Mecanizado Industrial: Principios de Corte, Torno y Limadora para Fabricación Eficiente

Principios Fundamentales del Mecanizado

Ángulos de Corte en Herramientas

La herramienta de corte más sencilla es la cuchilla: una barra de sección cuadrada que presenta un extremo afilado en forma de cuña, el cual permite el corte. La cuchilla consta de las siguientes partes esenciales:

• Filo: Arista que realiza el corte.
• Superficie de ataque: Cara de la cuchilla sobre la que se desliza el material desprendido (viruta).
• Superficie de incidencia: Cara de la cuña que se sitúa frente a la superficie trabajada de la pieza.

Los ángulos que definen la posición de las superficies de la cuchilla en la máquina-herramienta son cruciales para un mecanizado eficiente:

• Ángulo de incidencia: Es el ángulo que forma la herramienta con la superficie de la pieza. Su misión principal es disminuir el rozamiento entre la cuchilla y el material.
• Ángulo de filo: Es el ángulo formado por las superficies de ataque y de incidencia de la cuchilla.
• Ángulo de ataque: Este ángulo, junto con el de incidencia, determina la geometría de la cuña de corte.
• Ángulo de corte: Término general que engloba la geometría de la herramienta en relación con la pieza.

Fuerza de Corte y Movimientos en el Mecanizado

La fuerza de corte es la fuerza que se debe aplicar a la cuchilla para vencer la resistencia a la rotura que ofrece el material cuando se conforma con arranque de viruta.

Movimientos Esenciales en el Proceso de Corte

• Movimiento de corte: Se debe a la rotación de la pieza (en el caso del torno). La cuchilla ejerce una fuerza sobre la pieza, y esta reacciona con una fuerza de igual módulo y dirección, pero de sentido contrario.
• Movimiento de avance: Se debe al desplazamiento longitudinal de la herramienta.

Fuerza Específica de Corte

La fuerza específica de corte se define como la fuerza de corte por unidad de sección de viruta cortada. Sus unidades son las de tensión (por ejemplo, N/mm² o MPa). Este valor depende de una serie de factores clave:

• Material cortado: La fuerza de corte aumenta al incrementarse la resistencia a la tracción del material.
• Sección de viruta cortada: La fuerza específica de corte disminuye a medida que aumenta la sección del material cortado.
• Ángulos de corte de la herramienta: Cuanto menor sea el ángulo de ataque, mayor será la fuerza de corte necesaria.

Máquinas Herramienta Fundamentales

El Torno: Fabricación de Piezas de Revolución

El torno es una máquina-herramienta que permite fabricar piezas de revolución, cuya sección transversal tiene forma circular. Su principio de funcionamiento consiste en hacer girar la pieza sobre su eje, al mismo tiempo que la herramienta de corte avanza con movimiento uniforme.

Partes Principales del Torno

• Bancada: Es la parte más robusta y sirve de soporte para todos los demás componentes.
• Cabezal fijo: Contiene el eje principal, en cuyo extremo se ubican los órganos de sujeción y accionamiento de la pieza.
• Cabezal móvil: Se encuentra en el extremo opuesto al cabezal fijo y se puede desplazar por medio de unas guías a lo largo de toda la longitud del torno.
• Carro portaherramientas: Transporta la herramienta y le confiere los movimientos de avance y penetración necesarios para el mecanizado.

Operaciones Comunes de Torneado

El torno permite realizar diversas operaciones de mecanizado, entre las que destacan:

• Cilindrado: Consiste en mecanizar un cilindro recto con una longitud y diámetro determinados. La velocidad de avance de la herramienta debe ser muy pequeña en comparación con la velocidad de giro de la pieza.
• Refrentado: La herramienta no presenta movimiento de avance longitudinal, sino de profundidad de pasada. Se mecaniza una superficie plana, perpendicular al eje del cilindro.
• Ranurado: Se trata de abrir ranuras en las piezas; es un cilindrado efectuado en una franja estrecha.
• Roscado: Es un cilindrado realizado con velocidades de avance de la herramienta mucho mayores que la de giro de la pieza. Así, entre dos secciones de corte consecutivas permanece un espesor de material sin cortar que se conoce como filete.

La Limadora: Mecanizado de Superficies Planas

La limadora es una máquina-herramienta que se emplea para el desbaste y acabado de superficies planas. Se utiliza para planear superficies de pequeñas dimensiones. Mediante un movimiento rectilíneo alternativo, arranca viruta al moverse sobre las piezas fijadas a la mesa de la máquina.

Partes Principales de la Limadora

• Bancada: Es la pieza más robusta de la máquina y la que soporta todos los mecanismos de accionamiento. En ella existen guías horizontales para el deslizamiento del carnero y guías verticales sobre las que se puede desplazar la mesa.
• Carnero: Es la parte móvil que se desliza sobre las guías horizontales. En él se encuentra el portaherramientas, donde se fija la herramienta de corte. El accionamiento suele realizarse mediante una palanca oscilante y un mecanismo de plato-manivela que transforma el movimiento circular del motor en un movimiento rectilíneo alternativo.
• Mesa: Su función es soportar la pieza. Puede moverse verticalmente y realizar un movimiento de avance para posicionar la pieza correctamente.