Guía de Operaciones Básicas del Mecanizado

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1 UD4: Operaciones básicas del mecanizado. 1. INTRODUCCIÓN. Cuando hablamos de las operaciones básicas del mecanizado nos referimos, en gran medida, al trabajo de ajuste que desarrollaremos en nuestra vida profesional. Podemos pensar que la importancia que tienen estas operaciones es relativa, pero ciertamente nos estamos equivocando, ya que además de ser el inicio de un correcto aprendizaje, son esenciales para completar de forma efectiva cualquier trabajo relacionado con el metal. 2. CONCEPTOS PREVIOS.

Antes de comenzar con los diferentes tipos de operaciones básicas dentro del mecanizado, es esencial que se defina la palabra ajuste y se explique cómo será el puesto de trabajo del ajustador. Se pueden encontrar diferentes aceptaciones de la palabra ajuste, ya que lo podemos emplear para: Crear de forma manual, a partir de un trozo de material, una pieza con un uso determinado y cuyas medidas han sido fijadas con anterioridad.

Acabar o reforzar piezas que ya han sido mecanizadas previamente por otras máquinas (eliminar rebabas, realizar pequeños ajustes puntuales, etc.) Adaptar piezas o montar mecanismos para que encajen con la precisión adecuada (ajuste final de una serie de piezas para ensamblar un determinado mecanismo). El elemento básico que compone el puesto de trabajo de un ajustador es el banco de ajuste, provisto de un tornillo de fijación que nos sirve para sujetar y afianzar las piezas que se van a trabajar.

No nos podremos olvidar de que en este puesto también son de vital importancia, tanto las herramientas auxiliares de trabajo, como pueden ser las limas, la carda de limpieza de limas, la broca para eliminar restos de viruta, alicates, tenazas, etc. como los instrumentos de verificación, donde podremos hablar de las escuadras, los pies de rey, goniómetros, etc. El banco de ajuste: está formado básicamente por una mesa de construcción muy robusta sobre la cual se fija el tornillo de banco donde irán sujetas las piezas que se van a trabajar. Es importante que la altura que presente sea la adecuada, para poder realizar cómodamente el trabajo.

En la actualidad suelen ser totalmente metálicos, pero nos podemos encontrar con bancos de ajuste que combinen la madera con una estructura metálica. 2 El tornillo de banco: es el elemento de fijación más frecuente en los talleres de mecanizado. En él se fijarán las piezas sobre las que se realizarán los trabajos de ajuste. Este dispositivo está formado por dos mordazas, una de ellas se encuentra fija mientras que la otra se mueve, gracias a la acción de un tornillo, para poder apretar las diferentes piezas. Tipos de tornillo banco o Tornillos de banco con base fija. Los más comunes y económicas, disponibles en una gran variedad y diversos tamaños. o Con base giratoria.

Esta base permite desplazar la morsa en un ángulo de 180º para una óptima posición de trabajo. o Con yunque. Adosado a la boca fija (es decir, a la parte posterior) de la herramienta; el yunque es útil para realizar operaciones ligeras de martillado con la finalidad de dar la forma adecuada a la pieza. 3. EL LIMADO. Esta operación tiene como objetivo la eliminación de un pequeño sobrante de material con el fin de realizar, por ejemplo, un ajuste entre piezas y lograr que las dimensiones entren dentro de la tolerancia requerida.

Se lleva a cabo por medio del arranque de viruta, con una herramienta llamada lima que se puede considerar como un útil de corte alargado, provisto de una serie de filas que hacen la función de cuchillas. Esta técnica en la actualidad está un poco en desuso en piezas de gran precisión. Se suele utilizar en ajustes sencillos, debido a su fácil manejo, bajo coste de las herramientas y gran versatilidad, ya que permite trabajar con facilidad diferentes superficies tanto interiores como exteriores. Incluso se podrán logran acabados superficiales más o menos finos dependiendo del tipo de lima empleada.

Las limas: son herramientas con forma de barra, cuyas caras están provistas de una serie de pequeños dientes que forman los filos de corte. En uno de sus extremos presenta un mando, que generalmente suele ser de madera, y es la parte por la que el operario la sujeta a la hora de trabajar. Las limas se pueden clasificar atendiendo a varios aspectos: Atendiendo a su forma: para hacer esta clasificación nos fijaremos en la sección que presenta el cuerpo de la lima. Nos encontraremos limas: 3 o Planas: se usan para el limado de las superficies planas, tienen sección rectangular y las hay de dos tipos, paralelas y de punta (estas últimas se diferencian en que se estrechan en su extremo).

o Triangulares: se utilizan sobre superficies planas y sobre aquellos perfiles que superen un ángulo de 60º. o Cuadradas: con ellas se liman superficies planas, tanto interiores como exteriores, y también es frecuente su uso para perfiles que forman un ángulo entre sí de 90º. o Media caña: se usan sobre superficies planas o cóncavas y también sobre perfiles que forman entre sí un ángulo menor de 60º. o Redondas: se emplean en le limado de superficies cilíndricas o con un redondeo pequeño. o De cuchillo: es muy frecuente su uso en el remate de esquinas y en ángulos a 60º. Atendiendo a su tamaño: para realizar este tipo de clasificación nos fijaremos en la longitud de su cuerpo.

Esta medida suele venir dada en pulgadas, aunque también se pueden adquirir denominándolas en milímetros. Las más habituales son las limas de 3", 4", 5", 6", 7", 8", 10", 12", 14", 16" y 18". Atendiendo a su picado: el picado de una lima es el grado de rugosidad que posee, es decir, el grado de inclinación de su talla. La talla de una lima puede ser simple o doble, es decir, puede llevar sólo una serie de tallas paralelas a lo largo de la longitud de su cuerpo en el caso de las simples, o puede llevar dos series que se cruzan entre sí en el caso de una lima de doble tallado, siendo estas últimas las más utilizadas.

4 El picado de una lima también se tienen en cuenta para elegir la más adecuada para cada trabajo: si el material es duro, se escogerá una lima de picado doble, por el contrario, si el material a trabajar es relativamente blando, se utilizará una de picado simple, que es más difícil que se embote. Para el caso de otros materiales, como la madera, este tipo de limas no valdrían, sino que se usarán unas limas especiales denominadas escofinas, cuyos dientes son independientes unos de otros y presentan una mayor separación entre ellos.

Atendiendo a su grado de corte: esta característica de las limas viene dada por el número de dientes que están presenten por unidad de superficie (generalmente cm2 ). Dependiendo de este valor, el acabado superficial que dejará en las piezas trabajadas será más o menos rugosas. Existen tres tipos: o Bastas: se utilizan para eliminar grandes cantidades de material. Suelen tener aproximadamente de 8 dientes por cm2 para que el desbaste sea rápido. Normalmente se emplean en las operaciones iniciales de limado de una pieza, logrando eliminar de forma rápida la descarburación superficial que presentan muchos materiales.

o Semifinas o entrefinas: se utilizan para una eliminación de material intermedia, ni muy grande ni muy pequeña. Tienen aproximadamente 12 dientes por cada cm2 de sección, logrando que el arranque de viruta sea rápido, pero no excesivo. o Finas: se utilizan sobre todo para dar pasadas finales y dejar un acabado superficial muy determinado. Aproximadamente presentan 16 dientes por cada cm2 . Consiguen una eliminación lenta del material con un arranque de viruta mínimo. Limas especiales: dentro de este grupo podemos hablar de las limas de aguja. Son limas que se emplean para trabajos especiales y usos muy específicos. No presentan mangos debido a su reducido tamaño.

En su lugar poseen una espiga cilíndrica del mismo material con que está fabricada la lima que sirve para empuñarlas. Este tipo de lima también se denominan "de aguja", "de relojero" o "de cola de ratón". 5 Colocación del mango en las limas. Los mangos suelen ser generalmente de madera y su tamaño ha de ser acorde a la dimensión de la lima. Para su colocación se realizará un taladro de forma que el agujero quede bien centrado y alineado con el eje del mango; así lograremos que la lima quede perfectamente alineada y podremos trabajar en las mejores condiciones posibles.

Las dimensiones de este agujero serán semejantes a las de la espiga de la lima, ya que si el agujero es más grande entrará holgada y por lo tanto podrá salirse con facilidad durante el trabajo. Si por el contrario el agujero queda muy escaso, la espiga entrará forzada, lo que podría hacer que el mango se rompiese. De hecho, al taladrar se suele oscilar el mango lateralmente al finalizar el agujero, antes de retirar la broca, para intentar obtener un orificio con un perfil semejante al de la espiga de la lima. Técnicas de limado. Para realizar una correcta operación de limado se tendrán en cuenta los siguientes aspectos: 1.

Hacer una preparación previa del puesto de trabajo, comprobando que el tornillo de banco se encuentra a una altura adecuada para el trabajo a realizar, según la propia estatura del trabajador. Procurar que la pieza este limpia de restos de óxidos y aceites. Situar la pieza en el tornillo de bando de manera que quede libre la zona a eliminar, pero que no sobresalga demasiado con el fin de evitar vibraciones. Tendremos en cuenta que las mordazas del tornillo de banco presentan un rayado que podría dañar la superficie de la pieza, por tanto, se utilizarán unas chapas "mártil" como protección. 2.

Realizar una buena elección de la lima que vamos a utilizar, teniendo en cuenta el material que se va a trabajar, la cantidad de material a eliminar, la forma que tiene la pieza a trabajar, el grado de calidad superficial que se pretende obtener, etc. 3. Adoptar una correcta posición del cuerpo para que la operación de limado sea lo más cómoda y fácil posible. Se inclinará ligeramente el cuerpo hacia delante, doblando ligeramente la rodilla izquierda, con la mano derecha (en el caso de que el operario sea diestro) se sujetará firmemente el mango de la lima mientras que con la mano izquierda se guía esta herramienta. 6 Recomendaciones para realizar un limado correcto.

Para que la operación de limado sea adecuada y se lleguen a conseguir los resultados deseados, se han de tener en cuenta las siguientes consideraciones: 1. Durante el limado se llevará a cabo un movimiento de vaivén, manteniendo, en la medida de lo posible un ángulo de 45º con respecto al eje de la pieza. El desplazamiento de ida realizará el desbaste de viruta y el de vuelta el desahogo de la lima. A la vez que se realizará este movimiento de vaivén se efectuará otro que ira desplazando la lima sobre la longitud de la pieza. 2. Dependiendo de la dureza que tiene el material, se hará más presión o menos en el movimiento de retroceso.

Cuanto más duro sea un material menos presión será necesario realizar, sucediendo lo contrario con los materiales blandos, lo que hará que la viruta se libere con más facilidad. 3. La lima estará siempre bien sujeta, asentada en la totalidad de la pieza y utilizando toda su longitud de corte con el fin de evitar el desgaste por los bordes o de forma irregular, para ello se utilizará una lima adecuada. 4. Para que el proceso de desbaste de material sea constante y uniforme, es aconsejable cruzar las trazas que deja la lima en su superficie de los materiales. Precauciones en el cuidado de las limas.

Para que las limas se conserven en perfecto estado durante el mayor tiempo posible, tendremos en cuenta una serie de aspectos: Cuando se coloque el mango en la lima, asegurarse de que queda bien fijado, de lo contrario se podrían causar vibraciones innecesarias o incluso la espiga puede causar lesiones al operario. Además, se sujetará firmemente la lima por el mango y en ningún caso por su cuerpo. Cuando se realice la elección de la lima, se tendrá en cuenta que debe ser de un material más duro que el material a trabajar.

7 Cuando la lima se embote, es decir, los huecos que hay entre sus dientes se llenen de virutas que no caigan por sí solas, se utilizará una carda, es decir, un cepillo que está formado por púas de alambre. Este cepillo se pasará por la lima en la dirección de su rayado, para liberar las virutas incrustadas. 4. EL TRAZADO. Es una operación previa, tanto al ajuste, como al mecanizado. Se basa principalmente en marcar sobre la superficie de un material los límites por los cuales debemos contar, mecanizar, taladra, etc.

De esta operación dependen, en muchos casos, el resto de procesos que se van a realizar para obtener el producto final, por eso es de vital importancia realizarlo de forma meticulosa y correcta. El trazado puede ser "al aire", si se realiza sobre piezas en tres dimensiones, o "plano" si se realiza sobre la única superficie plana tal como las chapas. Instrumentos empleados en el trazado. Barnices de trazar: se usan frecuentemente para tintar piezas que tengan un color de fondo confuso, en el cual no se aprecien bien las marcas. Gracias al tinte, el trazado se apreciará con mayor claridad. Dependiendo del tipo de material se utilizarán diferentes disoluciones y diferentes colores.

Se empleará, por ejemplo, un barniz de color oscuro en piezas de aluminio, un color claro sobre fundición, una solución de cobre sobre acero, etc. En muchos casos se utilizará como producto marcador conocido como "azul de Prusia". Instrumentos de trazar: existen diferentes útiles con los que podemos realizar las marcas del trazado, los más habituales son: o Punta de trazar: es una fina varilla de acero que tiene una punta afilada en forma de cono. Se mantendrá siempre afilada y se evitará darle otro uso que no sea el de marcar, ya que se dañaría con facilidad. Además, para evitar su deterioro y como medida de seguridad, es conveniente protegerla con unos tapones de goma.

o Granete: se trata de una varilla de acero con un diámetro superior al de la punta de trazar. Sus usos más frecuentes son: hacer una marca para que la broca no resbale sobre el material al iniciar un taladro y marcar puntos de apoyo para el compás. Estos instrumentos tienen una punta cónica cuyo ángulo oscila entre 60º y 70º, al igual que las puntas de trazar, se han de mantener perfectamente afilados. Para emplearlo se golpea 8 por su parte posterior con un martillo, logrando hacer un pequeño hueco en el material. También existen granetes automáticos que no requieren el empleo de martillo.

o Compás de trazar: el más frecuente es el de dos puntas: se suele utilizar para marcar arcos de circunferencia, transportar distancias, determinar perpendiculares, etc. o Escuadras: se emplean frecuentemente como guías para realizar un trazado totalmente recto. o Gramil: se utiliza cuando es necesario marcar líneas paralelas entre sí que se encuentran a diferentes alturas o a su vez paralelas a una superficie de referencia de la pieza. Para emplearlo es necesario auxiliarnos de un mármol que sirva de superficie de apoyo y a su vez de referencia.

Además, cuando la superficie de apoyo es muy estrecha, nos ayudaremos de una escuadra de trazar, asegurándonos así de que la cara donde se realice el marcado con el gramil sea totalmente perpendicular al mármol. o Reglas: normalmente se emplean las reglas flexibles graduadas para tomar referencias y medidas. Las reglas rígidas se utilizan para realizar los trazados con más precisión. Además, hablaremos de las reglas angulares, que se emplean para realizar los trazados de generatrices en las piezas de revolución. o Calzos: son prismas que presentan acanaladuras en forma de "V", con el objeto de colocar piezas cilíndricas y facilitar su manejo en el trazado. Técnicas de trazado.

Para llevar a cabo un trazado correcto y preciso hay que tener en cuenta una serie de consideraciones: - En caso de ser necesario, se barnizará o pintará la superficie antes de trazar. - Se estudiará detenidamente el plano, analizando la forma más fácil y cómoda de realizar el trazado con el fin de evitar marcas erróneas. - Una vez que se ha empezado una marca no es conveniente levantar el utensilio de trazar hasta el final de la operación. 9 5. EL ASERRADO. Es una operación de mecanizado que se basa en la eliminación del material por medio de la acción cortante de una herramienta denominada sierra.

Nos permite llevar a cabo multitud de trabajos rápidos y sencillos, como la realización de vaciados, de ranuras, de corte total de una pieza, etc. sin que se produzca deformación alguna de los elementos. Las sierras están formadas por dos elementos principales que son el arco y la hoja de corte. - El arco de sierra: es el soporte sobre el que se sujeta la hoja de la sierra. Suele tener forma de "U" y ser de acero. En uno de sus extremos presenta la empuñadura para coger la sierra y en el otro extremo, un tensor en forma de palomilla o tuerca para apretar la hoja, de modo que esta quede suficientemente tensa y no se mueva durante la realización del corte.

Si la hoja queda floja puede llegar a realizar un corte inclinado, puede dificultar el deslizamiento de la hoja por la ranura o que la hoja se rompa en caso de que se desvíe demasiado de la dirección de corte. Esta rotura también se puede producir si la hoja está demasiado tensa, ya que el esfuerzo de tracción al que estaría sometida sería muy elevado. La hoja irá montada en el arco con la punta de los dientes orientada hacia adelante, es decir, en el sentido del avance de corte. Existen ciertos tipos de arcos extensibles, con el fin de ajustarse a sierras de diferentes tamaños. La hoja de corte: es el elemento cortante de la sierra.

Está dentada por una de sus partes y por la opuesta suele ser totalmente lisa. Presenta dos agujeros, uno en cada extremo, por los cuales se sujeta al arco. Está fabricada de acero de calidad, al que se somete a un templado para aumentar su dureza. Durante la operación de corte, la hoja metálica tiene la función de ir arrancando del material una serie de pequeñas virutas, que se esconden entre la separación existente entre los dientes de la sierra y son transportadas a la parte exterior del material, dejando un surco que materializa el corte.

10 Las características principales de una hoja de sierra son: - El tamaño: es la distancia existente entre los taladros por los cuales se sujeta al arco. Los más habituales oscilan entre 250 y 350mm, siendo el de 300mm el más empleado. A parte de la longitud también cabe destacar su espesor, que suele oscilar entre 0,6 y 0,8mm. Su altura suele ser entre 13 y 15mm. - Disposición de los dientes: los dientes están colocados de forma triscada, es decir, están girados u orientados a derecha e izquierda alternativamente, con el fin de conseguir que el espesor del corte sea mayor al de la hoja y esta se deslice sobre el material con relativa facilidad.

Este mismo efecto también se consigue dando una ligera orientación ondulada a la parte de la sierra donde se encuentran los dientes. - Grado de corte: equivale al número de dientes que la hoja de corte posee por unidad de longitud. Se indican habitualmente los que hay en un centímetro, aunque también se pueden expresar como el número de dientes que hay en una pulgada. Por el contrario, se denomina paso del dentado a la distancia que hay entre el mismo punto de dos dientes consecutivos, oscilando esta medida ente 0,8 y 2mm. Cuando el paso se expresa en pulgadas indicará el número de dientes qua hay en una pulgada, siendo en este caso igual la definición de paso que de grado de corte.

El paso más habitual es el de 24 dientes. - Material: las sierras más frecuentes para la realización de trabajos a mano o en pequeñas máquinas de poca producción suelen ser de acero al carbono. A menudo, y para ciertos trabajos, existen hojas de corte que tienen templada la parte de sus dientes. Esto presenta el inconveniente de hacer los dientes más frágiles y por tanto, hay que tener mayores precauciones a la hora de utilizar la hoja. 11 Técnicas de aserrado. La operación de aserrado, para llevarse a cabo de forma correcta, debe seguir una serie de pasos: 1.

Siempre que se pueda, se trazará sobre la superficie a cortar la marca por la que se realizará el corte, con el fin de que nos sirva de referencia. 2. Se tendrá mucha precaución al elegir la hoja que se va a utilizar, teniendo en cuenta el material que va a cortar, su espesor, etc. 3. Se debe hacer presión al empujar la sierra hacia delante, dejándola más floja en el retroceso con el fin de que se eliminen las virutas que han quedado entre los dientes. 4. Debemos fijar correctamente la pieza para evitar cualquier movimiento innecesario de esta durante el proceso de corte. 5.

Al comienzo de la operación se presionará poco y se realizará un recorrido corto de la hoja para orientar el corte por el sitio correcto. Después para el movimiento de avance, toda la longitud de la hoja. Al final del corte también se ejercerá poca presión y movimientos más cortos y lentos de la hoja. 6. El movimiento avance-retroceso se efectuará más rápido o más lentamente dependiendo del tipo de material. 7. En muchas ocasiones el corte no se realizará por la marca anteriormente trazada, se efectuará por una zona aproximada con el fin de dejar un sobreespesor para mecanizar la superficie mediante otra operación diferente, con el fin de mejorar el acabado superficial. 8.

Si se están cortando tubos, sobre todo cuando sus dimensiones son grandes, deberán girarse a medida que el corte va avanzando. 6. EL ROSCADO A MANO Es una operación que podemos englobar dentro de los trabajos básicos del mecanizado. Es el proceso manual que se emplea para hacer: - roscas internas en orificios, usando machos de roscar. - roscas externas, usando terrajas. Es necesario tener conocimientos sobre las roscas y los elementos de unión desmontables para comprender con claridad el proceso a seguir. (La explicación de este apartado se definirá en otra unidad.) 12 7. RIESGOS GENERALES EN LA UTILIZACIÓN DE HERRAMIENTAS MANUALES.

Los principales riesgos asociados a la utilización de herramientas manuales son: - Golpes y cortes en manos ocasionados por las propias herramientas durante el trabajo normal con los mismos. - Lesiones oculares por partículas provenientes de los objetos que se trabajan y/o de la propia herramienta. - Golpes en diferentes partes del cuerpo por caída de la propia herramienta o del material trabajado. - Esguinces o lesiones por sobreesfuerzos o gestos violentos. Las principales causas genéricas que originan los riesgos indicados son: - Empleo de herramientas inadecuadas, defectuosas, de mala calidad o mal diseñadas. - Uso de herramientas de forma incorrecta.

- Herramientas abandonadas en lugares peligrosos. - Herramientas transportadas de forma peligrosa. - Herramientas mal conservadas. El empleo inadecuado de herramientas de mano es el origen de una cantidad importante de lesiones. Podemos comentar las siguientes reglas generales de seguridad a tener en cuenta: - Selección de la herramienta correcta para el trabajo a realizar. - Mantener las herramientas en buen estado. - Uso correcto de las herramientas. - Guardar las herramientas en lugares seguros. - Asignación personalizada de las herramientas siempre que sea posible. Las medidas preventivas comenzarán en la fase de diseño de la herramienta.

En cuando a su utilización, se emplearán prácticas seguras y medidas preventivas específicas para cada utensilio. Finalmente deberá existir un programa adecuado que englobe desde su adquisición, utilización y mantenimiento, hasta su almacenamiento y eliminación.