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Procesos de remoción de material Teoría del maquinado de metales

• Procesos de remoción de material  operaciones de formado en las que el material sobrante es removido de una pieza de trabajo inicial de tal manera que lo que queda es la forma final.

– Maquinado convencional  una herramienta aguda de corte se utiliza para cortar mecánicamente el material y así alcanzar la forma deseada  torneado, fresado, taladrado, otras operaciones (perfilado, cepillado, escariado, aserrado) – Proceso abrasivo  de forma mecánica se remueve el material mediante la acción de partículas abrasivas duras  molido, otros procesos (afilado, fundido y superacabado)

– Procesos no tradicionales  utilizan otras formas de energía (mecánica, electromecánica, térmica, química) aparte de la herramienta de corte agudo o de partículas abrasivas para remover el material. • Maquinado  proceso de manufactura en el que se usa una herramienta de corte para remover el exceso de material de una pieza de trabajo, de tal manera que el material remanente sea la forma de la pieza deseada  frecuentemente para formar metales.

• Razones de importancia de las operaciones de maquinado desde el punto de vista comercial y tecnológico: – Amplia gama de materiales de trabajo. – Variedad de formas y características geométricas. – Precisión dimensional.

– Acabados superficiales de calidad.

• Desventajas: – Desperdicio de material. – Consumo de tiempo.

Panorama general de la tecnología del maquinado • Para remover material de la pieza de trabajo (viruta) se requiere movimiento relativo entre la herramienta y el material de trabajo. • Movimiento relativo  movimiento primario (velocidad de corte) y movimiento secundario (avance).

• Las piezas maquinadas se clasifican en rotacionales y no rotacionales.

• Rotacional forma de cilindro o disco  torneado, perforado. En la mayoría de las operaciones de taladrado se crea una forma cilíndrica interna y la herramienta es que gira (en lugar de la de trabajo)

• No rotacional (prismática)  pieza en forma de bloque o placa  se forma por movimiento lineales de la pieza de trabajo combinada con movimientos lineales o rotatorios de la herramienta  fresado, perfilado, cepillado y aserrado. Operación de maquinado

Movimientos relativos entre la herramienta y la pieza de trabajo

La forma de la herramienta de corte

• Generación  la forma de la pieza de trabajo está determinada por la trayectoria del avance de la herramienta de corte. La trayectoria seguida por la herramienta durante su movimiento de avance se imparte a la superficie de trabajo a fin de crear la forma.

• Formado  forma la configuración geométrica de la pieza. El filo de corte de la herramienta tiene el reverso de la forma a producir en la superficie de la pieza. La herramienta de corte imparte su forma al trabajo a fin de crear la forma de la pieza.

• El formado y la generación se pueden combinar en algunas operaciones.

Torneado • Torneado  proceso de maquinado en el que una herramienta de una sola punta remueve 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  se lleva a cabo en una máquina-herramienta llamada torno.

• Herramienta de corte con borde cortante simple destinado a remover material de una pieza de trabajo giratoria para dar forma a un cilindro. • El movimiento de velocidad lo proporciona la pieza de trabajo giratoria y el movimiento de avance lo realiza la herramienta de corte, moviéndose lentamente en una dirección paralela al eje de rotación de la pieza de trabajo.

Operaciones relacionadas con el torneado

• La mayoría de las operaciones ejecutadas en torno son de una sola punta. • Torneado, careado, ahusado, contorneado, chaflanado y perforado  herramientas de una sola punta. • Roscado  herramienta plana sencilla, diseñada con la forma de la cuerda a producir. • Torneado de formas, tronzado, taladrado, moleteado  requieren herramientas diferentes a las de una sola punta

Torno mecánico

• Máquinas de torneado horizontal  el eje del husillo es horizontal  adecuado para la mayoría de los trabajos de torno donde la longitud es mayor que el diámetro. • Máquinas de torneado vertical  el eje del husillo es vertical  para trabajos donde el diámetro es mayor que la longitud y el trabajo es pesado.

Tamaño del torno • Volteo  diámetro máximo de la pieza de trabajo que puede girar el husillo  se determina como el doble de la distancia que existe entre el eje central del husillo y las guías de la máquina. • Máxima distancia entre los centros  longitud máxima de la pieza de trabajo que puede ser montada entre el cabezal y el contrapunto. • Ejemplo  350 mm x 1.2 m (14 in x 48 in).

Métodos de sujeción del trabajo al torno

Condiciones de corte en el torneado

Taladrado y operaciones afines

• Taladrado  operación de maquinado  crea agujeros redondos en una pieza de trabajo  herramienta cilíndrica rotatoria (broca), que tiene dos bordes cortantes en su extremo. La broca avanza dentro de la pieza de trabajo estacionaria para formar un agujero cuyo diámetro está determinado por el diámetro de la broca.

• Taladrado se realiza en una prensa taladradora, aunque otras máquinas herramientas pueden ejecutar esta operación.

Operaciones relacionadas con el taladrado • La mayoría de las operaciones son posteriores al taladrado.

Taladradoras

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Taladro vertical Taladro de banco Taladro radial Taladro múltiple  2 a 6 taladros verticales en línea • Taladro de husillos múltiples  múltiples agujeros simultáneamente en una pieza de trabajo • Prensas taladradoras de control numérico

Condiciones de corte en el taladrado

Fresadora y operaciones afines • En el fresado, una herramienta rotatoria con múltiples filos cortantes se mueve lentamente sobre el material para generar un plano o superficie recta.

• La dirección del movimiento de avance es perpendicular al eje de rotación. El movimiento de velocidad lo proporciona la fresa rotatoria. • Hay varias formas de fresado; las dos básicas son el fresado periférico y el fresado de frente,

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• La orientación entre el eje de la herramienta y la dirección del avance es la característica que distingue al fresado del taladrado.

• En el taladrado, la herramienta de corte avanza en dirección paralela a su eje de rotación. • La herramienta de corte en fresado se llama fresa o cortador para fresadora y los bordes cortantes se llaman dientes. • La máquina herramienta que ejecuta tradicionalmente esta operación es una fresadora.

• La forma geométrica creada por el fresado es una superficie plana. • Se pueden crear otras formas mediante la trayectoria de la herramienta de corte o la forma de dicha herramienta. • Debido a la variedad de formas posibles y a sus altas velocidades de producción, el fresado es una de las operaciones de maquinado más versátiles y ampliamente usadas.

Tipos de operaciones de fresado • Fresado periférico  también llamado fresado plano, el eje de la herramienta es paralelo a la superficie que se está maquinando y la operación se realiza por los bordes de corte en la periferia exterior del cortador.

Fresado de placa

forma básica de fresado periférico en la cuál el ancho de la fresa se extiende más allá de la pieza de trabajo en ambos lados.

el ancho de la fresa es menor que el ancho de la pieza de trabajo, creando una ranura en el trabajo, cuando la fresa es muy Fresado de ranuras delgada se puede usar esta operación para Fresado periférico tallar ranuras angostas o para cortar una pieza de trabajo en dos, llamado fresado aserrado. la fresa maquina el lado de una pieza de fresado lateral trabajo. es el mismo que el freado lateral, excepto Fresado paralelo simultáneo porque el corte tiene lugar en ambos lados de la pieza de trabajo.

• En el fresado periférico hay dos direcciones opuestas de rotación que puede tener la fresa respecto al trabajo. • Estas direcciones distinguen dos formas de fresado: fresado ascendente y fresado descendente.

• En el fresado ascendente, también llamado fresado convencional, la dirección del movimiento de los dientes de la fresa es opuesto a la dirección de avance cuando los dientes cortan el trabajo. Es decir, cortan “contra el avance”. • En el fresado descendente, también llamado fresado tipo escalamiento, la dirección del movimiento de la fresa es la misma que la dirección de avance cuando los dientes cortan el trabajo. Es un fresado “con el avance”.

Tipos de operaciones de fresado • Fresado en la cara o frontal  el eje de la fresa es perpendicular a la superficie de trabajo y el maquinado se ejecuta cortando las orillas, tanto en el extremo como fuera de la periferia de la fresa.

Fresado frontal convencional

el diámetro de la fresa es más grande que el ancho de la pieza de trabajo, de tal manera que la fresa sobrepasa al trabajo en ambos lados.

Fresado frontal parcial

la fresa sobrepasa al trabjo solamente en un lado.

el diámetro de la fresa es menor que el ancho del Fresado terminal trabjo, de manera que se corta una ranura dentro de la pieza. Fresado frontal es una forma de freado terminal en la que se corta una Fresado de perfiles pieza plana de la periferia. forma de freado terminal usada para fresar cavidades Fresado de cavidades poco profundas en piezas planas. una fresa con la punta de bola (en lugar de una fresa cuadrada) se hace avanzar hacia delante y hacia atrás, y Fresado de contorno hacia un lado y otro del trabajo, a lo largo de una superficial trayectoria curvilínea a pequeños intervalos para crear una superficie tridimensional.

Condiciones de corte en el fresado