Maquinado Convencional Revisited
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Proceso de fabricación mediante mecanizado que consiste en arrancar en
forma de virutas o partículas el exceso de material de un semiproducto
previamente concebido, utilizando máquinas-herramientas cortantes
adecuadas, para conseguir la geometría de la pieza deseada y las
especificaciones planteadas.
• Torneado
• Taladrado
• Escariado
• Mandrinado
• Limado
• Cepillado
• Fresado
• Aserrado
• Rectificado
• Bruñido
• Electroerosión
• Oxicorte
• Corte por Laser
• Ultrasónico
• Corte por Plasma
Las operaciones de maquinado se realizan usando herramientas de
corte.
El método de arranque de viruta es el único que permite construir
piezas con una exactitud del orden de micras.
En el mecanizado se obtienen acabados superficiales muy finos,
como es en el caso de operaciones de rectificado, pulido o lapeado,
etc.
La máquina herramienta es un tipo de máquina que se utiliza para dar
forma a materiales sólidos, principalmente metales. Su característica
principal es su falta de movilidad, ya que suelen ser máquinas
estacionarias.
El torno es la maquina herramienta que permite mecanizar piezas que tengan
forma de revolución, estas formas pueden ser:
Cilíndricas Cónicas Curvas
La diversidad de formas de las piezas de revolución se obtienen mediante
distintos procedimientos de torneado, según sean las piezas trabajadas exterior
o interior mente:
Cilindrado
Refrentado
Cónico
Perfilado
Roscado
Torneado
Exterior
Torneado
Interior
Mediante el fresado puede proveerse a piezas estructuras que no son de forma
cilíndrica como por ejemplo:
• Planeado
• Escuadre
• Cubicaje
• Corte
• Ranurado
• Fresado de engranes y
Cremalleras.
En contraste con otros métodos, en los procesos de conformación con arranque
de viruta hay una gran pérdida de material en forma de viruta, con un costo
elevado. Ello hace que se procure utilizar el material de partida con forma y
dimensiones próximas a las definitivas, obtenidas mediante forja, laminación, etc.
Operación de Desbaste.
•La prioridad en esta operación es arrancar un volumen de metal tan eficientemente como sea posible. El mayor requerimiento es la resistencia del filo del corte.
Operación de Acabado.
•El volumen del metal arrancado es menor. Tiene por objetivo obtener unas superficies que cumplan con unas exigencias de rugosidad y de tolerancias impuestas
Existen tres factores primarios que deben ser definidos en cualquier
operación básica de mecanizado con arranque de viruta, éstos son:
Velocidad • Se refiere a la velocidad de rotación del husillo de la máquina para el
mecanizado. Está expresada en revoluciones por unidad de tiempo (RPM).
Avance • Se refiere a la herramienta de corte, y se expresa como la razón de la
distancia longitudinal recorrida por la herramienta por revolución del husillo (mm/rev).
Profundidad de Corte • se refiere al espesor, diámetro o radio (según esté convenido) que es
removido en la operación de mecanizado. Esta es una magnitud transversal por lo que se expresará en milímetros (mm) o en otra unidad de longitud.
Es el elemento que entra en contacto directo con la pieza y
produce la eliminación del material sobrante de la pieza.
El tipo de Herramienta esta definido por la cantidad de filos
que dicha herramienta posea, existen tres categorías
principales:
Existe una amplia gama de materiales empleados en la parte activa de la
herramienta, la dureza también es clave y lo determina el material de el
cual esta compuesto, entre los mas usados están:
Material de Corte
Cerámico
Material de corte
Combinado
Material de corte
Metálicos
Acero al carbón
HSS / HSCO
Carburo
Cerámicos
PCD
Cermet PCBN
• Muy utilizado en la actualidad.
• Son aceros con alto contenido en carbono
con adiciones considerables de elementos
de aleación tales como W, Mo, Cr, V y Co.
• Existe una gran cantidad de aceros
rápidos, según sus elementos de aleación
y los tratamientos térmicos que sufren.
• Dado que es un material de relativo bajo
costo, se emplea para herramientas
enterizas.
• También se utilizan herramientas de
acero rápido recubiertas.
Acero Rápido (HSS)
• Uno de los materiales que más se
utiliza junto con el HSS. Cada año
crece su utilización.
• El metal duro es una mezcla de
carburo de tungsteno y cobalto
(CW+Co).
• A medida que crece su contenido en
cobalto, más tenaz es la
herramienta.
• Muchas herramientas de metal duro
están recubiertas por otros
materiales para dar unas
propiedades añadidas.
• Casi todas las herramientas de
plaquitas son de metal duro.
Metal Duro (HM, Hard Metal)
• Existen diferentes tipos de metal duro
en función de la composición, tamaño
de grano de los polvos de partida, etc.
• Para clasificar los diferentes tipos de
metal duro se usa la norma ISO: ISO
513:2004.
• La norma clasifica los diferentes tipos
de metal duro en 6 grupos, según el
material que pueda mecanizar la
herramienta. Cada grupo se designa
con una letra: P, M, K, S, N y H.
• Dentro de cada grupo, se diferencian
unos grados o escalas que
determinan la relación entre dureza-
tenacidad del metal duro. Estos
grados se determinan con un número.
• Las cerámicas son materiales muy duros, pero
que mantienen cierta tenacidad. Se suelen
utilizar para mecanizado de alta producción
en condiciones de corte muy estables. Un
ejemplo es el torneado de discos de freno de
automóvil.
• Se utilizan varios tipos de cerámicas. Las más
comunes son la alúmina (Al2O3), el SIALON y
el nitruro de silicio (NSi).
• Si se requieren durezas todavía más altas, a
costa de perder tenacidad, se emplean los
materiales compactos: Diamante policristalino
(PCD) y el nitruro de boro cúbico policristalino
(PCBN).
• Dado el elevado coste de estos materiales,
siempre se utilizan plaquitas o insertos.
Cerámicas, Nitruro de Boro Cúbico Y Diamante
Las operaciones en maquinado efectuadas en tornos, cepilladoras,
fresadoras, y maquinas herramientas similares producen virutas que
se clasifican en tres tipos:
Viruta de
Elementos
Viruta fluida
Continua en
espiral
Viruta
discontinua
quebrada o
fraccionada
Viruta
Continua con
filo aportado o
escalonado
Viruta
fluida de
cinta
Ángulos de ataque (ortogonales) diferentes
Para que pueda existir o tener lugar un proceso de corte
deben ajustarse en la máquina:
1) Frecuencia
rotacional.
2) Avance.
3) Profundidad de
corte.
Velocidad de Corte
Esta definida como la velocidad tangencial de la pieza
producida por el movimiento angular y depende del
diámetro de la pieza.
Refrendado, torneado, rectificación
Desbastado Acabado Roscado
Material pies/mi
n
m/min pies/mi
n
m/min pies/min m/min
Acero de
máquina
90 27 100 30 35 11
Acero de
herramienta
70 21 90 27 30 9
Hierro fundido 60 18 80 24 25 8
Bronce 90 27 100 30 25 8
Aluminio 200 61 300 93 60 18
Revoluciones de Maquinado
A partir de la velocidad de corte seleccionada se calcula la
frecuencia rotacional mediante la siguiente expresión
tanto para el torneado como fresado:
𝑅𝑃𝑀 =𝑉𝑐 ∗ 12
𝜋 ∗ 𝐷
𝑅𝑃𝑀 = 𝑅𝑒𝑣𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑀𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜
𝑉𝑐 = 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝐶𝑜𝑟𝑡𝑒 𝑒𝑛 𝑃𝑖𝑒𝑠
𝐷 = 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑒𝑛 𝑃𝑢𝑙𝑔𝑎𝑑𝑎𝑠
𝑅𝑃𝑀 =𝑉𝑐 ∗ 1000
𝜋 ∗ 𝐷
𝑉𝑐 = 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝐶𝑜𝑟𝑡𝑒 𝑒𝑛 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠
𝐷 = 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑒𝑛 𝑀𝑖𝑙𝑖𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠
Formulas
Avance
Se define como la distancia
recorrida por la herramienta
respecto a la pieza por cada
ciclo. se denota con la letra f.
Su selección depende del
acabado superficial
requerido, siendo mayor en
operaciones de desbaste que
en operaciones de acabado.
Profund idad de Cor te .
Se define como la distancia radial de penetración de la herramienta
en la pieza. Se denota con las letras S.
Sus valores dependen de la longitud del filo de la herramienta y la
cantidad de material a remover según el proceso en causa.
𝑆 = 𝑎 ∗ 𝑠
Los fluidos de corte se
utilizan en la mayoría de las
operaciones de mecanizado
por arranque de viruta. Estos
fluidos, generalmente en
forma líquida, se aplican
sobre la zona de formación
de la viruta.
Estos fluidos se dividen en cuatro categorías.
La forma en que se aplica el fluido
para corte influye mucho en la
duración de las herramientas de
corte y en la operación de la
máquina. Se debe aplicar en chorro
intenso a baja presión, a fin de
cubrir bien la pieza de trabajo y la
herramienta de corte.
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