Optimización de Procesos de Mecanizado: Centros, Células y Técnicas Avanzadas

Centros de Mecanizado y Células de Fabricación Mecánica

Centros de mecanizado: Automatizan el trabajo de varias máquinas convencionales, en el orden de proceso, sin mover la pieza y sin intervención del operario. Tipos… Para asegurarnos del modelo adecuado… Estructura: bancada, columna, cabezal con husillo principal, sistema de engrase automático, mesa, almacén de herramientas, sistema de refrigeración.

Células de fabricación mecánica: Para grandes cantidades y variedad de operaciones de mecanizado de piezas complejas. Se componen de varias máquinas controladas por robots, almacenes, alimentadores de piezas y refrigeración. Las células están formadas por: Máquinas para generar superficies planas, para el acabado, elementos de intercambio automático de piezas. Distinguimos dos tipos de componentes:

• Máquina (hardware): bancada, columna…
• Control (hardware): Parámetros de mecanizado, control de ejes, control de servomotores, sistema cambiador automático de herramientas.

Listado de Máquinas de Mecanizado

Mecánica: Ultrasonidos. Corte por chorro de agua. Corte por chorro de agua y abrasivo. Corte por chorro abrasivo.

Eléctrica: Mecanizado electroquímico. Achaflanado y esmerilado electroquímico.

Térmica: Electroerosión por penetración y por hilo. Haz de electrones. Rayo láser. Corte con arco eléctrico: arco de plasma, electrodo de carbono y aire.

Química: Fresado químico, Troquelado químico, Grabado químico, Mecanizado fotoquímico.

Extrusión en Frío y en Caliente

1. Extrusión en frío y en caliente. Es la operación en la cual una masa de material dúctil fluye a través de un orificio por medio de un impacto o una fuerte compresión para formar una pieza de sección constante. Su longitud depende de la aportación de material.

En frío: Esto se realiza obligando a fluir el material depositado en el fondo de la matriz entre las paredes de ésta y las de un punzón que presiona con gran fuerza. Existen 2 tipos de extrusión en frío:

• Inversa: Es la más empleada.
• Directa: Se emplea un punzón de dos cuerpos. Uno de ellos entra holgado para dejar el espesor y otro ajustado para empujar la pieza.

En caliente: El metal debe estar a temperaturas comprendidas entre la cristalización y la de fusión. La boquilla de la matriz tiene la sección de la misma forma que la del perfil de la pieza a obtener. En este tipo de extrusión, la plasticidad del material favorece la operación.

Prensas Empleadas en Matricería

3. Prensas empleadas en matricería. Una prensa es capaz de proporcionar una fuerte presión, aprovechando la fuerza acumulada mecánicamente o por medio de fluidos. Existen 2 tipos de prensas:

• Mecánicas: Se suelen usar en corte ya que se usan para hacer trabajos más rápidos.
• Hidráulicas: Se mueve por presión de agua o aceite; el líquido a presión empuja su émbolo que oprime la pieza a forjar o embutir entre las dos partes de la estampa. El líquido entra a poca presión hasta que hace contacto con la estampa y entonces el aceite se da a mucha presión. Las prensas hidráulicas son más lentas que las mecánicas y se emplean en grandes piezas.

Ventajas de las Prensas Hidráulicas:

• La carrera se gradúa a criterio del operario.
• La velocidad de descenso del carro puede variarse.
• La presión es constante.

Desventajas de las Prensas Hidráulicas:

• Son más lentas.
• Su construcción es más precisa, por lo tanto, más caras.

Estampación en Frío: Condiciones y Características de Metales y Aleaciones

2. Condiciones y características de los metales y aleaciones empleadas en la estampación en frío.

• El espesor de la pieza debe ser lo más uniforme posible.
• La superficie debe ser lo más perfecta posible, sin marcas, golpes o defectos.
• Las características mecánicas del material deben ser uniformes.
• El metal o aleación debe ser maleable.

Chapa de Acero: El tipo de acero más empleado es el F1.111. Para embuticiones profundas se emplean chapas de composición especial, para que las superficies queden pulidas.

Características de la Chapa de Acero:

• Resistencia a la rotura (kgf/mm²)
• Límite elástico (kgf/mm²)
• Alargamiento (%)
• Dureza superficial (Brinnell, Rockwell..)
• Profundidad de embutición (en mm)

Ventajas de la Estampación en Frío de la Chapa

Ventajas del empleo de la estampación en frío de la chapa.

• Economía en la fabricación.
• Uniformidad de las características mecánicas obtenidas de la pieza, debido a que la estampación no produce ninguna transformación térmica.
• Excelente acabado superficial de las piezas.
• Ofrece más resistencia que las piezas mecanizadas por arranque de viruta, debido a que no se rompe la fibra.
• El reducido costo por unidad.
• Garantía en la intercambiabilidad de las piezas.
• Ligereza en las piezas, debido al espesor calculado.
• Resulta insustituible debido a sus ventajas.