OPERACIONES DE RECTIFICADO

El proceso de rectificado utiliza una herramienta abrasiva (muela) y se lleva a cabo en una máquina llamada rectificadora. Suele utilizarse en la etapa final de fabricación, tras el torneado o fresado, para mejorar la tolerancia dimensional y el acabado superficial del producto.

RECTIFICADO Cada grano abrasivo es encargado de arrancar una pequeña cantidad de material de pieza, de forma análoga a como lo haría un filo de corte en una fresa.

Dimensiones orientativas: Diámetro de muela (mm) Profundidad de pasada (μm) Tamaño de grano (μm) Vc (m/s) Vf (mm/min

RECTIFICADO PLANO: ¾ Acabado de superficies planas o perfiles ¾ Parámetros: Profundidad de pasada, ae (μm) Velocidad periférica de muela, Vs (m/s) Velocidad de avance, Vf (m/min) Anchura de pasada, bw (mm)

RECTIFICADORAS PLANEADORAS: ¾ Husillo horizontal (o vertical) y mesa alternativa ¾ Husillo horizontal (o vertical) y mesa rotativa

RECTIFICADO CILÍNDRICO: ¾ Acabado de superficies de revolución (interiores y exteriores) ¾ "A través“ y "en penetración" (plongée) ¾ Parámetros: Profundidad de pasada radial, ae (μm) Anchura de pasada, bw (mm) Velocidad periférica de muela, Vs (m/s) Velocidad de avance, Vf (m/min) Velocidad periférica de pieza, Vw (m/min)

Pictograma del proceso de rectificado

Como lo implica su nombre, estas rectificadoras se emplean para piezas planas, generalmente mecanizadas en otras máquinas del taller, como tornos, fresadoras y limadoras. Las piezas fijan a la mesa mediante una placa de sujeción magnética y se pueden mover manual o mecánicamente bajo la muela abrasiva. La máquina está provista de una bomba interna y una red de tubos para la aplicación y recirculación automática de un líquido refrigerante para la pieza y la muela.

Pictograma. Partes que conforman la rectificadora y tipos



PICTOGRAMA

TIPOS DE RECTIFICADORAS

 Rectificadoras frontales: la muela gira sobre 

un husillo vertical, trabaja plana contra la pieza y

 se desplaza con un movimiento rectilíneo.

Rectificadoras tangenciales: la muela gira sobre 

un husillo horizontal, trabaja de canto sobre la pieza

 y se desplaza con un movimiento circular y pendular.

a) Rectificadoras cilíndricas externas: el rectificado se realiza en la superficie externa de una pieza entre centros, los cuales permiten la rotación de la misma. A su vez, la muela también gira en la misma dirección cuando entra en contacto con la pieza.

b) Rectificadoras cilíndricas internas: el rectificado se realiza en el interior de una pieza. La muela abrasiva es siempre menor que el ancho de la pieza. Un anillo metálico sostiene a la pieza, imprimiéndole el movimiento, como indica la siguiente figura.

c) Rectificadoras sin centros: este tipo de máquinas rectifican piezas cilíndricas de dimensiones pequeñas, como casquillos, bulones o pasadores. El mecanismo consta de dos muelas que giran en el mismo sentido, entre medio de las cuales se coloca la pieza, sin sujeción (por eso el mecanismo se denomina “sin centros”) que gira en sentido opuesto al de las muelas, impulsada por el movimiento de la muela de arrastre, que está inclinada un cierto ángulo de entre 1 y 5 grados, dependiendo de la dureza del material a rectificar y del diámetro de la pieza.

Se trata de las máquinas que ofrecen mayor capacidad de trabajo, ya que mecanizan cuerpos de revolución. Con estas máquinas de gran robustez y envergadura se logra el rectificado tanto de exteriores como interiores de árboles de levas, cigüeñales, interiores de cilindros, conos, camisas y muchas otras piezas.

Hoy en día, el avance tecnológico ha introducido en el mercado las rectificadoras con control CNC para todos los tipos vistos más arriba, las cuales reúnen una serie de ventajas con respecto a las convencionales, entre las que podemos mencionar:

• unificación de movimientos para el rectificado (superior, frontal e inferior) en una sola máquina
• total automatización, con mínima intervención del operario
• mayores dimensiones de la máquina, lo que posibilita rectificar piezas de gran tamaño

• sistemas de sujeción magnética de la pieza
• disponibilidad de diversas formas de bancadas o mesas de trabajo
• mejoramiento de los tiempos y la precisión del rectificado
• incorporación de servo motores para cada eje, lo que permite un posicionamiento más preciso de la pieza
  control automático del estado de las muelas
• posibilidad de programar coordenadas cartesianas y establecer la distancia exacta de rectificado
• funcionamiento en un entorno cerrado, sin proyección externa de virutas, polvo o residuos

                                                    DIAGRAMA DE FLUJO

Productos realizados mediante procesos de maquinado

Mediante los procesos de maquinado se pueden realizar diversos tipos de productos utilizados en la industria, a continuación se mostrarán ejemplos de cada uno de los siguientes procesos:

1. Maquinado en torno

Los materiales que pueden ser manufacturados con un torno mecánico van desde el acero duro hasta el cobre y el hierro fundido con el aluminio.

Los componentes realizados en este proceso tienen importantes aplicaciones en maquinaria industrial, automoción, telecomunicaciones y otros componentes eléctricos y electrónicos. 

Algunos ejemplos de piezas torneadas son: varillas roscadas, cojinetes, ejes, tornillos, pasadores, etc.

Utilizando herramientas como una sierra de joyero, papel de calcar, archivos y el tipo apropiado de metal, puedes aprender a utilizar el torno para crear diseños grabados en una pulsera de metal.

Los cuencos forjados se pueden hacer con un torno de metal a motor. Las herramientas necesarias incluyen mazos y martillos, limas, punzón y una punta de trazar.

Un tenedor de flexión es una llave ajustable utilizada en el trabajo con hierro forjado que se puede hacer con un torno. Las pinzas de fricción son otra herramienta que se encuentra en muchos talleres.

2. Maquinado en fresadora

Fresas de cola de milano: Se conoce con el nombre de cola de pato o cola de milano, al corte dado en el extremo de un madero o de una pieza de piedra o de metal, en forma de trapecio, más ancha por la cabeza que por el arranque.

Fresado de engranajes:

Herramientas de fresado de engranajes adecuadas para el mecanizado de dientes rectos y helicoidales cubriendo módulos de 0,5-6,0 mm o DP 128,0-4,0.

Herramientas de fresado de ranuras adecuadas para el mecanizado envolvente o de perfiles rectos, que cubren módulos de 0,5-8,0 mm o DP 48 / 96-4 / 8.

Herramientas de fresado en bastidor adecuadas para cubrir módulos de 0,5-6,0 mm o DP 128,0-4,0.

Fresado de superficies planas para bloques de motor y tapas de cilindro: La experiencia adquirida en la rectificación de hierro fundido y aluminio a alta velocidad, mediante el uso de herramientas especiales (PCD y CBN), ha permitido la creación de esta maquinaria para nivelar culatas y motor de bloque.

La notable capacidad de trabajo (tabla de carreras 1115 mm), las reducidas dimensiones, la velocidad variable de la cabeza y la tabla por el inversor, así como el precio muy competitivo lo convierten en la máquina ideal para el pequeño garaje y también para el gran taller de rectificación.

Fresas para ranuras en forma de T: Las fresas para ranuras en forma de T permiten aplicar molduras, placas o decoraciones de madera perfectamente al ras con las paredes. En primer lugar la herramienta realiza el agujero de entrada. Mientras, el pantógrafo avanza, el diámetro menor (d) corta una fisura, y el diámetro mayor (D) fresa una fisura más grande bajo la superficie. Esta operación crea un apoyo para las cabezas de los tornillos o de los ribetes.

Recomendaciones de seguridad: antes de usar las fresas para cerraduras fijar la pieza al banco y ajustar con cuidado la fresa al pantógrafo.

Sugerencias: para colgar objetos con un solo gancho fresar un agujero horizontal, esto permitirá centrarlos y alinearlos perfectamente en la pared.

3. Taladrado interno

Es el mecanizado de agujeros de diferente profundidad y diámetro.

En la industria del hierro y acero se fabrican piezas como: tuberías, válvulas, bridas, barras redondas huecas, entre otras.

Mediante el taladrado interno se realizan piezas para el sector aeronáutico:

Para el sector automotriz:

4. Roscado interno

El roscado interno se realiza utilizando una herramienta llamada TAP en un agujero taladrado a un diámetro específico para el tamaño de la rosca y el paso que se desea cortar. 

Una tuerca es una pieza mecánica con un orificio central, el cual presenta una rosca, que se utiliza para acoplar a un tornillo, en forma fija o deslizante. La tuerca permite sujetar y fijar uniones de elementos desmontables. En ocasiones puede agregarse una arandela para que la unión cierre mejor y quede fija. Las tuercas se fabrican en grandes producciones con máquinas y procesos automatizados.

5. Operaciones de rectificado

Rectificado plano con muela frontal: Se emplea para el acabado de grandes superficies en las que se busca una buena planitud, como por ejemplo, en mesas de planitud, mesas de fresadoras, mesas magnéticas, guías de carros de máquinas. En general toda superficie plana que necesite tolerancias estrechas y baja rugosidad.

Rectificado plano con muela tangencial: Las aplicaciones de esta operación son las mismas que en el rectificado con muela frontal, pero se consiguen rectificados de mayor calidad superficial y precisión, debido a que contacto entre la pieza y la muela es menor, siendo esta disposición entre pieza y muela más robusta.

Rectificado cilíndrico exterior: Este tipo de rectificado exterior se utiliza en toda clase de ejes, por ejemplo en los ajustes entre eje y rodamientos, en las partes de los ejes donde se montan coronas dentadas.

Rectificado cilíndrico interior: Las aplicaciones del rectificado interior son parecidas al exterior. Por ejemplo, el amarre de un plato de fresado al cono correspondiente, tiene lugar entre la espiga del cono y el alojamiento del plato de fresado. La espiga se rectifica exteriormente y el alojamiento de la espiga interiormente.

Proceso de roscado interno

Proceso de roscado interno

El roscado consiste en la mecanización helicoidal interior (tuercas) y exterior (tornillos) sobre una superficie cilíndrica. Este tipo de sistemas de unión y sujeción (roscas) está presente en todos los sectores industriales en los que se trabaja con materia metálica.

La superficie roscada es una superficie helicoidal, engendrada por un perfil determinado, cuyo plano contiene el eje y describe una trayectoria helicoidal cilíndrica alrededor de este eje.

El roscado se puede efectuar con herramientas manuales o se puede efectuar en máquinas tanto taladradoras y fresadoras, como en tornos. Para el roscado manual se utilizan machos y terrajas.

Los machos y terrajas son herramientas de corte usadas para mecanizar las roscas de tornillos y tuercas en componentes sólidos tales como, metales, madera, y plástico.

Un macho se utiliza para roscar la parte hembra del acoplamiento (por ejemplo una tuerca). Una terraja se utiliza para roscar la porción macho del par de acoplamiento (por ejemplo un perno).

En las industrias y talleres de mecanizado es más común roscar agujeros en el cual se atornilla un perno que crear el tornillo que se atornilla en un agujero, porque generalmente los tornillos se adquieren en las ferreterías y su producción industrial tiene otro proceso diferente. Por esta razón los machos están más a menudo disponibles y se utilizan más.

Para las grandes producciones de roscados tanto machos como hembras se utiliza el roscado por laminación cuando el material de la pieza lo permite.

Características de una rosca

Tipo de rosca: Hay diferentes tipos de rosca que difieren en la forma geométrica de su filete, pueden ser triangulares, cuadrada, trapezoidal, redonda, diente de sierra, etc.

Paso: Es la distancia que hay entre dos filetes consecutivos. Los pasos de rosca están normalizados de acuerdo al sistema de rosca que se aplique.

Diámetro exterior de la rosca: Es el diámetro exterior del tornillo. También están normalizados de acuerdo al sistema de rosca que se utilice.

Diámetro interior o de fondo: El diámetro menor se toma a la inversa entre la tuerca y el tornillo. En el tornillo el diámetro menor se toma sobre el valle o fondo del filete y en la tuerca sobre la cresta.

Diámetro de flanco o medio: Existe por tanto, un punto donde el filete y el vano tienen el mismo ancho, al cual se le llama punto medio del flanco, y al diámetro correspondiante.

Ángulo de la hélice de la rosca: 

Los sistemas principales de roscas para tornillos son: MÉTRICA, WHITWORTH, SELLERS, GAS, SAE, UNF, etc. en sus versiones de paso normal o de paso fino.

Proceso de roscado interno:

Taladrado previo: Se marca y taladra la pieza con el diámetro adecuado en función del tamaño de la rosca. ( Se determina mediante cálculos o buscando en tablas)

Se limpia y lubrica la zona a roscar para disminuir el rozamiento y se procede al achaflanado, que consiste en hacer a los dos lados del agujero un chaflán de 120º para facilitar la entrada del macho y evitar las rebabas.

Se coloca el primer macho (suele estar marcado con un único anillo) en el maneral, procurando siempre que quede perpendicular al agujero. Este macho inicia y guía la rosca. Para hacerlo adecuadamente, giramos dos veces hacia delante y una hacia atrás (para desenganchar la viruta). • Pasamos el segundo macho (este tiene dos anillos) girando una vuelta hacia delante y media hacia atrás. Este segundo macho desbasta la rosca • Por último pasamos el tercer macho (este ya no tiene ningún anillo). Este pule y calibra la rosca.

Precauciones

Cuando rosquemos tenemos que tener en cuenta las siguientes precauciones:

• Siempre hay que sujetar firmemente la pieza a roscar.

• Si la rosca es "pasante" (atraviesa la pieza), el macho de roscar tiene que poder salir libremente por el otro lado.

• Si la rosca es "ciega" (no tiene salida al exterior) tenemos que hacer el taladro un poco más largo (dependiendo del diámetro de la rosca), de forma que dejemos hueco a la punta del macho que no rosca. Nunca hay que forzar más allá de este punto ya que romperíamos la rosca.

• Las roscas en aluminio son muy delicadas (de forma profesional se refuerzan poniendo un helicoide de acero en su interior), nunca hay que forzarlas ni con el macho ni con el tornillo.

• Durante todo el proceso hay que lubricar con aceite (el adecuado a cada material) para facilitar el paso de la herramienta al arrancar la viruta y para obtener un buen acabado de rosca. 

Diagrama de flujo: Roscado interno

Operaciones de maquinado en la fresadora

Las operaciones de fresadora consisten en el mecanizado de materiales a través del movimiento giratorio de una herramienta de corte llamada fresa. 

Podemos utilizar diferentes tipos de técnicas para trabajar el material, como, por ejemplo, cortar la pieza a las medidas adecuadas para el trabajo o hacer una rosca dentro del material, etc.

Materiales con los que se puede trabajar:

1. Acero
2. Acero inoxidable
3. Madera
4. Fundición de hierro
5. Materiales no férricos
6. Materiales sintéticos

Operaciones en la fresadora

• Planeado: consiste en dejar la superficie plana de cualquier brote no deseado que pueda tener el material.

• Fresado en escuadra: es una variante del planeado, solo que este consiste en dejar escalones en la pieza mecanizada, en lugar de dejarla plana; esto se logra modificando la profundidad de corte (eje z).

• Corte: se trata de la operación mas requerida en este tipo de trabajos, debido a que consiste en cortar una pieza que se vaya a usar en otro tipo de trabajo a las medidas adecuadas, esto partiendo de barras y perfiles comerciales.

• Ranurado recto: para realizar esta operación, se requiere usar una herramienta en forma cilíndrica, ya que al girar el husillo, este generará un corte recto. Consiste en hacer una o varias pasadas en la pieza a mecanizar en la posición en la que se requiera y la cantidad de ranuras que sean necesarias.

• Ranurado de formas: es similar al ranurado recto, sin embargo, en esta operación se requiere una herramienta de la forma en que se requiere hacer la ranura, puede ser en forma de T, semicírculo, cola de milano, etc.

• Ranurado de chaveteros: este mecanizado consiste en hacer ranuras sobre ejes en los cuales, posteriormente se colocará una chaveta para su funcionamiento; esto se observa normalmente en las flechas de diversos motores.

• Roscas: a pesar de que el roscado es fabricado mayormente en torno, hay excepciones para realizar esta operación en una fresadora, por ejemplo: en piezas asimétricas, materiales que puedan fracturarse o atascarse por viruta, materiales con paredes delgadas, etc. Cabe recalcar que existe tanto roscado interior como exterior.

• Fresado frontal: consiste en el fresado con fresas helicoidales cilíndricas que atacan frontalmente la operación de fresado.

• Taladrado, escariado y mandrinado: estas son operaciones que se realizan habitualmente en las fresas de control numérico dotadas de un almacén de herramientas y utilizando las herramientas adecuadas para cada caso.

• Cubicaje: esta operación consiste en preparar los tarugos de metal u otro material en las dimensiones adecuadas para operaciones posteriores. Este tipo de fresado se realiza con fresas de planear de plaquitas intercambiables.

Diagrama de flujo en operaciones de maquinado en fresadora

Al momento de realizar una operación en fresadora, es importante tomar en cuenta lo siguiente:

Pictograma