Proceso de Formado - Remoción de Material

Estos procesos se utilizan para conformar partes de materiales como metales, plásticos, cerámica y madera. El mecanizado es un proceso de fabricación que comprende un conjunto de operaciones de conformación de piezas mediante la eliminación de material, ya sea por arranque de viruta o por abrasión. Los productos obtenidos pueden ser finales o semi-elaborados, que requieren operaciones posteriores.

Mecanizado sin arranque de viruta

Todas las piezas metálicas, excepto las fundidas, en algún momento de su fabricación han estado sometidas a una operación al menos de conformado de metales, y con frecuencia se necesitan varias operaciones diferentes. Así, el acero que se utiliza en la fabricación de tubos para la construcción de sillas se forja, se lamina en caliente varias veces, se lamina en frío hasta transformarlo en chapa, se corta en tiras, se le da en frío la forma tubular, se suelda, se maquina en soldadura y, a veces, también se estira en frío. Esto, aparte de todos los tratamientos subsidiarios. La teoría del conformado de metales puede ayudar a determinar la forma de utilizar las máquinas de la manera más eficiente posible, así como a mejorar la productividad.

Mecanizado por arranque de viruta

El material es arrancado o cortado con una herramienta dando lugar a un desperdicio o viruta. La herramienta consta, generalmente, de uno o varios filos o cuchillas que separan la viruta de la pieza en cada pasada. En el mecanizado por arranque de viruta se dan procesos de desbaste (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). Sin embargo, tiene una limitación física: no se puede eliminar todo el material que se quiera porque llega un momento en que el esfuerzo para apretar la herramienta contra la pieza es tan liviano que la herramienta no penetra y no se llega a extraer viruta.

Movimientos de corte

En el proceso de mecanizado por arranque de material intervienen dos movimientos:

     1. Movimiento principal: es el responsable de la eliminación del material. 
     2.Movimiento de avance: es el responsable del arranque continuo del material, marcando la trayectoria que debe seguir la herramienta en tal fin.

Cada uno de estos dos movimientos lo puede tener la pieza o la herramienta según el tipo de mecanizado.

Mecanizado manual

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

Mecanizado con máquina-herramienta

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

Torno

El torno es la máquina herramienta de mecanizado más difundida, éstas son en la industria las de uso más general, la pieza se fija en el plato del torno, que realiza el movimiento de corte girando sobre su eje, la cuchilla realiza el movimiento de avance eliminando el material en los sitios precisos. 

El torneado se utiliza para la fabricación de piezas de revolución. Permite pequeñas tolerancias y   acabados superficiales buenos. Árboles, ejes, casquillo, mangos son piezas que normalmente se obtienen por torneado.

El torneado consiste en arrancar viruta por medio de un filo o herramienta que avanza longitudinalmente mientras la pieza a mecanizar gira accionada por el torno

Cilindrado:

El cilindrado se puede hacer con la pieza al aire sujeta en el plato de garras, si es corta, o con la pieza sujeta entre puntos y un perro de arrastre, o apoyada en luneta fija o móvil si la pieza es de grandes dimensiones y peso. Para realizar el cilindrado de piezas o ejes sujetos entre puntos, es necesario previamente realizar los puntos de centraje en los ejes.

Cuando el cilindrado se realiza en el hueco de la pieza se llama mandrinado.

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, 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. Un ejemplo de moleteado es el que tienen las monedas de 50 céntimos de euro, aunque en este caso el moleteado es para que los invidentes puedan identificar mejor la moneda.

El moleteado por deformación se puede ejecutar de dos maneras:

1. Radialmente, cuando la longitud moleteada en la pieza coincide con el espesor de la moleta a utilizar.

2. Longitudinalmente, cuando la longitud excede al espesor de la moleta. Para este segundo caso la moleta siempre ha de estar biselada en sus extremos.

Hay dos sistemas de realizar roscados en los tornos, de un lado la tradicional que utilizan los tornos paralelos, mediante la Caja Norton, y de otra la 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 bien 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.

Fresadora

En la fresadora el movimiento de corte lo tiene la herramienta; que se denomina fresa, girando sobre su eje, el movimiento de avance lo tiene la pieza, fijada sobre la mesa de la fresadora que realiza este movimiento. Es junto al torno la máquina herramienta más universal y versátil.

La gran variedad de fresadoras puede reducirse a tres tipos principales: horizontales, verticales y mixtas, caracterizadas, respectivamente, por tener el eje porta-fresas horizontal, vertical o inclinable. 

CLASIFICACIÓN

 1.FRESADORAS HORIZONTALES: Esencialmente, constan de una bancada vertical llamada cuerpo de la fresadora, a lo largo de una de cuyas caras se desliza una escuadra llamada ménsula o consola, sobre la cual, a su vez, se mueve un carro porta-mesa que se ha de fresar. En la parte superior de la bancada están alojados los cojinetes en los que gira el árbol o eje principal, que a su vez puede ir prolongado por un eje porta-fresas. Estas fresadoras se llaman universales cuando la mesa de trabajo puede girar alrededor de un eje vertical y puede recibir movimiento automático en sentido vertical, longitudinal y transversal, o al menos en sentido longitudinal.

  2. FRESADORAS UNIVERSALES: La máquina fresadora universal se caracteriza por la multitud de aplicaciones que tiene. Su principal nota característica la constituye su mesa inclinable que puede bascular tanto hacia la izquierda como hacia la derecha en 45°. Esta disposición sirve con ayuda del cabezal divisor para fresar ranuras espirales. Los tres movimientos de la mesa en sentido vertical, longitudinal y transversal se pueden efectuar a mano y automáticamente en ambos sentidos. Topes regulables limitan automáticamente la marcha en el punto deseado. En las manivelas que sirven para mover la mesa hay discos graduados que permiten ajustes finos.

Estas máquinas encuentran aplicación en mecánica fina, en construcción de herramientas y de moldes, en la fabricación de piezas sueltas y de pequeñas series. En estas aplicaciones tienen empleos muy variados mediante accesorios basculantes y fácilmente recambiables que las hacen aptas para toda clase de trabajos con arranques de viruta.

 3. FRESADORAS VERTICALES: Así se llaman las fresadoras cuyo eje porta-fresas es vertical. En general son monopoleas y tiene la mesa con movimiento automático en sentido vertical, longitudinal y transversal.

En la fresadora vertical el husillo porta -fresa está apoyado verticalmente en una cabezal porta-fresa generalmente giratorio. La fresadora vertical se aplica generalmente para trabajos de fresado frontales.

 4. FRESADORAS COPIADORAS: Las máquinas fresadoras copiadoras cuyos procesos de trabajo pueden mandarse a mano o de modo totalmente automático, permiten la fabricación de piezas con formas irregulares, de herramientas para trefiladoras y para prensas y estampas siguiendo una plantilla, un modelo o un prototipo. El movimiento de un punzón que va palpando el modelo se transmite al husillo porta-fresa por medios mecánicos, hidráulicos o electrohidráulicos con refuerzo electrónico. En algunas máquinas los movimientos del palpador pueden seguirse sobre una pantalla.

 5. FRESADORA MIXTA: Cuando, auxiliándose con accesorios, el husillo puede orientarse en las dos posiciones.

Taladro

La pieza es fijada sobre la mesa del taladro, la herramienta, llamada broca, realiza el movimiento de corte giratorio y de avance lineal, realizando el mecanizado de un agujero o taladro teóricamente del mismo diámetro que la broca y de la profundidad deseada.

De todos los procesos de maquinado, el taladrado es considerado como uno de los procesos más importantes debido a su amplio uso. El taladrado es un proceso de maquinado por el cual produce agujeros.Una de las máquinas más simples empleadas en los trabajos de producción es el taladro prensa. Esta máquina produce un agujero en un objeto forzando contra él una broca giratoria. Se pueden obtener los mismos resultados en algunas máquinas conservando estacionaria la broca y girando el material. A pesar de que esta máquina es especializada en taladrado, efectúa un número de operaciones similares con la adición de las herramientas apropiadas.En este tipo de máquina, la herramienta corte que se utiliza es la broca. Una broca es una herramienta de corte rotatoria la cual tiene uno o más bordes de corte con sus correspondientes ranuras las cuales se extienden a lo largo del cuerpo de la broca. Las ranuras pueden ser helicoi-dales o rectas, las cuales sirven de canales o ductos para la evacuación de las virutas así como para la adición del fluido de corte. La mayoría de brocas poseen dos ranuras pero aun así se emplean brocas que posean tres o cuatro ranuras las cuales son conocidas como brocas de núcleo.El taladrado es una operación de maquinado con arranque de viruta que consiste en producir un agujero en una pieza de trabajo. El taladrado se realiza por lo general con una herramienta cilíndrica rotatoria, conocida como broca, la cual tiene dos bordes cortantes en sus extremos.En el proceso de taladrado se realizan dos movimientos: el movimiento de corte y el movimiento de avance. Estos dos movimientos siempre se realizan, salvo en máquinas de taladrado profundo, en las cuales no hay movimiento de corte ya que la pieza se hace girar en sentido contrario a la broca.

Limadora

Esta máquina herramienta realiza el mecanizado con una cuchilla montada sobre el porta herramientas del carnero, que realiza un movimiento lineal de corte, sobre una pieza fijada la mesa, que tiene el movimiento de avance perpendicular al movimiento de corte.

Mortajadora

Máquina que arranca material linealmente del interior de un agujero. El movimiento de corte lo efectúa la herramienta y el de avance la mesa donde se monta la pieza a mecanizar.

Brochadora

Máquina en la que el movimiento de corte lo realiza una herramienta brocha de múltiples filos progresivos que van arrancando material de la pieza con un movimiento lineal.