CONFORMACIÓN DE MATERIALES Y MÉTODOS DE MAQUINADO LAS OPERACIONES DE MECANIZADO SE PUEDEN SUBDIVIDIR EN DOS GRANDES GRUPOS: Mecanizado sin arranque de viruta. • Sinterización • Laminación • Estampado • Trefilado • Fundición • Extrusión • Forja • Doblado • Embutido Mecanizado con arranque de viruta. • Torneado • Taladrado • Escariado • Mandrinado • Limado • Cepillado • Fresado • Aserrado • Rectificado • Bruñido • Electroerosión
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CONFORMACIÓN DE MATERIALES Y MÉTODOS DE MAQUINADO
LAS OPERACIONES DE MECANIZADO SE PUEDEN SUBDIVIDIR EN DOSGRANDES GRUPOS:
Mecanizado sin arranque de viruta.
• Sinterización
• Laminación
• Estampado
• Trefilado
• Fundición
• Extrusión
• Forja
• Doblado
• Embutido
Mecanizado con arranque de viruta.
• Torneado
• Taladrado
• Escariado
• Mandrinado
• Limado
• Cepillado
• Fresado
• Aserrado
• Rectificado
• Bruñido
• Electroerosión
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA
Maq
uin
ado
Proceso de fabricaciónmediante mecanizado queconsiste en arrancar en formade virutas o partículas, el excesode material de un semiproductopreviamente concebido,utilizando máquinas-herramientas cortantesadecuadas, para conseguir lageometría de la pieza deseada ylas especificaciones planteadas.
La obtención de las dimensiones y geometría definitiva deuna pieza mediante el arranque de viruta, se realizapartiendo de semiproductos fabricados por fundición, forja,laminación o por pulvimetalurgía, a los que, en algunoscasos, se les han efectuado operaciones previas de doblado,soldadura y otras.
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA El método de arranque de viruta es el único que permiteconstruir piezas con una exactitud del orden de micras.
En el mecanizado se obtienen acabados superficiales muyfinos, como es en el caso de operaciones de rectificado,pulido, lapeado, etc.
A pesar de que todas las máquinasempleadas en la conformación delos materiales, por ejemplo lasprensas y martinetes, puedeconsiderarse máquinas-herramientas, generalmente, sesuelen denominar de esta manera alos que conforman por arranque dematerial, como son las taladradoras,fresadoras, tornos, etc.
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA El material remanente es la parte deseada.
La acción de corte involucra la deformación cortante delmaterial de trabajo y posibilita la formación de la viruta.
Se realiza el maquinado después de otros procesos demanufactura. Por ejemplo: forjado, estirado de barras, etc. Secrea la formación de la parte y mediante el maquinado seproduce la geometría final, dimensiones y acabado.
Los estudios sobre el arranque de material son complejos,intervienen implicaciones mecánicas, termodinámicas,metalúrgicas, etc.
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA Generalmente el maquinado se aplica para formar partesmetálicas, aunque pueden maquinarse también plásticos ycomponentes cerámicos. Estos últimos presentan másdificultades por su dureza y fragilidad.
Con el maquinado se consiguen tolerancias de hasta 0.025mm y acabados superficiales de hasta 0.4 micras.
Movimientos de corte. El arranquede viruta o partícula se realizamediante la penetración de unaherramienta, cuyo material es demayor dureza que el de la pieza acortar. Este enclavamiento ocurremientras se efectúa el movimientorelativo entre la pieza a trabajar y laherramienta de corte.
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA
Movimientos fundamentales:
Movimiento fundamental de corte: Mc
Movimiento fundamental de avance: Ma
Movimiento de alimentación (incluido en el avance)
Máquina-herramienta:Son máquinas no portables que operadas por una fuente deenergía exterior conforman los materiales por arranque deviruta, abrasión, choque, presión, técnicas eléctricas, …, ocombinación de ellos
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA
Los movimientos relacionados pueden aplicar tanto a la piezacomo a la herramienta.La herramienta y la pieza se fijan a la máquina, esta última es laencargada de transmitirle a las primeras, el movimiento de corte yel de avance, ya sean de rotación o traslación, indistintamente,dependiendo del tipo de trabajo a realizar y de la máquina que loejecuta.
• Es el que permite que la herramienta penetre en el material, produciendo viruta, y se identifica a través del parámetro de velocidad de corte.
Movimiento de corte
• Es el desplazamiento del punto de aplicación de corte, identificado a través del parámetro velocidad de avance.
Movimiento de avance:
• Es con el que se consigue cortar un espesor de material, identificado a través del parámetro Profundidad de pasada.
Movimiento de alimentación:
Existen tres factores primarios que deben ser definidos encualquier operación básica de mecanizado con arranque deviruta, éstos son: velocidad, avance y profundidad de corte.Otros factores como el tipo de material y el tipo deherramienta tienen bastante importancia, pero los tresprimeros son los que el operador puede ajustarindependientemente de los demás.
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA
CONFORMACIÓN DE MATERIALES Y MÉTODOS DE MAQUINADO
• Se refiere a la velocidad de rotación del husillo de la máquina para el mecanizado. Está expresada en revoluciones por unidad de tiempo (RPM). Cada diámetro nos entregará una velocidad de corte distinta, aunque la velocidad de rotación permanezca constante, y es por esto que debe de tenerse especial precaución el decidirla.
Velocidad
• 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).
Avance
• Llamado también encaje axial, se refiere al espesor, diámetro ó 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.
Profundidad de Corte
Mc Rectilíneo (traslación).
Mc Circular (rotación).
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA
PROCESO Mc Ma
Limadora Herramienta Pieza
Mortajadora Herramienta Pieza
Cepilladora Pieza Herramienta
Brochadora Herramienta Pieza
PROCESO Mc Ma
Torno Pieza Herramienta
Taladradora Herramienta Herramienta
Fresadora Herramienta Pieza
Mandrinadora (Taladro
+ Fresa)Herramienta Pieza
Rectificadora Herramienta Pieza
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA MOVIMIENTO DENOMINACIÓN MOVIMIENTO
TORNEADOCilindrado
(Exterior)RECTIFICADO
Refrentado Cilíndrico Exterior
Mandrinado
(Interior)
Ranurado
Roscado
Torneado de
forma
FRESADO FrontalRECTIFICADO
PLANO
Ranurado
Contorno
La herramienta y
la pieza se
desplazan
SIERRA
ALTERNATIVA
La herramienta
gira y/o se
desplaza
SIERRA DE DISCO
La herramienta
gira y la pieza se
desplaza
CIZALLADORA
CEPILLADORA
LIMADORA
MORTAJADORA
ASERRADO
SUPERFICIES
PLANAS
La herramienta gira y
la pieza se desplaza
La pieza gira y la
herramienta se
desplaza
DENOMINACIÓN
DESBASTE Y ACABADO (VIRUTAS) SUPERACABADO (PARTÍCULAS)
Tipo de
Geometría
Generada
SUPERFICIES DE
REVOLUCIÓN
Rotación de la pieza y
de la herramienta
TIPOS DE PROCESOS
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA MOVIMIENTO DENOMINACIÓN MOVIMIENTO
TALADRADO Y
MANDRINADOPunteado RECTIFICADO
Barrenado
Avellanado
Bruñido
Escariado
AMOLADO
Penetración Hilo
OXICORTE
CORTE POR LASER
ELECTROMECANIZA
DO
ULTRASÓNICO
CORTE POR PLASMA
AGUJEROS
CONTORNO
IRREGULAR
OTROS
Cilíndrico Interior
Lapeado
La herramienta
gira y se
desplaza
La herramienta gira y
la pieza se desplaza
ELECTROEROSIÓN
La herramienta y
la pieza se
desplazan
La herramienta gira y
se desplaza
Tipo de
Geometría
Generada
TIPOS DE PROCESOS
DESBASTE Y ACABADO (VIRUTAS) SUPERACABADO (PARTÍCULAS)
DENOMINACIÓN
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA Herramienta.
Es el elemento que entra en contacto directo con la pieza yproduce la eliminación del material sobrante de la preforma.
Una herramienta consta, en general, de una o varias aristas ofilos, materializadas por la intersección de superficies,generalmente planas.
Entre estas superficies, resultan de mayor interés ladenominada cara de incidencia, aquélla que quedaenfrentada a la superficie mecanizada de la pieza y la cara dedesprendimiento, aquélla por la que se desprende el materialeliminado o viruta. Las aristas se denominan o filos de corte.
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA Herramienta (cont.).
La tipología existente de herramientas es muy amplia, ya quedepende, entre otras, de la operación a realizar y condicionesde la misma, de la máquina-herramienta en el que sedesarrolla dicha operación y de las propiedades que sepretenden conseguir en la pieza una vez finalizado elproceso.
En función del número de aristas de corte es frecuentementeconsiderar una primera clasificación de herramientas: demonofilo, tales y como las empleadas en operaciones detorno, de multifilos, tales y como las empleadas enoperaciones de fresado y taladrado y policortantes(distribución aleatoria de sus filos), tales y como lasencontradas en las rectificadoras.
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA Según su construcción puedenconsiderarse herramientasenterizas, cuando toda laherramienta es del mismomaterial y herramientas deplaquita cuando la parte activay el resto de la herramienta sonde materiales diferentes.Se denominan de esta formaporque la parte activa sueletener forma de pequeñasplacas que se unen al mangodel cuerpo de la herramientamediante soldadura o mediosde fijación mecánica (tornillos,bridas, etc.).
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA Materiales de Herramientas.
Existe una amplia gama de materiales empleados en la parteactiva de la herramienta.
La elección de uno u otro tipo depende fundamentalmentede las propiedades mecánicas del material a mecanizar y delos requerimientos del proceso a realizar.
Por lo general, se requiere una elevada dureze y una elevadaresistencia al desgaste que permitan la eliminación continuade material.
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA Materiales de Herramientas (cont.).
Resulta esencial que estas propiedades se mantengan encaliente debido el incremento de temperatura producido enla zona de corte como consecuencia del rozamiento entre lapieza y la herramienta.
Este hecho descarta el uso de materiales tales como losaceros al carbono, al no mantener unas propiedades dedureza aceptables en caliente.
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA Materiales de Herramientas (cont.).
Como materiales más usuales de la parte activa de laherramienta pueden considerarse los siguientes grupos:
Aceros rápidos.
Carburos metálicos
Materiales cerámicos.
Cermets (Cerámica y metal, partículas cerámicas en unaglomerante metálico).
Materiales diamantados.
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA Clasificación de las plaquitas de metal duro.
Para la gran variedad de metales duros que existen, la normaISO estableció una clasificación según sus aplicaciones,dividiéndolo en tres grupos identificados con colores, letras ynúmeros.
Los grupos de herramientas son: P-Azul, M-Amarillo, K-Rojo.
La clasificación ISO ha de ser un punto de partida a tener encuenta en la selección de la herramienta y de las posiblescalidades, para una determinada aplicación.
Se deben cotejar las descripciones detalladas de calidad delos materiales que aporta cada suministrador (proveedor),con las de la operación a realizar.
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA Clasificación de las plaquitas de metal duro (cont.).
Finalmente se hace la elección, teniendo como objetivo,conseguir el costo de mecanizado más ahorrativo.
La identificación numérica permite seleccionar a priori segúndos propiedades mecánicas de la plaquita y según el tipo deoperación: desbaste o acabado.
Menor número: implica mayor dureza y menor tenacidad,alta velocidad de corte, pequeña sección de viruta yoperación de acabado.
Mayor número: implica menor dureza, mayor tenacidad,velocidad de corte lenta, mayor sección de viruta y operaciónde desbaste.
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA Aplicaciones generales de las plaquitas de metal duro (la magnitud de las resistencia y latenacidad aumenta en la dirección de las flechas.
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA Designación de matrícula de herramientas dado por la clasificación ISO segúnaplicaciones de las herramientas.
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA
Torneado
Genera formascilíndricas
La pieza tiene unmovimiento rotativo
La herramienta sedesplaza radial olongitudinalmente
Fresado
Gran versatilidad
La pieza normalmentese mantiene fija
La herramienta gira y sedesplaza en una o dosdirecciones
TaladradoSolo para mecanizaragujeros, aún así es laoperación más realizada
La pieza se mantiene fija
La herramienta gira y sedesplazalongitudinalmente
Se consideran tres tipos de operaciones básicas:
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA
Herramientas de Torneado
Herramientas de Fresado
Herramientas de Taladrado
Algunos tipos de herramientas de los procesos básicos:
MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA
(a) Viruta de elementos
(b) Viruta continua con filo aportado ó
escalonada
(c) Viruta fluida continua de espiral
(d) Viruta fluida de cinta
(e) Viruta discontinua, quebrada ó fraccionada
Según las condiciones del maquinado a trabajar resulta laviruta de varias formas:
OPERACIONES MÁS FRECUENTES A REALIZAR.
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
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