Fundamentos de Mecanizado Industrial: Lijado, Taladrado y Roscado

Lijado: Fundamentos y Aplicaciones

El lijado consiste en el desgaste progresivo de un material mediante alguna clase de abrasivo.

Composición de la Lija

• Soporte: Material base que proporciona la estructura.
• Mineral abrasivo: Partículas duras que realizan el desgaste del material.
• Adhesivo o resina: Agente que une firmemente el mineral abrasivo al soporte.

Granulometría

La granulometría es la cantidad de granos abrasivos que presenta una lija por unidad de superficie, lo que determina su finura o grosor y, por ende, la agresividad del lijado.

Herramientas y Útiles de Lijado

• Lijado manual: Utiliza bloques o soportes para lijas.
• Lijado a máquina: Emplea herramientas eléctricas o neumáticas.

Tipos Especiales de Lijas y Otros Abrasivos

• Lijas tridimensionales: Estructuras abrasivas con volumen para acabados uniformes.
• Otros elementos abrasivos: Incluyen pastas de esmerilar y pastas de pulir, utilizadas para acabados más finos y brillantes.

Máquinas Lijadoras

Tipos de Accionamiento

• Eléctricas: Las más comunes, alimentadas por corriente eléctrica.
• Neumáticas: Funcionan con aire comprimido, ideales para entornos con riesgo de explosión o donde se requiere mayor potencia y menor peso.

Platos de Presión

Los platos de presión son componentes clave en las lijadoras, y sus características incluyen:

• Flexibilidad y dureza del plato de presión: Influyen en la adaptabilidad a superficies curvas y la agresividad del lijado.
• Sistema de fijación de las lijas sobre el plato: Métodos como velcro, pinzas o adhesivos para asegurar la lija.

Tipos de Movimiento

• Rotativas: Realizan un movimiento circular constante.
• Orbitales: Ejecutan un movimiento elíptico u orbital, reduciendo las marcas circulares.
• Roto-orbitales: Combinan el movimiento rotativo y orbital para un lijado rápido y un acabado fino.

Seguridad e Higiene en el Lijado

Es fundamental el uso de equipo de protección personal (EPP) para garantizar la seguridad del operario:

• Gafas de seguridad: Para proteger los ojos de partículas y polvo.
• Mascarillas: De papel o con válvula respiratoria, para evitar la inhalación de polvo y partículas finas.

Taladrado: Creación de Orificios Cilíndricos

El taladrado es el proceso de mecanizado con el que se obtienen orificios cilíndricos en un material mediante el arranque de virutas.

Tipos de Orificios Taladrados

• Ciegos: Orificios que no atraviesan completamente la pieza.
• Pasantes: Orificios que atraviesan de lado a lado la pieza.
• Avellanados: Orificios con un rebaje cónico o cilíndrico en la entrada, diseñado para alojar cabezas de tornillos o remaches.

Condiciones Clave del Taladrado

Para un taladrado eficiente y preciso, se deben considerar las siguientes condiciones:

• Diámetro del orificio deseado.
• Longitud o profundidad del orificio.
• Material de la broca y material de la pieza a taladrar.
• Cantidad de agujeros a realizar.
• Condiciones tecnológicas: Velocidad de corte, avance, lubricación, etc.

La Broca: Herramienta Esencial del Taladrado

La broca es la herramienta de corte con forma cilíndrica encargada de realizar los cortes y el arranque de virutas en los procesos de taladrado.

Tipos de Brocas según Material de Trabajo

• Para metal: Diseñadas para perforar metales, a menudo con recubrimientos especiales.
• Para madera: Con puntas específicas para un corte limpio en madera.
• Para pared y hormigón: Con puntas de carburo de tungsteno para materiales duros.
• Para agujeros de gran tamaño (brocas Forstner): Utilizadas en madera para orificios de gran diámetro y fondo plano.

Partes de una Broca

• Punta: Extremo de corte que inicia el orificio.
• Cuerpo: Parte principal con las hélices que evacuan la viruta.
• Guía: Parte cilíndrica que mantiene la broca centrada.
• Mango: Parte que se sujeta al portabrocas de la máquina.
• Mecha (o labio de corte): Filos de corte que realizan el arranque de material.

Materiales de Fabricación de Brocas

• Acero con bajo contenido en carbono: Para aplicaciones básicas y materiales blandos.
• Acero rápido (HSS - High Speed Steel): Material común por su resistencia al calor y durabilidad.
• Acero al cobalto: Variantes de HSS con cobalto para mayor resistencia a altas temperaturas y abrasión.

Taladradoras: Máquinas para el Taladrado

Las taladradoras son las máquinas encargadas de hacer girar las brocas a la velocidad y avance adecuados para que realicen el corte que produce el taladrado.

Componentes de las Taladradoras Fijas

Las taladradoras de columna o de bancada suelen incluir los siguientes componentes:

• Bancada: Base robusta que proporciona estabilidad.
• Mesa: Superficie de trabajo donde se sujeta la pieza.
• Motor: Proporciona la potencia para el giro del husillo.
• Cabezal: Aloja el mecanismo de transmisión y el husillo.
• Palanca de avance: Permite el movimiento vertical del husillo y la broca.
• Panel de control: Para ajustar velocidades y otras funciones.
• Regulador de profundidad: Permite establecer la profundidad exacta del taladrado.
• Husillo: Eje giratorio donde se acopla el portabrocas.

Procesos de Acabado de Taladrados

Escariado

El escariado se utiliza para alisar, eliminar rebabas y agrandar con precisión un orificio practicado previamente. Se realiza mediante una herramienta de corte denominada escariador, que mejora la calidad superficial y la tolerancia dimensional del agujero.

Partes del Escariador

• Mango: Parte de sujeción.
• Cuerpo: Parte principal con los filos de corte.
• Entrada: Sección inicial cónica para facilitar la entrada en el orificio.
• Filos: Bordes cortantes que realizan el acabado.

Avellanado

El avellanado es un rebaje con forma cónica o cilíndrica que se realiza en agujeros taladrados previamente. Su propósito es acomodar las cabezas de tornillos y remaches para que queden a ras de la superficie, o para facilitar el agarre inicial del macho de roscar.

Técnicas de Roscado: Creación de Roscas

El roscado es el proceso de mecanizado que crea una hélice continua y uniforme con un perfil específico, cuya forma y dimensiones dependen de la función que deba realizar. Cuando dicha rosca se mecaniza en el exterior de una pieza, se denomina tornillo; si se mecaniza en el interior, se conoce como tuerca.

Partes de una Rosca

• Cabeza: Parte superior del tornillo (no presente en tuercas).
• Filete (o hilo): La parte helicoidal que forma la rosca.
• Núcleo: Diámetro menor de la rosca, la parte más interna.
• Cresta: La parte más externa del filete.
• Flancos: Las superficies inclinadas que conectan la cresta con el fondo.
• Fondo: La parte más interna entre dos filetes adyacentes.

Clasificación de las Roscas

• Según el sentido de la rosca:
  • Derechas: Las que avanzan al girar en sentido horario.
  • Izquierdas: Las que avanzan al girar en sentido antihorario.
• Según la forma del filete:
  • Triangular: Las más comunes para fijación (Métrica, Whitworth).
  • Cuadrada: Para transmisión de potencia, con alta eficiencia.
  • Trapezoidal: También para transmisión de potencia, más robustas que las cuadradas.
  • Redonda: Para aplicaciones donde se requiere resistencia a la suciedad o impactos.
  • Dientes de sierra: Para transmitir fuerza en una sola dirección.

Características Principales de las Roscas

• Diámetro exterior: El diámetro mayor de la rosca.
• Diámetro del núcleo: El diámetro menor de la rosca.
• Paso: La distancia entre dos crestas consecutivas (o fondos) medida paralelamente al eje.
• Ángulo de flancos: El ángulo formado por los flancos del filete.
• Profundidad de la rosca: La distancia radial entre la cresta y el fondo.

Sistemas de Rosca Comunes

Rosca Métrica

Está formada por un filete en triángulo equilátero con crestas truncadas y flancos redondeados. El ángulo que forman los flancos es de 60º. La Rosca Sellers es una variante de la rosca métrica, también con un ángulo de 60º.

Rosca Whitworth

Está formada por un filete en forma de triángulo isósceles con las crestas y fondos redondeados, formando un ángulo de 55º. La Rosca Gas es una variante de la rosca Whitworth, utilizada para tuberías.

Rosca Chapa

Puede ser de forma triangular o trapezoidal. Su paso es muy ancho para adaptarse a chapas delgadas y plásticos. Soporta pocos esfuerzos en comparación con otras roscas.

Identificación de los Distintos Tipos de Roscas

Para la identificación precisa de roscas existentes, se utilizan herramientas específicas como el peine de roscas (para medir el paso y el ángulo del filete) y el calibre (para medir diámetros).

Herramientas y Útiles de Roscado

• Machos de roscar: Herramientas para crear roscas internas (tuercas).
• Terrajas de roscar: Herramientas para crear roscas externas (tornillos).
• Helicoides (o insertos roscados): Elementos para reparar o reforzar roscas dañadas.

Mecanización y Reparación de una Rosca

Cálculo de los Agujeros Previos a la Operación de Roscado

Es crucial calcular el diámetro del agujero previo para asegurar una rosca correcta:

• Rosca exterior (tornillo): d = D - (0.2 x paso)
• Mecanización de tuerca (rosca interior métrica): D = d - (1.3 x paso)
• Rosca Whitworth (rosca interior): d = D - (1.28 x paso)

Nota: Las fórmulas proporcionadas son aproximaciones comunes. Para aplicaciones de alta precisión, se recomienda consultar tablas y normas técnicas específicas.

Técnicas de Roscado

• Roscado de tuerca (roscado interior): Se realiza con machos de roscar.
• Roscado de tornillo (roscado exterior): Se realiza con terrajas.

Extracción de un Espárrago

Proceso para retirar un espárrago roto o atascado de un orificio, utilizando herramientas especializadas como extractores de espárragos.