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Tecnología
Mecánica
Resumen
UTN Facultad Regional San Francisco – Córdoba – Argentina
Andretich, Andrés Sebastián
30-7-2015
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
1
Índice General
Capítulo I: Metrología
 Medición
 Tolerancias
Capítulo II: Mecanizado con arranque de virutas
 Conceptos fundamentales
 Máquinas herramientas
 Capítulo III: Mecanizado sin arranque de virutas
 Conceptos fundamentales
 Procedimientos en frío y caliente
 Fundición
 Tecnología de las soldaduras
Procesos de producción de piezas
Bibliografía
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
2
Capítulo I
Metrología
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
3
Metrología
Medición
Efectuar una medición, significa encontrar la diferencia de valores entre dos cantidades. En
mediciones de distancias, no siempre existen los dos puntos en forma visible, por ejemplo:
diámetros, profundidades, espesores; en este caso la condición se toma como distancia entre
dos planos paralelos, o entre superficies cilíndricas y aún esferas.
Las mediciones realizadas, nunca son rigurosamente exactas, dependen del operador que
realiza la medición, del grado de precisión del instrumento, de la temperatura sobre los
instrumentos y las piezas y otros factores imponderables (presión, humedad, etc.).
Modos de medición
La medición se puede realizar de dos modos distintos:
 Por lectura directa: En general, cualquier instrumento con el cual se puede leer una
dimensión expresada por números o gráficamente. Se emplea la regla milimetrada o pie
de rey, compas de corredera o calibre, tornillo micrométrico, etc.
 Por comparación: Esta medición no requiere lectura sino comparación con una dimensión
dada. Se emplean compases, escuadras, peines de rosca (galga de roscas), sondas, etc.
Instrumentos para la medición de longitudes
 Cinta métrica
 Regla graduada
 Calibre. Ver en: https://es.wikipedia.org/wiki/Calibre_(instrumento)
 Micrómetro. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=ATXOwIYp7c4
 Reloj comparador. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=JpHm6uNfR14
 Interferómetro
 Odómetro
 Sondas
Instrumentos para la medición de ángulos
 Goniómetro. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=LsYDj6LRuaU
 Sextante
 Transportador
 Con esferas y cilindros calibrados
Mediciones Específicas
Roscas
Instrumento de medición del paso de roscas
Galga de roscas: Es un instrumento de comparación utilizado para medir el paso de la rosca de
un tornillo o de un agujero con rosca interior. Vale aclarar que no se utiliza como instrumento
de medida de precisión. Este mecanismo permite al usuario determinar el perfil de una rosca
dada y clasificarla rápidamente según su forma y paso.
Ver en:
 http://www.measurecontrol.com/wpcontent/uploads/2009/12/controles%20de%20ro
sca.pdf
 https://www.youtube.com/watch?v=ZGJV09q2nHE
Calibre para roscas: La verificación se hace midiendo el diámetro medio de la rosca, el
procedimiento consiste en enrollar en la acanaladura de la rosca un alambre calibrado y con
ello, mediante relaciones matemáticas, se puede calcular el diámetro medio y el paso.
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
4
Ruedas Dentadas
La verificación de engranajes consiste en poder controlar los distintos parámetros que lo
definen.
Para medir el espesor cordal se utilizan pie de rey (calibre) de doble nonio y micrómetros de
platillo.
La medición del espesor de los dientes mediante pie de rey de doble nonio, sólo se utiliza por
lo general cuando se trata de engranajes de módulo grande y mecanizado de desbaste.
Para medir el espesor de engranajes de precisión se utiliza un micrómetro de platillo y se
selecciona el número de dientes a abrazar para que el contacto entre los flancos de los dientes
y los platillos se produzca en la circunferencia primitiva. La medición mediante comparadores
se utiliza con patrones de puesta a punto para cada operación de control.
La verificación en proyector de perfiles se utiliza para medir sobre la imagen amplificada o
utilizando plantillas adecuadas para verificar todas las características del engranaje.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=kHMwAguK2EE
La medición de la excentricidad de un engranaje que es el descentramiento del diámetro
primitivo respecto al eje de referencia de la pieza, se puede verificar:
 Con comparador y varilla calibrada
 Por rodadura contra un perfil patrón
Los engranajes maestros se clasifican en varias calidades de acuerdo con DIN3790 y 58420. Sus
dientes una vez mecanizados pasan por un proceso de súper acabado. Durante la medición
según este principio los engranajes a controlar se hacen engranar con engranajes maestros.
Ver en:
https://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1lculo_de_engranajes#/media/File:Partes_engranaje.png
Tolerancias
Se define tolerancia a la variación admitida de la dimensión de un elemento con respecto a la
establecida.
Las tolerancias se pueden clasificar en dos grupos:
 Tolerancias dimensionales
 Tolerancias geométricas: Macrogeométricas y microgeométricas
Tolerancias dimensionales
Son las que se aplican a las cotas de diámetros, largos, espesores, profundidades, distancias
entre ejes, etc.
Para declarar los parámetros que se utilizan para el cálculo de las tolerancias, se analizará la
siguiente figura compuesta por el ajuste de un eje y un agujero:
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
5
𝐽 𝑚á𝑥 = 𝐿 𝑠 − 𝑙𝑖 = 𝐷 𝑠 − 𝑑𝑖 ; 𝐽 𝑚í𝑛 = 𝐿𝑖 − 𝑙 𝑠 = 𝐷𝑖 − 𝑑 𝑠
La nomenclatura a usar es:
N = cota nominal o diámetro nominal
T = tolerancia del agujero
t = tolerancia del eje
Ls = diámetro máximo o límite superior del agujero
Li = diámetro mínimo o límite inferior del agujero
ls = diámetro máximo o límite superior del eje
li = diámetro mínimo o límite inferior del eje
Ds = diferencia superior o discrepancia superior del agujero
Di = diferencia inferior o discrepancia inferior del agujero
ds = diferencia superior o discrepancia superior del eje
di = diferencia inferior o discrepancia inferior del eje
En donde las relaciones entre estos parámetros son:
Resulta interesante aclarar que los valores de los límites y las tolerancias son siempre
positivos, no ocurre lo mismo con los valores de discrepancias, las cuales toman valores
positivos cuando se encuentran sobre la línea de ceros y negativos cuando están por debajo de
ésta línea.
De estos parámetros, se pueden calcular los juegos máximos y mínimos entre el eje y el
agujero con las siguientes relaciones:
Agujero Eje
𝑇 = 𝐿 𝑠 − 𝐿𝑖 𝑡 = 𝑙 𝑠 − 𝑙𝑖
𝐿 𝑠 = 𝑁 + 𝐷𝑠 𝑙 𝑠 = 𝑁 + 𝑑 𝑠
𝐿𝑖 = 𝑁 + 𝐷𝑖 𝑙𝑖 = 𝑁 + 𝑑𝑖
𝑇 = 𝐷𝑠 − 𝐷𝑖 𝑡 = 𝑑 𝑠 − 𝑑𝑖
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
6
Para facilitar el estudio y aplicación de las tolerancias dimensionales, se dividen
estructuralmente en dos factores: calidad y posición
Calidad
Es la mayor o menor amplitud de la tolerancia, que relacionada con la dimensión básica,
determina la precisión de la fabricación.
Para entender mejor el propósito de la calidad de una pieza, considere dos piezas de igual
dimensión básica con tolerancias diferentes, la pieza que tenga menor tolerancia tiene mayor
precisión (menor grado de calidad); si dos piezas tienen igual tolerancia, pero diferentes
dimensiones básicas, la pieza con mayor dimensión es más precisa (tiene menor grado de
calidad). Vale aclarar que a menor grado de calidad, mayor precisión y menor tolerancia.
A continuación se detallará una tabla que muestra la forma en que la ISO organizó un sistema
de dieciocho calidades designadas por: 𝐼𝑇 01, 𝐼𝑇 0, 𝐼𝑇 1, 𝐼𝑇 2, 𝐼𝑇 3, … , 𝐼𝑇 16, cuyos valores de
tolerancia se indican para 13 grupos de dimensiones básicas, hasta un valor de 500 mm. De los
datos se puede notar que la tolerancia depende tanto de la calidad como de la dimensión
básica.
Tolerancias fundamentales en [µm] (tolerancias ISO, menos de 500 mm)
Grados de tolerancia normalizados
Para elegir la calidad es necesario tener en cuenta que una excesiva precisión aumenta los
costos de producción, requiriéndose máquinas más precisas; por otro lado, una baja precisión
puede afectar la funcionalidad de las piezas. Es necesario conocer las limitaciones de los
procesos de producción, en cuanto a precisión se refiere y los grados de calidad máximos que
permiten el buen funcionamiento de los elementos.
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
7
Para el empleo de las diversas calidades se definen los siguientes rangos:
Para agujeros:
 Las calidades 1 a 5 se destinan para calibres (instrumentos de medida).
 Las calidades 6 a 11 para la industria en general (construcción de máquinas).
 Las calidades 11 a 16 para fabricaciones bastas tales como laminados, prensados,
estampados, donde la precisión sea poco importante o en piezas que generalmente no
ajustan con otras.
Para ejes:
 Las calidades 1 a 4 se destinan para calibres (instrumentos de medida).
 Las calidades 5 a 11 para la industria en general (construcción de máquinas).
 Las calidades 11 a 16 para fabricaciones bastas.
Además, resulta interesante dar una lista de las calidades que se consiguen con diferentes
máquinas herramientas. Debido a que las máquinas modernas son más precisas, los grados de
calidad obtenidos con las mencionadas a continuación podrían ser menores:
 Con tornos se consiguen grados de calidad mayores de 7.
 Con taladros se consiguen: calidades de 10 a 12 con broca y de 7 a 9 con escariador.
 Con fresas y mandrinos se obtienen normalmente calidades de 8 o mayores, aunque las
de gran precisión pueden producir piezas con calidad 6.
 Con rectificadoras se pueden obtener piezas con calidad 5.
Posición
Además de definir las tolerancias mediante la elección de la calidad de los elementos que
hacen parte de un ajuste, es necesario definir las posiciones de las zonas de tolerancia, ya que
de esta manera queda definido el tipo de ajuste. Nótese que en vez de definir un juego o un
aprieto para el ajuste, se eligen las dos posiciones de tolerancia, la del eje y el agujero,
quedando definido un juego mínimo (o aprieto máximo) y un juego máximo (o aprieto
mínimo). Mediante fórmulas empíricas, la ISO ha definido 28 posiciones de tolerancia para ejes
y 28 para agujeros, las cuales se ubican respecto a la línea de referencia, con el fin de
normalizar tanto ajustes como tolerancias. Las distintas posiciones de tolerancia, designadas
con letras minúsculas, para ejes, y mayúsculas, para agujeros, están representadas en la
siguiente figura.
En la figura, se observa que se crea juego a medida que la
posición se acerque a A o a y se crea apriete a medida que
la posición se acerque a Z o z.
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
8
La siguiente figura muestra una forma alternativa de las posiciones de las zonas de tolerancia
con el objeto de entender desde otro punto de vista a éstos parámetros.
Discrepancias en función de las posiciones
A continuación, se muestran las relaciones de discrepancias en función de las posiciones que a
su vez están dependiendo del diámetro nominal de la pieza. La discrepancia inferior del
agujero y la discrepancia superior del eje son las que se dan en la siguiente tabla:
La siguiente tabla expresa una estimación de la utilización de ciertos ajustes en función de la
posición:
Posición Utilización
𝐴𝑎 − 𝐵𝑏 − 𝐶𝑐 − 𝐷𝑑 − 𝐸𝑒 − 𝐹𝑓 − 𝐺𝑔 Agujeros y ejes con ajustes móviles
𝐻ℎ Agujeros y ejes con ajustes deslizantes
𝐽𝑗 − 𝐾𝑘 Agujeros y ejes con ajustes inciertos
𝑀𝑚 − 𝑁𝑛 − 𝑃𝑝 − 𝑅𝑟 − 𝑆𝑠 − 𝑇𝑡 − 𝑈𝑢 − 𝑉𝑣
− 𝑋𝑥 − 𝑌𝑦 − 𝑍𝑧
Agujeros y ejes con ajuste con apriete
Agujero Eje 𝑫𝒊 = 𝒅 𝒔 [µm]
A a 64 . 𝐷 𝑛
0,50
B b 40 . 𝐷 𝑛
0,48
C c 25 . 𝐷 𝑛
0,46
D d 16 . 𝐷 𝑛
0,44
E e 11 . 𝐷 𝑛
0,41
F f 5,5 . 𝐷 𝑛
0,41
G g 2,5 . 𝐷 𝑛
0,34
H h 0
J j 𝑇/2
K k 0,6 . 𝐷 𝑛
0,33
M m 2,8 . 𝐷 𝑛
0,33
N n 5 . 𝐷 𝑛
0,34
P p 5,6 . 𝐷 𝑛
0,41
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
9
Descripción y aplicaciones de los ajustes preferentes:
Diferencia entre SEU y SAU
 En el SEU los diferentes juegos o aprietos son obtenidos variando la posición de la zona de
tolerancia en el agujero y dejando fija la posición de tolerancia en el eje. La zona de
tolerancia está en posición ℎ, por tanto 𝑑 𝑠 = 0. Además, se considera diámetro nominal
al diámetro del eje.
 En el SAU los diferentes juegos o aprietos son obtenidos variando la posición de la zona de
tolerancia en el eje y dejando fija la posición de tolerancia en el agujero. La zona de
tolerancia está en posición 𝐻, por tanto 𝐷𝑖 = 0. Además, se considera diámetro nominal
al diámetro del agujero. Es preferible éste sistema debido a que es más fácil ajustar la
medida de un eje. (Vale aclarar que la confección de agujeros, si se realiza abriendo la
cavidad con broca y calibrando la medida mediante escariador, la citada dificultad se
reduce, pero los escariadores no son económicos por encima de los 50 mm de diámetro.
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
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Tolerancias macrogeométricas
En determinadas ocasiones, como por ejemplo, mecanismos muy precisos, piezas de grandes
dimensiones, etc., la especificación de tolerancias dimensionales puede no ser suficiente para
asegurar un correcto montaje y funcionamiento de los mecanismos. Para ello, existen las
tolerancias geométricas con el objeto de mejorar la forma, posición y orientación de los
diferentes elementos constructivos de las piezas.
A continuación, se muestran las tolerancias geométricas más comunes a utilizar:
Tolerancias de forma
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
11
Tolerancias de orientación
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
12
Tolerancias de posición
Tolerancias de oscilación
Ver más en: http://www.monografias.com/trabajos75/tolerancias-ingenieria-moderna-
manufactura-avanzada/tolerancias-ingenieria-moderna-manufactura-avanzada2.shtml
Tolerancias microgeométricas – Rugosidad
La rugosidad es el conjunto de irregularidades en la superficie de una pieza. Se define a 𝑅 𝑎
como el valor promedio de rugosidad en [µ𝑚] obtenido de un promedio de distancias entre
las crestas y valles de la superficie de la pieza.
TECNOLOGÍA MECÁNICA
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13
La clase de rugosidad se consigue según el proceso de fabricación de la pieza:
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
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Representación de las clases de rugosidad:
Equivalencia DIN 140 Clase de rugosidad 𝑹 𝒂[µ𝒎] Procesos de Mecanizado
N12 50 Mecanizado no cuidadoso:
Forja, fundición, laminadoN11 25
N10 12,5 Mecanizado cuidadoso:
Forja, fundición, laminado
N9 6,3 Torneado, fresado,
perforado, cepillado,
mortajado, brochado
N8 3,2
N7 1,6
N6 0,8 Torneado fino, rectificado,
bruñido, escariadoN5 0,4
N4 0,2
N3 0,1 Escariado, rectificado,
esmerilado, bruñido,
lapeado
N2 0,05
N1 0,025
Simbología
𝑎 = Valor de la rugosidad, en micrómetros o índice
de rugosidad (de N1 a N12)
𝑏 = Proceso de fabricación, tratamiento o
recubrimiento
𝑐 = Longitud básica
𝑑 = Dirección de las estrías de mecanizado
𝑒 = Sobremedida para mecanizado
𝑓 = Otros valores de rugosidad (entre paréntesis)
SIMBOLOGÍA
Medición de rugosidad
Los equipos para medición de
rugosidad lucen como es mostrado en
la figura, aunque también existen de
tipo portátil. Sobre una base se coloca
un dispositivo de nivelación, sujeción y
alineación sobre el que se coloca la
pieza a medir, un palpador con una
punta cónica con un radio esférico muy
pequeño recorre una pequeña
distancia sobre la superficie a la que se
desea medir la rugosidad el palpador es
movido por el dispositivo de
alimentación que está montado sobre
una columna.
Ver en:
 https://www.youtube.com/watch?v=Ole6xiTsLLI
 https://www.youtube.com/watch?v=g9p0j7CI_-0
 https://www.youtube.com/watch?v=7pOs8ma2q1I
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
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Capítulo II
Mecanizado con
arranque de
virutas
000
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
16
Mecanizado con arranque de virutas
Conceptos fundamentales
El material es arrancado o cortado por el filo de 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 (eliminación de mucho material con poca precisión; proceso intermedio) y
de acabado (eliminación de poco material con mucha precisión; proceso final cuyo objetivo es
el de dar el acabado superficial que se requiera a las distintas superficies de la pieza).
Ventajas y desventajas
 Una ventaja elemental de este tipo de mecanizado es que el estado final de las piezas
puede ser con pequeñas tolerancias y elevadas calidades o terminaciones superficiales.
 Una desventaja elemental es la pérdida de material debido al arranque de viruta.
Arranque mecánico de virutas
El arranque de viruta puede realizarse mediante trabajo manual o con máquinas, para esta
última forma, es necesario tener:
 Máquinas herramientas que arranquen virutas: Torno, fresadora, taladro, cepilladora,
mortajadora, brochadora, rectificadora, talladora
 Herramientas: Cuchilla, fresa, broca, brocha, escariador, muela
 Elementos de sujeción: Para sujetar la herramienta y/o la pieza
Movimientos en el arranque de virutas
Para el arranque de viruta tienen que realizar la herramienta, la pieza o ambas, determinados
movimientos entre si llamados movimientos relativos a mencionar:
 Movimiento de corte: Es aquel que sin movimiento de avance arranca viruta durante una
revolución, por ejemplo en el torneado o fresado, éste movimiento es circular
 Movimiento de avance: Éste movimiento hace posible el arranque continuo de viruta
 Movimiento de penetración: Determina el espesor de la capa de viruta a arrancar
Constitución de una máquina herramienta
Todas las máquinas herramientas tienen:
 Bancada: Van dispuestos los grupos constructivos (mecanismos, carros, mesas) que
soportan y mueven a la pieza y a la herramienta.
 Guías: Se guían la herramienta y la pieza. Dentro de las guías rectas se encuentran; la guía
plana, en cola de milano, prismática y redonda. Resulta interesante aclarar que mientras
más exactas sean las guías, más precisas van a terminar las piezas.
Ver perfil cola de milano en:
http://azu1.facilisimo.com/ima/i/2/8/a9/gr_494052_4768353_960359.jpg
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
17
 Accionamiento: Generalmente, cada máquina herramienta tiene un motor eléctrico.
 Mecanismos: Sirven para transmitir e invertir el movimiento de accionamiento. El
mecanismo principal proporciona el movimiento de corte, el de avance da el movimiento
de avance como su misma denominación lo indica. Las transmisiones pueden ser
mecánicas (correas, engranajes), hidráulicas, neumáticas o eléctricas.
 Elementos de maniobra: Actúan sobre los movimientos de conexión, por ejemplo
volantes, palancas, pulsadores, etc.
 Accesorios: Pueden considerarse accesorios a las instalaciones de refrigeración y
lubricación de la máquina herramienta.
Herramienta
Una herramienta de corte es el elemento utilizado para extraer material de una pieza cuando
se quiere llevar a cabo un proceso de mecanizado. Hay muchos tipos para cada máquina, pero
todas se basan en un proceso de arranque de viruta. Es decir, al haber una mayor dureza en el
material que compone a la herramienta y una elevada diferencia de velocidades entre la
herramienta y la pieza, al entrar en contacto la arista de corte con la pieza, se arranca el
material y se desprende la viruta.
Tipos de herramientas
Básicamente, hay dos tipos de herramientas de corte; la herramienta hecha de un único
material (generalmente acero al cobalto) y la herramienta con insertos, éstos insertos son
hechos de materiales de alta calidad y rendimiento (aceros rápidos, metal duro, aleaciones
metálicas, etc.), pueden ir soldados o atornillados en la punta de la herramienta.
Ver en: https://es.wikipedia.org/wiki/Herramienta_de_corte
Formas de corte de la herramienta
Para generar el movimiento de corte en un mecanizado existen dos posibilidades:
 Que la pieza este quieta y que se mueva la herramienta como es el caso de la fresa,
broca, escariador y muela.
 Que la herramienta permanezca quieta y que se mueva la pieza como en el caso de la
cuchilla y brocha. Esto condiciona la geometría de la herramienta.
Geometría del corte
La forma básica de la herramienta de corte es una cuña, con dos superficies planas que
delimitan un ángulo diedro. La forma principal de ataque es con la arista común paralela a la
pieza. La arista común es la arista de corte principal o filo, es la línea donde se produce el corte
principal de la pieza en cuanto hay un avance longitudinal, es decir frontal a la pieza.
La superficie de incidencia principal es la cara de la cuña que queda frente a la superficie
trabajada de la pieza en corte frontal. La superficie de desprendimiento o de ataque es la otra
cara de la cuña, por donde la viruta que se forma al producirse el corte se desprende de la
pieza. Generalmente la viruta desliza por esta superficie antes de desprenderse.
Material de la herramienta
Entre los materiales más comunes, se encuentran:
 Acero al carbono (WS): Es un acero el cual contiene entre 0,5 y 1,5% de concentración de
carbono. Para temperaturas de unos 250 ºC pierde su dureza, por lo tanto es inapropiado
para grandes velocidades de corte y no se utiliza, salvo casos excepcionales, para la
fabricación de herramientas de tornos paralelos de talleres. Estos aceros se denominan
usualmente aceros al carbono o aceros para hacer herramientas (WS).
 Acero rápido (SS): Contiene como elementos de aleación, además del carbono, adiciones
de wolframio (tungsteno), cromo, vanadio, molibdeno y otros. Hay aceros débilmente
aleados y aceros fuertemente aleado. El acero rápido (SS) es un acero fuertemente
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
18
aleado. Tiene una elevada resistencia al desgaste. No pierde la dureza hasta llegar a los
600 ºC. Esta resistencia en caliente, que es debida sobre todo al alto contenido de
wolframio (tungsteno), hace posible el torneado con velocidades de corte elevadas. Como
el acero rápido es un material caro, la herramienta usualmente sólo lleva la parte cortante
hecha de este material, es decir, un inserto. El inserto va soldado a un mango de acero de
las máquinas.
 Metal duro (HS): Los metales duros hacen posible un gran aumento de la capacidad de
corte de la herramienta. Los componentes principales de un metal duro son el wolframio
y el molibdeno, además del cobalto y el carbono. El metal duro es caro y se suelda en
forma de plaquetas normalizadas sobre los mangos de la herramienta que pueden ser de
acero barato. Con temperaturas de corte de 900 ºC ya que tienen buenas propiedades de
corte y se puede trabajar a grandes velocidades. Con ello se reduce el tiempo de trabajo y
además la gran velocidad de corte ayuda a que la pieza con la que se trabaja resulte lisa.
Es necesario escoger siempre para el trabajo de los diferentes materiales la clase de metal
duro que sea más adecuada.
Elección de una máquina herramienta
Para elegir la máquina herramienta más adecuada se tienen que tener en cuenta los siguientes
aspectos:
 La superficie que se desea obtener, por ejemplo: solido de revolución (torno), placa
(cepilladora)
 Las dimensiones de la pieza
 La cantidad de piezas a producir
 La precisión requerida
Máquinas herramientas
Torno
Se denomina torno a un conjunto de máquinas y herramientas encargadas, mediante una
operación de corte de la pieza con una o varias herramientas monocortantes, de formar una
superficie de revolución en la pieza. Estas máquinas herramientas operan haciendo girar la
pieza a mecanizar alrededor de su eje geométrico, mientras una o varias herramientas de
corte son empujadas en un movimiento regulado de avance contra la superficie de la pieza,
cortando la viruta de acuerdo con las condiciones tecnológicas de mecanizado adecuadas.
Movimientos
Movimiento de corte: Lo realiza la pieza que gira alrededor de su eje geométrico
Movimiento de avance: Lo realiza la herramienta, combinado con el movimiento de corte se
hace posible el arranque de viruta continuo
Movimiento de penetración: Lo realiza la herramienta, es perpendicular al movimiento de
avance, mayor es este movimiento, mayor va a ser el espesor de la viruta
Procedimientos de torneado
 Cilindrado exterior: La herramienta se mueve en forma paralela al eje de giro de la pieza.
La pieza se sujeta en el plato (para piezas pequeñas en longitud y/o peso), entre el plato y
un punto (para piezas grandes en longitud y/o peso).
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=KTqbB3zvDlU
 Cilindrado interior: La pieza está al voladizo en el plato; generalmente se trabaja para
agujeros de gran diámetro.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=JCMYTKqb3YM
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
19
 Frenteado o Torneado plano: La herramienta se mueve en forma perpendicular al eje de
giro de la pieza. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=mxqu4CCbt74
 Tronzado o Corte transversal: La herramienta posee un borde cortante frontal con las
caras laterales no paralelas con el objeto de no ocasionar rozamiento.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=0VdM5pl-Khs
 Agujereado: Se utilizan piezas cilíndricas para realizar un agujero concéntrico con una
broca helicoidal a la que se le da el movimiento de avance generado por la contrapunta.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=6AqpdhkAk1o
 Torneado cónico: Se lo puede realizar:
 Mediante el desplazamiento angular del carro portaherramienta
 Mediante el desplazamiento de la contrapunta en sentido transversal, con el
objeto de realizar un descentrado, este desplazamiento se lo realiza con la
regulación de un tornillo en la base de la contrapunta.
 Mediante guías regulables, el cual es un dispositivo adicional que permite el
desplazamiento longitudinal y transversal simultáneamente.
 Torneado excéntrico: Se tiene que cumplir con la condición de que el eje de rotación del
plato coincida con el eje geométrico del agujero a realizar. Solo para piezas pequeñas.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=oszTshoTHms
 Torneado de forma: Con esta operación, se consiguen generalmente redondeos y también
otros perfiles en las piezas torneadas. Se utilizan herramientas de forma que coindicen
con el perfil de la pieza a mecanizar. Las herramientas tienen que conservar su perfil o
superficie de ataque. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=K9JiuO_Scd0
 Roscado: Hay dos sistemas de realizar roscados en los tornos, de un lado el tradicional
que utilizan los tornos paralelos, mediante la Caja Norton, y de otra el 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 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:
Para efectuar el roscado hay que realizar previamente las siguientes tareas:
 Tornear previamente al diámetro exterior 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
 Establecer el avance adecuado en función del paso a obtener.
 Roscado en torno paralelo: 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
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
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
20
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 Whitworth. Las hay en baño de aceite y en seco, de engranajes
tallados de una forma u otra, pero básicamente es una caja de cambios.
Ver en:
 https://www.youtube.com/watch?v=G6kw5fko15U
 https://www.youtube.com/watch?v=HAJivg6rEH0
 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 y 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.
Ver en:
 https://www.youtube.com/watch?v=p0NmPvSoC8U
 https://www.youtube.com/watch?v=JQrEG6kDycc
 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. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=EjkvPLNgj0o
 Ranurado transversal: El ranurado transversal consiste en mecanizar unas ranuras
cilíndricas de anchura y profundidad determinada en las piezas que se tornean, las cuales
tienen muchas utilidades. Por ejemplo, para alojar una junta tórica, salida de rosca,
arandelas de presión, etc. Existen herramientas las cuales tienen 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 transversales torneadas.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=9sv1TswpeDg
 Ranurado longitudinal o Torneado de chavetero: El ranurado longitudinal consiste en
mecanizar una ranura en forma manual. En esta operación el torno simplemente se utiliza
como soporte para realizar la ranura ya que no hay movimiento rotacional del plato,
solamente se coloca la pieza a ranurar en el plato y se realiza un movimiento longitudinal
alternado de la herramienta combinado también con un movimiento transversal para
crear o regular el espesor del chavetero.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=VEOeeqd41UE
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
21
Tipos de tornos
Tornos paralelos horizontales o de bancada horizontal: Es el tipo de torno que evolucionó
partiendo de los tornos antiguos cuando se le fueron incorporando nuevos equipamientos que
lograron convertirlo en una de las máquinas herramientas más importante que han existido.
Sin embargo, en la actualidad este tipo de torno está quedando relegado a realizar tareas poco
importantes, a utilizarse en los talleres de aprendices y en los talleres de mantenimiento para
realizar trabajos puntuales o especiales.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=BN7-mkv3eO4
Partes:
Ver en: http://www.areatecnologia.com/herramientas/imagenes/torno-partes.jpg
 Bancada: Pieza compacta de fundición; sirve de soporte para las otras unidades del torno.
En su parte superior lleva unas guías por las que se desplaza el cabezal móvil o
contrapunto y el carro principal. Tiene que ser robusta y diseñada de tal forma que pueda
absorber vibraciones para que el trabajo sea lo más preciso posible.
 Guías: pueden ser:
 De perfil cola de milano
 De perfil planas
 Prismáticas, en tornos de precisión
 Cabezal fijo: Está montado sobre la bancada. Contiene los engranajes o poleas que
impulsan la pieza de trabajo y las unidades de avance. Incluye el motor, el husillo, el
selector de velocidad, el selector de unidad de avance y el selector de sentido de avance.
Además sirve para soporte y rotación de la pieza de trabajo que se apoya en el husillo;
tiene una perforación axial con el objeto de que pase a través de él una barra.
 Carro portaherramienta: Cumple con las funciones de translación longitudinal y sujeción
de la herramienta de corte. La translación transversal de la herramienta se realiza
mediante un carro auxiliar llamado charriot, a su vez sobre éste va montado el carro
portaherramienta que puede avanzar longitudinalmente para orientar el corte y girar
hasta 45º en caso de un torneado cónico, en este carro está la torreta portaherramientas.
 Cabezal móvil o Contrapunta: Se utiliza como sujeción al tornear piezas largas para evitar
el voladizo de uno de los extremos de la pieza. En las operaciones de taladrar se coloca
una broca en éste cabezal para cumplir con dicha operación; se desplaza sobre la bancada
del torno y se puede fijar accionando la palanca de sujeción.
 Cabezal giratorio o Plato: Su función consiste en sujetar la pieza a mecanizar. Existen
varios tipos de platos, el plato universal el cual consta de tres mordazas que se accionan
desde uno de los tres puntos lo que permite un buen y rápido centrado de piezas
cilíndricas, el plato a mordazas independientes el cual consta de cuatro mordazas que
cada una se acciona de forma independiente y el plato plano para grandes diámetros.
 Equipo auxiliar:
 Puntos de sostén y centrado
 Brida de arrastre que permite tomar el extremo de barras largas
 Luneta de apoyo la cual se fija sobre la bancada para ofrecer puntos de
apoyo intermedios
 Torreta portaherramientas con alineación múltiple
Tornos verticales: El eje del usillo está dispuesto verticalmente. Es una variedad de torno
diseñado para mecanizar piezas de gran tamaño, que van sujetas al plato de garras u otros
operadores y que por sus dimensiones o peso harían difícil su fijación en un torno horizontal.
Los tornos verticales no tienen contrapunto sino que el único punto de sujeción de las piezas
es el plato vertical sobre el cual van apoyadas. La manipulación de las piezas para fijarlas en el
plato se hace mediante puentes grúas o polipastos.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=URfc8cjqgOE
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
22
Torno de plato: Se utiliza para piezas cortas de gran diámetro. Son de eje horizontal, carecen
de contrapunta, las piezas a tornear pueden ser volantes, poleas, ruedas, etc.
Torno revólver: Es una variedad de torno diseñado para mecanizar piezas pequeñas en
producciones en serie sobre las que sea posible el trabajo simultáneo de varias
herramientas con el fin de disminuir el tiempo total de mecanizado. Las piezas que presentan
esa condición son aquellas que, partiendo de barras, tienen una forma final de casquillo o
similar. Una vez que la barra queda bien sujeta mediante pinzas o con un plato de garras, se va
taladrando, mandrilando, roscando o escariando la parte interior mecanizada y a la vez se
puede ir cilindrando, refrentando, ranurando, roscando y cortando con herramientas de
torneado exterior.
El torno revólver lleva un carro con una torreta giratoria en la que se insertan las diferentes
herramientas que realizan el mecanizado de la pieza. También se pueden mecanizar piezas de
forma individual, fijándolas a un plato de garras de accionamiento hidráulico.
Estos tornos son similares a los tornos paralelos pero su bancada es más corta ya que se
trabajan piezas de menor longitud.
Ver en:
 https://www.youtube.com/watch?v=sU4e16mYFHA
 https://www.youtube.com/watch?v=U6gtm-cMIiY
Tornos copiadores: Se llama torno copiador a un tipo de torno que permite el torneado de
piezas en donde un palpador sigue el perfil de una plantilla transmitiendo el movimiento en
forma hidráulica al avanzar el carro principal reproduciendo una réplica de la pieza.
Este tipo de tornos se utiliza para el torneado de aquellas piezas que tienen diferentes
escalones de diámetros, que han sido previamente forjadas o fundidas y que tienen poco
material excedente, también se lo utiliza para el torneado de maderas o mármoles. La
preparación para el mecanizado en un torno copiador es muy sencilla y rápida y por eso estas
máquinas son muy útiles para mecanizar lotes o series de piezas que no sean muy grandes.
Las condiciones tecnológicas de mecanizado son comunes a las de los demás tornos, hay que
prever una herramienta que permita la evacuación de la viruta y un sistema de lubricación y
refrigeración eficaz del filo de corte de las herramientas mediante abundante aceite de corte o
taladrina. El sistema copiador se puede colocar en un torno paralelo.
Ver en:
 https://www.youtube.com/watch?v=y7pLxCIohXw
 https://www.youtube.com/watch?v=ttGWt2PK3JQ
Tornos semiautomáticos: El automatismo es la consecuencia del uso de ruedas dentadas,
cremalleras y levas. La puesta a punto de estos tornos es muy laboriosa y por eso se utilizan
principalmente para grandes series de producción. El movimiento de todas las herramientas
está automatizado por un sistema de excéntricas y reguladores electrónicos que regulan el
ciclo y los topes de final de carrera. Este tipo de tornos pueden funcionar con levas y son
capaces de trabajar con tolerancias muy estrechas. La materia prima es una pieza en bruto
obtenida por fundición, forjado o estampado lo que implica una colocación manual en el
torno. Puede tener herramientas múltiples en el carro, una torre revólver con movimientos
automáticos o ambos. Se pueden trabajar varias piezas iniciadas cada una en distintos
tiempos, lo cual aumenta la producción y por tanto, reduce costos.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=fgTAlfaXusQ
Las cadenas cinemáticas incluyen:
 Cambiar la velocidad del husillo
 Hacer retroceder el carro portaherramientas y desplazarlo
 Cambiar la velocidad de avance y la posición de la torre revólver
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
23
Tornos automáticos: Es un torno idéntico al semiautomático con la diferencia de que la
materia prima son barras laminadas de secciones apropiadas en donde se realiza un avance
automático de dicha barra para comenzar un nuevo mecanizado y se sujeta mediante pinzas
de apriete hidráulico automatizadas. Se pueden trabajar una gran masa de piezas pequeñas.
Ver en:
 https://www.youtube.com/watch?v=AIev2CQkOXY
 https://www.youtube.com/watch?v=1QGSS8UQzfo
Torno CNC: El torno CNC es un torno dirigido por control numérico por computadora. Ofrece
una gran capacidad de producción y precisión en el mecanizado por su estructura funcional y
la trayectoria de la herramienta de torneado es controlada por un ordenador que lleva
incorporado, el cual procesa las órdenes de ejecución contenidas en un software que
previamente ha confeccionado un programador conocedor de la tecnología de mecanizado en
torno. Es una máquina que resulta rentable para el mecanizado de grandes series de piezas
sencillas, sobre todo piezas de revolución, y permite mecanizar con precisión superficies curvas
coordinando los movimientos axial y radial para el avance de la herramienta. La velocidad de
giro de cabezal porta-piezas, el avance de los carros longitudinal y transversal y las cotas de
ejecución de la pieza están programadas y, por tanto, exentas de fallos imputables al operario
de la máquina. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=O46TWV4ciaw
Sujeción de piezas
Sujeción de la pieza por plato
Plato universal: Dispone de 3 garras y es autocentrante. Es el más habitual en las operaciones
de torneado. Ver figura 1.
Plato de garras independientes: Cada garra se ajusta de forma independiente a la forma de la
pieza. Ver figura 2.
Plato plano: Se utilizan bridas, tornillos, etc. para amarrar la pieza. Se emplea para sujetar
piezas de gran diámetro y de paredes delgadas. Ver figura 3.
Figura 1: Plato universal Figura 2: Plato de cuatro garras Figura 3: Plato plano
Sujeción de la pieza entre puntos
Reduce las deformaciones, se utiliza para piezas largas. Se utiliza un plato de arrastre para
transmitir la fuerza de rotación necesaria a la pieza. Ver figura 4.
Sujeción de piezas largas
Se usan lunetas como apoyos intermedios para evitar vibraciones. Ver figura 5.
Sujeción de piezas pequeñas
Mediante pinzas intercambiables, se utiliza para piezas de diámetro pequeño. Ver figura 6.
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
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Figura 4: Sujeción de la pieza entre puntos Figura 5: Sujeción de piezas largas
Figura 6: Sujeción de piezas pequeñas
Herramientas de torneado
Las herramientas de torneado se diferencian en dos factores, el material del que están
constituidas y el tipo de operación que realizan. Según el material constituyente, las
herramientas pueden ser de acero rápido, metal duro soldado o plaquitas de metal duro
(widia) intercambiables. La tipología de las herramientas de metal duro está normalizada de
acuerdo con el material que se mecanice, puesto que cada material ofrece unas resistencias
diferentes. El código ISO para herramientas de metal duro se recoge en la tabla más abajo.
Cuando la herramienta es de acero rápido o tiene la plaquita de metal duro soldada en el
portaherramientas, cada vez que el filo se desgasta hay que desmontarla y afilarla
correctamente con los ángulos de corte específicos en una afiladora. Esto ralentiza bastante el
trabajo porque la herramienta se tiene que enfriar constantemente y verificar que el ángulo de
incidencia del corte este correcto. Por ello, cuando se mecanizan piezas en serie lo normal es
utilizar portaherramientas con plaquitas intercambiables, que tienen varias caras de corte para
utilizar además de que se reemplazan de forma muy rápida.
Geometría de la herramienta de corte
En la herramienta de un torno se distinguen el vástago o mango y la cabeza cortante, el
vástago sirve para sujetar la herramienta, en la cabeza cortante se encuentra la cuña de filo.
Filos y superficies en la cuña de filo:
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
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 Filo o corte principal: Está dirigido en la dirección del avance y arranca generalmente la
viruta del lado ancho
 Los filos o cortes secundarios: Son los que no apuntan en la dirección del avance
 Superficie de ataque: Es la superficie de la cuña de filo sobre la cual se desliza la viruta
 Superficies de incidencia: Son las superficies en la cuña de filo que están encaradas con las
superficies de corte formadas.
Ángulos en la cuña de filo:
 El ángulo de incidencia 𝛼, es el formado por la superficie de incidencia y el plano de filo,
debe disminuir la fricción entre las superficies de incidencia y de corte.
 El ángulo de ataque 𝛾, es el formado por la superficie de ataque y el plano de referencia,
cuando es grande facilita el arranque de viruta y la eliminación de las mismas. Un
aumento arbitrario no es posible porque resultaría demasiado pequeño el ángulo de filo.
 El ángulo de filo 𝛽, es el formado por las superficies de ataque e incidencia, cuando es
más agudo la cuña de filo penetra más fácilmente en el material pero se rompe con
facilidad al arrancar virutas de materiales duros porque es menos resistente y además el
calor se elimina más lentamente.
Inserto o Plaquitas
Es una herramienta de corte con una
geometría compleja, presenta filos
cortantes en varias de sus caras, los
insertos son plaquitas de materiales con
excelentes propiedades mecánicas, los
materiales que comúnmente se utilizan
para los insertos son metales duros y
cerámicas.
Los insertos normalmente se montan, se
sujetan en un portaherramientas con
tornillos centrales o con grampas “clamp”.
Dichas plaquitas intercambiables tienen
geometrías muy variadas que dependerán
del proceso de torneado que se desee realizar. Tanto el inserto como el porta-inserto deben
tener una estandarización para que se pueda dar una aplicación universal y de igual forma que
facilite su compra y utilización. Además, algunos insertos presentan un rompe virutas que
tiene como propósito controlar el flujo de viruta durante el mecanizado, eliminar virutas
largas, cortar la viruta cuando se desaloja de la pieza, reducir vibraciones y el calor generado.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=jCNRUOcZUWU
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
26
Viruta
Al final del mecanizado, además de la pieza terminada, lo que queda es el material arrancado
en el proceso de torneado, a éste se lo denomina viruta. La viruta generada en un torno
depende de la herramienta que se use para el corte y sobre todo de la naturaleza del material.
Así la viruta generada en el torneado de una pieza de acero será por lo general rizada y larga,
mientras que la viruta generada en el mecanizado de una pieza de fundición será corta.
Los parámetros de su formación son:
 Velocidad de corte
 Forma de la herramienta
 Velocidad de avance
 Profundidad de la pasada
 Lubricante
Según la operación que se esté realizando con la pieza, existen tres tipos de virutas:
 Viruta arrancada: En los materiales frágiles, quebradizos, como
la fundición o el bronce, las virutas se desprenden de esta forma.
Se da cuando α varía entre 0º y 10º, el material que se va
acumulando sobre la cara de la herramienta sufre cierta
compresión y endurecimiento. La terminación superficial de la
pieza es baja.
 Viruta desprendida: En los materiales tenaces, de alta plasticidad
y a reducidas velocidades de corte las virutas se desprenden de
esta forma. La terminación superficial de la pieza es muy buena.
 Viruta plástica: En los materiales tenaces y a elevadas
velocidades de corte, las virutas se desprenden de esta forma. La
terminación superficial es excelente, muy lisa.
Parámetros de corte
Figura ejemplo de parámetros elementales en torneado
TECNOLOGÍA MECÁNICA
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Velocidad de corte:
Es la velocidad tangencial que existe en el punto de contacto de la herramienta en la pieza. La
velocidad de corte determina la duración de la herramienta. Una alta velocidad de corte
permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera el desgaste de la herramienta.
𝑉𝑐 =
rpm . 𝜋 . 𝐷𝑐
1000
= [𝑚 min⁄ ]; 𝐷𝑐 = 𝑑𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎 [𝑚𝑚]
Velocidad de rotación de la pieza o Velocidad de viruta:
La velocidad de rotación del cabezal del torno se expresa habitualmente en revoluciones por
minuto (rpm).
rpm =
𝑉𝑐. 1000
𝜋. 𝐷𝑐
= [min−1
]
Sección de viruta:
𝑞 = ap. 𝑓 = [mm2]; 𝑎𝑝 = 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑟𝑡𝑒 [𝑚𝑚]; 𝑓 = 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑎𝑣𝑎𝑛𝑐𝑒[
𝑚𝑚
𝑟𝑒𝑣
]
Velocidad de avance:
𝑉𝑓 = 𝑓 . 𝑟𝑝𝑚 [
𝑚𝑚
𝑚𝑖𝑛
]
Fuerza de corte:
La fuerza de corte es un parámetro necesario para poder calcular la potencia necesaria para
efectuar un determinado mecanizado.
𝐹 = 𝑞 . 𝑘 𝑐 = [𝑁]; 𝑘 𝑐 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑟𝑡𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 [
𝑁
mm2
]
Volumen de arranque de viruta:
𝑄 = 𝑉𝑐 . ap . 𝑓 = [mm3
]
Fuerza de avance:
𝐹𝑎 = 0,5. 𝐹 = [𝑁]
Momento torsor:
𝑀 = 𝐹.
𝐷𝑐
2000
= [𝑁. 𝑚]
Potencia absorbida:
𝑃 =
𝑉𝑐 . ap . 𝑓. 𝑘 𝑐
60000
=
𝑉𝑐. 𝑞. 𝑘 𝑐
60000
= [kW]
Tiempo de operación:
𝑡 =
𝐿
rpm . 𝑓
= [𝑠]; 𝐿 = 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑎𝑑𝑎[𝑚𝑚]
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
28
Fresadora
Una fresadora es una máquina herramienta utilizada para realizar trabajos mecanizados por
arranque de viruta con una herramienta dotada de múltiples filos de corte en movimiento de
rotación llamada fresa. Los dientes de la fresa en forma circular tienen la forma de cuñas
cortantes. La fresa realiza el movimiento circular de corte. Los movimientos de avance y de
aproximación son realizados por la pieza con la cual se trabaja. Cuando se fresa, cada filo está
en acción únicamente durante una parte de la revolución de la fresa, en el resto del tiempo de
la revolución, el filo se refrigera. Debido a esto, el trabajo de la herramienta no es tan exigente
como el de la herramienta del torno.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=ikxjlES3ynQ
Movimientos
Movimientos de la herramienta:
El principal movimiento de la herramienta es el giro sobre su eje. En algunas fresadoras
también es posible variar la inclinación de la herramienta o incluso prolongar su posición a lo
largo de su eje de giro.
𝑎 =Movimiento de avance
𝑏 =Movimiento de corte o principal
𝑐 =Camino de trabajo de un diente de fresa
Movimiento relativo entre pieza y herramienta
El movimiento relativo entre la pieza y la herramienta puede clasificarse en tres tipos básicos:
 El movimiento de corte es el que realiza la punta de la herramienta alrededor del eje del
portaherramientas.
 El movimiento de avance es el de aproximación de la herramienta desde la zona cortada a
la zona sin cortar.
 El movimiento de profundización de perforación o de profundidad de pasada es un tipo
de movimiento de avance que se realiza para aumentar la profundidad del corte.
Movimientos de la mesa:
La mesa de trabajo se puede desplazar de forma manual o automática con velocidades de
avance de mecanizado o con velocidades de avance rápido en vacío. Para ello cuenta con una
caja de avances expresados de mm/minuto, donde es posible seleccionar el avance de trabajo
adecuado a las condiciones tecnológicas del mecanizado.
Existen 5 movimientos posibles de la mesa:
 Movimiento longitudinal: Según el eje X, que corresponde habitualmente al movimiento
de trabajo. Para facilitar la sujeción de las piezas, la mesa está dotada de unas ranuras en
forma de T para permitir la fijación de mordazas u otros elementos de sujeción, y además
puede inclinarse para el tallado de ángulos. Esta mesa puede avanzar de forma
automática de acuerdo con las condiciones de corte que requiera el mecanizado.
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
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 Movimiento transversal: Según el eje Y, que corresponde al desplazamiento transversal de
la mesa de trabajo. Se utiliza básicamente para posicionar la herramienta de fresar en la
posición correcta.
 Movimiento vertical: Según el eje Z, que corresponde al desplazamiento vertical de la
mesa de trabajo. Con el desplazamiento de este eje se establece la profundidad de corte
del fresado.
 Giro respecto a un eje longitudinal: Según el grado de libertad U. Se obtiene con un
cabezal divisor o con una mesa oscilante.
 Giro respecto a un eje vertical: Según el grado de libertad W. En algunas fresadoras se
puede girar la mesa 45º a cada lado; en otras, la mesa puede dar vueltas completas.
Procedimientos de fresado
Fresado cilíndrico:
El eje de giro de la fresa se halla dispuesto
paralelamente a la superficie de trabajo
de la pieza. La fresa es de forma cilíndrica
y arranca virutas con los filos de su
periferia. Las virutas producidas tienen
sección con forma de coma. La fresadora
experimenta una carga irregular en
función de la forma de coma de las
virutas. Es poco probable que estén
cortando más de dos dientes al mismo
tiempo. La sección de corte se toma en base a la profundidad de la pasada y al ancho de la
fresa. Vale aclarar que la viruta generalmente es corta y de espesores variables.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=nhcMU_71IRM
Dentro de este procedimiento, se encuentran dos formas de fresado cilíndrico:
 Fresado de contramarcha: La viruta se arranca aquí por el sitio más delgado. Antes de que
los dientes de la fresa penetren en el material, resbalan sobre la superficie que se trabaja,
por esto se produce un fuerte rozamiento. Se elimina el juego del mecanismo de avance
de la pieza (esto generó su uso masivo). La viruta tiene espesor variable, ya que se inicia
con un pequeño espesor y termina con un grueso espesor. El esfuerzo cortante tiende a
levantar la pieza.
 Fresado a favor del avance: La viruta se arranca aquí por el sitio más grueso. Se emplean
grandes profundidades de corte. Como la pieza es fuertemente presionada contra su
apoyo, esto permite que se puedan fresar piezas delgadas. La viruta tiene espesor
variable, ya que se inicia con un grueso espesor y termina con un pequeño espesor. La
fresadora debe ser apropiada para este modo de trabajar, la mesa no debe tener juego,
de lo contrario, la fresa movería a la pieza en la dirección del avance.
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
30
Fresado frontal:
Cada diente arranca una viruta de
espesor uniforme, por ello, la carga
de la fresadora es uniforme. El
rendimiento de la viruta es por lo
general un 15 a 20% más alto que en
el fresado cilíndrico. El pequeño
golpe que pueda producirse en la
periferia de la fresa frontal, no influye
en la terminación superficial de la
pieza. Siempre que sea posible se
deben mecanizar las superficies
planas mediante este tipo de
operación. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=bMHpLDFZNJw
Tipos de fresadoras
Fresadora horizontal:
Con esta máquina se realizan principalmente trabajos de fresado cilíndrico. Su característica es
que el eje de giro del husillo de fresar está dispuesto horizontalmente. Esta máquina permite
realizar principalmente trabajos de ranurado, con diferentes perfiles o formas.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=nhcMU_71IRM
Está compuesto por:
Ver en: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfMdYAK/2011-relatorio-fresadora?part=2
 Cuerpo de la fresadora: Soporta el husillo de fresar horizontalmente dispuesto, los
accionamientos principal y de avance, la mesa de consola móvil con el carro transversal y
mesa fresadora y el carnero*, que suele ir apoyado en un soporte.
*El carnero permite extender el alcance de la mesa de la fresadora para piezas largas.
Ver en: http://www.goimek.com/es/carnero-de-fresadora
 Husillo: Es soportado por cojinetes de fricción o de rodadura. Para garantizar un
funcionamiento sin vibraciones se realiza en dimensiones que le den robustez. Para
sujetar el útil de fresar, la cabeza del husillo tiene un cono exterior y un cono interior. Vale
aclarar que con el paso del tiempo el husillo se desgasta generando juego, para ello,
existen sistemas automáticos para regular el juego.
 Ménsula o Consola: Es el carro móvil que le da el movimiento vertical a la pieza. En
fresadoras simples, su accionamiento es por medio de un volante, el avance puede ser
hidráulico.
 Carro: Es el carro móvil que le da el movimiento transversal a la pieza. En fresadoras
simples, su accionamiento es por medio de un volante, el avance puede ser hidráulico.
 Mesa: Le da el movimiento longitudinal a la pieza. En fresadoras simples, su
accionamiento es por medio de un volante, el avance puede ser hidráulico.
 Mecanismo de accionamiento principal: Da al husillo el movimiento de corte o
movimiento principal. Con el objeto de que la fresa pueda funcionar con la velocidad de
corte más apropiada, el número de revoluciones es variable. Las máquinas son la mayoría
accionadas por un motor eléctrico y a través de juegos de ruedas dentadas se pueden
conseguir hasta 12 o más números de revoluciones accionando una palanca.
 Mecanismo de accionamiento del avance: La pieza se sujeta a la mesa de fresar, para
poderla acercar a la fresa, la consola o ménsula desplaza en altura, el carro transversal lo
hace en sentido lateral y la mesa de fresar en sentido longitudinal. Para conseguir estos
movimientos se utilizan husillos roscados accionados manualmente con manivelas o de
forma automática. Las máquinas grandes tienen carreras de aproximación con las cuales
la pieza se acerca rápidamente a la fresa. Pueden ser automatizadas por un CNC.
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
31
Fresadora vertical:
Con esta máquina se realizan principalmente trabajos de fresado frontal. El eje de giro del
husillo de fresar está dispuesto verticalmente, en donde se encuentra el cabezal porta-fresas.
Este cabezal puede girar de tal modo que el husillo puede adoptar también una posición
inclinada. Los mecanismos de accionamiento principal y de avance no se diferencian del de la
fresadora horizontal. Este tipo de fresadoras son más utilizadas que las fresadoras
horizontales. Pueden ser automatizadas por un CNC.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=umijgPf4jmU
Fresadora universal:
La característica principal de esta máquina es que tiene un husillo principal para el
acoplamiento de ejes portaherramientas horizontales y un cabezal que se acopla a dicho
husillo y que convierte la máquina en una fresadora vertical, otra característica importante es
que la mesa de fresar puede girar hacia la derecha o hacia la izquierda, con esto se hace
posible la ejecución de muchos más trabajos, como por ejemplo, el fresado de ranuras en
espiral. Su ámbito de aplicación está limitado principalmente por el costo y por el tamaño de
las piezas que se pueden mecanizar. En las fresadoras universales, al igual que en las
horizontales, el puente deslizante, conocido como carnero, puede desplazarse de delante a
atrás y viceversa sobre unas guías. Pueden ser automatizadas por un CNC.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=6lxXUCfpLiE
Fresadora CNC:
Las fresadoras CNC son muy similares a las convencionales y poseen las mismas partes
móviles, es decir, la mesa, el cabezal de corte, el husillo y los carros de desplazamiento lateral
y transversal. Sin embargo, no presentan palancas ni manivelas para accionar estas partes
móviles, sino una pantalla inserta en un panel repleto de controles y una caja metálica donde
se alojan los componentes eléctricos y electrónicos que regulan el funcionamiento de motores
destinados a efectuar el mismo trabajo que hacían las palancas y manivelas de las viejas
máquinas. Entre estos componentes se encuentra el CNC, que es una
computadora principalmente responsable de los movimientos de la fresadora a través del
correspondiente software. La combinación de electrónica y motores o servomotores de
accionamiento es capaz de lograr todas las operaciones de fresado posibles.
Las fresadoras CNC están adaptadas especialmente para el fresado de perfiles, cavidades,
contornos de superficies y operaciones de tallado de dados, en las que se deben controlar
simultáneamente dos o tres ejes de la mesa de fresado. Aunque, dependiendo de la
complejidad de la máquina y de la programación efectuada.
La función primordial del CNC es la de controlar los desplazamientos de la mesa, los carros
transversales y longitudinales y/o el husillo a lo largo de sus respectivos ejes mediante datos
numéricos. Sin embargo, esto no es todo, porque el control de estos desplazamientos para
lograr el resultado final deseado requiere el perfecto ajuste y la correcta sincronización entre
los ejes principales y complementarios, el sistema de transmisión, los sistemas de sujeción de
la pieza y los cambiadores de herramientas, cada uno de los cuales presenta sus modalidades y
variables que también deben estipularse adecuadamente.
Este riguroso control lo efectúa un software que se suministra con la fresadora y que está
basado en alguno de los lenguajes de programación numérica CNC, como ISO, HEIDENHAIN,
Fagor, Fanuc, SINUMERIK y Siemens. Este software contiene números, letras y otros símbolos
que se codifican en un formato apropiado para definir un programa de instrucciones capaz de
desarrollar una tarea concreta.
Ver en:
 http://www.demaquinasyherramientas.com/mecanizado/fresadoras-cnc
 https://www.youtube.com/watch?v=CORSb2NtV0Q
 https://www.youtube.com/watch?v=l2my4RMJZWM
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
32
Fresadoras especiales:
Son utilizadas para cumplir una determinada función en la fabricación en serie, adaptadas para
cumplir la operación, además de que pueden ser automatizadas por un CNC, por ejemplo:
 Fresadora paralela
 Fresadora para roscas
Ver en:
 https://www.youtube.com/watch?v=Y-G23cSaIfA
 https://www.youtube.com/watch?v=STiEyJDNd84
 Fresadora de ruedas dentadas
Ver en:
 https://www.youtube.com/watch?v=yPuIwyCNYyQ
 https://www.youtube.com/watch?v=KoHzS9fzmv4
 Fresadora de planear
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=CQ6zjQSEBLY
Fresas
Está constituida por un sólido de revolución cuya superficie presenta un cierto número de
aristas de corte, iguales, equidistantes y simétricas respecto al eje de giro. Las fresas se hacen
preferentemente de acero rápido (SS). Para el caso de fresas grandes, se hace el cuerpo de la
fresa de acero de construcción y se le insertan cuchillas de acero rápido. Las herramientas de
corte más utilizadas en una fresadora se denominan fresas, aunque también pueden utilizarse
otras herramientas para realizar operaciones diferentes al fresado, como brocas para taladrar
o escariadores.
Perfil del diente:
 Los valores de los ángulos varían con el tipo de material a trabajar, así también como con
el tipo de fresa.
 La distancia o paso entre dientes en variable con el material a trabajar. Menor paso
implica mayor cantidad de dientes.
 Al trabajar con metales ligeros y pasos grandes, se forma mayor cantidad de viruta la cual
es arrastrada por los espacios internos entre los dientes.
Ángulo entre dientes:
 𝛼 = ángulo de incidencia
 𝛽 = ángulo de filo
 𝛾 = ángulo de ataque
Tipos de fresas:
Según la forma de los dientes, se distinguen:
 Fresas de dientes puntiagudos o fresadas: El perfil de los dientes es aproximadamente
triangular. Los filos de la fresa son cuneiformes y se obtienen por fresado. Éstos pueden
estar dispuestos paralelamente al eje de la fresa o tener forma helicoidal. Se emplean
para el fresado en superficies planas y en perfilados.
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
33
 Fresas de dientes escalonados o con despulla: El perfil del diente de la fresa es semejante
a un rectángulo, se emplean para el fresado de curvas, arcos circulares y toda clase de
perfiles, así como también ranuras. El ángulo de ataque vale, generalmente, 0º.
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
34
Sujeción de la fresa
La sujeción de la fresa debe ser tal que se asegure un trabajo sin vibraciones para evitar el
rápido desgaste de los dientes más salientes, además cuando la fresa gira excéntricamente,
cada diente trabaja a distinta profundidad lo que provoca ondulaciones en la superficie de la
pieza. Para asegurar una buena sujeción de la fresa, se utiliza un comparador el cual su
desviación no debe ser mayor a 0,05 [𝑚𝑚].
Sujeción de fresa en fresadora horizontal: Esta fresa cilíndrica se fija con un vástago (a), alojado en una cavidad
cónica (b) con un tornillo de sujeción (d). La fresa se fija por medio de una chaveta y es mantenida en su posición
mediante anillos intermedios (g). El extremo izquierdo del vástago se aloja dentro de un rodamiento (e) en donde se
ajusta mediante una tuerca (i)
Sujeción de las piezas
Las piezas tienen que estar sujetas de modo firme y seguro. Si se aflojan mientras se trabajan
pueden inutilizarse o romperse la fresa. Generalmente, las piezas sueltas se sujetan en el
tornillo o mesa de la máquina por medio de bridas y tornillos de sujeción.
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
35
Cuando se trata del mecanizado de muchas piezas de la misma naturaleza, se emplean
dispositivos de sujeción. Estos tienen la ventaja de que se ahorra tiempo en ajustar, centrar y
nivelar la pieza cada vez que se cambia. A su vez, para economizar tiempo, existen dispositivos
de sujeción “dobles” los cuales permiten sujetar dos piezas para que al término del
mecanizado de una, inmediatamente se mecaniza la otra, a este procedimiento se lo llama,
fresado pendular.
Parámetros de corte
Análisis radial
Análisis axial
Velocidad de corte:
Es la velocidad tangencial que existe en el punto de contacto entre un diente de la fresa y la
pieza. La velocidad de corte es el factor principal que determina la duración de la herramienta.
Una alta velocidad de corte permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera el
desgaste de la herramienta.
𝑉𝑐 =
rpm . 𝜋 . 𝐷𝑐
1000
= [
m
min
] ; 𝐷𝑐 = 𝑑𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑓𝑟𝑒𝑠𝑎 [𝑚𝑚]
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
36
Velocidad de rotación de la pieza o Velocidad de viruta:
La velocidad de rotación de la fresase expresa habitualmente en revoluciones por
minuto (rpm).
rpm =
𝑉𝑐 . 1000
𝜋. 𝐷𝑐
= [min−1
]
Velocidad de arranque por revolución:
𝑓𝑛 = 𝑓. 𝑧 𝑛 = [
mm
rev
] ; 𝑧 𝑛 = 𝑐𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑜 𝑖𝑛𝑠𝑒𝑡𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑓𝑟𝑒𝑠𝑎;
𝑓 = 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑎𝑣𝑎𝑛𝑐𝑒 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑜 𝑖𝑛𝑠𝑒𝑟𝑡𝑜 [
𝑚𝑚
𝑟𝑒𝑣
]
Velocidad de avance:
El avance o velocidad de avance en el fresado es la velocidad relativa entre la pieza y la
herramienta, es decir, la velocidad con la que progresa el corte.
𝑉𝑓 = 𝑓. 𝑧 𝑛 . rpm = [
mm
min
]
Volumen de arranque de viruta:
𝑄 = 𝑉𝑓 . ap . 𝑎𝑒 = [
mm3
min
] ; 𝑎𝑒 = 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑎𝑑𝑎 =
𝐷 𝑐
2
= [𝑚𝑚]
𝑎𝑝 = 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑥𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑎𝑑𝑎 [𝑚𝑚]
Momento torsor:
𝑀 =
ae . ap . 𝑉𝑓 . 𝐾𝑐
2000 . 𝜋 . rpm
= [𝑁. 𝑚]
Potencia absorbida:
𝑃 =
ae . ap . 𝑉𝑓 . 𝐾𝑐
60000000
= [kW]
Tiempo de operación:
𝑡 =
𝐿
𝑉𝑓
= [𝑠]; 𝐿 = 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑎𝑑𝑎[𝑚𝑚]
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
37
Perforadora / Taladro
El taladro es una máquina herramienta en donde se
mecanizan la mayoría de los agujeros que se realizan
en la industria y talleres. Se destacan
estas máquinas por la sencillez de su manejo.
Taladrar es arrancar virutas con útiles de uno o de
varios filos (brocas). Los filos están constantemente
en acción. 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. Resulta de interés aclarar que a veces los
agujeros taladrados, para que su superficie interna
tenga una mejor terminación superficial, se realizan
procedimientos de afino, tales como el escariado, el
esmerilado y el bruñido.
Movimientos
 Movimiento de corte o principal: Es el movimiento rotacional o de giro en la broca.
 Movimiento de avance: Lo hace la broca en forma rectilínea contra la pieza, este
movimiento determina el espesor de la viruta.
Mediante la combinación de los movimientos de corte y de avance, los filos de corte de la
broca siguen un camino helicoidal, lo que da lugar a la formación de virutas continuas.
Tipo de perforadoras
Perforadora de columna:
 En el soporte, en forma de columna, van dispuestos el husillo de taladrar, los mecanismos
para el movimiento principal y de avance y la mesa de taladrar.
 En el husillo va dispuesta la broca, en su parte inferior va provisto de unas mordazas o
bien, un agujero cónico en el cual entra la broca.
 El mecanismo del movimiento principal transmite al husillo el movimiento de giro
procedente de un motor eléctrico o de una transmisión. Con el objeto de poder utilizar
distintas velocidades de rotación, el mecanismo principal va dispuesto en forma de poleas
escalonadas o engranajes.
 A nivel industrial, la mesa de taladrar soporta la pieza sujetada por medio de ranuras de
fijación y dispone de canales de captación para recoger el líquido refrigerante.
 Esta máquina se emplea generalmente para taladrar, como máximo, agujeros de 25 mm
de diámetro.
 El inconveniente que tiene es que para agujeros profundos, como el husillo sobresale
mucho de su soporte, puede llegar a provocar que la broca se desvíe fácilmente.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=np-XDcNLQwQ
Perforadora de husillos múltiples:
El cabezal de taladrar va provisto de varios husillos accionados por el husillo principal. En una
sola carrera de trabajo se pueden taladrar varios agujeros. Estas máquinas se utilizan
principalmente en las fabricaciones en serie.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=_c8CRLYau70
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
38
Perforadora en fila:
En una pieza puede haber la necesidad de realizar varios procesos de trabajo, por ejemplo,
taladrado, avellanado y escariado. La máquina se emplea para trabajos en serie.
Ver imagen en: http://image.made-in-china.com/2f0j10kSuaNfEGRgoT/-Taladradora-de-la-
bisagra-m-quina-de-la-.jpg
Perforadora radial:
El carro a taladrar es soportado por el brazo que puede desplazarse sobre éste en forma radial.
El brazo puede girar alrededor de la columna de la máquina y moverse radialmente. La pieza se
fija a la mesa que va provista de ranuras de sujeción. En virtud de las muchas posibilidades de
movimiento, se puede taladrar en varios sitios sin necesidad de cambiar de posición la pieza.
Se emplea para piezas muy voluminosas como bastidores de máquinas, bancadas, mesas,
calderas, laminadoras, etc. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=6rrgglO_1nQ
Broca espiral
Para taladrar se emplea preferentemente la broca espiral. Pero además existen también para
diversos fines un gran número de brocas especiales. El material adecuado para las brocas es el
acero rápido, el mango puede ser de acero de construcción, además, también hay brocas con
filos de metal duro.
El vástago sirve para sujeción en la máquina, este vástago o mango puede ser cilíndrico o
cónico. La parte cortante obtiene su forma fundamental mediante dos ranuras helicoidales. La
sección de material que queda entre las ranuras se llama núcleo. Los filos principales se
forman mediante esmerilado de la punta.
Las brocas deben brindar las siguientes condiciones:
 Agujeros precisos y rectos
 Penetrar fácilmente en el material con el mínimo gasto de energía
 Descargar fácilmente la viruta a lo largo de las ranuras helicoidales
 Máxima duración del filo cortante
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
39
Ángulos en la broca
𝛼 = á𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑐𝑖𝑑𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎; con objeto de que puedan penetrar en el material los filos
principales, las superficies de incidencia caen en forma curvada hacia abajo. El ángulo de
incidencia tiene que tener una magnitud de 5 a 8º.
𝛾 = á𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑡𝑎𝑞𝑢𝑒; este ángulo está formado por el ángulo de las ranuras espirales. Tiene
su medida máxima en las esquinas de los filos y disminuye hacia el centro de la broca hasta
casi 0º. La consecuencia de esto es que la formación de virutas resulta entorpecida hacia el
centro.
𝛽 = á𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑖𝑙𝑜
Elección de la broca
Hay que tener en cuenta lo siguiente:
 Tamaño del agujero: es decisivo para fijar el diámetro de la broca
 Material de la pieza: determina el ángulo de ataque
 Afilado de la broca: influye sobre el rendimiento de la misma, sobre la exactitud de
medidas y la calidad superficial del agujero.
Sujeción de la broca
 Brocas de mango cónico: Se introducen en la cavidad cónica del husillo. Durante el
trabajo, la broca es arrastrada en virtud del rozamiento con la superficie cónica interior
del husillo en que se ha introducido a presión.
 Brocas de mango cilíndrico: Se utilizan portabrocas con dos o tres mordazas de sujeción.
Se sugiere que la broca llegue al fondo del portabrocas con objeto de que no resbale hacia
adentro durante el trabajo, para ello en el fondo de los portabrocas, normalmente vienen
con dos superficies las cuales se adaptan a las superficies del mango de la broca.
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
40
Sujeción de la pieza
Antes que nada, resulta bastante conveniente el marcado con un granete del centro del
agujero que se quiera taladrar. El apoyo horizontal tiene que estar libre de virutas. Al taladrar,
se generan momentos de giro que tienden a hacer girar la pieza, para ello la pieza debe ser
asegurada generalmente con una morza. Para la sujeción de piezas redondas, lo que se utiliza
es el prisma.
Parámetros de corte
Velocidad de corte:
Es la velocidad tangencial que existe en el punto de contacto entre un filo de la broca y la
pieza. La velocidad de corte es el factor principal que determina la duración de la herramienta.
Una alta velocidad de corte permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera el
desgaste de la herramienta.
𝑉𝑐 =
rpm . 𝜋 . 𝐷𝑐
1000
= [
m
min
] ; 𝐷𝑐 = 𝑑𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎 [𝑚𝑚]
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
41
Velocidad de rotación de la pieza o Velocidad de viruta:
La velocidad de rotación del husillo portabrocas se expresa habitualmente en revoluciones por
minuto (rpm). En las taladradoras convencionales hay una gama limitada de velocidades, que
dependen de la velocidad de giro del motor principal y del número de velocidades de la caja de
cambios de la máquina. En las taladradoras de control numérico, esta velocidad es controlada
con un sistema de realimentación que habitualmente utiliza un variador de frecuencia y puede
seleccionarse una velocidad cualquiera dentro de un rango de velocidades, hasta una
velocidad máxima.
rpm =
𝑉𝑐. 1000
𝜋. 𝐷𝑐
= [min−1
]
Sección de viruta:
𝑞 =
𝐷𝑐. 𝑓
4
= [mm2]; 𝑓 = 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑎𝑣𝑎𝑛𝑐𝑒[
𝑚𝑚
𝑟𝑒𝑣
]
Fuerza de corte:
La fuerza de corte es un parámetro necesario para poder calcular la potencia necesaria para
efectuar un determinado mecanizado.
𝐹 = 𝑞 . 𝑘 𝑐 = [𝑁]; 𝑘 𝑐 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑟𝑡𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 [
𝑁
mm2
]
Volumen de arranque de viruta:
𝑄 = 1000 . 𝑉𝑐 . 𝐷𝑐 . 𝑓 = [
𝑚𝑚3
𝑚𝑖𝑛
]
Fuerza de avance:
𝐹𝑎 = 0,5. 𝐹. Sin[𝑘 𝑟] = [𝑁]; 𝑘 𝑟 = á𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑒𝑙 𝑓𝑖𝑙𝑜 𝑦 𝑒𝑙 𝑒𝑗𝑒 𝑑𝑒 𝑔𝑖𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑟𝑜𝑐𝑎 ≅ 60º
Momento torsor:
𝑀 = 𝐹.
𝐷𝑐
2000
= [𝑁. 𝑚]
Potencia absorbida:
𝑃 =
𝑉𝑐 . 𝐷𝑐 . 𝑓. 𝑘 𝑐
240000
=
𝑉𝑐. 𝑞. 𝑘 𝑐
60000
= [kW]
Tiempo de operación:
𝑡 =
𝐿
rpm . 𝑓
=
𝐷𝑐 . 𝐿
318 . 𝑉𝑐 . 𝑓
= [𝑠]; 𝐿 = 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑎𝑑𝑎[𝑚𝑚]
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
42
Alesadora o Mandriladora
Es una máquina herramienta que
tiene como operación principal la de
ensanchamiento cilíndrico, utilizando
un árbol portaherramienta giratorio y
desplegable al que se lo denomina
mandril.
El alesado tiene mucha analogía con
el torneado, ya que el mandril con las
herramientas de corte en él
colocadas, ejecuta el torneado de
superficies cilíndricas interiores, sólo
que en el alesado la pieza permanece
generalmente en reposo y la
herramienta realiza simultáneamente
los movimientos de rotación y de
avance, mientras que en el torno
generalmente la pieza gira y la
herramienta avanza. Con el alesado
es más fácil trabajar superficies
cilíndricas interiores paralelas en
piezas de gran volumen o de difícil
manipuleo. También se hace posible
rebajar o frentear zonas exteriores
normales a los agujeros mandrilados.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=G6Z-1mkqDg0
Procedimientos de alesado
Ejecución de asientos: En ciertas piezas es necesario practicar agujeros cilíndricos de distintos
diámetros para obtener una superficie anular de asiento. Esta operación requiere una
herramienta especial que se adapta al extremo de un mandril con guía. Para escariar plano se
requiere un escariador frontal o bien una cuchilla laminar que se introduce y sujeta en el
extremo mediante un tornillo. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=CXcw00wAdRA
Alesado o torneado cilíndrico interior: Esta operación se realiza haciendo avanzar el mandril en
una dirección paralela al eje de rotación del movimiento principal, el cual es el de
traslación del portaherramienta. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=Z-UhPJltEAo
Frenteado: Esta operación puede realizarse si se dispone en el mandril portaherramienta
animado de un movimiento de rotación, un mecanismo capaz de producir el avance radial de
una herramienta a lo largo de un brazo colocado normalmente al eje de rotación. Este
mecanismo puede estar formado por un par de ruedas cónicas y sistema tornillo-tuerca, esta
última guiada para evitar su rotación.
Alesado o torneado cónico: Para realizar esta operación es necesario disponer de un mandril
con la conicidad deseada y en él, un mecanismo capaz de producir el desplazamiento de la
herramienta a lo largo de una guía.
Alesado o torneado esférico: Esta operación es realizada por un mecanismo piñón-cremallera
alojado en el interior del mandril portaherramienta. Es consecuencia de la rotación del mandril
alrededor de su eje y de un movimiento de rotación incompleto de la herramienta alrededor
de un punto centro perteneciente a dicho eje.
Roscado: Esta operación puede realizarse empleando fresas de roscar que se fijan al extremo
del mandril mediante chaveta y tuerca de seguridad. Es necesario prever un
acoplamiento elástico que desacopla la fresa, apenas esta encuentra una resistencia al avance
superior a la resistencia opuesta al corte, por el material que se trabaja.
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
43
Herramientas
Las herramientas utilizadas para ejecutar el alesado son: herramientas de filo monocortante;
herramientas cuchillas de simple y doble filo; escariadores fijos.
El trabajo de alesado o torneado cilíndrico interior se realiza preferentemente usando
herramientas de filo monocortantes y cuchillas, las cuales son de dimensiones reducidas, pues
deben actuar en el interior de las piezas y no solamente para trabajar con diámetros
reducidos, sino también a profundidades o longitudes apreciables. La posición exacta de la
herramienta tiene excepcional importancia para obtener así el alesado al diámetro exacto.
Tipos de alesadoras
Alesadora horizontal universal:
Las máquinas alesadoras modernas pueden ejecutar una serie de operaciones distintas,
taladrado, escariado, alesado o torneado interior y aun fresado, por todo ello deben
considerarse como máquinas universales.
La bancada amplía y robusta tiene forma de caja y presenta guías amplias para el
desplazamiento del carro y ofrece las bases de apoyo para el montante del cabezal y del
auxiliar. El montaje principal es hueco y de sección cuadrangular, con guías para el
desplazamiento vertical del cabezal, mediante mecanismos de tornillo-tuerca.
El cabezal es la parte más importante de la máquina, pues soporta al husillo, le comunica el
movimiento de rotación y el de avance. El cabezal en sí, es una caja de velocidades para ambos
movimientos. En la salida, el husillo presenta un plato que permite realizar el frenteado de las
piezas así como también presenta la cavidad tronco-cónica en la que es posible alojar la mecha
helicoidal, el escariador y aún la fresa para las consiguientes operaciones de trabajo.
Alesadora vertical universal:
La misma condición de universalidad enunciada en la alesadora horizontal, caracteriza también
a esta máquina. Tanto la una como la otra, se presentan admirablemente para ejecutar una
serie de operaciones sucesivas y distintas, sin variar la posición de la pieza, anclada sobre la
mesa. Esta evita los inevitables errores de paralelismo, perpendicularidad y axialidad, lo que
conduce también a una reducción de costos.
Alesadora con múltiples unidades:
Sirve para disminuir los costos y para realizar simultáneamente varias operaciones sin
modificar los dispositivos de montaje en la fabricación por grandes series.
Escariador
Es una herramienta giratoria
de varios filos de corte a los
que se le da un movimiento
giratorio y un avance axial.
Esta herramienta arranca
virutas con sus filos los
cuales están constantemente
en acción realizando un
trabajo de regulación de
superficies interiores
cilíndricas, cónicas y
perfiladas. Para su empleo, previamente se requiere de una perforación. El escariador
generalmente se hace de acero rápido (SS), a veces se ponen dientes o filos de metal duro.
Ver en:
 https://www.youtube.com/watch?v=BYEK12EJviE
 https://www.youtube.com/watch?v=nj7AJzhxEsc
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
44
Los escariadores deben brindar las siguientes condiciones:
 Diámetros exactos y dentro de las tolerancias permitidas
 Los dientes deben presentar un buen filo
 Los ángulos de corte, la velocidad de corte y avance se deben adecuar al material a
trabajar
Partes del escariador
 Mango: es la parte por la cual se coge el escariador para trabajar con él. Puede ser
cilíndrico o cónico. Los cilíndricos se utilizan para escariar a mano y suelen llevar en su
extremo una mecha cuadrada. Los cónicos son iguales a los mangos cónicos de las brocas.
 Cuerpo: es la parte cortante del escariador. Está cubierto por unas ranuras rectas o
helicoidales.
 Punta: es el extremo del cuerpo que tiene una ligera conicidad para facilitar la entrada. Es
la parte principal del escariador porque de ella depende el conseguir un buen
rendimiento; el filo de los dientes de la punta son los que cortan la mayoría del material,
mientras que los filos del cuerpo no hacen más que aislar y dejarlo a la medida precisa.
Tipos de escariadores
Fijos: Permiten ensanchar y regularizar agujeros de hasta 100 mm de diámetro, puede ser
usado en cualquier máquina cuyo movimiento principal sea la rotación (taladro, fresadora,
alesadora).
Frontales: Similar a la fresa cilíndrica, se emplea en asientos cilíndricos planos, en agujeros de
pequeños diámetros.
De disco: Los bordes cortantes están en la superficie cilíndrica y producen el calibrado de
grandes agujeros. El espesor del disco puede ser hasta de 6 𝑚𝑚.
De manguito: Presentan bordes cortantes helicoidales interiormente cilíndricos.
Para agujeros grandes: Está compuesto con una cuchilla para recortar o con cuchilla cilíndrica.
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
45
Aserradora
Es una máquina herramienta que emplea una operación de corte de material con arranque de
viruta realizada con una herramienta de dientes múltiples triangulares llamada hoja de sierra
la cual tiene la capacidad de realizar un corte rápido y preciso.
Tipos de aserradoras
Serruchos alternativos: Presiona por el propio peso sobre la pieza. El movimiento alternativo se
logra mediante el mecanismo biela-manivela. La velocidad de corte ronda entre los 20 y los 40
m/min. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=mX4apLIlEyw
Sierras circulares: Usan sierras a disco el cual, el movimiento de corte lo realiza un motor
eléctrico y el movimiento de avance se realiza en guías mediante un brazo deslizante. El corte
es de gran precisión. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=GH89jKkceB0
Sierra de cinta sinfín: Usadas para recortar o contornear, el corte es fino y rápido.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=5Ya9wyr7dnk
Sierras abrasivas: Son sierras de corte rápido y con una alta calidad de terminación. El corte es
de gran precisión. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=lmEGZ4Ahtkw
Cepilladora
Es una máquina herramienta que realiza la operación de arrancar virutas con un útil de un solo
filo que no está continuamente en acción, las virutas se arrancan de la pieza en forma de tiras
en cada carrera de trabajo. Las cepilladoras se prestan para trabajar con piezas largas, para
aumentar la eficiencia de la máquina se trabaja con varias cuchillas simultáneamente y
desplazadas entre sí. En el cepillado la pieza realiza el movimiento de corte, el cual es un
movimiento rectilíneo alternativo, la carrera de corte puede llegar en algunas cepilladoras
hasta los 20 m. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=HV1m91v_9Zg
Movimientos
Movimiento de corte o principal: Está dispuesto en la bancada de la máquina y transmite a la
mesa el movimiento alternativo. Existen accionamientos de engranajes e hidráulicos. La mesa
tiene en su parte inferior una cremallera en la cual una rueda dentada accionada por un motor
eléctrico a través de un sistema de engranajes genera el movimiento. Para ahorrar tiempo, la
velocidad de la mesa es mayor en la carrera de retroceso que en la carrera de trabajo.
Movimiento de avance: Es intermitente, la pieza ya sujeta es movida contra el útil.
Movimiento de ajuste: Sirve para graduar el espesor de la viruta, se obtiene mediante el
movimiento del útil en altura.
Sujeción de las piezas
Para ello, la mesa está provista de ranuras en T. La superficie de sujeción debe ser lo
suficientemente grande ya que si es pequeña, la presión por unidad de superficie podría
resultar excesivamente grande y podrían quedar marcas en la pieza debido a la fricción entre
los vértices de las ranuras y la pieza. Además las virutas interpuestas hacen que la sujeción no
sea buena y por esta razón deben limpiarse las superficies correspondientes antes de proceder
con la sujeción.
Sujeción para piezas pequeñas: Se sujetan en el tornillo
de la máquina, la pieza se levanta algo al cerrar la
mordaza móvil y por esta razón hay que apretarla
contra el fondo. Se puede complementar la sujeción con
piezas paralelepipédicas sin que dificulte las mediciones
y el trabajo durante el mecanizado.
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
46
Sujeción para piezas grandes: Se sujetan sobre la mesa de cepillar, se emplean como medios
de sujeción tornillos y bridas. Las cabezas de los tornillos y las bridas tienen que presionar a la
pieza de tal forma que apoye toda su superficie, con ello la presión en la pieza queda bien
distribuida.
Cuchilla para cepilladora
Son muy similares a las cuchillas del torno en cuanto a forma y material. Hay dos tipos de
cuchillas:
Cuchillas para desbastar: Deben arrancar en poco tiempo la mayor cantidad posible de viruta,
las grandes secciones de viruta exigen una forma robusta del filo.
Cuchillas para afinar: Le dan a la superficie trabajada un aspecto limpio y por esta razón los
filos son redondeados o planos ya que, al ser los filos curvados o planos, se flexionan hacia
atrás separándose de la pieza al encontrar un punto duro lo que provoca que la superficie de la
pieza no se deteriore.
Mortajadora
Es una máquina herramienta que realiza la operación de arrancar virutas con un útil de un solo
filo que no está continuamente en acción, las virutas se arrancan de la pieza en forma de tiras
en cada carrera de trabajo. Esta máquina es similar a la cepilladora, su diferencia es que la
herramienta realiza el movimiento de corte.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=e8JN-Xno8sA
Tipos de mortajadoras
Mortajadora horizontal o cepilladora corta: Esta máquina se presta para trabajar piezas
pequeñas hasta 800 mm de longitud.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=8yIlWH9zDEI
Movimientos
Ídem a cepilladora.
Sujeción de las piezas
Ídem a cepilladora.
Cuchilla para la mortajadora
Ídem a cepilladora.
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
47
Mortajadora vertical: Esta máquina se presta para realizar ranuras interiores, dentados
interiores, vaciados, perfilados con bordes curvos, etc. Como ésta máquina trabaja de modo
muy lento, ha sido reemplazada por la brochadora para trabajos en grandes series.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=9gQcsD1nTHY
Movimientos
Movimiento de corte o principal: Se consigue mediante un mecanismo de biela y cigüeñal, de
acuerdo con el desplazamiento del muñón del cigüeñal pueden obtenerse distintas longitudes
de carrera en el carro portaútil.
Movimiento de avance: Se da por desplazamiento transversal o circular de la pieza. Una rueda
de trinquete da lugar al movimiento intermitente.
Herramientas
Se usan útiles de una sola pieza o portaherramientas con cuchillas postizas, la forma de los
filos están en función del sentido del movimiento de corte y el espacio libre dentro del cual se
va a trabajar.
Brochadora
Es una máquina herramienta la cual se presta para modificar un agujero o contorno exterior de
una pieza para obtener una forma determinada, generalmente ranuras mediante una brocha.
La brocha es una herramienta muy cara y delicada y por eso existen chaveteros con
dimensiones normalizadas y ejes estriados también normalizados. Las brochadoras se utilizan
para hacer dentados interiores en agujeros de muchos engranajes los cuales se montan, por
ejemplo, en cajas de velocidades para permitir su desplazamiento cuando se efectúa un
cambio de velocidades. También se emplean estas máquinas para mecanizar el chavetero de
muchas poleas y engranajes fijos.
Ver en:
 https://www.youtube.com/watch?v=fPkc7PHLlMM
 https://www.youtube.com/watch?v=uli0ByD0SQA
 https://www.youtube.com/watch?v=I8jh6u4pNuo
 https://www.youtube.com/watch?v=jbv6KCfHmII
 https://www.youtube.com/watch?v=ly5wYFm4nrk
Movimientos
Movimiento de corte o principal: Está dispuesto en la brocha la cual realiza un movimiento
rectilíneo, la acción de corte se ejerce en forma gradual por numerosos bordes cortantes que
constituyen la brocha. En algunos casos se le agrega un movimiento de rotación para estrías
helicoidales.
Movimiento de avance: El movimiento de avance queda cumplido por los filos de la brocha los
cuales son cada vez más grandes.
Tipos de brochadoras
Existen brochadoras de interiores y exteriores y, a su vez, ambas en tipo horizontal y vertical.
Las máquinas horizontales son más baratas que las verticales y tienen aplicaciones más
variadas, pero su rendimiento es menor, además de ocupar más espacio en el lugar de trabajo.
Sujeción de las piezas
En el brochado interior la pieza es empujada por la presión de trabajo contra la mesa, lo cual
implica que la pieza no necesita estar sujeta de ningún modo especial.
En el brochado exterior la presión unidireccional sobre la pieza exige que ésta quede sujeta en
montajes especiales.
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
48
Herramientas
Las brochas se hacen de acero templado, los dientes son cada vez más altos y se adaptan en el
extremo de la brocha a la forma del perfil deseado. Los filos de las brochas son duros, agudos y
por tanto, delicados. Para evitar que se deterioren no deben entrar en contacto con puntos
duros.
Sujeción de las brochas:
La brocha para interiores se sujeta por su mango en el soporte correspondiente, la parte de
guía debe ajustar con juego muy ligero en el agujero previamente taladrado con el objeto de
llevar la pieza a una posición centrada.
La brocha para exteriores van fijas en soportes portaútiles.
Rectificadora
La rectificadora es una máquina herramienta, utilizada para realizar mecanizados por abrasión,
con alta precisión dimensional y terminación superficial a piezas ya mecanizadas con otras
máquinas herramientas. En el rectificado o esmerilado de piezas se trata de eliminar las
irregularidades (rebaba) o de conseguir piezas redondas o planas de gran exactitud de medidas
y de elevada calidad superficial (rectificado). El esmerilado es un procedimiento de trabajo con
arranque de viruta mediante filos cortantes de forma geométricamente indeterminada (granos
abrasivos). Como útil de esmerilado se emplea generalmente un disco rotativo llamado muela,
en el cual, de su superficie resaltan granos de material abrasivo que dan lugar con sus aristas y
vértices al arranque de virutas. Las muelas están compuestas por granos abrasivos, duros y de
cantos afilados unidos entre sí por un material aglutinante.
Muelas de esmerilar
El rectificado de la pieza se realiza mediante muelas de esmeril las cuales están formadas por
dos elementos:
 Mordiente o abrasivo: Es un cristal de formas agudas, puede ser natural (cuarzo, sílice) o
artificial (Alundum, carburo se silicio, diamante negro)
 Aglutinante o cemento: Los innumerables granos abrasivos se mezclan con un material
aglutinante y se moldea para darle la forma de disco. Los tipos de aglutinantes son:
aglutinante cerámico, de magnesita, de silicato, de caucho, goma laca y resina sintética.
Formas de las muelas: Para distintos trabajos de esmerilado existen muchas muelas de formas
adecuadas a ellos, la forma y las dimensiones de las muelas están normalizadas.
Manejo de las muelas de esmerilar: Las muelas son frágiles y deben ser protegidas contra
choques y golpes, para ello, deben guardarse en un sitio seco y sin tener fuerte contacto de
apoyo.
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
49
Sujeción de la muela: Se sujeta en el husillo portamuela entre dos bridas vaciadas en su parte
central por torneado para evitar un fuerte contacto, con el objeto de que la muela trabaje
uniformemente y se obtenga una superficie esmerilada limpia, debe ser equilibrada
previamente. Ver: Riesgos mecánicos 3
Elección de la muela:
La elección de la muela más conveniente debe hacerse siempre consultando catálogos y
prospectos de las casas de fabricantes. Aunque, también, se recomienda que:
 Las piedras grandes y anchas deben ser más blandas que las pequeñas y delgadas.
 Las piedras para rectificar superficies planas deben ser más blandas que las utilizadas para
rectificar cilindros.
 Para materiales duros, se requieren piedras blandas y para materiales blandos piedras
duras.
 Cuanto más grande es la velocidad de la piedra, menor debe ser la dureza de ésta.
Formas de rectificado
A continuación, se muestran las diferentes formas en la que se pueden utilizar las
rectificadoras:
Tipos de rectificadoras
 Rectificadoras planeadoras o tangenciales: Constan de un cabezal provisto de una muela y
un carro longitudinal que se mueve en forma de vaivén en el que se coloca la pieza a
rectificar. También puede colocarse sobre una plataforma magnética. Generalmente se
utiliza para rectificar matrices, calzos y ajustes con superficies planas.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=94TwlZ_tPzc
TECNOLOGÍA MECÁNICA
RESUMEN
50
 Rectificadora sin centros (centerless): Consta de dos
muelas, una de corte y otra de arrastre girando a
distintas velocidades, además están ligeramente
oblicuas con el objeto de que se genere un movimiento
de avance en la pieza la cual se encuentra en una
posición más alta que el centro de giro y apoyada por
una regla, con ello no requiere ningún mecanismo se
sujeción. Permite automatizar la alimentación de las piezas, facilitando el funcionamiento
continuo y la producción de grandes series. Se utilizan para el rectificado de pequeñas
piezas cilíndricas, como bulones, casquillos, pasadores, etc.
Ver en:
 https://www.youtube.com/watch?v=y3SxF3HsqRo
 https://www.youtube.com/watch?v=ZeSVmpRKoaM
 https://www.youtube.com/watch?v=WHSkxJKYqhw
 Rectificadoras universales: Se utilizan para todo tipo de rectificados en diámetros
exteriores de ejes. Son máquinas de gran envergadura cuyo cabezal portamuelas tiene un
variador de velocidad para adecuarlo a las características de la muela que lleva
incorporada y al tipo de pieza que rectifica.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=GE8sD5MGP1E
Procedimientos de acabado de piezas
Los agujeros taladrados o fresados aun después de haber sido rectificados, conservan
pequeñas irregularidades. Mediante el acabado se trata de hacer que las piezas que se
fabrican respondan a las más altas exigencias en cuanto a exactitud de dimensiones y la
calidad superficial. El pulido, bruñido, torneado de precisión y electroerosión son los
procedimientos de acabados más importantes a saber:
Pulido: Operación realizada con un abrasivo que desgastando las superficies metálicas les da
cierto acabado superficial.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=DmYx8df0sK8
Bruñido: Paso posterior, elimina cualquier traza visible que queda, a las piedras (interiores) o
barretas (exteriores) abrasivas se les agrega una pasta y luego estos actúan sobre la pieza.
Ver en:
 https://es.wikipedia.org/wiki/Bru%C3%B1ido
 https://www.youtube.com/watch?v=nyonEECX7Fw
 https://www.youtube.com/watch?v=VZE5rkMjEmM
Torneado de precisión: Mediante este procedimiento se consiguen piezas listas para el
montaje, los filos de los útiles se emplean de metal duro o diamante.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=zQWr95Xw5N0
Electroerosión: En este caso se arrancan partículas de material por medio de chispas eléctricas.
El proceso de electroerosión consiste en la generación de un arco eléctrico entre una pieza y
un electrodo en un medio dieléctrico para arrancar partículas de la pieza hasta conseguir
reproducir en ella las formas del electrodo. Ambos, pieza y electrodo, deben ser conductores,
para que pueda establecerse el arco eléctrico que provoque el arranque de material. La
electroerosión se presta para trabajar materiales duros como aceros templados y muy aleados.
Ver:
 Mecanizado por electrodo en: https://www.youtube.com/watch?v=YWYW8m8nJ7Y
 Mecanizado por hilo en: https://www.youtube.com/watch?v=ZVPlf2kZiCM
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Mecanizado con y sin arranque de virutas

  • 1. Tecnología Mecánica Resumen UTN Facultad Regional San Francisco – Córdoba – Argentina Andretich, Andrés Sebastián 30-7-2015
  • 2. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 1 Índice General Capítulo I: Metrología  Medición  Tolerancias Capítulo II: Mecanizado con arranque de virutas  Conceptos fundamentales  Máquinas herramientas  Capítulo III: Mecanizado sin arranque de virutas  Conceptos fundamentales  Procedimientos en frío y caliente  Fundición  Tecnología de las soldaduras Procesos de producción de piezas Bibliografía
  • 4. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 3 Metrología Medición Efectuar una medición, significa encontrar la diferencia de valores entre dos cantidades. En mediciones de distancias, no siempre existen los dos puntos en forma visible, por ejemplo: diámetros, profundidades, espesores; en este caso la condición se toma como distancia entre dos planos paralelos, o entre superficies cilíndricas y aún esferas. Las mediciones realizadas, nunca son rigurosamente exactas, dependen del operador que realiza la medición, del grado de precisión del instrumento, de la temperatura sobre los instrumentos y las piezas y otros factores imponderables (presión, humedad, etc.). Modos de medición La medición se puede realizar de dos modos distintos:  Por lectura directa: En general, cualquier instrumento con el cual se puede leer una dimensión expresada por números o gráficamente. Se emplea la regla milimetrada o pie de rey, compas de corredera o calibre, tornillo micrométrico, etc.  Por comparación: Esta medición no requiere lectura sino comparación con una dimensión dada. Se emplean compases, escuadras, peines de rosca (galga de roscas), sondas, etc. Instrumentos para la medición de longitudes  Cinta métrica  Regla graduada  Calibre. Ver en: https://es.wikipedia.org/wiki/Calibre_(instrumento)  Micrómetro. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=ATXOwIYp7c4  Reloj comparador. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=JpHm6uNfR14  Interferómetro  Odómetro  Sondas Instrumentos para la medición de ángulos  Goniómetro. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=LsYDj6LRuaU  Sextante  Transportador  Con esferas y cilindros calibrados Mediciones Específicas Roscas Instrumento de medición del paso de roscas Galga de roscas: Es un instrumento de comparación utilizado para medir el paso de la rosca de un tornillo o de un agujero con rosca interior. Vale aclarar que no se utiliza como instrumento de medida de precisión. Este mecanismo permite al usuario determinar el perfil de una rosca dada y clasificarla rápidamente según su forma y paso. Ver en:  http://www.measurecontrol.com/wpcontent/uploads/2009/12/controles%20de%20ro sca.pdf  https://www.youtube.com/watch?v=ZGJV09q2nHE Calibre para roscas: La verificación se hace midiendo el diámetro medio de la rosca, el procedimiento consiste en enrollar en la acanaladura de la rosca un alambre calibrado y con ello, mediante relaciones matemáticas, se puede calcular el diámetro medio y el paso.
  • 5. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 4 Ruedas Dentadas La verificación de engranajes consiste en poder controlar los distintos parámetros que lo definen. Para medir el espesor cordal se utilizan pie de rey (calibre) de doble nonio y micrómetros de platillo. La medición del espesor de los dientes mediante pie de rey de doble nonio, sólo se utiliza por lo general cuando se trata de engranajes de módulo grande y mecanizado de desbaste. Para medir el espesor de engranajes de precisión se utiliza un micrómetro de platillo y se selecciona el número de dientes a abrazar para que el contacto entre los flancos de los dientes y los platillos se produzca en la circunferencia primitiva. La medición mediante comparadores se utiliza con patrones de puesta a punto para cada operación de control. La verificación en proyector de perfiles se utiliza para medir sobre la imagen amplificada o utilizando plantillas adecuadas para verificar todas las características del engranaje. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=kHMwAguK2EE La medición de la excentricidad de un engranaje que es el descentramiento del diámetro primitivo respecto al eje de referencia de la pieza, se puede verificar:  Con comparador y varilla calibrada  Por rodadura contra un perfil patrón Los engranajes maestros se clasifican en varias calidades de acuerdo con DIN3790 y 58420. Sus dientes una vez mecanizados pasan por un proceso de súper acabado. Durante la medición según este principio los engranajes a controlar se hacen engranar con engranajes maestros. Ver en: https://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1lculo_de_engranajes#/media/File:Partes_engranaje.png Tolerancias Se define tolerancia a la variación admitida de la dimensión de un elemento con respecto a la establecida. Las tolerancias se pueden clasificar en dos grupos:  Tolerancias dimensionales  Tolerancias geométricas: Macrogeométricas y microgeométricas Tolerancias dimensionales Son las que se aplican a las cotas de diámetros, largos, espesores, profundidades, distancias entre ejes, etc. Para declarar los parámetros que se utilizan para el cálculo de las tolerancias, se analizará la siguiente figura compuesta por el ajuste de un eje y un agujero:
  • 6. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 5 𝐽 𝑚á𝑥 = 𝐿 𝑠 − 𝑙𝑖 = 𝐷 𝑠 − 𝑑𝑖 ; 𝐽 𝑚í𝑛 = 𝐿𝑖 − 𝑙 𝑠 = 𝐷𝑖 − 𝑑 𝑠 La nomenclatura a usar es: N = cota nominal o diámetro nominal T = tolerancia del agujero t = tolerancia del eje Ls = diámetro máximo o límite superior del agujero Li = diámetro mínimo o límite inferior del agujero ls = diámetro máximo o límite superior del eje li = diámetro mínimo o límite inferior del eje Ds = diferencia superior o discrepancia superior del agujero Di = diferencia inferior o discrepancia inferior del agujero ds = diferencia superior o discrepancia superior del eje di = diferencia inferior o discrepancia inferior del eje En donde las relaciones entre estos parámetros son: Resulta interesante aclarar que los valores de los límites y las tolerancias son siempre positivos, no ocurre lo mismo con los valores de discrepancias, las cuales toman valores positivos cuando se encuentran sobre la línea de ceros y negativos cuando están por debajo de ésta línea. De estos parámetros, se pueden calcular los juegos máximos y mínimos entre el eje y el agujero con las siguientes relaciones: Agujero Eje 𝑇 = 𝐿 𝑠 − 𝐿𝑖 𝑡 = 𝑙 𝑠 − 𝑙𝑖 𝐿 𝑠 = 𝑁 + 𝐷𝑠 𝑙 𝑠 = 𝑁 + 𝑑 𝑠 𝐿𝑖 = 𝑁 + 𝐷𝑖 𝑙𝑖 = 𝑁 + 𝑑𝑖 𝑇 = 𝐷𝑠 − 𝐷𝑖 𝑡 = 𝑑 𝑠 − 𝑑𝑖
  • 7. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 6 Para facilitar el estudio y aplicación de las tolerancias dimensionales, se dividen estructuralmente en dos factores: calidad y posición Calidad Es la mayor o menor amplitud de la tolerancia, que relacionada con la dimensión básica, determina la precisión de la fabricación. Para entender mejor el propósito de la calidad de una pieza, considere dos piezas de igual dimensión básica con tolerancias diferentes, la pieza que tenga menor tolerancia tiene mayor precisión (menor grado de calidad); si dos piezas tienen igual tolerancia, pero diferentes dimensiones básicas, la pieza con mayor dimensión es más precisa (tiene menor grado de calidad). Vale aclarar que a menor grado de calidad, mayor precisión y menor tolerancia. A continuación se detallará una tabla que muestra la forma en que la ISO organizó un sistema de dieciocho calidades designadas por: 𝐼𝑇 01, 𝐼𝑇 0, 𝐼𝑇 1, 𝐼𝑇 2, 𝐼𝑇 3, … , 𝐼𝑇 16, cuyos valores de tolerancia se indican para 13 grupos de dimensiones básicas, hasta un valor de 500 mm. De los datos se puede notar que la tolerancia depende tanto de la calidad como de la dimensión básica. Tolerancias fundamentales en [µm] (tolerancias ISO, menos de 500 mm) Grados de tolerancia normalizados Para elegir la calidad es necesario tener en cuenta que una excesiva precisión aumenta los costos de producción, requiriéndose máquinas más precisas; por otro lado, una baja precisión puede afectar la funcionalidad de las piezas. Es necesario conocer las limitaciones de los procesos de producción, en cuanto a precisión se refiere y los grados de calidad máximos que permiten el buen funcionamiento de los elementos.
  • 8. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 7 Para el empleo de las diversas calidades se definen los siguientes rangos: Para agujeros:  Las calidades 1 a 5 se destinan para calibres (instrumentos de medida).  Las calidades 6 a 11 para la industria en general (construcción de máquinas).  Las calidades 11 a 16 para fabricaciones bastas tales como laminados, prensados, estampados, donde la precisión sea poco importante o en piezas que generalmente no ajustan con otras. Para ejes:  Las calidades 1 a 4 se destinan para calibres (instrumentos de medida).  Las calidades 5 a 11 para la industria en general (construcción de máquinas).  Las calidades 11 a 16 para fabricaciones bastas. Además, resulta interesante dar una lista de las calidades que se consiguen con diferentes máquinas herramientas. Debido a que las máquinas modernas son más precisas, los grados de calidad obtenidos con las mencionadas a continuación podrían ser menores:  Con tornos se consiguen grados de calidad mayores de 7.  Con taladros se consiguen: calidades de 10 a 12 con broca y de 7 a 9 con escariador.  Con fresas y mandrinos se obtienen normalmente calidades de 8 o mayores, aunque las de gran precisión pueden producir piezas con calidad 6.  Con rectificadoras se pueden obtener piezas con calidad 5. Posición Además de definir las tolerancias mediante la elección de la calidad de los elementos que hacen parte de un ajuste, es necesario definir las posiciones de las zonas de tolerancia, ya que de esta manera queda definido el tipo de ajuste. Nótese que en vez de definir un juego o un aprieto para el ajuste, se eligen las dos posiciones de tolerancia, la del eje y el agujero, quedando definido un juego mínimo (o aprieto máximo) y un juego máximo (o aprieto mínimo). Mediante fórmulas empíricas, la ISO ha definido 28 posiciones de tolerancia para ejes y 28 para agujeros, las cuales se ubican respecto a la línea de referencia, con el fin de normalizar tanto ajustes como tolerancias. Las distintas posiciones de tolerancia, designadas con letras minúsculas, para ejes, y mayúsculas, para agujeros, están representadas en la siguiente figura. En la figura, se observa que se crea juego a medida que la posición se acerque a A o a y se crea apriete a medida que la posición se acerque a Z o z.
  • 9. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 8 La siguiente figura muestra una forma alternativa de las posiciones de las zonas de tolerancia con el objeto de entender desde otro punto de vista a éstos parámetros. Discrepancias en función de las posiciones A continuación, se muestran las relaciones de discrepancias en función de las posiciones que a su vez están dependiendo del diámetro nominal de la pieza. La discrepancia inferior del agujero y la discrepancia superior del eje son las que se dan en la siguiente tabla: La siguiente tabla expresa una estimación de la utilización de ciertos ajustes en función de la posición: Posición Utilización 𝐴𝑎 − 𝐵𝑏 − 𝐶𝑐 − 𝐷𝑑 − 𝐸𝑒 − 𝐹𝑓 − 𝐺𝑔 Agujeros y ejes con ajustes móviles 𝐻ℎ Agujeros y ejes con ajustes deslizantes 𝐽𝑗 − 𝐾𝑘 Agujeros y ejes con ajustes inciertos 𝑀𝑚 − 𝑁𝑛 − 𝑃𝑝 − 𝑅𝑟 − 𝑆𝑠 − 𝑇𝑡 − 𝑈𝑢 − 𝑉𝑣 − 𝑋𝑥 − 𝑌𝑦 − 𝑍𝑧 Agujeros y ejes con ajuste con apriete Agujero Eje 𝑫𝒊 = 𝒅 𝒔 [µm] A a 64 . 𝐷 𝑛 0,50 B b 40 . 𝐷 𝑛 0,48 C c 25 . 𝐷 𝑛 0,46 D d 16 . 𝐷 𝑛 0,44 E e 11 . 𝐷 𝑛 0,41 F f 5,5 . 𝐷 𝑛 0,41 G g 2,5 . 𝐷 𝑛 0,34 H h 0 J j 𝑇/2 K k 0,6 . 𝐷 𝑛 0,33 M m 2,8 . 𝐷 𝑛 0,33 N n 5 . 𝐷 𝑛 0,34 P p 5,6 . 𝐷 𝑛 0,41
  • 10. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 9 Descripción y aplicaciones de los ajustes preferentes: Diferencia entre SEU y SAU  En el SEU los diferentes juegos o aprietos son obtenidos variando la posición de la zona de tolerancia en el agujero y dejando fija la posición de tolerancia en el eje. La zona de tolerancia está en posición ℎ, por tanto 𝑑 𝑠 = 0. Además, se considera diámetro nominal al diámetro del eje.  En el SAU los diferentes juegos o aprietos son obtenidos variando la posición de la zona de tolerancia en el eje y dejando fija la posición de tolerancia en el agujero. La zona de tolerancia está en posición 𝐻, por tanto 𝐷𝑖 = 0. Además, se considera diámetro nominal al diámetro del agujero. Es preferible éste sistema debido a que es más fácil ajustar la medida de un eje. (Vale aclarar que la confección de agujeros, si se realiza abriendo la cavidad con broca y calibrando la medida mediante escariador, la citada dificultad se reduce, pero los escariadores no son económicos por encima de los 50 mm de diámetro.
  • 11. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 10 Tolerancias macrogeométricas En determinadas ocasiones, como por ejemplo, mecanismos muy precisos, piezas de grandes dimensiones, etc., la especificación de tolerancias dimensionales puede no ser suficiente para asegurar un correcto montaje y funcionamiento de los mecanismos. Para ello, existen las tolerancias geométricas con el objeto de mejorar la forma, posición y orientación de los diferentes elementos constructivos de las piezas. A continuación, se muestran las tolerancias geométricas más comunes a utilizar: Tolerancias de forma
  • 13. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 12 Tolerancias de posición Tolerancias de oscilación Ver más en: http://www.monografias.com/trabajos75/tolerancias-ingenieria-moderna- manufactura-avanzada/tolerancias-ingenieria-moderna-manufactura-avanzada2.shtml Tolerancias microgeométricas – Rugosidad La rugosidad es el conjunto de irregularidades en la superficie de una pieza. Se define a 𝑅 𝑎 como el valor promedio de rugosidad en [µ𝑚] obtenido de un promedio de distancias entre las crestas y valles de la superficie de la pieza.
  • 14. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 13 La clase de rugosidad se consigue según el proceso de fabricación de la pieza:
  • 15. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 14 Representación de las clases de rugosidad: Equivalencia DIN 140 Clase de rugosidad 𝑹 𝒂[µ𝒎] Procesos de Mecanizado N12 50 Mecanizado no cuidadoso: Forja, fundición, laminadoN11 25 N10 12,5 Mecanizado cuidadoso: Forja, fundición, laminado N9 6,3 Torneado, fresado, perforado, cepillado, mortajado, brochado N8 3,2 N7 1,6 N6 0,8 Torneado fino, rectificado, bruñido, escariadoN5 0,4 N4 0,2 N3 0,1 Escariado, rectificado, esmerilado, bruñido, lapeado N2 0,05 N1 0,025 Simbología 𝑎 = Valor de la rugosidad, en micrómetros o índice de rugosidad (de N1 a N12) 𝑏 = Proceso de fabricación, tratamiento o recubrimiento 𝑐 = Longitud básica 𝑑 = Dirección de las estrías de mecanizado 𝑒 = Sobremedida para mecanizado 𝑓 = Otros valores de rugosidad (entre paréntesis) SIMBOLOGÍA Medición de rugosidad Los equipos para medición de rugosidad lucen como es mostrado en la figura, aunque también existen de tipo portátil. Sobre una base se coloca un dispositivo de nivelación, sujeción y alineación sobre el que se coloca la pieza a medir, un palpador con una punta cónica con un radio esférico muy pequeño recorre una pequeña distancia sobre la superficie a la que se desea medir la rugosidad el palpador es movido por el dispositivo de alimentación que está montado sobre una columna. Ver en:  https://www.youtube.com/watch?v=Ole6xiTsLLI  https://www.youtube.com/watch?v=g9p0j7CI_-0  https://www.youtube.com/watch?v=7pOs8ma2q1I
  • 17. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 16 Mecanizado con arranque de virutas Conceptos fundamentales El material es arrancado o cortado por el filo de 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 (eliminación de mucho material con poca precisión; proceso intermedio) y de acabado (eliminación de poco material con mucha precisión; proceso final cuyo objetivo es el de dar el acabado superficial que se requiera a las distintas superficies de la pieza). Ventajas y desventajas  Una ventaja elemental de este tipo de mecanizado es que el estado final de las piezas puede ser con pequeñas tolerancias y elevadas calidades o terminaciones superficiales.  Una desventaja elemental es la pérdida de material debido al arranque de viruta. Arranque mecánico de virutas El arranque de viruta puede realizarse mediante trabajo manual o con máquinas, para esta última forma, es necesario tener:  Máquinas herramientas que arranquen virutas: Torno, fresadora, taladro, cepilladora, mortajadora, brochadora, rectificadora, talladora  Herramientas: Cuchilla, fresa, broca, brocha, escariador, muela  Elementos de sujeción: Para sujetar la herramienta y/o la pieza Movimientos en el arranque de virutas Para el arranque de viruta tienen que realizar la herramienta, la pieza o ambas, determinados movimientos entre si llamados movimientos relativos a mencionar:  Movimiento de corte: Es aquel que sin movimiento de avance arranca viruta durante una revolución, por ejemplo en el torneado o fresado, éste movimiento es circular  Movimiento de avance: Éste movimiento hace posible el arranque continuo de viruta  Movimiento de penetración: Determina el espesor de la capa de viruta a arrancar Constitución de una máquina herramienta Todas las máquinas herramientas tienen:  Bancada: Van dispuestos los grupos constructivos (mecanismos, carros, mesas) que soportan y mueven a la pieza y a la herramienta.  Guías: Se guían la herramienta y la pieza. Dentro de las guías rectas se encuentran; la guía plana, en cola de milano, prismática y redonda. Resulta interesante aclarar que mientras más exactas sean las guías, más precisas van a terminar las piezas. Ver perfil cola de milano en: http://azu1.facilisimo.com/ima/i/2/8/a9/gr_494052_4768353_960359.jpg
  • 18. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 17  Accionamiento: Generalmente, cada máquina herramienta tiene un motor eléctrico.  Mecanismos: Sirven para transmitir e invertir el movimiento de accionamiento. El mecanismo principal proporciona el movimiento de corte, el de avance da el movimiento de avance como su misma denominación lo indica. Las transmisiones pueden ser mecánicas (correas, engranajes), hidráulicas, neumáticas o eléctricas.  Elementos de maniobra: Actúan sobre los movimientos de conexión, por ejemplo volantes, palancas, pulsadores, etc.  Accesorios: Pueden considerarse accesorios a las instalaciones de refrigeración y lubricación de la máquina herramienta. Herramienta Una herramienta de corte es el elemento utilizado para extraer material de una pieza cuando se quiere llevar a cabo un proceso de mecanizado. Hay muchos tipos para cada máquina, pero todas se basan en un proceso de arranque de viruta. Es decir, al haber una mayor dureza en el material que compone a la herramienta y una elevada diferencia de velocidades entre la herramienta y la pieza, al entrar en contacto la arista de corte con la pieza, se arranca el material y se desprende la viruta. Tipos de herramientas Básicamente, hay dos tipos de herramientas de corte; la herramienta hecha de un único material (generalmente acero al cobalto) y la herramienta con insertos, éstos insertos son hechos de materiales de alta calidad y rendimiento (aceros rápidos, metal duro, aleaciones metálicas, etc.), pueden ir soldados o atornillados en la punta de la herramienta. Ver en: https://es.wikipedia.org/wiki/Herramienta_de_corte Formas de corte de la herramienta Para generar el movimiento de corte en un mecanizado existen dos posibilidades:  Que la pieza este quieta y que se mueva la herramienta como es el caso de la fresa, broca, escariador y muela.  Que la herramienta permanezca quieta y que se mueva la pieza como en el caso de la cuchilla y brocha. Esto condiciona la geometría de la herramienta. Geometría del corte La forma básica de la herramienta de corte es una cuña, con dos superficies planas que delimitan un ángulo diedro. La forma principal de ataque es con la arista común paralela a la pieza. La arista común es la arista de corte principal o filo, es la línea donde se produce el corte principal de la pieza en cuanto hay un avance longitudinal, es decir frontal a la pieza. La superficie de incidencia principal es la cara de la cuña que queda frente a la superficie trabajada de la pieza en corte frontal. La superficie de desprendimiento o de ataque es la otra cara de la cuña, por donde la viruta que se forma al producirse el corte se desprende de la pieza. Generalmente la viruta desliza por esta superficie antes de desprenderse. Material de la herramienta Entre los materiales más comunes, se encuentran:  Acero al carbono (WS): Es un acero el cual contiene entre 0,5 y 1,5% de concentración de carbono. Para temperaturas de unos 250 ºC pierde su dureza, por lo tanto es inapropiado para grandes velocidades de corte y no se utiliza, salvo casos excepcionales, para la fabricación de herramientas de tornos paralelos de talleres. Estos aceros se denominan usualmente aceros al carbono o aceros para hacer herramientas (WS).  Acero rápido (SS): Contiene como elementos de aleación, además del carbono, adiciones de wolframio (tungsteno), cromo, vanadio, molibdeno y otros. Hay aceros débilmente aleados y aceros fuertemente aleado. El acero rápido (SS) es un acero fuertemente
  • 19. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 18 aleado. Tiene una elevada resistencia al desgaste. No pierde la dureza hasta llegar a los 600 ºC. Esta resistencia en caliente, que es debida sobre todo al alto contenido de wolframio (tungsteno), hace posible el torneado con velocidades de corte elevadas. Como el acero rápido es un material caro, la herramienta usualmente sólo lleva la parte cortante hecha de este material, es decir, un inserto. El inserto va soldado a un mango de acero de las máquinas.  Metal duro (HS): Los metales duros hacen posible un gran aumento de la capacidad de corte de la herramienta. Los componentes principales de un metal duro son el wolframio y el molibdeno, además del cobalto y el carbono. El metal duro es caro y se suelda en forma de plaquetas normalizadas sobre los mangos de la herramienta que pueden ser de acero barato. Con temperaturas de corte de 900 ºC ya que tienen buenas propiedades de corte y se puede trabajar a grandes velocidades. Con ello se reduce el tiempo de trabajo y además la gran velocidad de corte ayuda a que la pieza con la que se trabaja resulte lisa. Es necesario escoger siempre para el trabajo de los diferentes materiales la clase de metal duro que sea más adecuada. Elección de una máquina herramienta Para elegir la máquina herramienta más adecuada se tienen que tener en cuenta los siguientes aspectos:  La superficie que se desea obtener, por ejemplo: solido de revolución (torno), placa (cepilladora)  Las dimensiones de la pieza  La cantidad de piezas a producir  La precisión requerida Máquinas herramientas Torno Se denomina torno a un conjunto de máquinas y herramientas encargadas, mediante una operación de corte de la pieza con una o varias herramientas monocortantes, de formar una superficie de revolución en la pieza. Estas máquinas herramientas operan haciendo girar la pieza a mecanizar alrededor de su eje geométrico, mientras una o varias herramientas de corte son empujadas en un movimiento regulado de avance contra la superficie de la pieza, cortando la viruta de acuerdo con las condiciones tecnológicas de mecanizado adecuadas. Movimientos Movimiento de corte: Lo realiza la pieza que gira alrededor de su eje geométrico Movimiento de avance: Lo realiza la herramienta, combinado con el movimiento de corte se hace posible el arranque de viruta continuo Movimiento de penetración: Lo realiza la herramienta, es perpendicular al movimiento de avance, mayor es este movimiento, mayor va a ser el espesor de la viruta Procedimientos de torneado  Cilindrado exterior: La herramienta se mueve en forma paralela al eje de giro de la pieza. La pieza se sujeta en el plato (para piezas pequeñas en longitud y/o peso), entre el plato y un punto (para piezas grandes en longitud y/o peso). Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=KTqbB3zvDlU  Cilindrado interior: La pieza está al voladizo en el plato; generalmente se trabaja para agujeros de gran diámetro. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=JCMYTKqb3YM
  • 20. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 19  Frenteado o Torneado plano: La herramienta se mueve en forma perpendicular al eje de giro de la pieza. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=mxqu4CCbt74  Tronzado o Corte transversal: La herramienta posee un borde cortante frontal con las caras laterales no paralelas con el objeto de no ocasionar rozamiento. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=0VdM5pl-Khs  Agujereado: Se utilizan piezas cilíndricas para realizar un agujero concéntrico con una broca helicoidal a la que se le da el movimiento de avance generado por la contrapunta. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=6AqpdhkAk1o  Torneado cónico: Se lo puede realizar:  Mediante el desplazamiento angular del carro portaherramienta  Mediante el desplazamiento de la contrapunta en sentido transversal, con el objeto de realizar un descentrado, este desplazamiento se lo realiza con la regulación de un tornillo en la base de la contrapunta.  Mediante guías regulables, el cual es un dispositivo adicional que permite el desplazamiento longitudinal y transversal simultáneamente.  Torneado excéntrico: Se tiene que cumplir con la condición de que el eje de rotación del plato coincida con el eje geométrico del agujero a realizar. Solo para piezas pequeñas. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=oszTshoTHms  Torneado de forma: Con esta operación, se consiguen generalmente redondeos y también otros perfiles en las piezas torneadas. Se utilizan herramientas de forma que coindicen con el perfil de la pieza a mecanizar. Las herramientas tienen que conservar su perfil o superficie de ataque. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=K9JiuO_Scd0  Roscado: Hay dos sistemas de realizar roscados en los tornos, de un lado el tradicional que utilizan los tornos paralelos, mediante la Caja Norton, y de otra el 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 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: Para efectuar el roscado hay que realizar previamente las siguientes tareas:  Tornear previamente al diámetro exterior 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  Establecer el avance adecuado en función del paso a obtener.  Roscado en torno paralelo: 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 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
  • 21. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 20 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 Whitworth. Las hay en baño de aceite y en seco, de engranajes tallados de una forma u otra, pero básicamente es una caja de cambios. Ver en:  https://www.youtube.com/watch?v=G6kw5fko15U  https://www.youtube.com/watch?v=HAJivg6rEH0  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 y 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. Ver en:  https://www.youtube.com/watch?v=p0NmPvSoC8U  https://www.youtube.com/watch?v=JQrEG6kDycc  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. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=EjkvPLNgj0o  Ranurado transversal: El ranurado transversal consiste en mecanizar unas ranuras cilíndricas de anchura y profundidad determinada en las piezas que se tornean, las cuales tienen muchas utilidades. Por ejemplo, para alojar una junta tórica, salida de rosca, arandelas de presión, etc. Existen herramientas las cuales tienen 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 transversales torneadas. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=9sv1TswpeDg  Ranurado longitudinal o Torneado de chavetero: El ranurado longitudinal consiste en mecanizar una ranura en forma manual. En esta operación el torno simplemente se utiliza como soporte para realizar la ranura ya que no hay movimiento rotacional del plato, solamente se coloca la pieza a ranurar en el plato y se realiza un movimiento longitudinal alternado de la herramienta combinado también con un movimiento transversal para crear o regular el espesor del chavetero. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=VEOeeqd41UE
  • 22. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 21 Tipos de tornos Tornos paralelos horizontales o de bancada horizontal: Es el tipo de torno que evolucionó partiendo de los tornos antiguos cuando se le fueron incorporando nuevos equipamientos que lograron convertirlo en una de las máquinas herramientas más importante que han existido. Sin embargo, en la actualidad este tipo de torno está quedando relegado a realizar tareas poco importantes, a utilizarse en los talleres de aprendices y en los talleres de mantenimiento para realizar trabajos puntuales o especiales. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=BN7-mkv3eO4 Partes: Ver en: http://www.areatecnologia.com/herramientas/imagenes/torno-partes.jpg  Bancada: Pieza compacta de fundición; sirve de soporte para las otras unidades del torno. En su parte superior lleva unas guías por las que se desplaza el cabezal móvil o contrapunto y el carro principal. Tiene que ser robusta y diseñada de tal forma que pueda absorber vibraciones para que el trabajo sea lo más preciso posible.  Guías: pueden ser:  De perfil cola de milano  De perfil planas  Prismáticas, en tornos de precisión  Cabezal fijo: Está montado sobre la bancada. Contiene los engranajes o poleas que impulsan la pieza de trabajo y las unidades de avance. Incluye el motor, el husillo, el selector de velocidad, el selector de unidad de avance y el selector de sentido de avance. Además sirve para soporte y rotación de la pieza de trabajo que se apoya en el husillo; tiene una perforación axial con el objeto de que pase a través de él una barra.  Carro portaherramienta: Cumple con las funciones de translación longitudinal y sujeción de la herramienta de corte. La translación transversal de la herramienta se realiza mediante un carro auxiliar llamado charriot, a su vez sobre éste va montado el carro portaherramienta que puede avanzar longitudinalmente para orientar el corte y girar hasta 45º en caso de un torneado cónico, en este carro está la torreta portaherramientas.  Cabezal móvil o Contrapunta: Se utiliza como sujeción al tornear piezas largas para evitar el voladizo de uno de los extremos de la pieza. En las operaciones de taladrar se coloca una broca en éste cabezal para cumplir con dicha operación; se desplaza sobre la bancada del torno y se puede fijar accionando la palanca de sujeción.  Cabezal giratorio o Plato: Su función consiste en sujetar la pieza a mecanizar. Existen varios tipos de platos, el plato universal el cual consta de tres mordazas que se accionan desde uno de los tres puntos lo que permite un buen y rápido centrado de piezas cilíndricas, el plato a mordazas independientes el cual consta de cuatro mordazas que cada una se acciona de forma independiente y el plato plano para grandes diámetros.  Equipo auxiliar:  Puntos de sostén y centrado  Brida de arrastre que permite tomar el extremo de barras largas  Luneta de apoyo la cual se fija sobre la bancada para ofrecer puntos de apoyo intermedios  Torreta portaherramientas con alineación múltiple Tornos verticales: El eje del usillo está dispuesto verticalmente. Es una variedad de torno diseñado para mecanizar piezas de gran tamaño, que van sujetas al plato de garras u otros operadores y que por sus dimensiones o peso harían difícil su fijación en un torno horizontal. Los tornos verticales no tienen contrapunto sino que el único punto de sujeción de las piezas es el plato vertical sobre el cual van apoyadas. La manipulación de las piezas para fijarlas en el plato se hace mediante puentes grúas o polipastos. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=URfc8cjqgOE
  • 23. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 22 Torno de plato: Se utiliza para piezas cortas de gran diámetro. Son de eje horizontal, carecen de contrapunta, las piezas a tornear pueden ser volantes, poleas, ruedas, etc. Torno revólver: Es una variedad de torno diseñado para mecanizar piezas pequeñas en producciones en serie sobre las que sea posible el trabajo simultáneo de varias herramientas con el fin de disminuir el tiempo total de mecanizado. Las piezas que presentan esa condición son aquellas que, partiendo de barras, tienen una forma final de casquillo o similar. Una vez que la barra queda bien sujeta mediante pinzas o con un plato de garras, se va taladrando, mandrilando, roscando o escariando la parte interior mecanizada y a la vez se puede ir cilindrando, refrentando, ranurando, roscando y cortando con herramientas de torneado exterior. El torno revólver lleva un carro con una torreta giratoria en la que se insertan las diferentes herramientas que realizan el mecanizado de la pieza. También se pueden mecanizar piezas de forma individual, fijándolas a un plato de garras de accionamiento hidráulico. Estos tornos son similares a los tornos paralelos pero su bancada es más corta ya que se trabajan piezas de menor longitud. Ver en:  https://www.youtube.com/watch?v=sU4e16mYFHA  https://www.youtube.com/watch?v=U6gtm-cMIiY Tornos copiadores: Se llama torno copiador a un tipo de torno que permite el torneado de piezas en donde un palpador sigue el perfil de una plantilla transmitiendo el movimiento en forma hidráulica al avanzar el carro principal reproduciendo una réplica de la pieza. Este tipo de tornos se utiliza para el torneado de aquellas piezas que tienen diferentes escalones de diámetros, que han sido previamente forjadas o fundidas y que tienen poco material excedente, también se lo utiliza para el torneado de maderas o mármoles. La preparación para el mecanizado en un torno copiador es muy sencilla y rápida y por eso estas máquinas son muy útiles para mecanizar lotes o series de piezas que no sean muy grandes. Las condiciones tecnológicas de mecanizado son comunes a las de los demás tornos, hay que prever una herramienta que permita la evacuación de la viruta y un sistema de lubricación y refrigeración eficaz del filo de corte de las herramientas mediante abundante aceite de corte o taladrina. El sistema copiador se puede colocar en un torno paralelo. Ver en:  https://www.youtube.com/watch?v=y7pLxCIohXw  https://www.youtube.com/watch?v=ttGWt2PK3JQ Tornos semiautomáticos: El automatismo es la consecuencia del uso de ruedas dentadas, cremalleras y levas. La puesta a punto de estos tornos es muy laboriosa y por eso se utilizan principalmente para grandes series de producción. El movimiento de todas las herramientas está automatizado por un sistema de excéntricas y reguladores electrónicos que regulan el ciclo y los topes de final de carrera. Este tipo de tornos pueden funcionar con levas y son capaces de trabajar con tolerancias muy estrechas. La materia prima es una pieza en bruto obtenida por fundición, forjado o estampado lo que implica una colocación manual en el torno. Puede tener herramientas múltiples en el carro, una torre revólver con movimientos automáticos o ambos. Se pueden trabajar varias piezas iniciadas cada una en distintos tiempos, lo cual aumenta la producción y por tanto, reduce costos. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=fgTAlfaXusQ Las cadenas cinemáticas incluyen:  Cambiar la velocidad del husillo  Hacer retroceder el carro portaherramientas y desplazarlo  Cambiar la velocidad de avance y la posición de la torre revólver
  • 24. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 23 Tornos automáticos: Es un torno idéntico al semiautomático con la diferencia de que la materia prima son barras laminadas de secciones apropiadas en donde se realiza un avance automático de dicha barra para comenzar un nuevo mecanizado y se sujeta mediante pinzas de apriete hidráulico automatizadas. Se pueden trabajar una gran masa de piezas pequeñas. Ver en:  https://www.youtube.com/watch?v=AIev2CQkOXY  https://www.youtube.com/watch?v=1QGSS8UQzfo Torno CNC: El torno CNC es un torno dirigido por control numérico por computadora. Ofrece una gran capacidad de producción y precisión en el mecanizado por su estructura funcional y la trayectoria de la herramienta de torneado es controlada por un ordenador que lleva incorporado, el cual procesa las órdenes de ejecución contenidas en un software que previamente ha confeccionado un programador conocedor de la tecnología de mecanizado en torno. Es una máquina que resulta rentable para el mecanizado de grandes series de piezas sencillas, sobre todo piezas de revolución, y permite mecanizar con precisión superficies curvas coordinando los movimientos axial y radial para el avance de la herramienta. La velocidad de giro de cabezal porta-piezas, el avance de los carros longitudinal y transversal y las cotas de ejecución de la pieza están programadas y, por tanto, exentas de fallos imputables al operario de la máquina. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=O46TWV4ciaw Sujeción de piezas Sujeción de la pieza por plato Plato universal: Dispone de 3 garras y es autocentrante. Es el más habitual en las operaciones de torneado. Ver figura 1. Plato de garras independientes: Cada garra se ajusta de forma independiente a la forma de la pieza. Ver figura 2. Plato plano: Se utilizan bridas, tornillos, etc. para amarrar la pieza. Se emplea para sujetar piezas de gran diámetro y de paredes delgadas. Ver figura 3. Figura 1: Plato universal Figura 2: Plato de cuatro garras Figura 3: Plato plano Sujeción de la pieza entre puntos Reduce las deformaciones, se utiliza para piezas largas. Se utiliza un plato de arrastre para transmitir la fuerza de rotación necesaria a la pieza. Ver figura 4. Sujeción de piezas largas Se usan lunetas como apoyos intermedios para evitar vibraciones. Ver figura 5. Sujeción de piezas pequeñas Mediante pinzas intercambiables, se utiliza para piezas de diámetro pequeño. Ver figura 6.
  • 25. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 24 Figura 4: Sujeción de la pieza entre puntos Figura 5: Sujeción de piezas largas Figura 6: Sujeción de piezas pequeñas Herramientas de torneado Las herramientas de torneado se diferencian en dos factores, el material del que están constituidas y el tipo de operación que realizan. Según el material constituyente, las herramientas pueden ser de acero rápido, metal duro soldado o plaquitas de metal duro (widia) intercambiables. La tipología de las herramientas de metal duro está normalizada de acuerdo con el material que se mecanice, puesto que cada material ofrece unas resistencias diferentes. El código ISO para herramientas de metal duro se recoge en la tabla más abajo. Cuando la herramienta es de acero rápido o tiene la plaquita de metal duro soldada en el portaherramientas, cada vez que el filo se desgasta hay que desmontarla y afilarla correctamente con los ángulos de corte específicos en una afiladora. Esto ralentiza bastante el trabajo porque la herramienta se tiene que enfriar constantemente y verificar que el ángulo de incidencia del corte este correcto. Por ello, cuando se mecanizan piezas en serie lo normal es utilizar portaherramientas con plaquitas intercambiables, que tienen varias caras de corte para utilizar además de que se reemplazan de forma muy rápida. Geometría de la herramienta de corte En la herramienta de un torno se distinguen el vástago o mango y la cabeza cortante, el vástago sirve para sujetar la herramienta, en la cabeza cortante se encuentra la cuña de filo. Filos y superficies en la cuña de filo:
  • 26. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 25  Filo o corte principal: Está dirigido en la dirección del avance y arranca generalmente la viruta del lado ancho  Los filos o cortes secundarios: Son los que no apuntan en la dirección del avance  Superficie de ataque: Es la superficie de la cuña de filo sobre la cual se desliza la viruta  Superficies de incidencia: Son las superficies en la cuña de filo que están encaradas con las superficies de corte formadas. Ángulos en la cuña de filo:  El ángulo de incidencia 𝛼, es el formado por la superficie de incidencia y el plano de filo, debe disminuir la fricción entre las superficies de incidencia y de corte.  El ángulo de ataque 𝛾, es el formado por la superficie de ataque y el plano de referencia, cuando es grande facilita el arranque de viruta y la eliminación de las mismas. Un aumento arbitrario no es posible porque resultaría demasiado pequeño el ángulo de filo.  El ángulo de filo 𝛽, es el formado por las superficies de ataque e incidencia, cuando es más agudo la cuña de filo penetra más fácilmente en el material pero se rompe con facilidad al arrancar virutas de materiales duros porque es menos resistente y además el calor se elimina más lentamente. Inserto o Plaquitas Es una herramienta de corte con una geometría compleja, presenta filos cortantes en varias de sus caras, los insertos son plaquitas de materiales con excelentes propiedades mecánicas, los materiales que comúnmente se utilizan para los insertos son metales duros y cerámicas. Los insertos normalmente se montan, se sujetan en un portaherramientas con tornillos centrales o con grampas “clamp”. Dichas plaquitas intercambiables tienen geometrías muy variadas que dependerán del proceso de torneado que se desee realizar. Tanto el inserto como el porta-inserto deben tener una estandarización para que se pueda dar una aplicación universal y de igual forma que facilite su compra y utilización. Además, algunos insertos presentan un rompe virutas que tiene como propósito controlar el flujo de viruta durante el mecanizado, eliminar virutas largas, cortar la viruta cuando se desaloja de la pieza, reducir vibraciones y el calor generado. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=jCNRUOcZUWU
  • 27. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 26 Viruta Al final del mecanizado, además de la pieza terminada, lo que queda es el material arrancado en el proceso de torneado, a éste se lo denomina viruta. La viruta generada en un torno depende de la herramienta que se use para el corte y sobre todo de la naturaleza del material. Así la viruta generada en el torneado de una pieza de acero será por lo general rizada y larga, mientras que la viruta generada en el mecanizado de una pieza de fundición será corta. Los parámetros de su formación son:  Velocidad de corte  Forma de la herramienta  Velocidad de avance  Profundidad de la pasada  Lubricante Según la operación que se esté realizando con la pieza, existen tres tipos de virutas:  Viruta arrancada: En los materiales frágiles, quebradizos, como la fundición o el bronce, las virutas se desprenden de esta forma. Se da cuando α varía entre 0º y 10º, el material que se va acumulando sobre la cara de la herramienta sufre cierta compresión y endurecimiento. La terminación superficial de la pieza es baja.  Viruta desprendida: En los materiales tenaces, de alta plasticidad y a reducidas velocidades de corte las virutas se desprenden de esta forma. La terminación superficial de la pieza es muy buena.  Viruta plástica: En los materiales tenaces y a elevadas velocidades de corte, las virutas se desprenden de esta forma. La terminación superficial es excelente, muy lisa. Parámetros de corte Figura ejemplo de parámetros elementales en torneado
  • 28. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 27 Velocidad de corte: Es la velocidad tangencial que existe en el punto de contacto de la herramienta en la pieza. La velocidad de corte determina la duración de la herramienta. Una alta velocidad de corte permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera el desgaste de la herramienta. 𝑉𝑐 = rpm . 𝜋 . 𝐷𝑐 1000 = [𝑚 min⁄ ]; 𝐷𝑐 = 𝑑𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎 [𝑚𝑚] Velocidad de rotación de la pieza o Velocidad de viruta: La velocidad de rotación del cabezal del torno se expresa habitualmente en revoluciones por minuto (rpm). rpm = 𝑉𝑐. 1000 𝜋. 𝐷𝑐 = [min−1 ] Sección de viruta: 𝑞 = ap. 𝑓 = [mm2]; 𝑎𝑝 = 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑟𝑡𝑒 [𝑚𝑚]; 𝑓 = 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑎𝑣𝑎𝑛𝑐𝑒[ 𝑚𝑚 𝑟𝑒𝑣 ] Velocidad de avance: 𝑉𝑓 = 𝑓 . 𝑟𝑝𝑚 [ 𝑚𝑚 𝑚𝑖𝑛 ] Fuerza de corte: La fuerza de corte es un parámetro necesario para poder calcular la potencia necesaria para efectuar un determinado mecanizado. 𝐹 = 𝑞 . 𝑘 𝑐 = [𝑁]; 𝑘 𝑐 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑟𝑡𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 [ 𝑁 mm2 ] Volumen de arranque de viruta: 𝑄 = 𝑉𝑐 . ap . 𝑓 = [mm3 ] Fuerza de avance: 𝐹𝑎 = 0,5. 𝐹 = [𝑁] Momento torsor: 𝑀 = 𝐹. 𝐷𝑐 2000 = [𝑁. 𝑚] Potencia absorbida: 𝑃 = 𝑉𝑐 . ap . 𝑓. 𝑘 𝑐 60000 = 𝑉𝑐. 𝑞. 𝑘 𝑐 60000 = [kW] Tiempo de operación: 𝑡 = 𝐿 rpm . 𝑓 = [𝑠]; 𝐿 = 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑎𝑑𝑎[𝑚𝑚]
  • 29. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 28 Fresadora Una fresadora es una máquina herramienta utilizada para realizar trabajos mecanizados por arranque de viruta con una herramienta dotada de múltiples filos de corte en movimiento de rotación llamada fresa. Los dientes de la fresa en forma circular tienen la forma de cuñas cortantes. La fresa realiza el movimiento circular de corte. Los movimientos de avance y de aproximación son realizados por la pieza con la cual se trabaja. Cuando se fresa, cada filo está en acción únicamente durante una parte de la revolución de la fresa, en el resto del tiempo de la revolución, el filo se refrigera. Debido a esto, el trabajo de la herramienta no es tan exigente como el de la herramienta del torno. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=ikxjlES3ynQ Movimientos Movimientos de la herramienta: El principal movimiento de la herramienta es el giro sobre su eje. En algunas fresadoras también es posible variar la inclinación de la herramienta o incluso prolongar su posición a lo largo de su eje de giro. 𝑎 =Movimiento de avance 𝑏 =Movimiento de corte o principal 𝑐 =Camino de trabajo de un diente de fresa Movimiento relativo entre pieza y herramienta El movimiento relativo entre la pieza y la herramienta puede clasificarse en tres tipos básicos:  El movimiento de corte es el que realiza la punta de la herramienta alrededor del eje del portaherramientas.  El movimiento de avance es el de aproximación de la herramienta desde la zona cortada a la zona sin cortar.  El movimiento de profundización de perforación o de profundidad de pasada es un tipo de movimiento de avance que se realiza para aumentar la profundidad del corte. Movimientos de la mesa: La mesa de trabajo se puede desplazar de forma manual o automática con velocidades de avance de mecanizado o con velocidades de avance rápido en vacío. Para ello cuenta con una caja de avances expresados de mm/minuto, donde es posible seleccionar el avance de trabajo adecuado a las condiciones tecnológicas del mecanizado. Existen 5 movimientos posibles de la mesa:  Movimiento longitudinal: Según el eje X, que corresponde habitualmente al movimiento de trabajo. Para facilitar la sujeción de las piezas, la mesa está dotada de unas ranuras en forma de T para permitir la fijación de mordazas u otros elementos de sujeción, y además puede inclinarse para el tallado de ángulos. Esta mesa puede avanzar de forma automática de acuerdo con las condiciones de corte que requiera el mecanizado.
  • 30. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 29  Movimiento transversal: Según el eje Y, que corresponde al desplazamiento transversal de la mesa de trabajo. Se utiliza básicamente para posicionar la herramienta de fresar en la posición correcta.  Movimiento vertical: Según el eje Z, que corresponde al desplazamiento vertical de la mesa de trabajo. Con el desplazamiento de este eje se establece la profundidad de corte del fresado.  Giro respecto a un eje longitudinal: Según el grado de libertad U. Se obtiene con un cabezal divisor o con una mesa oscilante.  Giro respecto a un eje vertical: Según el grado de libertad W. En algunas fresadoras se puede girar la mesa 45º a cada lado; en otras, la mesa puede dar vueltas completas. Procedimientos de fresado Fresado cilíndrico: El eje de giro de la fresa se halla dispuesto paralelamente a la superficie de trabajo de la pieza. La fresa es de forma cilíndrica y arranca virutas con los filos de su periferia. Las virutas producidas tienen sección con forma de coma. La fresadora experimenta una carga irregular en función de la forma de coma de las virutas. Es poco probable que estén cortando más de dos dientes al mismo tiempo. La sección de corte se toma en base a la profundidad de la pasada y al ancho de la fresa. Vale aclarar que la viruta generalmente es corta y de espesores variables. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=nhcMU_71IRM Dentro de este procedimiento, se encuentran dos formas de fresado cilíndrico:  Fresado de contramarcha: La viruta se arranca aquí por el sitio más delgado. Antes de que los dientes de la fresa penetren en el material, resbalan sobre la superficie que se trabaja, por esto se produce un fuerte rozamiento. Se elimina el juego del mecanismo de avance de la pieza (esto generó su uso masivo). La viruta tiene espesor variable, ya que se inicia con un pequeño espesor y termina con un grueso espesor. El esfuerzo cortante tiende a levantar la pieza.  Fresado a favor del avance: La viruta se arranca aquí por el sitio más grueso. Se emplean grandes profundidades de corte. Como la pieza es fuertemente presionada contra su apoyo, esto permite que se puedan fresar piezas delgadas. La viruta tiene espesor variable, ya que se inicia con un grueso espesor y termina con un pequeño espesor. La fresadora debe ser apropiada para este modo de trabajar, la mesa no debe tener juego, de lo contrario, la fresa movería a la pieza en la dirección del avance.
  • 31. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 30 Fresado frontal: Cada diente arranca una viruta de espesor uniforme, por ello, la carga de la fresadora es uniforme. El rendimiento de la viruta es por lo general un 15 a 20% más alto que en el fresado cilíndrico. El pequeño golpe que pueda producirse en la periferia de la fresa frontal, no influye en la terminación superficial de la pieza. Siempre que sea posible se deben mecanizar las superficies planas mediante este tipo de operación. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=bMHpLDFZNJw Tipos de fresadoras Fresadora horizontal: Con esta máquina se realizan principalmente trabajos de fresado cilíndrico. Su característica es que el eje de giro del husillo de fresar está dispuesto horizontalmente. Esta máquina permite realizar principalmente trabajos de ranurado, con diferentes perfiles o formas. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=nhcMU_71IRM Está compuesto por: Ver en: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfMdYAK/2011-relatorio-fresadora?part=2  Cuerpo de la fresadora: Soporta el husillo de fresar horizontalmente dispuesto, los accionamientos principal y de avance, la mesa de consola móvil con el carro transversal y mesa fresadora y el carnero*, que suele ir apoyado en un soporte. *El carnero permite extender el alcance de la mesa de la fresadora para piezas largas. Ver en: http://www.goimek.com/es/carnero-de-fresadora  Husillo: Es soportado por cojinetes de fricción o de rodadura. Para garantizar un funcionamiento sin vibraciones se realiza en dimensiones que le den robustez. Para sujetar el útil de fresar, la cabeza del husillo tiene un cono exterior y un cono interior. Vale aclarar que con el paso del tiempo el husillo se desgasta generando juego, para ello, existen sistemas automáticos para regular el juego.  Ménsula o Consola: Es el carro móvil que le da el movimiento vertical a la pieza. En fresadoras simples, su accionamiento es por medio de un volante, el avance puede ser hidráulico.  Carro: Es el carro móvil que le da el movimiento transversal a la pieza. En fresadoras simples, su accionamiento es por medio de un volante, el avance puede ser hidráulico.  Mesa: Le da el movimiento longitudinal a la pieza. En fresadoras simples, su accionamiento es por medio de un volante, el avance puede ser hidráulico.  Mecanismo de accionamiento principal: Da al husillo el movimiento de corte o movimiento principal. Con el objeto de que la fresa pueda funcionar con la velocidad de corte más apropiada, el número de revoluciones es variable. Las máquinas son la mayoría accionadas por un motor eléctrico y a través de juegos de ruedas dentadas se pueden conseguir hasta 12 o más números de revoluciones accionando una palanca.  Mecanismo de accionamiento del avance: La pieza se sujeta a la mesa de fresar, para poderla acercar a la fresa, la consola o ménsula desplaza en altura, el carro transversal lo hace en sentido lateral y la mesa de fresar en sentido longitudinal. Para conseguir estos movimientos se utilizan husillos roscados accionados manualmente con manivelas o de forma automática. Las máquinas grandes tienen carreras de aproximación con las cuales la pieza se acerca rápidamente a la fresa. Pueden ser automatizadas por un CNC.
  • 32. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 31 Fresadora vertical: Con esta máquina se realizan principalmente trabajos de fresado frontal. El eje de giro del husillo de fresar está dispuesto verticalmente, en donde se encuentra el cabezal porta-fresas. Este cabezal puede girar de tal modo que el husillo puede adoptar también una posición inclinada. Los mecanismos de accionamiento principal y de avance no se diferencian del de la fresadora horizontal. Este tipo de fresadoras son más utilizadas que las fresadoras horizontales. Pueden ser automatizadas por un CNC. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=umijgPf4jmU Fresadora universal: La característica principal de esta máquina es que tiene un husillo principal para el acoplamiento de ejes portaherramientas horizontales y un cabezal que se acopla a dicho husillo y que convierte la máquina en una fresadora vertical, otra característica importante es que la mesa de fresar puede girar hacia la derecha o hacia la izquierda, con esto se hace posible la ejecución de muchos más trabajos, como por ejemplo, el fresado de ranuras en espiral. Su ámbito de aplicación está limitado principalmente por el costo y por el tamaño de las piezas que se pueden mecanizar. En las fresadoras universales, al igual que en las horizontales, el puente deslizante, conocido como carnero, puede desplazarse de delante a atrás y viceversa sobre unas guías. Pueden ser automatizadas por un CNC. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=6lxXUCfpLiE Fresadora CNC: Las fresadoras CNC son muy similares a las convencionales y poseen las mismas partes móviles, es decir, la mesa, el cabezal de corte, el husillo y los carros de desplazamiento lateral y transversal. Sin embargo, no presentan palancas ni manivelas para accionar estas partes móviles, sino una pantalla inserta en un panel repleto de controles y una caja metálica donde se alojan los componentes eléctricos y electrónicos que regulan el funcionamiento de motores destinados a efectuar el mismo trabajo que hacían las palancas y manivelas de las viejas máquinas. Entre estos componentes se encuentra el CNC, que es una computadora principalmente responsable de los movimientos de la fresadora a través del correspondiente software. La combinación de electrónica y motores o servomotores de accionamiento es capaz de lograr todas las operaciones de fresado posibles. Las fresadoras CNC están adaptadas especialmente para el fresado de perfiles, cavidades, contornos de superficies y operaciones de tallado de dados, en las que se deben controlar simultáneamente dos o tres ejes de la mesa de fresado. Aunque, dependiendo de la complejidad de la máquina y de la programación efectuada. La función primordial del CNC es la de controlar los desplazamientos de la mesa, los carros transversales y longitudinales y/o el husillo a lo largo de sus respectivos ejes mediante datos numéricos. Sin embargo, esto no es todo, porque el control de estos desplazamientos para lograr el resultado final deseado requiere el perfecto ajuste y la correcta sincronización entre los ejes principales y complementarios, el sistema de transmisión, los sistemas de sujeción de la pieza y los cambiadores de herramientas, cada uno de los cuales presenta sus modalidades y variables que también deben estipularse adecuadamente. Este riguroso control lo efectúa un software que se suministra con la fresadora y que está basado en alguno de los lenguajes de programación numérica CNC, como ISO, HEIDENHAIN, Fagor, Fanuc, SINUMERIK y Siemens. Este software contiene números, letras y otros símbolos que se codifican en un formato apropiado para definir un programa de instrucciones capaz de desarrollar una tarea concreta. Ver en:  http://www.demaquinasyherramientas.com/mecanizado/fresadoras-cnc  https://www.youtube.com/watch?v=CORSb2NtV0Q  https://www.youtube.com/watch?v=l2my4RMJZWM
  • 33. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 32 Fresadoras especiales: Son utilizadas para cumplir una determinada función en la fabricación en serie, adaptadas para cumplir la operación, además de que pueden ser automatizadas por un CNC, por ejemplo:  Fresadora paralela  Fresadora para roscas Ver en:  https://www.youtube.com/watch?v=Y-G23cSaIfA  https://www.youtube.com/watch?v=STiEyJDNd84  Fresadora de ruedas dentadas Ver en:  https://www.youtube.com/watch?v=yPuIwyCNYyQ  https://www.youtube.com/watch?v=KoHzS9fzmv4  Fresadora de planear Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=CQ6zjQSEBLY Fresas Está constituida por un sólido de revolución cuya superficie presenta un cierto número de aristas de corte, iguales, equidistantes y simétricas respecto al eje de giro. Las fresas se hacen preferentemente de acero rápido (SS). Para el caso de fresas grandes, se hace el cuerpo de la fresa de acero de construcción y se le insertan cuchillas de acero rápido. Las herramientas de corte más utilizadas en una fresadora se denominan fresas, aunque también pueden utilizarse otras herramientas para realizar operaciones diferentes al fresado, como brocas para taladrar o escariadores. Perfil del diente:  Los valores de los ángulos varían con el tipo de material a trabajar, así también como con el tipo de fresa.  La distancia o paso entre dientes en variable con el material a trabajar. Menor paso implica mayor cantidad de dientes.  Al trabajar con metales ligeros y pasos grandes, se forma mayor cantidad de viruta la cual es arrastrada por los espacios internos entre los dientes. Ángulo entre dientes:  𝛼 = ángulo de incidencia  𝛽 = ángulo de filo  𝛾 = ángulo de ataque Tipos de fresas: Según la forma de los dientes, se distinguen:  Fresas de dientes puntiagudos o fresadas: El perfil de los dientes es aproximadamente triangular. Los filos de la fresa son cuneiformes y se obtienen por fresado. Éstos pueden estar dispuestos paralelamente al eje de la fresa o tener forma helicoidal. Se emplean para el fresado en superficies planas y en perfilados.
  • 34. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 33  Fresas de dientes escalonados o con despulla: El perfil del diente de la fresa es semejante a un rectángulo, se emplean para el fresado de curvas, arcos circulares y toda clase de perfiles, así como también ranuras. El ángulo de ataque vale, generalmente, 0º.
  • 35. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 34 Sujeción de la fresa La sujeción de la fresa debe ser tal que se asegure un trabajo sin vibraciones para evitar el rápido desgaste de los dientes más salientes, además cuando la fresa gira excéntricamente, cada diente trabaja a distinta profundidad lo que provoca ondulaciones en la superficie de la pieza. Para asegurar una buena sujeción de la fresa, se utiliza un comparador el cual su desviación no debe ser mayor a 0,05 [𝑚𝑚]. Sujeción de fresa en fresadora horizontal: Esta fresa cilíndrica se fija con un vástago (a), alojado en una cavidad cónica (b) con un tornillo de sujeción (d). La fresa se fija por medio de una chaveta y es mantenida en su posición mediante anillos intermedios (g). El extremo izquierdo del vástago se aloja dentro de un rodamiento (e) en donde se ajusta mediante una tuerca (i) Sujeción de las piezas Las piezas tienen que estar sujetas de modo firme y seguro. Si se aflojan mientras se trabajan pueden inutilizarse o romperse la fresa. Generalmente, las piezas sueltas se sujetan en el tornillo o mesa de la máquina por medio de bridas y tornillos de sujeción.
  • 36. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 35 Cuando se trata del mecanizado de muchas piezas de la misma naturaleza, se emplean dispositivos de sujeción. Estos tienen la ventaja de que se ahorra tiempo en ajustar, centrar y nivelar la pieza cada vez que se cambia. A su vez, para economizar tiempo, existen dispositivos de sujeción “dobles” los cuales permiten sujetar dos piezas para que al término del mecanizado de una, inmediatamente se mecaniza la otra, a este procedimiento se lo llama, fresado pendular. Parámetros de corte Análisis radial Análisis axial Velocidad de corte: Es la velocidad tangencial que existe en el punto de contacto entre un diente de la fresa y la pieza. La velocidad de corte es el factor principal que determina la duración de la herramienta. Una alta velocidad de corte permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera el desgaste de la herramienta. 𝑉𝑐 = rpm . 𝜋 . 𝐷𝑐 1000 = [ m min ] ; 𝐷𝑐 = 𝑑𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑓𝑟𝑒𝑠𝑎 [𝑚𝑚]
  • 37. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 36 Velocidad de rotación de la pieza o Velocidad de viruta: La velocidad de rotación de la fresase expresa habitualmente en revoluciones por minuto (rpm). rpm = 𝑉𝑐 . 1000 𝜋. 𝐷𝑐 = [min−1 ] Velocidad de arranque por revolución: 𝑓𝑛 = 𝑓. 𝑧 𝑛 = [ mm rev ] ; 𝑧 𝑛 = 𝑐𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑜 𝑖𝑛𝑠𝑒𝑡𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑓𝑟𝑒𝑠𝑎; 𝑓 = 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑎𝑣𝑎𝑛𝑐𝑒 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑜 𝑖𝑛𝑠𝑒𝑟𝑡𝑜 [ 𝑚𝑚 𝑟𝑒𝑣 ] Velocidad de avance: El avance o velocidad de avance en el fresado es la velocidad relativa entre la pieza y la herramienta, es decir, la velocidad con la que progresa el corte. 𝑉𝑓 = 𝑓. 𝑧 𝑛 . rpm = [ mm min ] Volumen de arranque de viruta: 𝑄 = 𝑉𝑓 . ap . 𝑎𝑒 = [ mm3 min ] ; 𝑎𝑒 = 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑎𝑑𝑎 = 𝐷 𝑐 2 = [𝑚𝑚] 𝑎𝑝 = 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑥𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑎𝑑𝑎 [𝑚𝑚] Momento torsor: 𝑀 = ae . ap . 𝑉𝑓 . 𝐾𝑐 2000 . 𝜋 . rpm = [𝑁. 𝑚] Potencia absorbida: 𝑃 = ae . ap . 𝑉𝑓 . 𝐾𝑐 60000000 = [kW] Tiempo de operación: 𝑡 = 𝐿 𝑉𝑓 = [𝑠]; 𝐿 = 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑎𝑑𝑎[𝑚𝑚]
  • 38. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 37 Perforadora / Taladro El taladro es una máquina herramienta en donde se mecanizan la mayoría de los agujeros que se realizan en la industria y talleres. Se destacan estas máquinas por la sencillez de su manejo. Taladrar es arrancar virutas con útiles de uno o de varios filos (brocas). Los filos están constantemente en acción. 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. Resulta de interés aclarar que a veces los agujeros taladrados, para que su superficie interna tenga una mejor terminación superficial, se realizan procedimientos de afino, tales como el escariado, el esmerilado y el bruñido. Movimientos  Movimiento de corte o principal: Es el movimiento rotacional o de giro en la broca.  Movimiento de avance: Lo hace la broca en forma rectilínea contra la pieza, este movimiento determina el espesor de la viruta. Mediante la combinación de los movimientos de corte y de avance, los filos de corte de la broca siguen un camino helicoidal, lo que da lugar a la formación de virutas continuas. Tipo de perforadoras Perforadora de columna:  En el soporte, en forma de columna, van dispuestos el husillo de taladrar, los mecanismos para el movimiento principal y de avance y la mesa de taladrar.  En el husillo va dispuesta la broca, en su parte inferior va provisto de unas mordazas o bien, un agujero cónico en el cual entra la broca.  El mecanismo del movimiento principal transmite al husillo el movimiento de giro procedente de un motor eléctrico o de una transmisión. Con el objeto de poder utilizar distintas velocidades de rotación, el mecanismo principal va dispuesto en forma de poleas escalonadas o engranajes.  A nivel industrial, la mesa de taladrar soporta la pieza sujetada por medio de ranuras de fijación y dispone de canales de captación para recoger el líquido refrigerante.  Esta máquina se emplea generalmente para taladrar, como máximo, agujeros de 25 mm de diámetro.  El inconveniente que tiene es que para agujeros profundos, como el husillo sobresale mucho de su soporte, puede llegar a provocar que la broca se desvíe fácilmente. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=np-XDcNLQwQ Perforadora de husillos múltiples: El cabezal de taladrar va provisto de varios husillos accionados por el husillo principal. En una sola carrera de trabajo se pueden taladrar varios agujeros. Estas máquinas se utilizan principalmente en las fabricaciones en serie. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=_c8CRLYau70
  • 39. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 38 Perforadora en fila: En una pieza puede haber la necesidad de realizar varios procesos de trabajo, por ejemplo, taladrado, avellanado y escariado. La máquina se emplea para trabajos en serie. Ver imagen en: http://image.made-in-china.com/2f0j10kSuaNfEGRgoT/-Taladradora-de-la- bisagra-m-quina-de-la-.jpg Perforadora radial: El carro a taladrar es soportado por el brazo que puede desplazarse sobre éste en forma radial. El brazo puede girar alrededor de la columna de la máquina y moverse radialmente. La pieza se fija a la mesa que va provista de ranuras de sujeción. En virtud de las muchas posibilidades de movimiento, se puede taladrar en varios sitios sin necesidad de cambiar de posición la pieza. Se emplea para piezas muy voluminosas como bastidores de máquinas, bancadas, mesas, calderas, laminadoras, etc. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=6rrgglO_1nQ Broca espiral Para taladrar se emplea preferentemente la broca espiral. Pero además existen también para diversos fines un gran número de brocas especiales. El material adecuado para las brocas es el acero rápido, el mango puede ser de acero de construcción, además, también hay brocas con filos de metal duro. El vástago sirve para sujeción en la máquina, este vástago o mango puede ser cilíndrico o cónico. La parte cortante obtiene su forma fundamental mediante dos ranuras helicoidales. La sección de material que queda entre las ranuras se llama núcleo. Los filos principales se forman mediante esmerilado de la punta. Las brocas deben brindar las siguientes condiciones:  Agujeros precisos y rectos  Penetrar fácilmente en el material con el mínimo gasto de energía  Descargar fácilmente la viruta a lo largo de las ranuras helicoidales  Máxima duración del filo cortante
  • 40. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 39 Ángulos en la broca 𝛼 = á𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑐𝑖𝑑𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎; con objeto de que puedan penetrar en el material los filos principales, las superficies de incidencia caen en forma curvada hacia abajo. El ángulo de incidencia tiene que tener una magnitud de 5 a 8º. 𝛾 = á𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑡𝑎𝑞𝑢𝑒; este ángulo está formado por el ángulo de las ranuras espirales. Tiene su medida máxima en las esquinas de los filos y disminuye hacia el centro de la broca hasta casi 0º. La consecuencia de esto es que la formación de virutas resulta entorpecida hacia el centro. 𝛽 = á𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑖𝑙𝑜 Elección de la broca Hay que tener en cuenta lo siguiente:  Tamaño del agujero: es decisivo para fijar el diámetro de la broca  Material de la pieza: determina el ángulo de ataque  Afilado de la broca: influye sobre el rendimiento de la misma, sobre la exactitud de medidas y la calidad superficial del agujero. Sujeción de la broca  Brocas de mango cónico: Se introducen en la cavidad cónica del husillo. Durante el trabajo, la broca es arrastrada en virtud del rozamiento con la superficie cónica interior del husillo en que se ha introducido a presión.  Brocas de mango cilíndrico: Se utilizan portabrocas con dos o tres mordazas de sujeción. Se sugiere que la broca llegue al fondo del portabrocas con objeto de que no resbale hacia adentro durante el trabajo, para ello en el fondo de los portabrocas, normalmente vienen con dos superficies las cuales se adaptan a las superficies del mango de la broca.
  • 41. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 40 Sujeción de la pieza Antes que nada, resulta bastante conveniente el marcado con un granete del centro del agujero que se quiera taladrar. El apoyo horizontal tiene que estar libre de virutas. Al taladrar, se generan momentos de giro que tienden a hacer girar la pieza, para ello la pieza debe ser asegurada generalmente con una morza. Para la sujeción de piezas redondas, lo que se utiliza es el prisma. Parámetros de corte Velocidad de corte: Es la velocidad tangencial que existe en el punto de contacto entre un filo de la broca y la pieza. La velocidad de corte es el factor principal que determina la duración de la herramienta. Una alta velocidad de corte permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera el desgaste de la herramienta. 𝑉𝑐 = rpm . 𝜋 . 𝐷𝑐 1000 = [ m min ] ; 𝐷𝑐 = 𝑑𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎 [𝑚𝑚]
  • 42. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 41 Velocidad de rotación de la pieza o Velocidad de viruta: La velocidad de rotación del husillo portabrocas se expresa habitualmente en revoluciones por minuto (rpm). En las taladradoras convencionales hay una gama limitada de velocidades, que dependen de la velocidad de giro del motor principal y del número de velocidades de la caja de cambios de la máquina. En las taladradoras de control numérico, esta velocidad es controlada con un sistema de realimentación que habitualmente utiliza un variador de frecuencia y puede seleccionarse una velocidad cualquiera dentro de un rango de velocidades, hasta una velocidad máxima. rpm = 𝑉𝑐. 1000 𝜋. 𝐷𝑐 = [min−1 ] Sección de viruta: 𝑞 = 𝐷𝑐. 𝑓 4 = [mm2]; 𝑓 = 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑎𝑣𝑎𝑛𝑐𝑒[ 𝑚𝑚 𝑟𝑒𝑣 ] Fuerza de corte: La fuerza de corte es un parámetro necesario para poder calcular la potencia necesaria para efectuar un determinado mecanizado. 𝐹 = 𝑞 . 𝑘 𝑐 = [𝑁]; 𝑘 𝑐 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑟𝑡𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 [ 𝑁 mm2 ] Volumen de arranque de viruta: 𝑄 = 1000 . 𝑉𝑐 . 𝐷𝑐 . 𝑓 = [ 𝑚𝑚3 𝑚𝑖𝑛 ] Fuerza de avance: 𝐹𝑎 = 0,5. 𝐹. Sin[𝑘 𝑟] = [𝑁]; 𝑘 𝑟 = á𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑒𝑙 𝑓𝑖𝑙𝑜 𝑦 𝑒𝑙 𝑒𝑗𝑒 𝑑𝑒 𝑔𝑖𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑟𝑜𝑐𝑎 ≅ 60º Momento torsor: 𝑀 = 𝐹. 𝐷𝑐 2000 = [𝑁. 𝑚] Potencia absorbida: 𝑃 = 𝑉𝑐 . 𝐷𝑐 . 𝑓. 𝑘 𝑐 240000 = 𝑉𝑐. 𝑞. 𝑘 𝑐 60000 = [kW] Tiempo de operación: 𝑡 = 𝐿 rpm . 𝑓 = 𝐷𝑐 . 𝐿 318 . 𝑉𝑐 . 𝑓 = [𝑠]; 𝐿 = 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑎𝑑𝑎[𝑚𝑚]
  • 43. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 42 Alesadora o Mandriladora Es una máquina herramienta que tiene como operación principal la de ensanchamiento cilíndrico, utilizando un árbol portaherramienta giratorio y desplegable al que se lo denomina mandril. El alesado tiene mucha analogía con el torneado, ya que el mandril con las herramientas de corte en él colocadas, ejecuta el torneado de superficies cilíndricas interiores, sólo que en el alesado la pieza permanece generalmente en reposo y la herramienta realiza simultáneamente los movimientos de rotación y de avance, mientras que en el torno generalmente la pieza gira y la herramienta avanza. Con el alesado es más fácil trabajar superficies cilíndricas interiores paralelas en piezas de gran volumen o de difícil manipuleo. También se hace posible rebajar o frentear zonas exteriores normales a los agujeros mandrilados. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=G6Z-1mkqDg0 Procedimientos de alesado Ejecución de asientos: En ciertas piezas es necesario practicar agujeros cilíndricos de distintos diámetros para obtener una superficie anular de asiento. Esta operación requiere una herramienta especial que se adapta al extremo de un mandril con guía. Para escariar plano se requiere un escariador frontal o bien una cuchilla laminar que se introduce y sujeta en el extremo mediante un tornillo. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=CXcw00wAdRA Alesado o torneado cilíndrico interior: Esta operación se realiza haciendo avanzar el mandril en una dirección paralela al eje de rotación del movimiento principal, el cual es el de traslación del portaherramienta. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=Z-UhPJltEAo Frenteado: Esta operación puede realizarse si se dispone en el mandril portaherramienta animado de un movimiento de rotación, un mecanismo capaz de producir el avance radial de una herramienta a lo largo de un brazo colocado normalmente al eje de rotación. Este mecanismo puede estar formado por un par de ruedas cónicas y sistema tornillo-tuerca, esta última guiada para evitar su rotación. Alesado o torneado cónico: Para realizar esta operación es necesario disponer de un mandril con la conicidad deseada y en él, un mecanismo capaz de producir el desplazamiento de la herramienta a lo largo de una guía. Alesado o torneado esférico: Esta operación es realizada por un mecanismo piñón-cremallera alojado en el interior del mandril portaherramienta. Es consecuencia de la rotación del mandril alrededor de su eje y de un movimiento de rotación incompleto de la herramienta alrededor de un punto centro perteneciente a dicho eje. Roscado: Esta operación puede realizarse empleando fresas de roscar que se fijan al extremo del mandril mediante chaveta y tuerca de seguridad. Es necesario prever un acoplamiento elástico que desacopla la fresa, apenas esta encuentra una resistencia al avance superior a la resistencia opuesta al corte, por el material que se trabaja.
  • 44. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 43 Herramientas Las herramientas utilizadas para ejecutar el alesado son: herramientas de filo monocortante; herramientas cuchillas de simple y doble filo; escariadores fijos. El trabajo de alesado o torneado cilíndrico interior se realiza preferentemente usando herramientas de filo monocortantes y cuchillas, las cuales son de dimensiones reducidas, pues deben actuar en el interior de las piezas y no solamente para trabajar con diámetros reducidos, sino también a profundidades o longitudes apreciables. La posición exacta de la herramienta tiene excepcional importancia para obtener así el alesado al diámetro exacto. Tipos de alesadoras Alesadora horizontal universal: Las máquinas alesadoras modernas pueden ejecutar una serie de operaciones distintas, taladrado, escariado, alesado o torneado interior y aun fresado, por todo ello deben considerarse como máquinas universales. La bancada amplía y robusta tiene forma de caja y presenta guías amplias para el desplazamiento del carro y ofrece las bases de apoyo para el montante del cabezal y del auxiliar. El montaje principal es hueco y de sección cuadrangular, con guías para el desplazamiento vertical del cabezal, mediante mecanismos de tornillo-tuerca. El cabezal es la parte más importante de la máquina, pues soporta al husillo, le comunica el movimiento de rotación y el de avance. El cabezal en sí, es una caja de velocidades para ambos movimientos. En la salida, el husillo presenta un plato que permite realizar el frenteado de las piezas así como también presenta la cavidad tronco-cónica en la que es posible alojar la mecha helicoidal, el escariador y aún la fresa para las consiguientes operaciones de trabajo. Alesadora vertical universal: La misma condición de universalidad enunciada en la alesadora horizontal, caracteriza también a esta máquina. Tanto la una como la otra, se presentan admirablemente para ejecutar una serie de operaciones sucesivas y distintas, sin variar la posición de la pieza, anclada sobre la mesa. Esta evita los inevitables errores de paralelismo, perpendicularidad y axialidad, lo que conduce también a una reducción de costos. Alesadora con múltiples unidades: Sirve para disminuir los costos y para realizar simultáneamente varias operaciones sin modificar los dispositivos de montaje en la fabricación por grandes series. Escariador Es una herramienta giratoria de varios filos de corte a los que se le da un movimiento giratorio y un avance axial. Esta herramienta arranca virutas con sus filos los cuales están constantemente en acción realizando un trabajo de regulación de superficies interiores cilíndricas, cónicas y perfiladas. Para su empleo, previamente se requiere de una perforación. El escariador generalmente se hace de acero rápido (SS), a veces se ponen dientes o filos de metal duro. Ver en:  https://www.youtube.com/watch?v=BYEK12EJviE  https://www.youtube.com/watch?v=nj7AJzhxEsc
  • 45. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 44 Los escariadores deben brindar las siguientes condiciones:  Diámetros exactos y dentro de las tolerancias permitidas  Los dientes deben presentar un buen filo  Los ángulos de corte, la velocidad de corte y avance se deben adecuar al material a trabajar Partes del escariador  Mango: es la parte por la cual se coge el escariador para trabajar con él. Puede ser cilíndrico o cónico. Los cilíndricos se utilizan para escariar a mano y suelen llevar en su extremo una mecha cuadrada. Los cónicos son iguales a los mangos cónicos de las brocas.  Cuerpo: es la parte cortante del escariador. Está cubierto por unas ranuras rectas o helicoidales.  Punta: es el extremo del cuerpo que tiene una ligera conicidad para facilitar la entrada. Es la parte principal del escariador porque de ella depende el conseguir un buen rendimiento; el filo de los dientes de la punta son los que cortan la mayoría del material, mientras que los filos del cuerpo no hacen más que aislar y dejarlo a la medida precisa. Tipos de escariadores Fijos: Permiten ensanchar y regularizar agujeros de hasta 100 mm de diámetro, puede ser usado en cualquier máquina cuyo movimiento principal sea la rotación (taladro, fresadora, alesadora). Frontales: Similar a la fresa cilíndrica, se emplea en asientos cilíndricos planos, en agujeros de pequeños diámetros. De disco: Los bordes cortantes están en la superficie cilíndrica y producen el calibrado de grandes agujeros. El espesor del disco puede ser hasta de 6 𝑚𝑚. De manguito: Presentan bordes cortantes helicoidales interiormente cilíndricos. Para agujeros grandes: Está compuesto con una cuchilla para recortar o con cuchilla cilíndrica.
  • 46. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 45 Aserradora Es una máquina herramienta que emplea una operación de corte de material con arranque de viruta realizada con una herramienta de dientes múltiples triangulares llamada hoja de sierra la cual tiene la capacidad de realizar un corte rápido y preciso. Tipos de aserradoras Serruchos alternativos: Presiona por el propio peso sobre la pieza. El movimiento alternativo se logra mediante el mecanismo biela-manivela. La velocidad de corte ronda entre los 20 y los 40 m/min. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=mX4apLIlEyw Sierras circulares: Usan sierras a disco el cual, el movimiento de corte lo realiza un motor eléctrico y el movimiento de avance se realiza en guías mediante un brazo deslizante. El corte es de gran precisión. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=GH89jKkceB0 Sierra de cinta sinfín: Usadas para recortar o contornear, el corte es fino y rápido. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=5Ya9wyr7dnk Sierras abrasivas: Son sierras de corte rápido y con una alta calidad de terminación. El corte es de gran precisión. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=lmEGZ4Ahtkw Cepilladora Es una máquina herramienta que realiza la operación de arrancar virutas con un útil de un solo filo que no está continuamente en acción, las virutas se arrancan de la pieza en forma de tiras en cada carrera de trabajo. Las cepilladoras se prestan para trabajar con piezas largas, para aumentar la eficiencia de la máquina se trabaja con varias cuchillas simultáneamente y desplazadas entre sí. En el cepillado la pieza realiza el movimiento de corte, el cual es un movimiento rectilíneo alternativo, la carrera de corte puede llegar en algunas cepilladoras hasta los 20 m. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=HV1m91v_9Zg Movimientos Movimiento de corte o principal: Está dispuesto en la bancada de la máquina y transmite a la mesa el movimiento alternativo. Existen accionamientos de engranajes e hidráulicos. La mesa tiene en su parte inferior una cremallera en la cual una rueda dentada accionada por un motor eléctrico a través de un sistema de engranajes genera el movimiento. Para ahorrar tiempo, la velocidad de la mesa es mayor en la carrera de retroceso que en la carrera de trabajo. Movimiento de avance: Es intermitente, la pieza ya sujeta es movida contra el útil. Movimiento de ajuste: Sirve para graduar el espesor de la viruta, se obtiene mediante el movimiento del útil en altura. Sujeción de las piezas Para ello, la mesa está provista de ranuras en T. La superficie de sujeción debe ser lo suficientemente grande ya que si es pequeña, la presión por unidad de superficie podría resultar excesivamente grande y podrían quedar marcas en la pieza debido a la fricción entre los vértices de las ranuras y la pieza. Además las virutas interpuestas hacen que la sujeción no sea buena y por esta razón deben limpiarse las superficies correspondientes antes de proceder con la sujeción. Sujeción para piezas pequeñas: Se sujetan en el tornillo de la máquina, la pieza se levanta algo al cerrar la mordaza móvil y por esta razón hay que apretarla contra el fondo. Se puede complementar la sujeción con piezas paralelepipédicas sin que dificulte las mediciones y el trabajo durante el mecanizado.
  • 47. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 46 Sujeción para piezas grandes: Se sujetan sobre la mesa de cepillar, se emplean como medios de sujeción tornillos y bridas. Las cabezas de los tornillos y las bridas tienen que presionar a la pieza de tal forma que apoye toda su superficie, con ello la presión en la pieza queda bien distribuida. Cuchilla para cepilladora Son muy similares a las cuchillas del torno en cuanto a forma y material. Hay dos tipos de cuchillas: Cuchillas para desbastar: Deben arrancar en poco tiempo la mayor cantidad posible de viruta, las grandes secciones de viruta exigen una forma robusta del filo. Cuchillas para afinar: Le dan a la superficie trabajada un aspecto limpio y por esta razón los filos son redondeados o planos ya que, al ser los filos curvados o planos, se flexionan hacia atrás separándose de la pieza al encontrar un punto duro lo que provoca que la superficie de la pieza no se deteriore. Mortajadora Es una máquina herramienta que realiza la operación de arrancar virutas con un útil de un solo filo que no está continuamente en acción, las virutas se arrancan de la pieza en forma de tiras en cada carrera de trabajo. Esta máquina es similar a la cepilladora, su diferencia es que la herramienta realiza el movimiento de corte. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=e8JN-Xno8sA Tipos de mortajadoras Mortajadora horizontal o cepilladora corta: Esta máquina se presta para trabajar piezas pequeñas hasta 800 mm de longitud. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=8yIlWH9zDEI Movimientos Ídem a cepilladora. Sujeción de las piezas Ídem a cepilladora. Cuchilla para la mortajadora Ídem a cepilladora.
  • 48. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 47 Mortajadora vertical: Esta máquina se presta para realizar ranuras interiores, dentados interiores, vaciados, perfilados con bordes curvos, etc. Como ésta máquina trabaja de modo muy lento, ha sido reemplazada por la brochadora para trabajos en grandes series. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=9gQcsD1nTHY Movimientos Movimiento de corte o principal: Se consigue mediante un mecanismo de biela y cigüeñal, de acuerdo con el desplazamiento del muñón del cigüeñal pueden obtenerse distintas longitudes de carrera en el carro portaútil. Movimiento de avance: Se da por desplazamiento transversal o circular de la pieza. Una rueda de trinquete da lugar al movimiento intermitente. Herramientas Se usan útiles de una sola pieza o portaherramientas con cuchillas postizas, la forma de los filos están en función del sentido del movimiento de corte y el espacio libre dentro del cual se va a trabajar. Brochadora Es una máquina herramienta la cual se presta para modificar un agujero o contorno exterior de una pieza para obtener una forma determinada, generalmente ranuras mediante una brocha. La brocha es una herramienta muy cara y delicada y por eso existen chaveteros con dimensiones normalizadas y ejes estriados también normalizados. Las brochadoras se utilizan para hacer dentados interiores en agujeros de muchos engranajes los cuales se montan, por ejemplo, en cajas de velocidades para permitir su desplazamiento cuando se efectúa un cambio de velocidades. También se emplean estas máquinas para mecanizar el chavetero de muchas poleas y engranajes fijos. Ver en:  https://www.youtube.com/watch?v=fPkc7PHLlMM  https://www.youtube.com/watch?v=uli0ByD0SQA  https://www.youtube.com/watch?v=I8jh6u4pNuo  https://www.youtube.com/watch?v=jbv6KCfHmII  https://www.youtube.com/watch?v=ly5wYFm4nrk Movimientos Movimiento de corte o principal: Está dispuesto en la brocha la cual realiza un movimiento rectilíneo, la acción de corte se ejerce en forma gradual por numerosos bordes cortantes que constituyen la brocha. En algunos casos se le agrega un movimiento de rotación para estrías helicoidales. Movimiento de avance: El movimiento de avance queda cumplido por los filos de la brocha los cuales son cada vez más grandes. Tipos de brochadoras Existen brochadoras de interiores y exteriores y, a su vez, ambas en tipo horizontal y vertical. Las máquinas horizontales son más baratas que las verticales y tienen aplicaciones más variadas, pero su rendimiento es menor, además de ocupar más espacio en el lugar de trabajo. Sujeción de las piezas En el brochado interior la pieza es empujada por la presión de trabajo contra la mesa, lo cual implica que la pieza no necesita estar sujeta de ningún modo especial. En el brochado exterior la presión unidireccional sobre la pieza exige que ésta quede sujeta en montajes especiales.
  • 49. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 48 Herramientas Las brochas se hacen de acero templado, los dientes son cada vez más altos y se adaptan en el extremo de la brocha a la forma del perfil deseado. Los filos de las brochas son duros, agudos y por tanto, delicados. Para evitar que se deterioren no deben entrar en contacto con puntos duros. Sujeción de las brochas: La brocha para interiores se sujeta por su mango en el soporte correspondiente, la parte de guía debe ajustar con juego muy ligero en el agujero previamente taladrado con el objeto de llevar la pieza a una posición centrada. La brocha para exteriores van fijas en soportes portaútiles. Rectificadora La rectificadora es una máquina herramienta, utilizada para realizar mecanizados por abrasión, con alta precisión dimensional y terminación superficial a piezas ya mecanizadas con otras máquinas herramientas. En el rectificado o esmerilado de piezas se trata de eliminar las irregularidades (rebaba) o de conseguir piezas redondas o planas de gran exactitud de medidas y de elevada calidad superficial (rectificado). El esmerilado es un procedimiento de trabajo con arranque de viruta mediante filos cortantes de forma geométricamente indeterminada (granos abrasivos). Como útil de esmerilado se emplea generalmente un disco rotativo llamado muela, en el cual, de su superficie resaltan granos de material abrasivo que dan lugar con sus aristas y vértices al arranque de virutas. Las muelas están compuestas por granos abrasivos, duros y de cantos afilados unidos entre sí por un material aglutinante. Muelas de esmerilar El rectificado de la pieza se realiza mediante muelas de esmeril las cuales están formadas por dos elementos:  Mordiente o abrasivo: Es un cristal de formas agudas, puede ser natural (cuarzo, sílice) o artificial (Alundum, carburo se silicio, diamante negro)  Aglutinante o cemento: Los innumerables granos abrasivos se mezclan con un material aglutinante y se moldea para darle la forma de disco. Los tipos de aglutinantes son: aglutinante cerámico, de magnesita, de silicato, de caucho, goma laca y resina sintética. Formas de las muelas: Para distintos trabajos de esmerilado existen muchas muelas de formas adecuadas a ellos, la forma y las dimensiones de las muelas están normalizadas. Manejo de las muelas de esmerilar: Las muelas son frágiles y deben ser protegidas contra choques y golpes, para ello, deben guardarse en un sitio seco y sin tener fuerte contacto de apoyo.
  • 50. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 49 Sujeción de la muela: Se sujeta en el husillo portamuela entre dos bridas vaciadas en su parte central por torneado para evitar un fuerte contacto, con el objeto de que la muela trabaje uniformemente y se obtenga una superficie esmerilada limpia, debe ser equilibrada previamente. Ver: Riesgos mecánicos 3 Elección de la muela: La elección de la muela más conveniente debe hacerse siempre consultando catálogos y prospectos de las casas de fabricantes. Aunque, también, se recomienda que:  Las piedras grandes y anchas deben ser más blandas que las pequeñas y delgadas.  Las piedras para rectificar superficies planas deben ser más blandas que las utilizadas para rectificar cilindros.  Para materiales duros, se requieren piedras blandas y para materiales blandos piedras duras.  Cuanto más grande es la velocidad de la piedra, menor debe ser la dureza de ésta. Formas de rectificado A continuación, se muestran las diferentes formas en la que se pueden utilizar las rectificadoras: Tipos de rectificadoras  Rectificadoras planeadoras o tangenciales: Constan de un cabezal provisto de una muela y un carro longitudinal que se mueve en forma de vaivén en el que se coloca la pieza a rectificar. También puede colocarse sobre una plataforma magnética. Generalmente se utiliza para rectificar matrices, calzos y ajustes con superficies planas. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=94TwlZ_tPzc
  • 51. TECNOLOGÍA MECÁNICA RESUMEN 50  Rectificadora sin centros (centerless): Consta de dos muelas, una de corte y otra de arrastre girando a distintas velocidades, además están ligeramente oblicuas con el objeto de que se genere un movimiento de avance en la pieza la cual se encuentra en una posición más alta que el centro de giro y apoyada por una regla, con ello no requiere ningún mecanismo se sujeción. Permite automatizar la alimentación de las piezas, facilitando el funcionamiento continuo y la producción de grandes series. Se utilizan para el rectificado de pequeñas piezas cilíndricas, como bulones, casquillos, pasadores, etc. Ver en:  https://www.youtube.com/watch?v=y3SxF3HsqRo  https://www.youtube.com/watch?v=ZeSVmpRKoaM  https://www.youtube.com/watch?v=WHSkxJKYqhw  Rectificadoras universales: Se utilizan para todo tipo de rectificados en diámetros exteriores de ejes. Son máquinas de gran envergadura cuyo cabezal portamuelas tiene un variador de velocidad para adecuarlo a las características de la muela que lleva incorporada y al tipo de pieza que rectifica. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=GE8sD5MGP1E Procedimientos de acabado de piezas Los agujeros taladrados o fresados aun después de haber sido rectificados, conservan pequeñas irregularidades. Mediante el acabado se trata de hacer que las piezas que se fabrican respondan a las más altas exigencias en cuanto a exactitud de dimensiones y la calidad superficial. El pulido, bruñido, torneado de precisión y electroerosión son los procedimientos de acabados más importantes a saber: Pulido: Operación realizada con un abrasivo que desgastando las superficies metálicas les da cierto acabado superficial. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=DmYx8df0sK8 Bruñido: Paso posterior, elimina cualquier traza visible que queda, a las piedras (interiores) o barretas (exteriores) abrasivas se les agrega una pasta y luego estos actúan sobre la pieza. Ver en:  https://es.wikipedia.org/wiki/Bru%C3%B1ido  https://www.youtube.com/watch?v=nyonEECX7Fw  https://www.youtube.com/watch?v=VZE5rkMjEmM Torneado de precisión: Mediante este procedimiento se consiguen piezas listas para el montaje, los filos de los útiles se emplean de metal duro o diamante. Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=zQWr95Xw5N0 Electroerosión: En este caso se arrancan partículas de material por medio de chispas eléctricas. El proceso de electroerosión consiste en la generación de un arco eléctrico entre una pieza y un electrodo en un medio dieléctrico para arrancar partículas de la pieza hasta conseguir reproducir en ella las formas del electrodo. Ambos, pieza y electrodo, deben ser conductores, para que pueda establecerse el arco eléctrico que provoque el arranque de material. La electroerosión se presta para trabajar materiales duros como aceros templados y muy aleados. Ver:  Mecanizado por electrodo en: https://www.youtube.com/watch?v=YWYW8m8nJ7Y  Mecanizado por hilo en: https://www.youtube.com/watch?v=ZVPlf2kZiCM