Introducción al Maquinado de Metales
¿En qué se distingue el maquinado de otros procesos de manufactura?
El maquinado es un proceso de manufactura en el cual se utiliza una herramienta de corte para remover el exceso de material de una pieza. A diferencia de otros métodos de manufactura que forman la pieza directamente, el maquinado se enfoca en la remoción de material para lograr acabados precisos, tolerancias dimensionales estrictas y superficies de alta calidad.
Importancia y Aplicaciones del Maquinado
Identifique algunas razones por las que el maquinado es comercial y tecnológicamente importante.
El maquinado posee una relevancia significativa en la industria debido a sus múltiples ventajas:
- Se puede aplicar a una amplia variedad de materiales de trabajo, desde metales hasta plásticos y compuestos.
- Permite producir prácticamente cualquier forma geométrica regular, incluyendo superficies planas, agujeros redondos, cilindros y formas complejas.
- Es capaz de lograr dimensiones con tolerancias extremadamente ajustadas, como 0.0001 pulgadas (0.00254 mm), crucial para componentes de alta precisión.
- Puede generar acabados superficiales muy lisos y de alta calidad, esenciales para el rendimiento y la estética de las piezas.
Procesos Comunes de Maquinado
Mencione los 3 procesos de maquinado más comunes.
Los tres procesos de maquinado más comunes son:
- Taladrado: Creación de agujeros.
- Fresado: Remoción de material mediante una herramienta rotatoria de múltiples filos.
- Torneado: Creación de formas cilíndricas mediante la rotación de la pieza y el avance de la herramienta.
Tipos de Viruta en el Corte de Metales
Mencione y describa brevemente los 3 tipos de viruta que se producen en el corte de metales.
La formación de viruta es un aspecto fundamental en el corte de metales, y se clasifican principalmente en tres tipos:
- Viruta Discontinua: Se forma frecuentemente en segmentos. Esto ocurre al maquinar materiales frágiles o cuando las condiciones de corte (baja velocidad, gran profundidad) favorecen la fractura del material.
- Viruta Continua: Se genera como una tira larga y continua. Es común cuando se maquina un material de trabajo dúctil a altas velocidades de corte y profundidades de corte pequeñas.
- Viruta con Acumulación en el Borde (BUE – Built-Up Edge): Se produce cuando la fricción entre la viruta y la cara de la herramienta de corte es alta, lo que provoca la adhesión de porciones de material de la pieza a la cara inclinada de la herramienta. Este borde acumulado actúa como una extensión de la herramienta.
Operaciones de Desbaste y Acabado
Defina la diferencia entre operaciones de desbaste primario y las de acabado en maquinado.
Las operaciones de maquinado se dividen en dos categorías principales según su propósito:
- Desbaste Primario: Se utiliza para remover grandes cantidades de material de trabajo de forma rápida, dejando un margen de material en la pieza para una posterior operación de acabado. El objetivo principal es la eficiencia en la remoción de volumen.
- Corte de Acabado: Se emplea para completar la pieza, alcanzando las dimensiones finales precisas, las tolerancias requeridas y los acabados superficiales deseados. Se remueve una cantidad mínima de material.
Conceptos Clave en el Maquinado
¿Qué es una operación de corte ortogonal?
El corte ortogonal es un modelo simplificado de operación de maquinado en el cual se utiliza una herramienta en forma de cuña, y el borde cortante de esta herramienta es perpendicular a la dirección del corte. Este tipo de corte es fundamental para el estudio teórico de la mecánica del corte de metales.
¿Qué es un termopar herramienta-viruta?
Para la medición de la temperatura durante el maquinado, se han desarrollado varios métodos experimentales. El termopar herramienta-viruta es el método más comúnmente utilizado. Consiste en aprovechar la unión de la herramienta y la viruta como un termopar natural para medir la temperatura generada en la zona de corte.
Identifique los parámetros de operación de maquinado que se incluyen en el conjunto de las condiciones de corte.
Las condiciones de corte son los parámetros operativos que definen cómo se realiza el proceso de maquinado. Estas incluyen:
- Velocidad de corte: La velocidad relativa entre la herramienta y la pieza de trabajo.
- Avance: La distancia que la herramienta avanza por cada revolución de la pieza o por cada pasada.
- Profundidad de corte: La cantidad de material que se remueve en una sola pasada.
¿Qué significa el término «efecto de tamaño» en el corte de metales?
El efecto de tamaño se refiere a la observación de que, al disminuir el espesor de viruta inicial (to), los requerimientos de potencia y energía específica para el corte aumentan. Esta relación es importante para entender la eficiencia energética del proceso de maquinado.
¿Cuáles son las 2 categorías básicas de herramientas de corte en maquinado?
Las herramientas de corte en maquinado se clasifican principalmente en dos categorías:
- Herramienta de Punta Sencilla: Utilizada en operaciones como el torneado, donde un solo filo de corte remueve el material.
- Herramienta con Múltiples Filos Cortantes: Empleada en procesos como el taladrado y el fresado, donde varias aristas de corte participan simultáneamente en la remoción de material. El taladro y la fresa son ejemplos de herramientas rotatorias con múltiples filos cortantes.
¿Qué es la energía específica en el maquinado de metales?
La energía específica (u) en el maquinado de metales es la potencia unitaria, comúnmente expresada como la potencia requerida por unidad de volumen de material removido. Es un indicador clave de la eficiencia del proceso de corte.
¿Qué es una máquina herramienta?
Una máquina herramienta es cualquier máquina accionada por fuerza motriz que realiza operaciones de maquinado, incluyendo procesos como el torneado, fresado, taladrado y el esmerilado. Son la base de la manufactura moderna.