Entrada 5

 Mecanizado Básico

Antes de nada voy ha decir lo que es 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.

En la siguiente foto podemos ver como una barra de acero ha sido mecanizada de diferentes maneras y formas.

En esta entrada voy a escribir sobre los aspectos más importantes del mecanizado, como pueden ser el trazado y sus herramientas, control dimensional, serrado manual, taladro y roscado...

Trazado y sus herramientas

Trazar o el trazado en sí, es la operación por la cual se realizan líneas sobre una pieza para que sirvan de referencia a la hora de realizar los distintos procesos de mecanizado sobre esta. Los instrumentos y herramientas que vamos a utilizar son los siguientes: 

• Trazador es como un lápiz que tiene una punta de acero. Esta es la herramienta básica para trazar y marcar los metales a la hora de trabajar con ellos. Su función es rallar la superficie de los metales, por lo tanto debe ser más duro que ellos. En ocasiones para trazar también podemos utilizar rotuladores permanentes.

• La regla metálica: es utilizada para medir  y realizar trazos. Sus sistemas de medida son el centímetro, milímetro y algunas incluso pulgadas, pero es poco exacta.

• Escuadra y cartabón: sirven para trazar rectas, además te permite realizar rectas paralelas o perpendiculares entre sí. Suelen tener un escalón para que te apoyes en el borde de la pieza a medir y no se mueva.

• Transportador: instrumento utilizado para medir y trazar ángulos. No es muy utilizado. Para medir los ángulos más utilizados lo podemos hacer con la escuadra y o el cartabón, por ejemplo: 45, 90, 60, 30 y combinar ambos.

• El granete tiene una punta con la cual al dar un golpe sobre su base contraria hincando la punta sobre la superficie obtenemos un punto que nos puede servir de referencia o de punto de apoyo para una broca.  

    

• El compás sirve para trazar circunferencias y también para realizar marcas que posteriormente nos sirvan de referencia, para tomar medidas o realizar comparaciones.

            

• Reglas de albañil, se puede utilizar no para medir sino para comprobar por ejemplo la planitud de una culata. Colocamos la regla de canto sobre la culata y intentamos meter galgas de espesores entre la regla y la culata para comparar valores con los del fabricante.

• Mármol de trazado: Es una plancha de hierro fundido cuya parte superior es plana. Sirve de soporte guía tanto para las piezas a trazar como para los instrumentos de trazado, así como también se puede anclar a él el soporte magnético utilizado junto con el reloj comparador como utensilio de medición.

• Apoyos y cubos de trazo: son apoyos con forma de V o X, se colocan sobre un mármol para realizar mediciones o trazados en ejes o barras cilíndricas, por ejemplo un árbol de levas.

Sistemas y herramientas de control dimensional

Los sistemas y herramientas de control dimensional son básicamente instrumentos gracias a los cuales podemos medir medidas y dimensiones de objetos y piezas. Los que nosotros vamos a utilizar son:

• Calibre pie de rey: es un aparato destinado a la medida de pequeñas longitudes. Es una herramienta muy útil ya que posee unas mordazas para medidas externas, mordazas para medidas internas y una sonda para medir profundidades. Posee una escala con dimensiones en centímetros y milímetros, pulgadas y fracciones de pulgadas, nonio para la lectura de fracciones de milimetros y para las fracciones de pulgada. 

 

• Micrómetro: su función se basa en un tornillo micro-métrico que sirve para valorar el tamaño de un objeto con gran precisión, en rango del orden de centésimas o milésimas de milímetro, es decir 0.001 mm y 0.001 respectivamente. 

Cuenta con 2 puntas que se aproximan entre sí mediante un tornillo de rosca fina, el cual tiene grabado en su contorno una escala.

• Micrómetro de interiores: como su propio nombre indica es un micrómetro que se utiliza para medir interiores. Consta de tres palpadores para que la medida no sea errónea. La escala de medición es similar a la de un micrómetro normal. Se emplea en las mismas situaciones que un alexómetro, pero si quieres comprobar el ovalamiento de un casquillo por ejemplo no te sirve por que necesitas dos medias diferentes y las que te da este instrumento es siempre la misma porque se apoya en tres apoyos siempre. 

• Galgas de espesores es un instrumento para medir y comprobar las dimensiones de determinadas piezas mecánicas durante el proceso de fabricación. Consiste generalmente en una pequeña pieza o chapa metálica que posee las dimensiones apropiadas que se quieren comprobar, y se realiza la medida por comparación directa. Se suelen encontrar en un conjunto las diferentes medidas. Es una herramienta muy utilizada para hacer el reglaje de válvulas de un motor.

• Reloj comparador: es un instrumento de medición que se utiliza para comparar cotas mediante la medición indirecta del desplazamiento de una punta de contacto esférica cuando el aparato está fijo en un soporte. Consta de un mecanismo de engranajes o palancas que amplifica el movimiento del vástago en un movimiento circular de las agujas sobre escalas graduadas circulares que permiten obtener medidas con una precisión de centésimas o milésimas de milímetro. Un soporte utilizado es la base magnética la cual se apoya sobre el mármol y sujeta al reloj comparador.

 

Este utensilio se puede utilizar para comprobar el alabeo de los discos de freno o para comprobar la excentricidad de un eje por ejemplo.

• Alexómetro: es un instrumento de medición de diámetros interiores. Es un reloj comparador anexado a un eje que en el extremo de éste, se encuentra el contacto que hace girar las agujas de alexómetro y de este modo poder comparar las medidas.

  

Se puede utilizar para medir el diámetro de los cilindros y comprobar su conicidad u ovalamiento. 

• La regla también es un instrumento de medición que utiliza los centímetros y los milímetros, pero en el mundo de la automoción es un sistema muy inexacto por la escala que utiliza.

Limado: herramientas de limado, clasificación , materiales... mantenimiento de la herramienta:

El proceso de limado está basado en la técnica de abrasión. Para realizar este proceso tenemos varias herramientas: limado manual,  limado mecánico...
Voy a explicar un poco el proceso de limado mediante lima manual. 
Lo primero es sujetar la pieza al banco de trabajo para que no se mueva mientras estemos limando.
Una vez sujeta tenemos que adoptar una postura correcta, nos colocamos de tal forma que un pie esté delante del otro y tenemos que balancear el peso de nuestro cuerpo a la vez que sujetamos y desplazamos la lima, para realizar el movimiento de va y ven.

La lima manual es una herramienta utilizada para el desgaste y afinado de piezas de distintos materiales como el metal o la madera. Está formada por una barra de acero al carbono templado que posee unas ranuras llamadas dientes y que en la parte posterior está equipada con una empuñadura o mango.

Las limas, se pueden clasificar según su forma: lima plana con punta, plana paralela, cuadrada, redonda, media caña y triangular.  

 

El uso de cada una de ellas lo podemos distinguir en la siguiente foto: la cuadrada o de cara plana para limado de superficies planas y rectas, la de media luna para realizar arcos, la triangular para realizar esquinas o planos con ángulo entre si y la redonda para limar agujeros o zonas con curvatura.

 

Características de una lima

1. El tamaño, está delimitado por la medida del picado de su cuerpo de entre 100 a 300 mm.
2. El picado es el estriado que presenta el cuerpo a modo de líneas afiladas, es con lo que se desgasta a los materiales y puede ser sencillo o doble.
3. Grado de corte. Viene dado según el número de dientes o estrías que se alojan por centímetro cuadrado, este grado de corte puede ser:

• Basto - 1.5 mm de distancia entre líneas de picado.
• Entrefino - 1 mm entre líneas de picado.
• Fino - 0.5 mm de distancia entre líneas de picado.

El mantenimiento que pueden requerir este tipo de herramientas es simplemente limpieza. Para quitar los restos de virutas que hallan podido quedar en la lima se usa un cepillo de alambres, se debe limpiar en el sentido de picado, es el sentido en el que trabaja la lima.

Serrado manual

La operación de serrado manual consiste en el corte por desbaste o arranque de viruta del material mediante una sierra de mano, con el movimiento de vaivén de la sierra sobre el objeto a cortar.
Para proceder a cortar la pieza será necesario sujetarla, en un tornillo de mesa, debe ser conveniente tener el banco de mesa a una altura adecuada.
Tenemos que mantener una postura correcta, colocando un pie detrás de otro apuntando hacia la pieza a cortar, debemos coger la sierra por el mango y por el otro extremo del arco, debemos realizar el gesto de avance ejerciendo fuerza para el corte y en el retroceso relajar los brazos para no dañar la hoja de corte de manera que se deslice.

Las sierras de metal se caracterizan por las cuchillas que utilizan, los dientes de la hoja de corte son de dientes finos y cortos. Las hojas de corte se clasifican por el número de dientes por pulgada que llevan. Lo habitual es que tengan entre 14 y 32 dientes por pulgada.

• La sierra de arco: está compuesta por ocho componentes los cuales son, arco o soporte, la hoja de sierra, el asa de la sierra, sujeción, taco fijo o punto de fijación, taco móvil, tensor de la hoja de corte y palomilla.  Esta sierra es la más utilizada para cortar metal de forma manual.

La hoja de sierra: es una lámina de acero que se ancla a la sierra por medio de dos tacos que he comentado anteriormente y la palomilla. De estos dos puntos de anclaje se puede tensar más o menos la hoja. Cuando la hoja se desgaste es necesario sustituirla. Se pueden montar diferentes hojas de corte, lo que cambia es el diente, dependiendo de este la sierra al cortar arranca más o menos material.

Taladro

Vamos a comenzar definiendo lo que es el taladro, es una herramienta que sirve para hacer agujeros en materiales duros mediante una broca que se hace girar y en su giro va cortando el material.

Existen cuatro tipos de taladros: taladro de columna, manual, de mesa y de bandera

• Taladro de columna: es un taladro estacionario con movimiento vertical y mesa para sujetar el objeto a taladrar. La principal ventaja de este taladro es la absoluta precisión del orificio y el ajuste de la profundidad.

Este taladro necesita regular la velocidad de avance dependiendo del diámetro de broca que estemos usando y el material a trabajar. La velocidad se regula por medio de una correa que engrana dos poleas, las cuales transmiten la fuerza del motor hacia el cabezal. El cambio de velocidad se produce al cambiar la correa de poleas. 

 .

• Taladro manual: su versatilidad le permite no solo taladrar, sino muchas otras funciones como atornillar, lijar, pulir, realizar orificios todo ello depende de los accesorios que le pongamos. La velocidad de giro de este taladro se puede controlar con el gatillo ( botón de funcionamiento). Será necesario regular la velocidad dependiendo de el material con el que estemos trabajando y con el tipo de broca que estemos usando. Este taladro puede invertir el sentido de giro muy útil para desatornillar.

• Taladro de mesa: es igual que el taladro de columna pero con la diferencia de que no se apoya en el suelo sino que se coloca sobre una mesa. Las dimensiones son más pequeñas.

 

• Taladro de bandera o taladro radial: el taladro de bandera es parecido al de columna sin embargo tiene un husillo que puede girar alrededor de la columna y la cabeza puede colocarse a diferentes distancias. Esto permite taladrar en cualquier lugar de la pieza dentro del alcance de la máquina. El taladro de columna tiene fijo el husillo. Está diseñado para trabajar con piezas grandes.

Antes de comenzar a taladrar será necesario sujetar la pieza, lo podremos hacer bien utilizando una mordaza, tornillo de mesa o sargento. Si no se sujetase la pieza se movería y no realizaríamos un orifico correcto.

Los accesorios que utilizan los taladros para cortar son las fresas o brocas. Las brocas son una herramienta de corte fabricada en acero y aleado con otros metales para mejorar su resistencia, sirven para realizar orificios arrancando y vaciando el material. Su forma es cilíndrica y su cuerpo lleva practicadas dos o más ranuras helicoidales que finalizan en aristas o filos cortantes en la punta.

 

Hay muchos tipos de brocas pero los principales hace referencia al material en el que trabajan:

• Brocas para metales: sirven para taladrar metales y algunos otros materiales como plásticos. Están hechas de acero rápido.

• Brocas para paredes: se utilizan para taladrar paredes y materiales e obra exclusivamente. Pueden ser largas o cortas

• Brocas multiuso: se utilizan para trabajar sin percusión y valen para taladrar madera, metal, plásticos, materiales de obra.

• Brocas de tres puntas para madera:son utilizadas para taladrar madera y están fabricas en cromo vanadio.

• Brocas planas: utilizadas en madera para realizar agujeros con gran diámetro.

• Brocas fresa: son brocas especiales que a la vez que hacen el taladro ciego donde se atornilla el tornillo de ensamble, avellanan la superficie, para que la cabeza del tornillo quede totalmente incrustada en la superficie del material.

• Brocas para avellanar: sirven para el embutido en la madera de tornillos de cabeza avellanada.

• Coronas o brocas de campana: para hacer orificios de gran diámetro, las hay para todo tipo de materiales.

Las brocas para perforar van perdiendo su filo con el uso para ello será necesario afilarlas o reemplazarlas. No todas las brocas se pueden afilar, por ejemplo las brocas para piedra no se pueden afilar ya que cuando se desgasta la punta no penetra bien en el material. Las brocas para hierro y madera si se pueden afilar. Para afilarlas podemos usar la esmeril.
El proceso de afilado es le siguiente: comenzamos acercando la broca hacia la esmeril totalmente recta para dejar la punta plana. Luego hay que inclinar un poco el ángulo de incidencia de la broca respecto a la esmeril, para darle un ángulo en la punta de unos 120 grados. Y por último hay que girar la broca de izquierda a derecha para darle su forma cónica y en espiral.
¡¡¡Hay que tener mucho cuidado ya que esta operación es muy peligrosa!!, debemos realizarlo siempre utilizando los EPIs. También hay herramientas diseñadas para realizar el afilado de las brocas, usarlas sería lo ideal.

  

Las principales medidas de seguridad que se deben adoptar cuando se está usando un taladro son la utilización de los EPIs. A partir de ahí se pueden hacer cosas que faciliten el trabajo. Por ejemplo, antes de realizar el agujero con el taladro será necesario marcar con un granete la posición de el agujero, para evitar que patine la broca al comienzo de la perforación. Debemos colocar el taladro a la,velocidad adecuada en función de el grosor de la broca que estemos utilizando. A veces cuando la broca se empieza a calentar un poco y no corta como debería podemos lubricar la zona del material con un poco de aceite. La pantalla protectora del taladro, si la tiene, debe estar cerrada... Estas acciones pueden evitar posibles accidentes. 

El mantenimiento de los equipos puede ser: los equipos y herramientas deben estar limpios. Las herramientas de corte y los equipos defectuosos se deben eliminar. Se deben escoger los accesorios adecuados para realizar determinados tipos de trabajos... Las brocas desgastadas hay que afilarlas si se puede y si no reemplazarlas...

Roscado

El roscado consiste en la mecanización helicoidal interior, para tuercas, y exterior, para tornillo, sobre una superficie cilíndrica. Este tipo de unión y sujeción está presente en todos los sectores industriales en los que se trabaja con materia metálica.
El roscado se puede efectuar con herramientas manuales o se puede efectuar en máquinas tanto en taladros y fresadoras, como en tornos. Para el roscado manual se utilizan machos y terrajas.
Los machos y terrajas son herramientas de corte manual, que se utilizan para hacer roscas.

 

Con los machos se realizan roscas interiores, las tuercas. Tienen forma de un tornillo y tienen unas aristas longitudinales que permiten cortar el material.

La terraja: es la herramienta manual utilizada para realizar el roscado en pernos y tornillos. El material de las terrajas es de acero rápido.
Para realizar una rosca exterior es necesario colocar la terraja en la porta-terrajas.

En la foto anterior podemos ver las partes de un tornillo. Dependiendo del filete, el paso y el diámetro del tornillo obtenemos una métrica u otra. Tambiñen podemos encontrar roscas a izquierdas o a derechas.

Tipos de roscas:

• Métrica: Las roscas métrica están basadas en el Sistema Internacional y es una de las roscas más utilizadas en la unión desmontable de piezas mecánicas. Tiene un filete en forma de triángulo equilátero con un ángulo de 60 grados. El triángulo es igual al paso, el fondo de la rosca es redondeado y el fondo de la cresta de la rosca está truncado. Su diámetro se mide en milímetros.
• Whitworth: Los flancos de los filetes son de 55 grados y tienen una forma de triángulo isósceles. Las crestas y los fondos son redondeados. Su diámetro se mide en pulgadas.

El procedimiento de roscado con machos

Para realizar una rosca interior, todo comienza realizando el agujero con el taladro, debe ser menor que la métrica de la rosca.  

Luego se coloca el macho en el gira machos para proceder a realizar el corte, será necesario poner la herramienta perpendicular para que entre lo más recta posible.

Se va girando el gira-machos siendo necesario desahogar, girando en sentido contrario. Para que la herramienta trabaje con mayor facilidad podemos echar un poco de aceite para lubricar y facilitar el avance.
A la hora de hacer una rosca es necesario pasar dos o tres machos con diferentes profundidades de rosca, comenzando por la más pequeña e ir aumentando de tamaño.
Cuantos más machos tengamos para la misma métrica y mismo paso realizaremos una rosca de mejor calidad.

Procedimiento de roscado con terrajas

Este proceso es similar al realizado con machos con la diferencia que no hay que realizar agujeros con el taladro, sino rebajando un poco el inicio de la varilla para que entre la terraja. El resto del proceso es similar al anterior.
También podemos echar aceite para lubricar.

Y aquí termina la entrada de mecanizado básico espero que les sirva de ayuda.