor crítico, se descarga una chispa que atraviesa el fluido y quita una cantidad pequeña de metal de la superficie de la pieza.

La electroerosión se puede utilizar en cualquier material que sea conductor eléctrico y la dureza, tenacidad y resistencia del material no influyen sobre la velocidad de remoción. Para controlarla, se puede variar la frecuencia de descarga o la energía por descarga así como el voltaje y la corriente.Entre las aplicaciones más típicas se encuentra la producción de cavidades de matrices para componentes grandes de carrocerías automotrices. Se pueden lograr cortes y formado de partes muy complicadas con materiales duros. Mediante centros de maquinado controlados numéricamente se pueden lograr grandes producciones con alta precisión y repetibilidad aunque las herramientas y equipos son costosos. También se usa como proceso de rectificado y corte, pero para tener una producción económica a gran escala, el acabado superficial no debe ser muy fino.

Electroerosión con alambre

Es una variación del proceso de electroerosión y también se lo conoce como electroerosión de hilo. En la figura 5 se puede ver como un alambre (que se mueve lentamente) describe una trayectoria predeterminada y corta la pieza. Las chispas de

descarga funcionan como dientes de corte. El alambre suele ser de cobre o tungsteno y debe tener la resistencia tensil y tenacidad suficiente, así como gran conductividad eléctrica y capacidad de arrastrar los desechos producidos durante el corte.

Las máquinas de electroerosión con alambre de última generación poseen controles computarizados para regular la trayectoria de corte del alambre, tienen varios cabezales para cortar varias piezas simultáneamente e incluyen funciones de control para evitar la ruptura del alambre. Estas máquinas son extremadamente caras pero poseen la capacidad de cortar placas de hasta 30 cm de espesor.

Maquinado con rayo láser

En este caso, la energía luminosa proveniente de una fuente láser se concentra sobre la superficie fundiendo y evaporando de forma controlada la pieza (figura 6). Los parámetros relevantes son la reflectividad y la conductividad térmica de la pieza, así como sus calores específicos y latentes de fusión y evaporación.

El maquinado con rayo láser se usa para taladrar y cortar metales, materiales no metálicos, cerámica y materiales compuestos y pueden cortar placas hasta de 32 mm.También se usan para soldar, para hacer tratamientos térmicos localizados y para marcar partes. Esta técnica se usa cada vez más en las industrias automotriz y electrónica compitiendo con el maquinado por electroerosión.Como desventaja, se ve que la superficie obtenida por este método es áspera y tiene una zona afectada por el calor, que luego habrá que remover o tratar térmicamente. Además, los equipos involucrados son muy costosos y consumen mucha energía.

Maquinado con haz de electrones y corte con arco de plasma

La fuente de energía está formada por electrones de alta energía que chocan con la superficie de la pieza y generan calor (figura 7). Se usan voltajes del orden de los 100kV para llevar a los electrones a velocidades de casi el 80% de la velocidad de la luz. En términos de aplicaciones es muy parecido al maquinado por rayo láser con la diferencia que necesita de un vacío.

Este proceso realiza cortes muy exactos para una amplia gama de metales. Como se mencionó antes, tiene la gran desventaja de necesitar de un vacío para trabajar. También es importante resaltar que la interacción del haz de electrones con la superficie produce rayos X los cuales son perjudiciales. Por tanto, estas máquinas deben ser manipuladas por personal altamente capacitado.En el corte con arco de plasma se usan chorros de gas ionizado (plasma) para cortar rápidamente placas y láminas metálicas. Se trabaja con temperaturas que pueden llegar hasta los 10000oC, y gracias a las altas velocidades de operación, el acabado superficial es muy bueno. Otras ventajas son la de poder cortar placas hasta de 15 cm con buena reproducibilidad y más rápido que con procesos de electroerosión. La desventaja mayor de este método es su necesidad de tener una cámara de vacío que limita los tamaños de laspiezas a cortar.

Maquinado con chorro abrasivo

Se apunta un chorro de alta velocidad de aire seco (o nitrógeno) con partículas abrasivas a la superficie de la pieza (figura 9). El choque genera una fuerza concentrada apta para

cortar materiales metálicos y no metálicos, para desbarbar o eliminar esquirlas, o para limpiar una pieza con superficie irregular.

El método de maquinado con chorro abrasivo tiende a redondear las aristas agudas en esquinas. Otra desventaja que presenta es el riesgo causado por las partículas abrasivas suspendidas en el aire.