2.2. PROCEDIMIENTOS DE TRABAJO
3.3. TÉCNICAS DE TRABAJO DE DEFORMACIÓN DE LA CHAPA
3.4. TÉCNICAS DE DEFORMACIÓN PLÁSTICA
D) FORMA CON ESTAMPACIÓN (MATRIZADO)
E) CONCLUTINACIÓN (SINTERIZACIÓN)
1. PROCEDIMIENTOS DE FABRICACIÓN
Se entiende por pieza cada una de las partes u objeto que componen una costa: también una herramienta o utensilio.
La elección del material para la elaboración de una pieza, generalmente está condicionada por las propiedades físicas y mecánicas requeridas para su uso o aplicación, o por las del conjunto del que ha de formar parte (como puede ser el cojinete de una rueda fundida), considerándose también las facilidades del material para una fabricación económica: asimismo, la exigencia de calidades de forma y dimensión, puede obligar a que se utilice un material con el que se consigan ambas condiciones para la pieza que se ha de fabricar.
Los procedimientos a seguir en la fabricación de piezas industriales, metálicas o no, se especifican entre aquellos con los que la pieza se obtiene por medio de máquinas que trabajan por corte o con arranque de virutas, o por las que trabajan por deformación en frío o en caliente.
Como procedimiento normales en la fabricación de piezas industriales, no son considerados aquellos realizados para obtener la “materia prima” o de base, como pueden ser los metalúrgicos en la obtención de metales, los químicos en la de los plásticos, la tala de árboles y el secado en la madera, etc.
Por su importancia, entre los procedimientos para la fabricación de piezas por corte o con arranque de virutas, mediante los que se pueden obtener acabadas con gran precisión de formas y dimensiones, se consideran principalmente lo siguientes: los de torneado, fresado y taladro, los de mandrinado, limado, cepillado y amortajado, los de brochado, rectificado y acabado, los de afilado, amolado y pulido, los de dentado, roscado, punteado y aserrado, los de corte y punzonado.
Asimismo, por su importancia entre los procedimientos para la fabricación de piezas por deformación en frío o en caliente (sin arranque de virutas), se pueden considerar: los de plegado y curvado, los de estirado y trefilado, los de forma libre y con estampa, los de extrusión, los de conglutinación o “sinterización”, los de doblado, entallado y rebordeado, los de embutición o estampado, los de soldadura.
En unos y otros procedimientos siempre son las máquinas, generalmente las máquinas herramienta, el medio utilizado para conseguir la fabricación de las piezas propuestas.
2. MECANIZACIÓN
En la fabricación de piezas metálicas por corte o con arranque de virutas, se obtiene en todo caso productos acabados, si bien, la diferencia entre la calidad de los distintos tipos o clases de estos acabados es muy notable.
En determinados procesos de trabajo, la condición de elaboración de las piezas y las máquinas utilizadas fijan los límites de precisión en la forma y dimensiones a los que se puede alcanzar, y así por ejemplo, se puede considerar la diferencia entre un trabajo de fresado y otro de limado, en los cuales para una superficie plana son las máquinas, como se ha expuesto, las que fijan los límites de calidades que se pueden alcanzar.
2.2.
PROCEDIMIENTOS DE TRABAJO
Son variados o diversos los procedimientos de trabajo que con arranque de virutas se pueden seguir, en muchos caos uno sólo, para la elaboración de piezas mecanizadas; como procedimientos más generalizados se especifican los que siguen:
La operación de torneado principalmente se realiza para dar a una barra o cuerpo formas cilíndricas, cónicas, esféricas; la calidad de forma y dimensión que se puede alcanzar está comprendida entre la afinada y refinada, difícilmente la superacabada. La máquina utilizada es el torno en sus diversos tipos; en el trabajo, la pieza que se elabora gira mientras el útil cortante puede desplazarse paralela, perpendicular y oblicuamente, con relación al eje del torno o de giro de la pieza.
El fresado principalmente consiste en alisar o perfilar una pieza o cuerpo, realizando sobre él operaciones de aplanado o perfilado rectilíneo o helicoidal; la calidad de forma y dimensión que se puede alcanzar es la que corresponde a un afinado o refinado. La máquina utilizada es la fresadora; en el trabajo, la pieza que se elabora está fija o gira mientras es desplazada longitudinalmente, permaneciendo sin cambio de lugar el útil cortante, pero girando cuando realiza operaciones de corte o de perfilado.
El taladro, es una operación mediante la cual se practican agujeros generalmente cilíndricos en las piezas; la calidad de forma y dimensión que se consiguen en el taladro puede considerarse como la de afinado. La máquina utilizada es la taladradora o taladro; en el trabajo, la pieza está fija mientras que el útil cortante (la broca) gira y se desplaza verticalmente, aunque algunas veces el desplazamiento es oblicuo u horizontal.
La operación de roscado consiste en hacer roscas en agujeros o piezas cilíndricas; esta operación se efectúa con arranque de virutas mediante machos o terrajas, o sin arranque de virutas como se efectúa en las máquinas de roscar por laminado. Las máquinas utilizadas son las taladradoras con útiles adecuados, las roscadoras con machos, y las roscadoras por laminación.
La operación de mandrinado es similar a la de torneado y también a las de fresado y taladrado, realizándose en ella refrentados y agujeros de pequeños y grandes diámetros; la calidad del trabajo en forma y dimensión es prácticamente igual a los del torneado, es decir, afinado y refinado, pudiéndose alcanzar en algunos casos la del superrefinado. La máquina utilizada es la mandrinadora; en el trabajo la pieza está fija mientras el útil cortante gira y avanza.
La operación de trabajo en centros de mecanizado, consiste en realizar operaciones de torneado, fresado, mandrinado, etc. y en practicar agujeros con ejes paralelos sobre una superficie generalmente plana o sobre planos paralelos, relacionándolos con un centro de coordenadas cartesianas ortogonales. Las máquinas utilizadas, son como fresadoras, taladradoras y mandrinadoras, especialmente preparadas, o las correspondientes a centros de mecanizado específicos.
Cuando una pieza puede ser sometida a varias operaciones de mecanizado siguiendo un orden determinado en una sola máquina, ésta pertenece al subgrupo de “trasladadoras o transfer”, en las que la pieza pasando de un lugar a otro de la máquina, o en un mismo punto, con paradas en ambos cajos, y fijada, es sometida a aquellas operaciones correspondientes para su acabado.
El dentado es una operación de trabajo para hacer o tallar dientes en piezas, generalmente cilíndricas o cónicas; la calidad de forma y dimensión es igual a la del fresado, normalmente un afinado o refinado. La máquina utilizada es la dentadora.
El limado es una operación mecánica que se realiza con arranque de virutas para obtener superficies planas o perfiladas rectilíneamente; la calidad de forma y dimensión que se puede obtener es la de un desbastado o afinado. La máquina utilizada es la limadora; en estas máquinas, la pieza está fija pero afectada de un movimiento transversal periódico (paso de corte) que puede complementarse con otro vertical, mientras que el útil cortante solamente se desplaza longitudinalmente en sentido horizontal.
El cepillado o cepillado es una operación similar a la del limado, que normalmente se realiza sobre piezas de grandes dimensiones o sobre grupos de otras menores; la calidad de forma y dimensión conseguidas es la de desbastado o afinado. La máquina utilizada es el cepillo o cepilladora; en estas máquinas la pieza se fija a una mesa con movimiento longitudinal, mientras que el útil cortante está fijo, pero con un movimiento periódico transversal (paso de corte).
La operación de mortajado es igual a la del limado practicada con una herramienta de corte que se mueve verticalmente, algunas veces oblicuamente, para obtener superficies planas o acanaladuras rectilíneas. La máquina utilizada es la mortajadora; en estas máquinas la pieza está fija, y la calidad en forma y dimensión que se puede obtener es la que corresponde a un afinado o refinado.
Esta operación consiste en el corte o troceado de barras o piezas, por medio de sierras de hoja plana, de cinta, o de disco dentado, y también con disco de abrasivo. Las máquinas utilizadas son las sierras en sus variados tipos, y también las tronzadoras; las calidades de forma y dimensión, generalmente corresponden a un desbastado, pudiendo alcanzarse, en las de disco, un afinado.
La operación de centrado consiste en hacer agujeros de forma cónica, poco profundos, en los extremos de las piezas que se han de mecanizar entre puntos en tornos, fresadoras, etc.; también se suele hacer en estas piezas una operación previa de refrentado en aquellos extremos, para después realizar aquel agujero de centrado. Las máquinas utilizadas son las centradoras y las centradoras refrentadoras.
El afilado es una operación que se realiza para crear o renovar el filo de las herramientas o útiles de corte; la calidad del afilado depende de la aplicación del útil cortante, pudiendo considerarse al afilado como esmerado o fino. Las máquinas utilizadas son las afiladoras, en las que las mesas para fijación de los útiles pueden estar dotadas de varios movimientos de afilado.
Las operaciones de amolado y pulido corresponden a las de acabado de una pieza sin mucho esmero o precisión de forma; se realizan por medio de muelas de abrasivo de grano más o menos fino. En el pulido se obtiene un grado de acabado bastante fino, pero sin mucha exigencia de precisión, tanto de forma como de dimensión. Las máquinas utilizadas son las amoladoras o las pulidoras.
Esta operación consiste en hacer un fino acabado en una pieza ya mecanizada con arranque de mínimas partículas, tanto en superficies interiores como exteriores de las piezas, planas, cilíndricas, cónicas, etc.; la calidad de forma y de medida que se puede alcanzar en esta operación es la de un refinado o superacabado. La máquina utilizada es la rectificadora en sus diversos tipos; la posición de la pieza en las máquinas es variable según se trate del rectificado de superficies plazas o de revolución.
El brochado, es una operación que consiste en hacer pasar por efecto de una fuerza de compresión o de tracción ejercida sobre un útil cortante rectilíneo, la brocha a través de un hueco u orificio o por la superficie de una pieza que se ha fijado, operación que se realiza con un ligero o mínimo arranque de viruta, consiguiendo modificar ligeramente las superficies brochadas; la calidad en forma y dimensión que se alcanza en el brochado es la de un refinado. La máquina utilizada es la brochadora, en la que durante la operación o trabajo de brochado la pieza está fija, mientras que el útil cortante, la brocha, se mueve en sentido rectilíneo.
El acabado de las piezas consiste en realizar sobre ellas operaciones de lapeado o de bruñido, para obtener una calidad de forma y dimensión correspondiente a un superacabado, con arranque de un mínimo de material. Las máquinas utilizadas son las lapeadoras y las bruñidoras; las posiciones de las piezas que se trabajan, son muy variables.
La operación de electroerosión corresponde a la de un mecanizado muy fino, que generalmente se aplica para la obtención de moldes metálicos finamente acabados (coquillas); la operación se realiza por la fusión de pequeñísimas partículas de la pieza tratada, en la que por la acción de descargas eléctricas de alta intensidad, aquellas partículas se desprenden (de la pieza), produciéndose una erosión o vaciado en la misma, quedando así acabada en forma y dimensión, sirviendo este vaciado, en muchos casos, como molde para la fabricación de piezas finas.
El corte de los metales tiene por objeto la separación de la parte sobrante de una pieza o la obtención de dos o más trozos de un cuerpo o barra para fabricar con cada uno de ellos una pieza. Esta operación puede realizarse por medio de sierras o de cizallas (tijeras); con las primeras con arranque de virutas y sin arranque con las segundas, representando en todo caso un corte abierto o exterior. Las máquinas utilizadas, como se ha indicado, son las sierras y las cizallas.
3. DEFORMACIÓN Y SOLDADURA.
En la fabricación de piezas con máquinas que trabajan por deformación del material en frío o en caliente, se obtienen piezas o cuerpos que en la mayoría de los casos son de aplicación sin someterlos a posteriores operaciones de acabado; en algunos casos, una parte de las piezas puede ser mejorada por mecanizado. Normalmente, el grado de acabado en cuanto a la calidad de forma y medida, es suficiente para la aplicación industrial del producto fabricado.
Como técnicas para la fabricación de piezas metálicas por deformación en frío o en caliente para obtener productos acabados o semielaborados, se consideran:
1) Técnicas para el trabajo de deformación de la chapa y técnicas de deformación plástica. 2) Técnicas de la soldadura.
3.3.
TÉCNICAS DEL TRABAJO DE DEFORMACIÓN DE LA CHAPA
El corte, el entallado y la embutición, son procedimientos para el trabajo de la chapa. Mediante el corte, considerado en la obtención de piezas de aplicación industrial, y con otros cortes sin arranque de virutas, se obtendrán trozos de chapa de forma y dimensiones adecuadas para el entallado y la embutición.
3.4.
TÉCNICAS DE DEFORMACIÓN PLÁSTICA
En estas técnicas cabe destacar:
En estos procedimientos de deformación plástica, una barra o alambre metálico ( de acero, cobre, aluminio, etc.) obtenida por laminación (materia prima), mediante un esfuerzo de tiro o de tracción es obligado a pasar a través de una hilera fija, de modo que a la salida adquiera la forma de la sección mínima del hueco por el que pasa. Por este procedimiento se obtienen barras rectilíneas de variada sección, y alambres (generalmente arrollados en carretes), unas y otros de gran aplicación industrial.
La extrusión es un procedimiento de trabajo para dar forma a metales o aleaciones aprovechando la condición de plasticidad de éstos. Un trozo de metal en frío o calentado para que adquiera aquella propiedad, si es prensado en una hilera o matriz fluye a través del hueco libre de esta, adoptando una sección transversal igual a la de dicho hueco; así se obtienen diversidad de perfiles y de piezas de variada forma y sección, unos y otras de gran aplicación industrial, estas últimas conseguidas al someter al material plástico a una fuerte y rápida presión dentro de un molde, del que fluye a través del reducido espacio comprendido en las paredes del molde y del punzón prensador.
En este procedimiento para la obtención de piezas por cambio de forma, una barra o pieza metálica obtenida por laminación y corte, en estado de plasticidad conseguido mediante su calentamiento a temperatura elevada por medio de una fragua u horno, es sometida a la acción de un martillo o prensa, en los que directamente o por mediación de herramientas auxiliares se modifica la forma de la barra o trozo de material inicial, para obtener una pieza que, previo desbarbado si fuese preciso, puede servir en unos casos como producto elaborado, o semiacabado en otros en los que mediante un proceso de mecanización con arranque de virutas, se convertirá en una pieza elaborada, mejorada en formas y dimensiones.
D. Forja con estampación (matrizado)
Este es un procedimiento de fabricación de piezas en caliente como el anterior, en el que a una barra o trozo de barra obtenida por laminación y corte, mediante forja en martillo o prensa adquiere una forma un tanto aproximada a la que ha de tener la pieza acabada, para ser nuevamente calentada convenientemente, y en este estado se la dispone en la cavidad de un molde o matriz metálicos (estampa), cuyo hueco tiene la forma de la pieza acabada de forja, forma que adquiere la pieza depositada en la matriza al someter a ésta a un fuerte golpe en martillo, o a elevada presión en prensa.
E .Conglutinación
(“sinterización”)
Este procedimiento es seguido en la fabricación de piezas sin arranque de virutas; utiliza una mezcla homogénea de materiales metálicos pulverulentos con aglutinantes, que dispuesta en un molde metálico cuyo hueco corresponde a la forma de la pieza que se quiere obtener, es prensada para obtener unos cuerpos con la forma de aquella pieza, y éstos, sometidos a una temperatura conveniente en atmósfera inerte se transforman en una pieza de consistencia metálica por la acción de la materia aglomerante, que fundida se difunde en la masa uniendo a las partículas metálicas.
La soldadura tiene por objeto la unión de cuerpos o piezas complementarias para formar u obtener una pieza de aplicación prevista. Son varios los procedimientos de soldadura, considerando: la soldadura por presión, la soldadura por fusión (eléctrica o autógena), la soldadura por resistencia, la soldadura por puntos, la soldadura por chispas. En todas estas soldaduras la unión es sumamente resistente y rígida.
También se consideran las soldaduras blandas y fuertes; las primeras utilizadas en la unión de metales de bajo punto de fusión; son poco resistentes. Las soldaduras fuertes se emplean para la unión de materiales de mayor punto de fusión, empleando como metal de aportación, el cobre y la plata en la mayoría de los casos.
En toda soldadura es siempre el calor, con más o menos temperatura, el medio imprescindible para su realización.
4. CLASIFICACIÓN DE LAS MÁQUINAS HERRAMIENTA
Las máquinas herramienta están concebidas y construidas para que por procedimientos más o menos automáticos, sustituyan o reemplacen total o parcialmente el trabajo del artesano, y puedan fundamentalmente, transformar físicamente un cuerpo tanto en su forma como en su medida, transformación que en las máquinas herramientas puede realizarse con o sin arranque de virutas.
En atención al procedimiento de trabajo empleado y a la naturaleza del material utilizado, las máquinas herramientas, según la Norma UNE 15010 se clasifican en los grandes grupos siguientes:
A. Máquinas que trabajan por corte o arranque de virutas, de materiales sólidos excepto la madera.
B. Máquinas que trabajan por deformación en frío o en caliente, los materiales sólidos excepto la madera.
C. Máquinas de soldadura o de corte por acción eléctrica o termoquímica.
D. Máquinas para trabajar la madera
E. Otras máquinas herramienta