MECANIZADO BÁSICO

ÍNDICE

1. Corte
2. Limado
3. Bruñido
4. Taladrado
5. Torneado
6. Roscado

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 de viruta o por abrasión. El mecanizado puede realizarse de dos formas:

• Mecanizado manual:
  

Es el realizado por una persona con herramientas exclusivamente manuales: sierra, lima, cincel, buril; en estos casos el operario trabaja la pieza utilizando alguna de esas herramientas, empleando para ello su destreza y fuerza.

• Mecanizado con máquina-herramienta:

El mecanizado se hace mediante una máquina-herramienta, manual, semiautomática o automática, pero el esfuerzo de mecanizado es realizado por un equipo mecánico, con los motores y mecanismos necesarios. Las herramientas de mecanizado clásicas son:

1. Taladro: La pieza es fijada sobre la mesa del taladro, la herramienta, llamada broca, realiza el movimiento de corte giratorio y de avance lineal, realizando el mecanizado de un agujero o taladro teóricamente del mismo diámetro que la broca y de la profundidad deseada.
2. Limadora: Esta herramienta realiza el mecanizado con una cuchilla montada sobre el porta-herramientas del carnero, que realiza un movimiento lineal de corte, sobre una pieza fijada a la mesa, que tiene el movimiento de avance perpendicular al movimiento de corte.
3. Mortajadora: Máquina que arranca el material linealmente del interior de un agujero. El movimiento de corte lo efectúa la herramienta y el de avance lo realiza la mesa donde se monta la pieza a mecanizar.
   
4. Cepilladora: De mayor tamaño que la limadora, tiene una mesa deslizante sobre la que se fija la pieza y que realiza el movimiento de corte deslizándose longitudinalmente.
5. Brochadora: Máquina en la que el movimiento de corte lo realiza una brocha de múltiples filos progresivos que van arrancando material de la pieza con un movimiento lineal.
6. Torno: El torno es la herramienta de mecanizado más
   
   difundida, éstas son en la industria las de uso más general, la pieza se fija en el plato del torno, que realiza el movimiento de corte girando sobe su eje, la cuchilla realiza el movimiento de avance eliminando el material en los sitios precisos.
7. Fresadora: El movimiento de corte lo tiene la herramienta; que se denomina fresa, girando sobre su eje, el movimiento de avance lo tiene la pieza, fijada sobre la mesa de la fresadora que realiza este movimiento. Es junto al torno la herramienta más universal y versátil.
   

Desde hace ya tiempo, la informática aplicada a la automatización industrial, ha hecho que la máquina-herramienta evolucione hacia el control numérico.

Estas máquinas de control numérico, ofrecen versatilidad, altas capacidades de producción y preparación, ofreciendo una altísima precisión del orden de micras.

CORTE

El proceso de corte se puede realizar con diferentes herramientas, cizalladoras, tijeras cortachapa y multitud de herramientas eléctricas y neumáticas. Yo hablaré de una herramienta muy común en lo que a corte manual se refiere, la sierra de mano. El serrado manual consiste en cortar material utilizando dicha herramienta. Este proceso se efectúa con el arranque de viruta del material, con la hoja de sierra, mediante el movimiento de vaivén de la sierra de mano.

La sierra de mano consta de dos partes: el arco con mango y la hoja de sierra.

Existen diferentes tipos de arcos: arcos con mango incorporado, fijos con mango desmontable y arcos extensibles.

Las hojas de sierra son láminas flexibles de acero templado al carbono HSS, una de cuyas aristas lleva mecanizado un dentado y la otra es lisa.

Las características principales de las hojas de sierra son: 

Longitud, es la distancia entre los taladros de fijación de la hoja, la mas común es de 300mm.

Anchura, es la distancia entre contornos, las mas comunes son de 1/2" y 5/6" o 13 mm y 25mm.

Espesor, es la distancia entre caras de la hoja, los mas utilizados son 0,65 y 0,80 mm.

Paso, es la distancia entre dos dientes consecutivos, los mas utilizados son 8, 10 y 12 dientes por cm.

El ordenamiento de los dientes, también llamado Triscado, es la forma en que están ordenados los dientes para evitar que la hoja se quede encajada en las paredes del material al producirse el corte.

Esto se consigue dirigiendo en su fabricación los dientes de forma ondulada, llamados triscados ondulados, o con uno o dos dientes hacia fuera, alternando a la derecha y a la izquierda, llamada triscado normal.

El proceso a seguir para la correcta utilización de la sierra, así como una calidad superior en el serrado, es el siguiente:

1. Elección de la hoja de sierra en función del material a mecanizar.
2. Colocación correcta de la hoja de sierra, siempre hacia delante.
3. Trazar la pieza por donde se deba realizar el corte.
4. Colocar la pieza a serrar en el tornillo de banco, perfectamente sujeta con las mordazas y que estas no dificulten la entrada de la hoja de sierra en la línea de corte de a pieza.
5. Posicionarse delante de la pieza con los pies a 40º o 45º.
6. Sujetar el mango con la mano derecha y el arco en la parte opuesta de la mano izquierda. Inclinar ligeramente la sierra a unos 15º  respecto a la pieza a cortar, después iniciar el corte aplicando un movimiento de vaivén, a continuación reducir el ángulo a unos 5º y seguir con el movimiento.
   
7. Para cortar conviene que trabajen varios dientes a al vez, por lo menos tres o cuatro, a fin de evitar que e rompa la hoja de sierra.
8. Utilizar siempre la hoja en toda su longitud
9. Cuando la pieza tenga una altura que exceda el hueco del arco de sierra se procederá a colocar el arco con una inclinación de 90º para poder realizar el corte
10. Para cortar perfiles angulares sen empieza siempre por el vértice.

• CORTE 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 y de acabado. Sin embargo, tiene una

limitación física: no se pueden 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.

• CORTE POR DESBASTADO:

El material es desgastado en pequeñas cantidades, desprendiendo partículas de material, en muchos casos, incandescente. Este proceso se realiza por la acción de una herramienta característica, la muela abrasiva. En este caso, la muela está formada por partículas de material abrasivo muy duro unidas por un aglutinante. Esta forma de eliminar material rayando la superficie de la pieza, necesita menos fuerza para eliminar material apretando la herramienta contra la pieza, por lo que permite que se puedan dar pasadas de mucho menor espesor. La precisión que se puede obtener por abrasión y el acabado superficial pueden ser muy buenos pero los tiempos productivos son muy prolongados.

LIMADO

El limado consiste en rebajar o dar forma a las piezas para obtener las dimensiones que se desean. Esto se consigue con el desprendimiento de material en forma de limaduras.

Tiene por objeto desbastar las caras de las piezas con formas curvas, planas, interiores o exteriores mediante limas, para conseguir una pieza con las dimensiones deseadas en el croquis o plano.

En una pieza plana el objetivo final será conseguir: 

     - La planitud de las caras.

     - La escuadra entre las caras.

     - El paralelismo entre caras.

La lima es una herramienta que se utiliza en el proceso de limado manual. Se fabrica de acero templado y consta de cuatro partes: mango, espiga, cuerpo y punta.

Las características de las limas vienen determinadas por su forma, tamaño, picado y grano de corte.

Las limas pueden tener varias formas, pueden ser: triangulares, cuadradas, redondas o de media caña.

El tamaño de las limas se delimita por la medida del picado del cuerpo, que oscila entre 100 y 300 mm de longitud. Normalmente viene expresado en pulgadas.

El picado es el estriado que tiene el cuerpo de la lima a modo de lineas afiladas, que desgastan el material en el proceso de limado. Este picado puede ser sencillo o doble:

1. Picado sencillo: Está constituido por lineas paralelas entre sí y perpendiculares al eje de la lima formando un ángulo de 90º, o inclinadas formando un ángulo de 70º.
   
2. Picado doble: Está constituido por el picado anterior con ángulo de 70º y un segundo picado de menor profundidad y transversal al primero con un ángulo de 45º. Se emplean para limar materiales férreos duros.

También existen limas con picados especiales, se emplean para el limado de madera. La garlopa es una herramienta con picados especiales.

Para limpiar el picado de las limas se emplean la carda.   

El grado de corte de una lima es el número de dientes o estrías por centímetro cuadrado de superficie de picado. El grado de corte puede ser:

1. Basto: 1,5 mm de distancia entre lineas de picado.
2. Entrefino: 1 mm de distancia entre lineas de picado.
3. Fino: 0,5 mm de distancia entre lineas de picado. 

Los tipos de limas según su forma son:

• Limas planas: Plana paralela, plana con terminación en punta, plana con terminación en punta extra delgada, plana para tornero, plana para aluminio, plana tipo cuchillo y plana tipo aguja.
• Limas redondas: Lima redonda, redonda para sierras de cadena y plana redonda de aguja.
• Limas triangulares: Lima triangular, lima triangular con cantos vivos, lima triangular con cantos redondeados y plana triangular de aguja.

Los tipos de lima según su picado son:

• Lima de carrocero: Esta provista de picado por las dos caras y tiene forma curva, tipo paleta. Se utiliza para batir material en los trabajos de reconformado de chapa.

En las técnicas de limado se deben tener en cuenta las características del material ( forma, estructura y composición ), deduciendo si se trata de un material duro o blando, con forma plana o cilíndrica para elegir el tipo de limado adecuado.

El tamaño de las limas debe ser proporcional a las dimensiones de las piezas que se vayan a limar, teniendo en cuenta que la longitud de la lima debe ser siempre superior al ancho de las piezas.

Para el empleo de la lima se deben tener en cuenta estas recomendaciones:

La posición correcta del cuerpo, para proceder al limado se consigue colocándose de frente al tornillo de banco ligeramente posicionado a la izquierda, con los pies formando un ángulo de entre 40º a 45º.

Después con la mano derecha cogemos el mango de la lima y la colocamos encima de la pieza, a continuación, apoyamos o agarramos con la mano izquierda la punta de la lima, ejerciendo la misma presión con ambas manos hasta conseguir el equilibrio de la lima sobre la pieza.

Una vez conseguido esto, moveremos la mano derecha con movimientos de vaivén aprovechando al máximo la longitud de la lima, esta mano nos servirá de guía de la herramienta, y la mano izquierda de equilibradora del movimiento.

Para la realización de un trabajo correcto, se debe tener en cuenta la superficie al limar:

1. Plana: Limar cruzando la dirección de la lima a 45º, alternando las pasadas sobre la superficie de la pieza en toda su longitud, llegando a los bordes.
2. Convexa: Las caras a limar son redondas y se debe describir con la lima plana movimientos de vaivén acompañados de movimientos circulares exteriores.
3. Cóncava: Se debe elegir una lima de media caña para lograr que se adapte a la curva interior de la pieza y el movimiento es similar al anterior, pero acompañados de movimientos circulares interiores.

Antes de empezar con el proceso de limado se deben tener preparados todos los elementos necesarios, bien colocados y limpios, como:

1. El banco de trabajo limpio y en buen estado.
2. El tornillo de banco engrasado, con las mordazas cerradas y en uso.
3. Observar el estado de las limas que se vayan a utilizar. 
4. Colocar correctamente las limas en el banco de trabajo.
5. Elegir la lima apropiada en función del trabajo.
6. No limar estaño o materiales muy blandos con limas de ajuste.
7. No tocar con las manos el picado de las limas ni la pieza a limar para no añadirles grasas que dificulten el proceso.
8. Limpiar periódicamente el picado de las limas con la carda.
9. Cuando no se vayan a utilizar las limas se deben guardar evitando que se toquen entre sí o con otras herramientas para prevenir su deterioro.
10. Las limas guardadas durante un largo periodo de tiempo deben engrasarse ligeramente hasta su puesta en uso, evitando así su oxidación.

BRUÑIDO

El bruñido es un proceso de superacabado con arranque de viruta y con abrasivo duro que se realiza a una pieza rectificada

previamente, con el objetivo de elevar la precisión y calidad superficial además de mejorar la macrogeometría (cilindridad, planicidad, redondez...) Generalmente es utilizado en la mayoría de los casos para rectificar diámetros interiores, este tipo de trabajo consiste en alisar y mejorar la superficie con relieves y/o surcos unidireccionales por medio de piedras bruñidoras. Es muy utilizado en la fabricación de camisas de motores, bielas, diámetros interiores de engranajes, etc. El bruñido es una operación de acabado de superficie , no una operación de modificación de la geometría en bruto.

Las herramientas que se utilizan en el bruñido se denominan piedras o barretas abrasivas.

Otros procesos similares son el superbruñido y el lapeado.

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 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.

Los pasos a seguir en el proceso de taladrado empiezan fijando la pieza en la taladradora utilizando mordazas o útiles adecuados.

Después se monta la broca en el portabrocas y se pone la taladradora en funcionamiento, por lo que la broca no debe estar apoyada en la pieza.

Se inicia el el taladrado de la pieza, lubricando adecuadamente todo el proceso de taladrado.

Si el taladro tiene gran diámetro se utilizarán diámetros de brocas de forma escalonada hasta llegar al diámetro adecuado.

TORNEADO

El torneado es un proceso de maquinado en el cual una herramienta de una sola punta remueve el material de la superficie de una pieza de trabajo cilíndrica en rotación; la herramienta avanza linealmente y en una dirección paralela al eje de rotación.

El torneado se lleva a cabo tradicionalmente en una herramienta llamada torno, la cual suministra la potencia para tornear la pieza a una velociadad de rotación determinada con avance de la herramienta y profundidad de corte específicos.

ROSCADO

Un roscado o rosca es una superficie cuyo eje está contenido en el plano y en torno a él describe una trayectoria helicoidal cilíndrica.

Este cilindro forma el núcleo del tornillo. Si la rosca se construye sobre un cilindro se denomina tornillo, y si es sobre las paredes interiores de un taladro es una tuerca. Las roscas se pueden realizar por laminación o por mecanizado con desprendimiento de viruta; esta técnica puede ser a mano o a máquina.

Clasificación de las roscas y su aplicación

• Por el sitio donde están realizadas:

          - Exteriores (tornillos).

          - Interiores (tuercas).

• Por el número de filetes:

          - De una entrada.

          - De varias entradas.

• Por el sentido de hélice:

          - Rosca a derechas.

          - Rosca a izquierdas.

• Por la forma del filete:

          - Triangular: montaje y ensamblado de piezas

          - Cuadrada: construcción de husillos, no está normalizada.

          - Trapezoidal: transmisión de movimiento, grandes esfuerzos.

          - Dientes de sierra: transmisión de grandes esfuerzos axiales.

          - Redonda: soportar esfuerzos en situaciones desfavorables.

Los distintos del sistema se diferencian entre sí fundamentalmente por la dimensión y estructura del filete y por el paso correspondiente a cada diámetro. Existen dos grupos principales:

1. Rosca métrica: utiliza para su medida el sistema métrico decimal. El sistema de rosca más representativo es la rosca métrica ISO.
2. Rosca anglosajona: utiliza la pulgada para su medida. Los más representativos son Whitworth y Sellers.

Las roscas pueden tener 3 tipos de pasos:

1. Paso fino: Para fijaciones importantes.
2. Paso normal: Suele estar normalizado y se define por la letra M.
3. Paso basto: Se utiliza para diámetros pequeños.

Medición de roscas

• Por medición directa:

Se mide con un calibre, en la rosca métrica, primero se cuentan diez hilos de rosca y se mide su longitud con la boca del calibre, la medida obtenida se divide entre diez y el obtenido será el paso de la rosca; en la rosca Whitworth, se cuentan los hilos que mide una pulgada. Se mide el diámetro exterior del tornillo. Si la medición coincide con milímetros enteros o muy próximo el tornillo, será de rosca métrica, si coincide con fracciones de pulgada el tornillo será Whitworth.

• Por comprobación:

Están constituidos por un conjunto de láminas que llevan en sus cantos tallados los pasos de los tornillos. Sobre su carga está grabado numéricamente el paso.

Para medir la rosca se va apoyando las láminas sobre la rosca hasta encontrar una que ajuste perfectamente.

El diámetro exterior se mide con el calibre.

Procedimientos de roscado

En ocasiones, en las reparaciones se nos rompe un tornillo y debemos sustituirlo por otro diferente medida, por lo que debemos realizar un roscado manual, ya que por este pequeño percance no debemos enviar el motor o pieza a roscar a un mecanizador o rectificador.

1. Coloca la pieza en el tornillo de banco lo más horizontal posible. Coge el primer macho de roscar y colócalo en la terraja, asegurándote de su buena colocación y apriete.
2. Coloca el macho sobre el orificio a roscar, insertando el macho perpendicular a la pieza unos 90º. Empujando con la mano izquierda y roscando con la derecha, y una vez comprobado con la escuadra que hemos roscado una o dos vueltas, a partir de aquí ya no podemos rectificar, ya que romperíamos el macho de roscar. Al mismo tiempo que vamos roscando, se debe dar media vuelta hacia adelante y un cuarto de vuelta hacia atrás, para romper el material que arranca el macho. Es importante mantener la zona lubricada.
3. Seguidamente, colocaremos el segundo macho de roscar y repetiremos la operación anterior.
4. Para terminar, roscaremos el último macho de roscar para finalizar la rosca y repasaremos con una lima entrefina las dos caras de la pieza, para quitar las posibles virutas.