IES Luis de Morales. Tecnología 3º ESO. Tema 3: Técnicas empleadas en la fabricación de objetos. Realizado por Cochepocho. Power Point para Windows. Funciona muy mal con Linex o Linux.
Tema 8.- Gestion de la imagen a traves de la comunicacion de crisis.pdf
IES Luis de Morales. Tecnología 3º ESO. Tema 3: Técnicas empleadas en la fabricación de objetos. Por Cochepocho.
1. TECNOLOGÍA 3º E.S.O.
TEMA 3
TÉCNICAS BÁSICAS EN LA
FABRICACIÓN DE OBJETOS.
Realizado por Juan Antonio Pulido
Profesor de Tecnología del I.E.S. Luis de Morales
Arroyo de la Luz. Cáceres.
2. J¡Jefe! Este tema va de
cómo se fabrican las
cosas, y de chapuzas se
mas que nadie.
¡Siiii!
¡¡¡de chapuzas!!!
pero no de hacer
las cosas bien
3. CONTENIDOS.
1. Obtención de piezas metálicas mediante técnicas de
conformación y deformación.
2. Técnicas de separación o corte.
3. Técnicas de unión.
4. Técnicas de mecanizado.
5. Otras operaciones mecánicas.
4. 3.1. OBTENCIÓN DE PIEZAS
METÁLICAS MEDIANTE
TÉCNICAS DE CONFORMACIÓN Y
DEFORMACIÓN.
5. Desde que el ser humano descubrió los metales desarrolló
técnicas y habilidades para trabajarlos. Las técnicas de fundición
y forja de metales son ya muy antiguas.
En esta pregunta vamos a conocer algunas técnicas de
obtención de piezas metálicas dándoles forma (conformación) o
quitándosela (deformación).
Algunas técnicas de conformación pueden ser por moldeo:
colada por gravedad y colada por presión.
Algunas técnicas de deformación de piezas pueden ser: el
forjado, el laminado, el estampado, el extruido y el trefilado.
6. TÉCNICAS DE CONFORMACIÓN DE PIEZAS POR
MOLDEO.
Moldear una pieza es darle forma, pero como los metales son
muy duros y resistentes, tienen mucha cohesión, no podemos
moldearlos con las manos ni en frío, hay que fundirlos
previamente. Por eso recurrimos al procedimiento de
conformación por fusión o fundición.
¿Qué es fundir un metal? Es calentarlo hasta que crucemos su
temperatura de fusión donde el metal en estado sólido pasa a
estado líquido. Para ello necesitamos en general (depende del
tipo de metal) mucha temperatura. Desde unos 230ºC del estaño
hasta 1400ºC del hierro.
7. El procedimiento consiste en fundir el metal y verterlo en un
recipiente, o molde, que contiene la forma de la pieza que
queremos fabricar. El metal se enfría y se solidifica tomando la
forma del hueco del molde. Una vez que la temperatura de la
pieza no es peligrosa para su manipulación se saca del molde,
bien abriéndolo o rompiéndolo.
Existen dos tipos de conformación por moldeo: el moldeo por
gravedad y el moldeo por presión.
En el moldeo por gravedad el metal fundido se hecha por la
parte superior del molde y cae dentro del molde, en su hueco,
por gravedad, o sea, por su propio peso y va tomando la forma
del hueco.
8. Colada por gravedad. El metal fundido se vierte por un orificio
superior de entrada y se va adaptando a la forma del hueco.
9.
10. Molde de dos piezas, desmontable, para el moldeo de una
pieza complicada.
12. Molde realizado en arcilla, mediante la técnica de la cera
perdida, para la obtención de un pájaro en metal.
13. Otro molde de fundición. En este caso para sacar una manzana
en metal.
14. Video sobre proceso de fundición por gravedad de
piezas con moldes de arena.
http://youtu.be/1PuY64xrGcI
15. En el moldeo por presión el metal fundido se introduce “a
presión” (como en una jeringuilla) en el interior del molde por la
acción de la fuerza del émbolo, obligando al metal a adaptarse a
todos los huecos del molde. Se utiliza en aleaciones ligeras,
como el aluminio, y cuando la pieza tiene forma complicada o
con muchos detalles.
16. Molde para la obtención de una llanta de coche por moldeo a
presión.
17. Fabricación de pieza en aluminio por inyección a
presión.
http://youtu.be/QMQXFYP4CEQ
18. TÉCNICAS DE OBTENCIÓN DE PIEZAS POR
DEFORMACIÓN.
En estas técnicas al material se le va sometiendo a una
deformación continua hasta que se consiga la forma y
dimensiones deseadas. Esta deformación se consigue a base de
fuerzas exteriores muy grandes (impactos) teniendo la pieza en
caliente, lo más normal, o en frío.
Los procedimientos mas empleados para realizar la
deformación del material son: forjado, laminado, estampado,
extruido y trefilado.
19. El forjado o forja de metales.
El forjado es una técnica de deformación muy antigua, ya
conocida desde la edad de los metales. Es una técnica por la cual
se consigue dar forma a los metales deformándolos por medio
de golpes. Para ello el metal debe estar previamente a una
temperatura muy cercana a la de fusión con lo que se debilita la
resistencia del metal.
Estando el metal “blando” mediante un golpeteo continuo se
deforma plásticamente y a la vez se le mejoran las propiedades
mecánicas de elasticidad y dureza.
20. La Fragua de Vulcano. Cuadro de Velázquez que está en el Museo
del Prado.
21. Un herrero está calentando
una pieza de hierro para
posteriormente forjarla.
28. El laminado, o laminación.
Se realiza tanto en frío como en caliente, pero generalmente
en caliente (el metal está mas blando y se deforma con mas
facilidad). Se hace pasar el material entre dos rodillos, que tras
sucesivas pasadas su espesor va disminuyendo o su forma se va
adaptando a una forma determinada. Así se hacen planchas y
perfiles comerciales.
Las máquinas que se usan para esta operación se llaman
trenes de laminación y están formado por unos cuantos rodillos,
por los cuales va pasando la plancha y se le va dando la forma
del perfil a fabricar.
Mejor vamos a ver unas fotos.
29. Esto es lo que ocurre cuando hacemos pasar un material por
unos rodillos, deformamos el material y lo aplastamos a un
menor espesor. Mejor en caliente que en frío.
30. Rodillos de laminación para fabricar un perfil determinado. El
material va pasando sucesivamente por cada uno de los rodillos
para irlo deformándolo progresivamente hasta la forma exacta.
31. Cuando se lamina una plancha de mucho espesor y se
transforma en lámina delgada, su longitud aumenta muchísimo,
hasta más de 700 m, por lo que se enrollan en carretes, como los
del papel higiénico, para que se pueda manipular y transportar.
32. Perfiles laminados realizados por laminación en caliente
mediante rodillos que le van dando la forma progresivamente.
Estos perfiles son vigas en doble T para la construcción.
33. Laminación en caliente del acero.
http://youtu.be/tKbTCZ3jkKA
Laminación en frío del aluminio.
http://youtu.be/LP92o-HOAos
05 Wlzstrasse Tren de Laminación de Rieles
http://youtu.be/lZa4GdpgjHY
Así se hace (Raíles de acero para trenes) 2013
http://youtu.be/_56v-Qm8VBY
34. El estampado (estampación).
La estampación es un proceso de fabricación por el cual se
somete un metal a una carga de compresión entre dos semi
moldes para darle la forma deseada. La carga puede ser
una presión aplicada progresivamente o toda la presión a la vez
(percusión), para lo cual se utilizan prensas y martinetes. Los
moldes, son estampas o matrices de acero, una de ellas
deslizante a través de una guía (martillo o estampa superior) y la
otra fija (yunque o estampa inferior).
Si la temperatura del material a deformar es mayor a
la temperatura de recristalización, se denomina estampación en
caliente, y si es menor se denomina estampación en frío.
42. La pieza ya puesta en la
carrocería antes de soldar.
43. Suelo de una carrocería,
realizado por
estampación en frío.
44. Carrocería ya terminada a base de piezas fabricadas por estampación y
posteriormente soldadas unas a otras formando un conjunto único.
45. Estampación de tornillos y tuercas.
http://youtu.be/8ojFYLUfOCY
Proceso de Estampado en frío de una carrocería.
http://youtu.be/h48l0tCmT2U
46. El extrusionado, o extrusión.
La extrusión es un proceso utilizado para crear objetos
con sección transversal definida y fija. El material se empuja y se
extrae a través de un troquel que tiene un orificio con la forma
del perfil que se va a fabricar.
Las dos ventajas principales de este proceso son la habilidad
para crear secciones transversales muy complejas con materiales
que son quebradizos. También las piezas finales se forman con
una terminación superficial excelente.
La extrusión puede ser continua (produciendo teóricamente
de forma indefinida materiales largos) o semicontinua
(produciendo muchas partes). El proceso de extrusión puede
hacerse con el material caliente o frío.
47. La extrusión en calientes se hace a temperaturas elevadas para
evitar el trabajo forzado y hacer más fácil el paso del material a
través del troquel. La mayoría de la extrusión en caliente se
realiza en prensas hidráulicas horizontales con una fuerza de 250
a 12.000 t. La mayor desventaja de este proceso es el coste de
las maquinarias y su mantenimiento.
La extrusión en frío se realiza a temperatura ambiente. La
ventaja de ésta sobre la extrusión en caliente es la falta de
oxidación, lo que se traduce en una mayor fortaleza debido al
trabajo en frío o tratamiento en frío, estrecha tolerancia, buen
acabado de la superficie y rápida velocidad de extrusión si el
material es sometido a breves calentamientos.
57. Proceso de extrusión de acero caliente
http://youtu.be/CfGDwkQ8F6M
Aluminium Extrusion Press
http://youtu.be/9HpV483vJq8
Animación del proceso de extrusión del aluminio
http://youtu.be/vHkwq_2yY9E
Así se fabrican las escaleras de aluminio
http://youtu.be/RjAcz1t3C1k
58. El trefilado.
Se entiende por trefilado a la operación de conformación en
frío consistente en la reducción de sección de un alambre o
varilla haciéndolo pasar a través de un orificio cónico practicado
en una herramienta llamada hilera o dado. Los materiales más
empleados para su conformación mediante trefilado son
el acero, el cobre, el aluminio y los latones, aunque puede
aplicarse a cualquier metal o aleación dúctil.
Las ventajas que aporta el trefilado propias del conformado
en frío son las siguientes: buena calidad superficial, precisión
dimensional, aumento de resistencia y dureza, y por supuesto la
posibilidad de producir secciones muy finas.
Con el trefilado se fabrican alambres y varillas.
59. El proceso de trefilado consiste en hacer pasar una varilla en
frío por sucesivos orificios, llamados hileras o dados, de más
grande a más pequeño, forzando al material a alargarse y a
disminuir de sección. Para ellos hay que tirar del extremo de la
varilla para forzar su deformación al pasar por los orificios. De
esta manera se puede disminuir la sección del alambre hasta lo
que aguante el material. Cuanto más dúctil más fino puede
fabricarse.
En Aliseda hay una fábrica de trefilados.
http://trefileriaalisedasl.com/index.php/iquienes-somos
70. Los materiales los podemos cortar de muchas maneras, a
mano o a máquina, con desprendimiento de viruta o sin él, por
medios mecánicos o usando calor…
Veamos el siguiente esquema:
72. Técnicas de separación mecánica sin
desprendimiento de material.
Estas técnicas realizan el corte del material sin desprender
ningún material de desecho, sin desprender virutas.
La herramienta más sencilla y básica es la cuchilla o “cutter”
en inglés. También entran en este apartado los cuchillos, bisturís,
navajas, etc. Se utilizan para cortar manualmente materiales
relativamente blandos y de poco espesor.
La siguiente herramienta es la tijera para papel o cartulina,
que son como dos cuchillas enganchadas por el medio, al cerrar
cortan por el interior de la herramienta.
Hay otra tijera más robusta y grande, la tijera de chapa, para
cortar chapa de poco espesor y dependiendo del material. No es
lo mismo cortar acero que aluminio.
73. Cuchilla o “cutter” (yo la llamo cuchilla). Mundialmente conocida
por todos.
74. Tijera de papel, cartulina, tela…cualquier tipo de material que
sea blando.
77. La herramienta manual de corte más grande se llama cizalla
manual. Utiliza la ley de la palanca para realizar más fuerza de
corte y puede cortar materiales más grandes, de más espesor y
más resistentes.
78. Cizalla con motor, ya sea hidráulica o eléctrica. Cortan piezas más
grandes y de mayor espesor. El límite está en la potencia de corte.
79. Corte Por Chorro de Agua Flow- Corte de Diversas Muestras
http://youtu.be/N7MQjLZYJKc
Cizalla manual
http://youtu.be/-GKBhgUm7Bg
Cizalla hidráulica para corte de chapa
http://youtu.be/HCZm5-OQTiw
80. Técnicas de separación mecánica con
desprendimiento de material.
En este caso se corta el material desprendiendo viruta. La
herramienta más conocida es cualquier tipo de sierra, manual o
con motor. La motosierra de cortar árboles también está dentro
de esta clasificación.
Hay otros procedimientos especiales y menos conocidos,
como el corte por abrasión y el corte por troqueladoras.
La sierra manual de arco (para metales) y el serrucho para
madera, son las herramientas de corte con desprendimiento de
material mas utilizadas y mas sencillas. Cuanto más duro sea el
material a cortar más pequeño será el diente de la sierra, por eso
los serruchos para madera tienen los dientes mas grandes que
las hojas de sierra para metales.
84. Las hojas de sierra deben ponerse de tal manera que corten en
el sentido de la fuerza realizada por el brazo, normalmente hacia
delante.
85.
86. Cuando una sierra está accionada por medio de un motor, de
cualquier tipo, estamos hablando ya de una máquina. Las sierras
con motor, casi siempre eléctrico, pueden ser sierras mecánicas
alternativas (de vaivén), sierras de cinta, sierras de disco y
sierras de cadena (motosierras). Veamos algunos modelos.
107. El troquelado es la operación mecánica que se utiliza para realizar
agujeros de cualquier forma en chapas de metal, láminas de plástico,
papel o cartón. Para realizar esta tarea, se utilizan desde simples
mecanismos de accionamiento manual hasta sofisticadas prensas
mecánicas de gran potencia.
Uno de los mecanismos de troquelado más simples y sencillos que
existen puede ser el que utilizan los niños escolares para hacer
agujeros en las hojas de papel para insertarlas en las carpetas de
anillos.
Los elementos básicos de una troqueladora lo constituyen
el troquel, pieza superior, que tiene la forma y dimensiones del agujero
que se quiera realizar, y la matriz de corte, pieza inferior, por donde se
inserta el troquel cuando es impulsado de forma enérgica por la
prensa mediante un accionamiento de excéntrica que tiene y que
proporciona un golpe seco y contundente sobre la chapa, produciendo
un corte limpio de la misma.
116. El corte por abrasión es la eliminación de material
desgastando la pieza en pequeñas cantidades, desprendiendo
partículas de material, en muchos casos, incandescente. Este
proceso se realiza por la acción de una herramienta
característica, la muela abrasiva o disco de radial. En este caso,
la herramienta (muela) está formada por partículas de material
abrasivo muy duro unidas por un aglutinante. Esta forma de
eliminar material rayando la superficie de la pieza, necesita
menos fuerza para eliminar material apretando la herramienta
contra la pieza, por lo que permite que se puedan dar pasadas
de mucho menor espesor. La precisión que se puede obtener por
abrasión y el acabado superficial pueden ser muy buenos pero
los tiempos productivos son muy prolongados.
117. Típica “radial” con disco abrasivo para corte de metales y
materiales pétreos.
118. Muelas abrasivas o discos de radial. No tienen dientes como los
discos de sierra.
122. Corte de tubo de hierro cuadrado o rectangular con amoladora o
radial.
http://youtu.be/aU2zmA_6te4
123. Procedimientos térmicos de separación de
material.
Utilizan el calor para debilitar la pieza o fundirla y de esa
manera cortarla con más facilidad. Los más conocidos son el
“oxicorte” o corte por fusión del metal y el corte por plasma,
que se ve con frecuencia
en los programas de
Discovery Max, para cortar
piezas de metal en una
bañera llena de agua.
124. El oxicorte es una técnica de corte parecida a la soldadura, que
se utiliza para realizar el corte de chapas metálicas, barras de
acero al carbono de baja aleación u otros elementos ferrosos.
El oxicorte consta de dos etapas: en la primera, el acero se
calienta a alta temperatura (900 °C) con la llama producida por
el oxígeno y un gas combustible, como el acetileno; en la
segunda se cierra el acetileno y la corriente de oxígeno corta el
metal.
En este proceso se utiliza un gas combustible cualquiera
(acetileno, hidrógeno, propano, hulla), cuyo efecto es producir
una llama para calentar el material, mientras que como
gas comburente siempre ha de utilizarse oxígeno a fin de causar
la oxidación necesaria para el proceso de corte.
125. Equipo para oxicorte. Consta de
dos botellas; la del combustible
en verde y la del comburente
(oxígeno) en rojo. Tiene los
manorreductores y la antorcha o
soplete.
130. El corte por plasma es un proceso que se utiliza para cortar el
acero y otros metales de diferentes espesores con una antorcha
de plasma. En este proceso, un gas inerte es soplado a alta
velocidad por la boquilla de la antorcha, al mismo tiempo un
arco eléctrico que se forma a través de la boquilla hace posible
que el gas lo pase al cuarto estado de la materia, el plasma, el
cual logra el corte del metal. El plasma es lo suficientemente
caliente para derretir metal haciendo un corte sobre el mismo.
El equipo necesario para aportar esta energía consiste en un
generador de alta frecuencia alimentado de energía eléctrica,
gas para generar la llama de calentamiento (argón, hidrógeno,
nitrógeno), y un portaelectrodos y electrodo que dependiendo
del gas puede ser de tungsteno, hafnio o circonio.
136. Prácticamente cualquier tipo de material, siempre que sea
sólido, se puede unir con él mismo o con otro diferente. Siempre
hay una técnica adecuada para ello.
Vamos a conocer y a aprender cómo se pueden unir
materiales mediante las técnicas del remachado y de la
soldadura.
137. El remachado.
Es una técnica de unión de piezas que utiliza un elemento
intermedio, llamado remache, entre las dos piezas a unir. Se
utiliza para la unión de chapas delgadas de cualquier tipo de
material mediante “remaches”. También se pueden remachar
chapas de metal de hasta unos 50 mm de espesor por medio de
roblones macizos.
Los remaches son piezas de diferente longitud, espesor y
material que tienen una varilla central que sobresale del
remache y es la que engancha la remachadora para deformar el
extremo opuesto y así apretar las piezas a unir.
Hay infinidad de tipos de remaches. Los más normales son los
de aluminio y vástago de acero. La herramienta que se usa para
ponerlos se llama remachadora, puede ser manual o accionada
por motor hidráulico.
145. Prácticamente todos los aviones, excepto los de madera y
plástico, están fabricados con remaches. Desde el ultraligero mas
barato hasta los aviones supersónicos, todos utilizan remaches.
148. Uso de la remachadora manual.
http://youtu.be/gL8mmv4PVec
Remachadora pop.
http://youtu.be/dCiPRUxQ2jY
149. Los remaches que no llevan vástago central son macizos y se
llaman roblones. Se han utilizado antes que los remaches
modernos y tienen ya más de cien años. El Titanic y la torre Eiffel
están construidos con roblones.
Actualmente también se utilizan y hay infinidad de modelos.
Se diferencian por el material, la longitud, el diámetro, la cabeza,
el color, la utilidad, etc.
151. En la torre Eiffel se utilizaron la friolera de 2.500.000 roblones
para unir toda la estructura metálica. En aquel tiempo no se
conocía la soldadura eléctrica.
152. El roblonado es la técnica de unión de piezas mediante
remaches macizos, llamados roblones.
Un roblón es un elemento de metal que se usa para unir
estructuras metálicas.
La forma del roblón es similar a la de un tornillo, pero sin
rosca.
El roblón se introduce en los agujeros de las chapas metálicas
de la unión a realizar. Posteriormente, la punta del mismo
(parte opuesta a la cabeza), se calienta hasta alcanzar una
temperatura suficiente para moldearla, dándole, generalmente,
la misma forma que la cabeza. De esta forma las chapas
metálicas quedan unidas.
Se pueden usar tanto en caliente como en frío.
162. EL ROBLON DEL PUENTE COLGANTE
http://youtu.be/IPUyykj9ozI
Roblonado en caliente de una caldera de vapor.
http://youtu.be/-mqGpG7ul2k?list=PL8831BCC8585B44D6
Segundos catastroficos-El Titanic
http://youtu.be/Xn7Of0YGR6w
163. La soldadura.
Es una técnica de unión de piezas normalmente metálicas,
aunque también se pueden soldar plásticos, por medio del
calentamiento del material a soldar. Se puede realizar con
material de aportación, como el hilo de estaño o el electrodo de
la soldadura eléctrica, o sin aportar material, simplemente
fundiendo las dos piezas a unir.
Se pueden usar diferentes fuentes de energía para la
soldadura, incluyendo una llama de gas, un arco eléctrico,
un láser, un rayo de electrones, procesos de fricción o
ultrasonido.
164. La soldadura con frecuencia se realiza en un ambiente
industrial, pero puede realizarse en muchos lugares diferentes,
incluyendo al aire libre, bajo del agua y en el espacio.
Independientemente de la localización, sin embargo, la
soldadura sigue siendo peligrosa, y se deben tomar precauciones
para evitar quemaduras, descarga eléctrica, humos venenosos, y
la sobreexposición a la luz ultravioleta.
Existe una gran variedad de métodos de soldeo, dependiendo
del metal de aportación, si es blanda o fuerte, dependiendo del
tipo de energía utilizada (gas, electricidad, acetileno), de la
atmósfera en que se haga (inerte, al aire, bajo el agua o en el
espacio), del tipo de material que suelde (metales, plásticos).
Pongamos un poco de orden.
165. Soldadura blanda. Es un proceso en el cuál no se produce la
fusión de los metales base, sino únicamente del metal de
aportación, y siempre a una temperatura inferior a 450ºC.
Siendo el primer proceso de soldeo utilizado por el hombre, ya
en la antigua Sumeria.
Un típico ejemplo de soldadura blanda es la soldadura con hilo
de estaño, la utilizada para soldar componentes electrónicos en
placas impresas.
167. Diferentes tipos de hilo de estaño. Se diferencian por su
diámetro y por su composición.
168. Soldadura blanda de tuberías (6 min.)
http://youtu.be/AG09Q2NJmYk
Aprender a soldar con hilo de estaño ( 6 min.)
http://youtu.be/Xokf9Kb3Hm8
169. Soldadura fuerte. Igual que la soldadura blanda pero en este
caso se funde el metal de aportación por encima de los 450ºC.
Se utiliza para la soldadura de tuberías de cobre o de latón
con una aleación de estaño-plata. También se utilizan varillas de
latón (soldadura fuerte de latón) para soldar metales.
175. Soldadura eléctrica por arco. Es quizá la más utilizada para
soldar metales. Se trata, en realidad, de distintos sistemas de
soldadura, que tienen en común el uso de una fuente de
alimentación eléctrica. Ésta se usa para generar un arco voltaico
entre un electrodo y el material base, que derrite los metales en
el punto de contacto entre los dos, produciendo la soldadura. Se
puede usar tanto corriente continua (CC) como alterna (AC), e
incluyen electrodos consumibles o no consumibles, los cuales se
encuentran cubiertos por un material llamado revestimiento. A
veces, la zona de la soldadura es protegida por un cierto tipo
de gas inerte (argón, CO2), conocido como gas de protección, y,
en ocasiones, se usa un material de relleno.
176. La corriente eléctrica se usa para crear un arco entre el
material base y la varilla de electrodo consumible, que es de
acero y está cubierto con un fundente que protege el área de la
soldadura contra la oxidación y la contaminación, por medio de
la producción del gas CO2 durante el proceso de la soldadura. El
núcleo del electrodo actúa como material de aportación en la
soldadura.
177. ¿Cómo se forma el arco eléctrico?
La Soldadura por Arco Eléctrico se realiza poniendo a dos
conductores en contacto; y se los somete a una tensión eléctrica,
de esta manera se establece entre ellos un flujo de corriente.
Luego se los separa y se provoca una chispa para ionizar el gas
o el aire que los rodea, consiguiendo de este modo el paso de
corriente, aunque los conductores no se hallan en contacto.
De esta manera hacemos saltar un arco eléctrico entre ellos
por transformación de la energía eléctrica en energía luminosa y
calorífica.
De hecho, el calor producido por el arco no solo es intenso sino
que además está focalizado, lo cual resulta ideal para efectuar la
soldadura. Se alcanzan así temperaturas de hasta 3.500ºC.
178. Para lograr soldaduras uniformes, es necesario durante el
proceso de soldeo, mantener la distancia constante entre
electrodos.
187. El mecanizado es un proceso de fabricación que comprende
un conjunto de operaciones de conformación de piezas (darles
forma) mediante la eliminación de material, ya sea por arranque
de viruta o por abrasión.
Se realiza a partir de productos semielaborados como
lingotes, tochos u otras piezas previamente conformadas por
otros procesos como moldeo o forja. Los productos obtenidos
pueden ser finales o semielaborados que requieran operaciones
posteriores.
Hay técnicas de mecanizado a mano y técnicas de mecanizado
con máquinas herramientas. Veamos algunas técnicas.
188. Técnicas de mecanizado manual.
Es el realizado por una persona con herramientas
exclusivamente manuales: sierra, lima cincel, buril
(electroerosión); en estos casos el operario le da forma a la pieza
utilizando alguna de estas herramientas, empleando para ello su
destreza y fuerza.
Algunas técnicas de mecanizado manual más usualmente
empleadas son:
Limado
Lijado
Rasqueteado
Roscado a mano.
189. Limado.
El limado consiste en arrancar finas partículas de material de
una pieza, llamadas limaduras, con el fin de conseguir la forma y
las dimensiones deseadas o de dar un acabado estético a la
superficie de la pieza. Para esta operación se emplean las limas,
las escofinas y otros útiles auxiliares.
La lima es una herramienta manual de corte utilizada en el
desgaste y el afinado de piezas de distintos materiales
como metal, plástico o madera. Está formada por una barra
de acero al carbono templado (llamada caña de corte) que posee
unas ranuras llamadas dientes y que en la parte posterior está
equipada con una empuñadura o mango.
190. El granulado de las limas, la medida de los dientes, varía en
función del trabajo o ajuste a realizar, existiendo limas de
desbastar, entrefinas, finas y extrafinas. Cuanto más grande sea
el diente más material desbastará, podrá ser más blando pero la
terminación será más tosca.
Según la sección de la lima, pueden ser: limas planas, limas de
media caña, limas redondas, limas cuadradas y limas de sección
triangular.
Si las limas son para madera, se llaman escofinas, tienen el
intervalo entre dientes mayor que el de las limas bastas de
metal.
201. Lijado.
Es una operación que consiste en pulir una superficie
metálica, madera o de plástico, para conseguir un acabado liso y
suave. El lijado se realiza con lijas, ya sea de forma manual o con
máquinas lijadoras de diferentes tipos.
El papel de lija o simplemente lija, es una herramienta que
consiste en un soporte de papel o tela sobre el cual se adhiere
algún material abrasivo, como polvo de vidrio o esmeril.
Como nos podemos imaginar hay una enorme variedad de
lijas, para madera y metal, de diferentes grados de acabado, para
lijar en seco o al agua, etc.
El lijado se puede hacer a mano o a máquina.
210. ¿Cómo se fabrica la lija?
http://youtu.be/3nBBQgi6dA0
Lijadoras eléctricas.
http://youtu.be/BJHKo8i4MOc
211. Rasqueteado.
El rasqueteado es la operación de ajuste a mano con la cual
se perfecciona una superficie ya trabajada o elaborada, con
máquinas o con lima, cuando se requiere mucha precisión.
El rasqueteado se efectúa sacando virutas muy finas, con una
herramienta llamada rasqueta, sobre superficies planas y curvas,
cuando hay que realizar acoplamientos; es decir, adaptar entre sí
dos piezas que deben deslizarse, o girar sobre otra, con una
precisión casi perfecta. Esta operación, exige gran concentración
y esmero por parte del operario. Las modernas rectificadoras
planas, en las que se trabajan piezas metálicas han reducido
apreciablemente el rasqueteado.
La herramienta que se utiliza para esta operación se llama
rasqueta.
217. Roscado a mano.
Consiste en la operación del tallado de los hilos o filetes que
llevan los elementos roscados, como tornillos y tuercas. Un
elemento roscado es una superficie cilíndrica sobre la cual se
realiza un “canal” o hilo, ya sea por el exterior (tornillos) o el
interior (tuercas). Normalmente es sólo un hilo, pero puede
haber mas de uno. En los botes de conservas con tapa roscada
hay más de un hilo.
El roscado puede ser realizado con herramientas
manuales o máquinas herramientas como taladradora, fresadora
y tornos. Para el roscado manual se utilizan machos y terrajas,
que son herramientas de corte usadas para crear las roscas
de tornillos y tuercas en metales, madera y plástico. El macho se
utiliza para roscar la parte hembra mientras que la terraja se
utiliza para roscar la porción macho del par de acoplamiento.
218. El roscado con machos se realiza cuando queremos hacer una
rosca interior, como una tuerca. Para ello realizamos primero un
taladro a una medida inferior a la de
la rosca y después vamos realizando
el hilo dándole vueltas al macho con
la herramienta portamachos.
Media vuelta hacia dentro y cuarto
de vuelta hacia fuera.
220. Herramienta portamachos para el
roscado manual. Es como una
barra que engancha el macho y le
vamos dando vueltas.
221. Roscado a mano de un cilindro interior con un macho y el
portamachos.
222.
223. El roscado con terraja se realiza para hacer los hilos en los
tornillos y pernos. Para ello debemos tener una varilla o cilindro
de la medida del diámetro exterior del tornillo a roscar. La terraja
la posicionamos en la parte superior de la varilla y empezamos a
darle vueltas para que comience a realizar el hilo. La terraja se va
comiendo parte de la superficie del cilindro formando la rosca
del tornillo. También se mueve media vuelta hacia abajo y un
cuarto hacia arriba.
Tanto en el roscado con macho o con terraja hay que lubricar
el mecanizado con aceite para facilitar el corte y evitar el
calentamiento.
224. Terraja para realizar un roscado de tornillo de métrica 8 mm
(M8) y con un paso de 1,25 mm (1.25). La terraja va realizando el
hilo a medida que se va roscando en el cilindro o varilla. En este
caso una varilla de 8 mm de diámetro.
225. Terraja y portaterraja para
la operación de roscado
exterior de tornillos. La
terraja se va enroscando
en la varilla creando el
hilo de la rosca.
229. Hacer rosca con terraja.
http://youtu.be/aL-hJoC_Gb8
Cómo hacer rosca para un tornillo.
http://youtu.be/pDv4t1z2nVI
230. Técnicas de mecanizado con máquinas
herramientas.
Las técnicas de mecanizado con máquinas-herramientas son
básicamente las mismas que en el mecanizado manual, la
diferencia es que estas operaciones se realizan con máquinas.
Esto da lugar a una mayor velocidad del mecanizado, mayor
precisión en el acabado y mayor producción, ya que se puede
hacer el trabajo en serie con máquinas programables y
automáticas.
Aunque todas las técnicas de mecanizado manual tienen su
posibilidad de hacerse con máquinas, vamos a estudiar otras
técnicas que casi siempre se realizan con máquinas-
herramientas, tales como el taladrado, el torneado, el fresado,
el limado y el rectificado.
231. El taladrado.
Es una operación de mecanizado con arranque de material
con la cual se realizan agujaros redondos y cilíndricos mediante
el giro de una herramienta llamada broca.
Existe una enorme variedad de brocas: para madera, para
diferentes metales, para piedra, para hormigón, para pared, para
plásticos, para vidrio…
La máquina que transmite el movimiento de rotación a la
broca y el de avance lento en el material se llama taladradora o
taladro. Como es una máquina-herramienta, siempre llevan
motor.
También hay una gran variedad de taladros: de mesa, de
columna, de banco, eléctrico, inalámbrico, percutor,
minitaladro…
232. Barrena: es la herramienta más simple para realizar orificios.
Actualmente está en desuso.
235. Taladro manual un poco mas moderno.
Permite multiplicar la velocidad de la broca.
236. Los dos taladros más usados a nivel doméstico son el taladro
portátil eléctrico, vulgarmente llamado “maquinillo”, y el taladro
de columna o de mesa. En el taller de Tecnología tenemos los
dos.
El taladro eléctrico portátil tiene forma de pistola y es muy
manejable. Se puede utilizar en cualquier parte, con todo tipo de
brocas y hasta un diámetro de 13 mm. Tienen la opción de ser
percutores para taladrar en las paredes. Esta versión es muy
versátil, permite taladrar, atornillar, lijar, pulir, limpiar, desoxidar,
etc., acoplándole los accesorios necesarios.
238. ¿Cómo usar el taladro eléctrico?
http://youtu.be/b-N3zl1nIHw
239. El taladro vertical, de columna o de mesa es un taladro
eléctrico que dispone de una base que se puede apoyar y
atornillar a una mesa de trabajo. Esta base también se puede
anclar en el suelo, siendo estos taladros más grandes y precisos.
Se utilizan mucho en los talleres mecánicos.
El taladro de sobremesa consta de una base de apoyo, una
columna rígida, una base móvil para poner la pieza, un cabezal
donde va el eje portabrocas, un motor eléctrico y un sistema de
cambio de velocidades con una correa trapezoidal y unas poleas
de diferentes tamaños.
240. Taladro vertical o de columna.
Base atornillable
de apoyo.
Base de sujeción
De la pieza.
Eje porta brocas.
Cabezal.
Caja de velocidades.
Motor eléctrico.
Columna.
244. Las brocas.
La broca es una pieza metálica de corte, una herramienta, que
crea orificios en diversos materiales cuando se coloca en
un taladro u otra máquina. Su función es formar un orificio o
cavidad cilíndrica.
Para elegir la broca adecuada al trabajo hay que conocer la
velocidad a la que se debe extraer el material y la dureza del
mismo. La broca se desgasta con el uso y puede perder su filo,
siendo necesario un reafilado, para lo cual pueden emplearse
máquinas afiladoras. También es posible afilar brocas a mano
mediante pequeñas amoladoras, con muelas de grano fino.
Hay múltiples tipos de brocas en función del material a
taladrar y del tipo de agujero a realizar.
245.
246. Hay brocas para taladrar madera. Tienen la característica que
tienen un pincho central que engancha la madera antes de
empezar a taladrar y hace de guía para iniciar el agujero.
Cuando el
agujero hay que
hacerlo bastante
grande se usan
las brocas de
vaso.
Brocas normales para madera.
248. Brocas de vaso para hacer agujeros grandes en la madera.
249. Las brocas más utilizadas son las de taladrar metales. Se
engloban en dos grupos:
Están las brocas normales helicoidales: Generalmente se
sujetan mediante portabrocas. Existen numerosas variedades
que se diferencian en el material con que están hechas y por el
tipo de material a taladrar.
Y las brocas metal alta velocidad (HSS): Para perforar metales
diversos, fabricadas en acero de larga duración; las medidas más
usuales son desde 1,5 mm hasta 13 mm. Existen mas grandes.
257. Las brocas para perforar concretos y materiales pétreos
regularmente fabricadas en acero al cromo con puntas de
carburo de tungsteno tienen zancos reducidos para facilitar
introducirlas en taladros más pequeños y acabados color
cobalto. Como su nombre indica son especiales para taladrar
todo tipo de materiales pétreos. También se llaman brocas de
widia, por la pieza soldada que llevan en la punta que es de
extraordinaria dureza.
Pieza de widia soldada
en la punta.
258. Brocas para perforar piezas cerámicas y vidrio: Fabricadas en
carburo de tungsteno para facilitar la perforación de piezas
cerámicas y vidrio, y carentes de la hélice ya que solo es el
diamante montado sobre el zanco.
259.
260. Broca de perforar la tierra, para buscar agua o petróleo, típica de
las torres de perforación.
261. ¿Esto es una broca o un taladro? Es las dos cosas a la vez. Le
llaman el gusano, y sirve para perforar túneles.
264. Así fabrican las brocas (Discovery Max)
http://youtu.be/OJ5J8tgQ4n8
Cómo elegir brocas y accesorios para taladro (Leroy
Merlin)
http://youtu.be/adEq97-U268
265. El torneado.
Es la operación de mecanización con arranque de virutas por
la cual se le da forma de revolución, cilíndrica o cónica, a una
pieza que tiene unas medidas superiores a las definitivas.
La máquina-herramienta que se utiliza para realizar esta
operación se denomina torno.
Los materiales que se pueden tornear son: la madera, casi
todos los metales y los plásticos. Cada material tiene su diferente
técnica en función de sus características.
Se denomina torno (del latín tornus, y este del griego τόρνος,
giro, vuelta)1 a una máquina-herramienta que permite
mecanizar, cortar, fisurar, trapeciar, y ranurar piezas de forma
geométrica por revolución.
266. Estas máquinas-herramientas trabajan haciendo girar la pieza
a mecanizar (sujeta en el cabezal o fijada entre los puntos de
centrado) mientras una o varias herramientas de corte son
empujadas en un movimiento regulado de avance contra la
superficie de la pieza, cortando la viruta de acuerdo con las
condiciones del material y la operación a realizar.
Desde el inicio de la Revolución industrial, el torno se ha
convertido en una máquina básica en el proceso industrial de
mecanizado.
La herramienta de corte va montada sobre un carro que se
desplaza sobre unas guías o rieles paralelos al eje de giro de la
pieza que se tornea; sobre este carro hay otro que se mueve en
dirección radial a la pieza que se tornea. En el carro se apoya la
torreta portaherramientas.
267. Cuando el carro principal desplaza la herramienta de corte, la
cuchilla, a lo largo del eje de rotación, produce el cilindrado de la
pieza, y cuando el carro transversal se desplaza de forma
perpendicular al eje de simetría de la pieza se realiza la
operación denominada refrentado.
Cilindrado Refrentado
276. El fresado. La fresadora.
El fresado consiste en el corte del material que se mecaniza
con una herramienta rotativa de varios filos, llamada fresa, que
ejecuta movimientos en casi cualquier dirección de los tres ejes
posibles en los que se puede desplazar la mesa donde va fijada
la pieza que se mecaniza. Esta operación se realiza con una
máquina-herramienta llamada fresadora.
Una fresadora es una máquina-herramienta utilizada para
realizar mecanizados por arranque de viruta mediante el
movimiento de una herramienta rotativa de varios filos de corte
denominada fresa. Mediante el fresado es posible mecanizar los
más diversos materiales, como madera, acero, fundición
de hierro, metales no férricos y materiales sintéticos, superficies
planas o curvas, de entalladura, de ranuras, de dentado, etc.
277. Fresado de una
pieza mediante el
movimiento de
rotación de una
fresa y el
movimiento
longitudinal de la
pieza.
287. Fresado de aluminio por control numérico (CNC)
http://youtu.be/V6y13MbgCmk
Trabajos en fresadora vertical
http://youtu.be/umijgPf4jmU
288. El limado. La limadora.
El limado automático, con máquina-herramienta, es una
operación destinada al mecanizado de superficies planas, para
desbastarla (comerte la superficie de la pieza) o darle un
acabado final (dejar la superficie perfectamente lisa). La
máquina que realiza esta operación se llama limadora.
La limadora mecánica es una máquina herramienta para
el mecanizado de piezas por arranque de viruta, mediante el
movimiento lineal alternativo de la herramienta o movimiento
de corte. La mesa que sujeta la pieza a mecanizar realiza un
movimiento de avance transversal. Asimismo, también es posible
desplazar verticalmente la herramienta o la mesa, manual o
automáticamente, para aumentar la profundidad de pasada.
290. Esquema del mecanismo de movimiento de una limadora.
Cuchilla
Movimiento de
Ida y vuelta
Movimiento de rotación
Movimiento alternativo
291. Movimiento longitudinal de corte de la cuchilla (C). Movimiento
transversal de avance de la pieza enganchada a la mesa (A).
292. Limadora planificando una pieza metálica
http://youtu.be/ykLHZHlyZlo
Limadora
http://youtu.be/PnE_h5qmjpk
Cómo usar una limadora
http://youtu.be/2YMpofuvEaU
293. El rectificado automático. La rectificadora.
El rectificado es una operación mecánica de acabado que se le
da a las piezas que se han mecanizado anteriormente hasta
alcanzar un acabado superficial de gran precisión. Para ello se
emplean unos discos abrasivos, muelas, que giran a gran
velocidad.
La rectificadora es una máquina-herramienta, utilizada para
realizar mecanizados por abrasión, con mayor precisió
dimensional y menores rugosidades que en el mecanizado por
arranque de viruta.
Las piezas que se rectifican son principalmente de acero
endurecido.