Procesos y Parámetros de Mecanizado: Taladrado, Torneado y Fresado

Operaciones de Mecanizado

A continuación, se describen diversas operaciones fundamentales en los procesos de mecanizado por arranque de viruta.

1. Trabajo de Diseño y Trazado

   Operaciones manuales previas al mecanizado que incluyen el trazado (con rayador de acero, escuadra, gramil o regulador de altura y divisores) y el marcado con punzón y martillo para señalar los centros de los agujeros.

2. Punto de Perforación (Spot Drilling)

   Consiste en realizar un pequeño agujero cónico que sirve como guía precisa para la broca del agujero final, evitando que esta se desvíe. Se utiliza comúnmente en fresadoras y centros de mecanizado.

3. Centro de Perforación (Center Drilling)

   Su objetivo es crear un agujero que servirá como punto de apoyo y centro de rotación para operaciones posteriores, especialmente en piezas que se montarán entre puntos en un torno. La herramienta utilizada es una broca de centrar.

4. Taladrado

   Operación que consiste en crear un agujero cilíndrico en una pieza utilizando una herramienta giratoria llamada broca.

5. Retaladrado

   Proceso para agrandar un agujero previamente taladrado.

6. Trepanado

   Se utiliza para crear orificios de gran diámetro (hasta 1000 mm o más) donde una broca estándar no es factible o económica. La herramienta de trepanado corta un anillo periférico, dejando un núcleo de material en el centro. Es ideal para agujeros pasantes.

7. Cilindrado de Agujeros (Counterboring)

   Consiste en ensanchar la entrada de un agujero existente para crear un fondo plano. Su finalidad es alojar la cabeza de un tornillo de cabeza cilíndrica (tipo Allen), una tuerca o una arandela, de modo que quede a ras o por debajo de la superficie. La herramienta es un escariador cilíndrico o counterbore.

8. Avellanado (Countersinking)

   Similar al anterior, pero el ensanchamiento del agujero es cónico. Permite que la cabeza de un tornillo o perno avellanado se asiente a ras o por debajo de la superficie del material. También se utiliza para eliminar la rebaba de una operación de taladrado o roscado previa. La herramienta es un avellanador.

9. Roscado

   Operación para crear una rosca helicoidal en el interior de un agujero (roscado interior con macho de roscar) o en una superficie cilíndrica exterior (roscado exterior con terraja o en torno).

10. Escariado

    Proceso de acabado de alta precisión para un agujero, que mejora su tolerancia dimensional y su acabado superficial. Se realiza con una herramienta llamada escariador y debe girar siempre en el sentido de las agujas del reloj, incluso al retirarla.

11. Mandrinado

    Operación de mecanizado que se utiliza para obtener agujeros con una tolerancia muy estrecha y una alta calidad superficial. A diferencia del escariado, puede corregir la posición del agujero. No se recomienda para taladradoras manuales debido a la precisión requerida.

12. Taladrado Cónico

    Utiliza una broca cónica, cuyo diámetro disminuye progresivamente desde el mango hasta la punta. Estas brocas están diseñadas principalmente para perforar agujeros guía para insertar tornillos o pernos en materiales blandos o para agrandar agujeros existentes.

13. Taladrado Escalonado

    Se realiza con una broca escalonada, que tiene múltiples diámetros en una sola herramienta. Es muy útil para trabajar con materiales finos como la chapa metálica, ya que permite crear diferentes tamaños de agujero sin cambiar de broca, mejorando los tiempos de producción y reduciendo el número de herramientas necesarias.

Parámetros de Corte en Mecanizado

Los parámetros de corte son las condiciones de trabajo que definen el proceso de mecanizado. Su correcta selección es fundamental para optimizar la producción, la vida útil de la herramienta y la calidad de la pieza.

Conceptos Generales

• Velocidad de Corte (Vc): Es la velocidad relativa entre la herramienta y la pieza. Se mide en metros por minuto (m/min).
  • Desbaste: Se usan velocidades de corte más bajas.
  • Acabado: Se usan velocidades de corte más altas para un mejor acabado superficial.
• Avance (f o F): Es la velocidad con la que la herramienta se desplaza sobre la pieza. Puede expresarse de varias formas:
  • Avance por diente (fz): Distancia que avanza la herramienta por cada diente o filo de corte. Se mide en mm/diente.
  • Avance por vuelta (fn): Distancia que avanza la herramienta en una revolución completa de la pieza (torno) o de la herramienta (fresa). Se mide en mm/rev.
  • Avance por minuto (F): Velocidad de avance de la herramienta. Se mide en mm/min.
  • Desbaste: Se usan avances altos para remover material rápidamente.
  • Acabado: Se usan avances bajos para obtener una buena calidad superficial.
• Profundidad de Pasada (ap o ae): Es el espesor de material que se elimina en cada pasada de la herramienta.
  • Profundidad de pasada axial (ap): Medida en la dirección del eje de la herramienta.
  • Profundidad de pasada radial (ae): Medida en la dirección perpendicular al eje de la herramienta.

Fórmulas para Torno

• Velocidad de giro (N o S): Se calcula a partir de la velocidad de corte (Vc) y el diámetro de la pieza (d).
  N (rpm) = (Vc (m/min) · 1000) / (π · d (mm))
• Avances:
  • Avance por vuelta (fn): Se expresa en mm/rev.
  • Avance por minuto (F): Se calcula multiplicando el avance por vuelta por la velocidad de giro.
    F (mm/min) = fn (mm/rev) · N (rpm)
• Profundidad de Pasada (ap): Es el espesor de material eliminado en la dirección radial.
• Rugosidad Teórica (Rmax): Una aproximación de la rugosidad superficial depende del avance y del radio de la punta de la herramienta.
  Rmax ≈ (fn² · 1000) / (8 · Radio de la plaquita)
  Nota: A mayor radio de punta y menor avance, se obtiene una superficie más lisa.

Fórmulas para Fresadora

• Velocidad de giro (N o S): Se calcula igual que en el torno, pero 'd' es el diámetro de la fresa.
  N (rpm) = (Vc (m/min) · 1000) / (π · d (mm))
• Avances:
  • Avance por diente (fz): Indica cuánto material corta cada diente de la fresa en una vuelta (mm/diente).
  • Avance por vuelta (fn): Se calcula multiplicando el avance por diente por el número de dientes (z) de la fresa.
    fn (mm/rev) = fz (mm/diente) · z
  • Avance por minuto (F): Es la velocidad de la mesa. Se calcula a partir del avance por diente, el número de dientes y la velocidad de giro.
    F (mm/min) = fn · N = fz · z · N
• Profundidad de Pasada:
  • Profundidad axial (ap): Profundidad que penetra la herramienta en la dirección de su eje.
  • Profundidad radial (ae): Ancho de corte, medido perpendicularmente al eje de la herramienta.