Procesos de Fabricación y Mecanizado

Conceptos Fundamentales en Herramientas de Corte

Paso

Distancia entre dos dientes de una herramienta de corte.

Triscado

Técnica de inclinar alternativamente a derecha e izquierda los dientes de una sierra para evitar que rocen los lados del corte, lo que previene el calentamiento excesivo de la hoja y su desgaste prematuro.

Lima

• Picado: Forma que tienen los dientes de la lima para arrancar material.
• Paso: Distancia entre dos picados. Puede ser basto, medio o fino.
• Longitud de lima: Longitud de la parte de la lima con picado, expresada en pulgadas.
• Forma de lima: Sección transversal de la lima. Puede ser plana, cuadrada, redonda o de media caña.

Elementos y Sistemas de Roscado

Rosca

• Paso: Distancia entre dos filetes consecutivos.
• Avance: Distancia que avanza el tornillo o tuerca al dar una vuelta completa.
• Perfil: Forma de la sección transversal del filete.
• Sentido de la hélice: Dirección en la que hay que girar para enroscar o desenroscar.
• Diámetro nominal: Determinado por el diámetro exterior del tornillo.
• Sistemas de Roscado:
  • Métrico: Medido en milímetros (mm), con un ángulo de perfil de 60º. El vértice superior del perfil es truncado y el fondo redondeado. Los diámetros y pasos están normalizados.
  • Whitworth: Medido en pulgadas, con un ángulo de perfil de 55º. Tanto el vértice como el fondo son redondeados. El diámetro nominal se expresa en pulgadas.

Machos de Roscar

Herramientas con forma de tornillos de acero templado, provistas de ranuras longitudinales, utilizadas para crear roscas internas en un agujero.

Terrajas

Herramientas con forma de tuercas de acero con agujeros, utilizadas para tallar una rosca externa en un cilindro.

Máquinas Herramienta y Procesos de Desbaste y Acabado

Cepilladora

Máquina que utiliza un cilindro con cuchillas para arrancar pequeñas virutas de material.

Lijadora

Máquina o herramienta que utiliza una lija para frotar y alisar superficies.

Fresadora

Máquina herramienta que utiliza fresas rotativas para arrancar virutas. Los dientes de las fresas, al girar, forman una circunferencia y realizan el corte.

Limadora

Máquina herramienta utilizada para el desgaste y acabado de zonas planas, que arranca viruta solo cuando avanza en una dirección.

Rectificadora

Máquina utilizada para acabados finales de alta precisión. Posee un disco rotativo, llamado muela, fabricado con material abrasivo, comúnmente de cuarzo.

Procesos de Corte Térmico

Oxicorte

Método para cortar aceros u otros metales. Los metales arden con oxígeno (O2) puro cuando alcanzan su temperatura de ignición, aproximadamente a 1200ºC.

Hilo Caliente

Técnica de corte que utiliza un hilo conductor que, al resistir el paso de corriente eléctrica, se calienta y funde el material.

Plasma de Arco

Proceso de corte que utiliza un chorro de plasma, obtenido al calentar un gas a temperaturas extremadamente altas (hasta 30000ºC), lo que provoca la liberación de electrones de los átomos.

Control Numérico Computarizado (CNC)

CNC

Sistema donde las órdenes dadas a la máquina son códigos numéricos. Es un ordenador que controla la posición y velocidad de giro de los motores de la máquina.

Programación CNC

• Manual: El programador debe introducir directamente los códigos con los parámetros de control de desplazamientos y velocidad.
• Asistida: El programador elige la operación deseada y el programa le solicita los datos necesarios para generar el código.
• Sistema CAD/CAM: Utiliza programas informáticos avanzados que permiten una programación más rápida y facilitan cambios ágiles en las formas o tamaños de las piezas.

Materiales Metálicos: Propiedades y Aleaciones

Metales No Ferrosos Pesados

Estaño (Sn)

Mineral principal: Casiterita.

Propiedades: Color brillante, se oxida fácilmente, es maleable y blando a temperatura ambiente. A -18ºC, sufre una transformación alotrópica que lo descompone (peste del estaño).

Aleaciones:

• Bronce: Cobre y estaño.
• Soldaduras blandas: Plomo y estaño, con un contenido de estaño entre 25% y 90%.

Cobre (Cu)

Minerales principales: Calcopirita y cobre nativo.

Propiedades: Muy dúctil, maleable y con alta conductividad eléctrica y térmica.

Aleaciones:

• Bronce: Cobre y estaño (ej. en campanas).
• Latón: Cobre y cinc (ej. en grifos).
• Cuproaluminio: Cobre y aluminio (ej. en turbinas).
• Alpaca: Cobre, níquel y cinc (ej. en cubiertos).
• Cuproníquel: Cobre y níquel (ej. en monedas).

Cinc (Zn)

Minerales principales: Blenda (40% a 50%) y calamina (40%).

Propiedades: Resistente a la corrosión y oxidación, pero no a ácidos y sales. Posee un mayor coeficiente de dilatación. A temperatura ambiente es quebradizo, pero a 100ºC se vuelve maleable.

Aleaciones:

• Latones: Cobre y cinc.
• Alpaca: Cobre, níquel y cinc (Cu, Ni, Zn).

Plomo (Pb)

Mineral principal: Galena (sulfuro de plomo).

Propiedades: Maleable y blando, de color grisáceo muy brillante que se oxida fácilmente. Resiste bien los ácidos.

Aplicaciones en estado puro: Pinturas al minio, tuberías, recubrimiento de baterías.

Cromo (Cr)

Propiedades: Color grisáceo, duro y con mucha acritud. Resiste la oxidación y la corrosión.

Aplicaciones: Decoración y fabricación de aceros inoxidables.

Níquel (Ni)

Propiedades: Color plateado, magnético. Resiste la oxidación y la corrosión.

Aplicaciones: Fabricación de aceros inoxidables.

Wolframio (W)

Propiedades: Alto punto de fusión.

Aplicaciones: Filamentos de bombillas incandescentes, fabricación de herramientas de corte.

Metales No Ferrosos Ligeros

Aluminio (Al)

Mineral principal: Bauxita.

Propiedades: Ligero e inoxidable, conduce bien la electricidad y el calor, maleable.

Aplicaciones: Cables de alta tensión, papel de envolver.

Aleaciones:

• Duraluminio: Cobre y aluminio (Cu+Al), utilizado en sartenes y llantas.
• Aluminio + Magnesio (Al+Mg): Utilizado en aeronáutica y coches.
• Aluminio + Cobre + Silicio (Al+Cu+Si): Para obtener piezas por inyección.
• Aluminio puro mezclado con pintura: Protege ante la intemperie.

Titanio (Ti)

Origen: Rocas de origen volcánico.

Propiedades: Color blanco plateado, resiste la oxidación y la corrosión. Baja densidad y altas prestaciones mecánicas.

Aplicaciones: Estructuras y elementos de máquinas aeronáuticas.

Metales Ultraligeros

Magnesio (Mg)

Mineral principal: Carnalita.

Propiedades: Inflamable, blanco, maleable y poco dúctil, resistente.

Aplicaciones: En aeronáutica.

Aleaciones:

• Para forjar: Magnam, Magal.
• Para fundir: Fumagcin, Fumagal.

Polímeros y Plásticos: Composición y Tipos

Plásticos o Polímeros

Materiales sintéticos obtenidos a través de reacciones químicas, a los que se añaden aditivos para mejorar sus propiedades.

Propiedades generales: Resistencia a la corrosión y agentes químicos, aislamiento térmico, acústico y eléctrico, resistencia a impactos.

Componentes de los Plásticos

• Monómeros: Unidades básicas que entran en la reacción de polimerización. Se venden comúnmente en forma de gránulos o granza.
• Cargas: Materiales añadidos para abaratar el coste o mejorar propiedades específicas.
• Aditivos: Sustancias añadidas para mejorar cualidades como la resistencia UV, color, flexibilidad, etc.
• Catalizadores: Sustancias que inician y aceleran la reacción química de polimerización.

Tipos de Plásticos

• Termoplásticos: Materiales que, al ser calentados, adquieren plasticidad y pueden ser moldeados repetidamente sin sufrir cambios químicos significativos.
• Termoestables: Materiales que, una vez moldeados y curados mediante calor o reacción química, no recuperan su forma original al ser calentados nuevamente.
• Elastómeros: Materiales elásticos que permiten grandes deformaciones sin rotura y recobran su forma inicial al cesar la fuerza.

Procesos de Conformado y Medición Industrial

Procesos de Conformado de Materiales

Sinterizado

Proceso de obtención de piezas muy precisas a partir de polvos de materiales, comprimiéndolos en un molde y luego calentándolos a una temperatura por debajo de su punto de fusión. El proceso incluye la obtención del polvo (de un molino), el prensado en frío, el calentamiento de la pieza obtenida (sinterización) y el acabado final mediante laminación o mecanizado.

Tejidos

• Hilos de urdimbre: Hilos longitudinales en un tejido.
• Hilos de trama: Hilos transversales en un tejido.
• Tafetán: Tipo de tejido donde los hilos de trama pasan alternativamente por encima y por debajo de los hilos de urdimbre (ej. paños, seda).
• Sarga: Tipo de tejido con líneas diagonales, donde los hilos de urdimbre pasan por debajo y por encima de forma escalonada (ej. uniformes militares).
• Satén: Tipo de tejido donde los hilos de urdimbre predominan en la superficie, creando un aspecto liso y brillante (ej. cortinas, sábanas).

Coquilla

Moldes permanentes, generalmente metálicos, utilizados en procesos de fundición para la fabricación de piezas en serie.

Coladas (Fundición)

• A la cera perdida: Proceso que implica crear un modelo en cera, cubrirlo con arena o un revestimiento cerámico, calentar el conjunto para que la cera se derrita y caiga, dejando un molde hueco listo para la fundición.
• En molde que gira (Fundición centrífuga): Método utilizado para fabricar tubos o cilindros huecos. El metal fundido se vierte en un molde giratorio, y la fuerza centrífuga lo adhiere a las paredes.
• Inyección: Proceso que consiste en inyectar a alta presión el material fundido (metales o plásticos) dentro de un molde cerrado.

Forja

Proceso de conformado de metales que consiste en golpear el material con un martillo o prensa para darle forma. El metal se calienta (aproximadamente al 60% de su temperatura de fusión) para aumentar su plasticidad. Los metales muy maleables pueden forjarse en frío.

Troquelado

Proceso de punzonado o corte para separar material mediante un golpe de prensa y utilizando un utillaje adecuado, conocido como matricería. Se utiliza para crear huecos o formas específicas en láminas de material.

Metrología Industrial

Tolerancia

Margen de error permitido dentro del cual el diámetro nominal de una pieza debe estar comprendido. La tolerancia depende de la importancia y la función del objeto.

Calibrador (Pie de Rey)

Instrumento de medición utilizado para medir dimensiones interiores, exteriores y profundidades, generalmente con una precisión de milímetros.

Micrómetro

Instrumento de medición que ofrece una mayor precisión que el calibrador, utilizado para medidas muy exactas.