Desprendimiento de viruta por maquinado, convencional y CNC

Maquinado convencional 

Proceso mediante el cual se remueve metal para dar forma o acabado a una pieza. Se utilizan métodos tradicionales como el torneado, el taladrado, el corte, y el amolado, o métodos menos tradicionales que usan como agentes la electricidad o el ultrasonido.

a) Taladro

La máquina perforadora o taladros de prensa son esenciales en cualquier taller metalmecánico. Un taladro consta de un eje (que hace girar la broca y puede avanzar hacia la pieza de trabajo, ya sea automática o manualmente) y una mesa de trabajo (que sostiene rígidamente la pieza de trabajo en posición cuando se hace la perforación). Un taladro se utiliza principalmente para hace perforaciones en metales; sin embargo, también pueden llevarse a cabo operaciones como roscado, rimado, contra taladro, abocardado, mandrinado y refrentado.

Operaciones estándar

Taladrado

Puede definirse como la operación de producir una perforación cuando se elimina metal de una masa sólida utilizando una herramienta de corte llamada broca espiral o helicoidal.

Avellanado

Es la operación de producir un ensanchamiento en forma de uso o cono en el extremo de una operación.

Rimado

Es la operación de dimensionar y producir una perforación redonda y lisa a partir de una perforación taladrada previamente, utilizando una herramienta de corte con varios bordes de corte.

Mandrinado o torneado interior

Es la operación de emparejar y ensanchar una perforación por medio de una herramienta de corte de un solo filo, generalmente sostenida por una barra de mandrinado.

El careado para tuercas o refrentado. 

Es la operación de alisar y escuadrar la superficie alrededor de una peroración para proporcionar asentamiento para un tornillo de cabeza o una tuerca.

Roscado

Es la operación de cortar roscas internas en una perforación, con una herramienta de corte llamada machuelo. Se utilizan machuelos especiales de maquina o pistola, junto con aditamentos de roscado, cuando esta operación se realiza mecánicamente con una máquina.

b) Torneado

Proceso de maquinado que se utiliza para crear piezas cilíndricas. El torneado se suele realizar en un torno.

Torno

Es la máquina herramienta más antigua y por lo tanto la más importante, sin el torno no habría sido posible el gran avance industrial.

En las máquinas de tornear, se forman o trabajan piezas, mediante arranque de viruta. El modo de trabajar en cada paso de torneado se rige por la forma, tamaño y número de piezas que han de elaborarse, así como por la calidad superficial exigida en las mismas.

Clasificación de los tornos.

a) Torno paralelo.

b) Torno vertical

c) Torno al aire

d) Torno semiautomático

e) Torno automático

f) Torno copiador

Torno paralelo

Es el más utilizado debido principalmente a las diversas operaciones que pueden ejecutarse en él mismo, tales como:

1. Cilindrado o desbastado

2. Refrentado o careado

3. Cilindro cónico

4. Roscado

5. Taladrado.

Dentro de los tornos paralelos, se encuentran los tornos de banco (están montados sobre un banco) y los tornos de piso.

Capacidad del torno

Queda determinada por el volteo y distancia entre puntos.

1. Volteo. - es el diámetro máximo que puede tornearse.

2. La distancia entre puntos. - es la distancia entre el punto colocado en el orificio del cabezal fijo y punto colocado en el orificio del cabezal móvil.

c) Fresado

El fresado consiste en maquinar circularmente todas las superficies de formas variadas; planas, convexas, cóncavas, etc. Este trabajo se efectúa con la ayuda de herramientas especiales llamadas fresas.

Las fresas pueden considerarse como herramientas de cortes múltiples que tienen sus ángulos particulares. Las máquinas para fresar reciben el nombre de fresadoras, en las cuales también pueden efectuarse trabajos de división, tallado de engranes, cuñeros y en general todo tipo de fresado.

Clasificación de las fresadoras

La orientación del árbol principal, respecto a la superficie de la mesa, determinan el tipo de fresadora. Las principales fresadoras son:

• Fresadora horizontal. - recibe este nombre debido a que el eje del árbol principal es paralelo a la superficie de la mesa.

• Fresadora vertical. - en la cual el eje del árbol principal está en posición perpendicular a la superficie de la mesa.
• Fresadoras universales. - reciben dicho nombre debido a que el árbol porta fresa, pueden inclinarse a cualquier ángulo con respecto a la superficie de la mesa, además puede adaptarse de horizontal a vertical y viceversa, por otra parte el carro transversal, está montado sobre una base graduada en grados geométricos, lo que permite orientar y fijar al ángulo requerido.

d) Cepillo

Es una máquina herramienta que se usa para maquinar una superficie plana que puede encontrarse en posición horizontal, vertical o en ángulo. Además, se emplea para maquinar superficies irregulares y especiales que serían difíciles producir en otras máquinas.

Cepillo de codo

Se comienza con las características indispensables que deben cumplir las cepilladoras y luego, se hace una descripción de las diferentes formas de operación Muchos de los cepillos de codo más grandes son de funcionamiento hidráulico. El ariete de este tipo de cepilladura se mueve por la presión de aceite proporciona por una bomba impulsada por un motor eléctrico. Para cambiar la dirección de la presión del aceite se utiliza una válvula inversora, lo cual hace cambiar la dirección en que se mueve el ariete. El avance de la mesa funciona también mediante la presión de aceite. Los cambios en la velocidad y el avance se hacen por medio de válvulas de control. Muchas acepilladoras hidráulicas tienen una mesa universal con dos superficies de trabajo, una sólida para cepillado plano y una angular y otra inclinable para trabajos en ángulos compuestos. El cepillo de codo es una máquina para dar acabado a piezas ya empezadas en el torno. Existen unas piezas llamadas piezas caprichosas que son las piezas que sólo se pueden hacer en máquinas como la fresadora o el cepillo de codo.

Cepillo de mesa

Este se emplea para maquinar superficies planas que sean demasiado grandes para el cepillo de codo. Se diferencia de este último en que la mesa que sujeta la pieza de trabajo se mueve hacia adelante y hacia atrás bajo una herramienta estacionaria de corte.

También se caracteriza por su gran capacidad de trabajo aunque cuenta con una mesa de longitud en donde se pueden montar piezas un poco largas y maquinarlas en toda su longitud por medio de dos o cuatro herramientas al mismo tiempo, esto sucede porque algunas cepilladoras tan solo cuentan con dos portaherramientas en cada bastidor que tenga la máquina.

Maquinado automatizado

Conjunto de procesos químicos, térmicos y eléctricos para el maquinado de piezas de metal.

El término automatización también se ha utilizado para describir sistemas no destinados a la fabricación en los que dispositivos programados o automáticos pueden funcionar de forma independiente o semindependiente del control humano.

Principio de funcionamiento CNC

Para mecanizar una pieza se usa un sistema de coordenadas que especificarán el movimiento de la herramienta de corte.

El sistema se basa en el control de los movimientos de la herramienta de trabajo con relación a los ejes de coordenadas de la máquina, usando un programa informático ejecutado por un ordenador.

En el caso de un torno, hace falta controlar los movimientos de la herramienta en dos ejes de coordenadas: el eje de las X para los desplazamientos longitudinales del carro y el eje de las Z para los desplazamientos transversales de la torre.

En el caso de las fresadoras se controlan también los desplazamientos verticales, que corresponden al eje Y. Para ello se incorporan servomotores en los mecanismos de desplazamiento del carro y la torreta, en el caso de los tornos, y en la mesa en el caso de la fresadora; dependiendo de la capacidad de la máquina, esto puede no ser limitado únicamente a tres ejes.

Aplicaciones

Aparte de aplicarse en las maquinas-herramientas para modelar metales, el CNC se usa en la fabricación de muchos otros productos de ebanistería, carpintería, etc. La aplicación de sistemas de CNC en las máquinas-herramienta han hecho aumentar enormemente la producción, al tiempo que ha hecho posible efectuar operaciones de conformado que era difícil de hacer con máquinas convencionales, por ejemplo, la realización de superficies esféricas manteniendo un elevado grado de precisión dimensional. 

Finalmente, el uso de CNC incide favorablemente en los costos de producción al propiciar la baja de costes de fabricación de muchas máquinas, manteniendo o mejorando su calidad.