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UNIDAD 4: ACABADO SUPERFICIALES 4.1. RECTIFICADO El rectificado es una operación de mecanizado en la que una herramienta llamada muela arranca arranca virutas virutas cortas cortas y delgada delgadas s obtenie obteniendo ndo superfici superficies es con un grado grado de terminac terminación ión superficial, exactitud de forma geométrica y precisión dimensional generalmente superiores a la obtenida mediante el torneado, el cepillado o el fresado Los elementos cortantes son granos de material abrasivo de forma irregular, de múltiples puntas y aristas. ada grano constituye en un filo de los numerosos que actúan en forma simult!nea. Las Las muelas muelas son son sólid sólidos os de revol revoluci ución ón molde moldeado ados, s, compu compuest estos os por por grano granos s abras abrasivo ivos s distribuidos uniformemente y unidos mediante un material ligante o aglomerante. Los granos también pueden actuar sin que formen parte de una herramienta propiamente propiamente dicha, actuando en suspensión en un fluido, como en el caso del lapidado. La acción de mecanizado mecanizado se produce al desplazarse la pieza a traba"ar con respecto al #útil lapidador$ %de forma forma complem complementa entaria ria a la superfici superficie e que se mecaniza mecaniza&, &, entre entre los cuales se encuentr encuentra a interpuesto el material abrasivo. Entre Entre los procesos procesos m!s empleados empleados en el mecaniza mecanizado do con abrasivos abrasivos pueden citarse' citarse' el rect rectif ific icad ado, o, el súpe súperr acab acabad ado, o, el bru( bru(id ido o y el lapi lapida dado do.. ada ada uno uno de ello ellos s pose posee e caracter)sticas propias en cuanto al tipo de m!quina empleada, la forma de la herramienta, clase de movimientos principal y de avance, magnitud de la velocidad de corte, etc. *i bien todos estos procesos, tienen un uso industrial muy difundido, el rectificado es sin dudas el de mayor aplicación pr!ctica, por lo cual ser! tratado con preferencia en lo que sigue.
El rectificado aracteriza a este proceso el empleo de una muela como herramienta herramienta de corte, de múltiples filos, cuya seme"anza con una fresa permite establecer la siguiente comparación' +EL0ran cantidad de filos -lta velocidad velocidad de corte corte 1eque(a profundidad de pasada ilos irregulares ilos distribuidos al azar
/E*1eque(a cantidad de filos +enor velocidad velocidad de corte +ayor profundidad pasada ilos iguales ilos uniformemente distribuidos
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!Có"o #uncionan las recti#icadoras$ El mecanizado de piezas por abrasión es uno de los tres procesos que eliminan material de una pieza a fin de darle forma y modelarla de acuerdo a su aplicación posterior. *e diferencia de los otros procesos de mecanizado porque la remoción de material es relativamente peque(a, por lo que se trata m!s bien de un proceso de acabado de piezas y la herramienta que se emplea para ello es una muela abrasiva, constituida por granos de cuarzo, carburo de silicio, carborundum o corindón y un aglutinante. En nuestro art)culo sobre la m!quina de lapidar mencionamos que el mecanizado de piezas por abrasión comprende, a su vez, diversas técnicas, una de las cuales es el rectificado. 2!sicamente, el rectificado es una operación realizada en piezas que requieren medidas y tolerancias exigentes, ya sea dimensionales %diametral, longitudinal o angular&, geométricas %concentricidad, paralelismo, perpendicularidad, etc.& o de acabado superficial %rugosidad, dirección del rayado, etc.&. Las m!quinas empleadas en el rectificado se conocen como rectificadoras y puesto que existen varios tipos distintos de rectificado la industria también cuenta con la correspondiente multiplicidad de rectificadoras. En este art)culo vamos a citar únicamente los tipos principales.
TIPOS DE RECTIFICADORA
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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉICO Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos rectificadora cilíndrica: En la rectificadora cil)ndrica, la superficie a rectificar es una superficie de revolución %como en el torno&. na rectificadora cil)ndrica puede ser de exteriores, de interiores, o estar equipada para hacer ambos tipos de rectificados.
Rectificadora tangencial o plana: en la rectificadora tangencial o plana, la superficie a rectificar es una cara plana. de esta forma se consiguen grandes calidades y muy buenas plenitudes, adem!s de precisión en las medidas. la mesa de la m!quina est! dotada de una base magnética para la su"eción de la pieza.
/ectificadora sin centros' La rectificadora sin centros es una m!quina que puede automatizarse sin demasiados problemas, dot!ndola de cargador de piezas y un sistema de evacuación, por lo que se suele usar para conseguir grandes productividades. *u empleo es común cuando una pieza es demasiado corta para su"etarse entre centros, o es necesario rectificar toda su longitud.
na variante de los rectificados es la posibilidad de tallar un perfil en la muela mediante una herramienta de diamante para obtener rectificados de perfiles especiales %roscas, engrana"es, rodillos de laminación&. Ese desplazamiento 34 ser! de una distancia no mayor al ancho de la muela para repetir las pasadas longitudinales hasta abarcar toda la superficie a rectificar. Desgastes de muelas -l igual que las herramientas de corte, las muelas de rectificado también sufren desgaste como consecuencia de las grandes fuerzas y altas temperaturas que se alcanzan en la zona de contacto.
El desgaste produce en la muela
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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉICO Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos 1érdida de capacidad abrasiva %Escala microscópica&. 1érdida de geometr)a5perfil %escala macroscópica&.
4.2. PULIDO ¿u! es un lapeado" El lapeado es un proceso de terminación de una superficie por medio de la remoción de material a través de part)culas abrasivas disueltas entre la superficie de traba"o y el útil el cual nos permite conseguir mucha precisión en el acabado superficial, conocida como rugosidad. Este tipo de terminación se consigue a través de abrasión muy fina. En aplicaciones de cierres mec!nicos es muy importante tener en cuenta la planitud de la superficie de la cara de roce a traba"ar, dado que este punto es muy importante para el correcto funcionamiento de dicho cierre. El control de planitud se efectúa a través de un con"unto de luz monocrom!tica y un cristal óptico de alta definición, por cual se obtiene una medición de acuerdo con las bandas de luz proyectadas sobre la superficie traba"ada.
¿u! es una lapeadora" 6erramienta mec!nica empleada para efectuar una operación de acabado superficial de gran precisión, denominada lapeado. *e usa mucho en los talleres mec!nicos para comprobar el alisado de las superficies de la culata y para corregir peque(as deformaciones eventuales.
La lapeadora es una herramienta seme"ante a una muela, de forma apropiada en función de la superficie que se mecaniza, construida con metales relativamente blandos. La mecanización se efectúa interponiendo entre la herramienta y la superficie que se mecaniza polvos abrasivos finos, en seco, o bien emulsiones que tienen la doble función de lubricación
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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉICO Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos y refrigeración. La mecanización de una superficie efectuada con la lapeadora permite alcanzar un grado de rugosidad muy ba"o, conseguido pr!cticamente sin arranque de material, puesto que a la peque(a acción de abrasión se suma un eficaz aplastamiento del material.
Aplicaciones
Existen infinidad de aplicaciones las principales son para dar acabados extremadamente finos como, por e"emplo' 1ulido de piezas de fundición 1ulido de piezas automotrices 1ulido de piezas electrónicas 1ulido de piezas de motores 1ulido para quemadores de combustible -cabados de herramientas 1ulido de reparaciones y demostraciones 1ulido para cierres mec!nicos
4.3. BRUÑIDO El bru(ido es actualmente un proceso productivo de fabricación utilizado para me"orar la geometr)a del orificio y la rugosidad en las piezas. El bru(ido elimina tensiones residuales causadas por el taladrado, escariados y rectificado interior. 6a pasado a ser un método r!pido y eficiente en el dimensionado de precisión en una amplia gama de piezas, desde componentes de motores de turbinas a gu)as de v!lvulas. El bru(ido se asocia a superficies de revolución, sobre todo interiores, aunque puede ser exterior. Las caracter)sticas finales de la superficie bru(ida son similares a las del lapeado' gran precisión y rugosidad superficial muy buena, adem!s de caracter)sticas geométricas de redondez excelentes. Es un proceso de arranque de metal utilizado tras la fundición, sinterizado, escariado, taladrado o rectificado para obtener una geometr)a de precisión y un acabado superficial perfecto. En la última década el bru(ido ha llegado a ser un proceso me"or descrito como acabado de orificios, dada la cantidad de arranque logrado y el incremento substancial de los porcenta"es alcanzados.
na venta"a adicional que ofrece el bru(ido es la me"ora de la rugosidad superficial. La mayor)a de los procesos de bru(ido crean un trazado rayado helicoidal en el orificio. Esta textura forma una buena superficie porque permite la transferencia axial
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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉICO Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos de lubricación. La elección de tama(o de grano de abrasivo determina el acabado superficial obtenido. 3ado que los puntos de corte de los granos de abrasivo de bru(ido son muy peque(os y cortan simult!neamente, el calor y la tensión generada en la pieza de traba"o nunca llegan a concentrarse. omo resultado el proceso da(a m)nimamente la superficie y la integridad de la superficie bru(ida es excelente.
La figura superior representa una herramienta de
bru(ir interiores. +ediante un sistema extensible la herramienta abrasiva se abre y apoya sobre la superficie del agu"ero procediendo a la eliminación del material. Lo que se hace es reducir o deformar las crestas que quedan en el material tras el mecanizado. El bru(ido pueden realizarlo también unos rodillos, que mediante presión hacen fluir la superficie del material %deforman la rugosidad #aplastando$ las asperezas&. 6oy en d)a el proceso se ha flexibilizado mediante herramientas que se pueden acoplar a la torreta de una m!quina de 7. #ru$ido e%terior La pieza se su"eta entre puntos y se la hace girar mientras la herramienta realiza un movimiento longitudinal oscilatorio variable. #ru$ido interior -l bru(ir se producen dos movimientos que se solapan' +ovimiento giratorio +ovimiento lineal
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4.4. LIJADO, TAMBOREO -l tamboreo también se le conoce como frotación. Es el proceso de limpieza de partes met!licas peque(as con la ayuda de un abrasivo. El procedimiento consiste en introducir las piezas met!licas en el tambor y hacerlo girar sobre los mu(ones las partes que se desean limpiar se empacan a"ustadamente en el tambor.
*e puede decir que el tamboreo es una operación de acabado de metales ya que elimina una gran cantidad de metal y produce superficies limpias. 3ebido a que se trata de un proceso de remoción de metal no se puede utilizar en la limpieza de componentes que tengan esquinas por que las redondea.
4.5. ESMERILADO El esmerilado. Es la operación de a"uste que se realiza frotando suavemente una superficie abrasiva o pulidora, contra otras superficies planas o curvas ya traba"adas con limas, rasquetas y m!quinas herramienta. Las superficies pulidoras suelen ser m!s blandas que las que hay que traba"ar8 pero se cargan con granos y polvo de sustancias muy duras, llamadas abrasivos, y también materiales esmerilantes.
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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉICO Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos Las tres posiciones del grano abrasivo sobre la superficie en un estado fi"o son' 9& El grano entra en contacto con la superficie de la muestra. El grano se fi"a completamente en la dirección :8 puede que exista movimiento %resiliencia& en dirección ;. La viruta se genera cuando el grano entra en contacto con el material de la muestra. <& El grano se queda a mitad de recorrido y la viruta va creciendo. =& El grano pasa sobre la superficie de la muestra, ara(!ndola con una deformación relativamente peque(a en el material de la muestra.
C&mo utili'ar el esmerilado
Esta operación se efectúa sobre piezas planas, cóncavas, convexas, roscas, agu"eros, engrana"es, etc. 4rat!ndose de piezas no templadas, es necesario que la superficie haya sido antes acabada esmeradamente con rasqueta o con m!quina herramienta. *i las piezas son endurecidas, conviene alisar previamente la superficie con muelas o con bloques abrasivos. Luego, según la forma de la pieza, se prepara el pulidor adecuado, que se carga, primero, con esmeril de grano grueso y luego, cada vez m!s fino en las sucesivas operaciones, hasta la terminación del esmerilado. -ntes de cambiar el material esmerilante, es menester lavar bien el pulidor con querosén o con nafta. La operación de esmerilado se debe e"ecutar con gran esmero y la mayor exactitud, pues basta cargar demasiado el pulidor de una parte, o bien apretar un poco m!s de lo necesario, para rayar el traba"o.
4.6. GALVANOPLASTIA La galvanoplastia es la pr!ctica de la unión de un recubrimiento superficial de un material a otro por métodos electroqu)micos. 0eneralmente un revestimiento de múltiples capas que consta de una o dos capas de cobre, una o dos capas de n)quel y una capa final de cromo, latón, oro, o cualquier otro metal platable. Estos procesos llegan a proporcionar una piel exterior lisa, densa como la fundición a presión y el moldeado permanente. 4)picamente, estos son metales o aleaciones de metales unidos a otros sustratos met!licos.
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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉICO Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos El es(uema anterior muestra el proceso:
3onde se deposita un metal sobre otro, se hace dimanar una corriente eléctrica de las placas sumergidas %!nodos& hacia el ob"eto que se ha de galvanizar, a través de una solución de sales met!licas %electrólisis&. Los !nodos son del mismo metal que la electrólisis y se disuelve en ella lentamente. Los iones de metal son atra)dos por los ob"etos que se galvanizan y se despo"an aqu) de sus cargas eléctricas y se depositan sobre sus superficies. 1lata, n)quel, cobre y zinc son los metales m!s generalmente utilizados en este proceso. on este acabado se obtiene'
/esistencia +ec!nica /esistente a la corrosión /esistente a la abrasión
sos'
omponentes de automóvil, avión, y en barcos 0rifos de ba(o >uemadores de gas de cocina omponentes médicos para lograr una superficie que puede ser desinfectado o esterilizado. 6ebillas, botones, llaveros, En la bisuter)a se utilizan ba(os de oro En "oyas metales m!s escasos como platino y rodio.
4.7. PINTADO
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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉICO Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos La pintura es uno de los m!s habituales y f!ciles de aplicar. 1r!cticamente todas las tecnolog)as aceptan perfectamente el pintado. 3e todas formas, al aplicar la pintura en los prototipos, resalta cualquier imperfección superficial, por lo que es recomendable para obtener un acabado perfecto, usar tecnolog)as que tengan un buen acabado. *iempre se pueden pulir los prototipos para minimizar estas imperfecciones o los propios saltos de capa de las tecnolog)as de prototipado. na vez solucionado el problema, basta con indicar el /-L elegido y obtendremos piezas con acabado real.
)* +impie'a La base para un modelo pintado eficaz y duradero requiere de técnicas minuciosas de acabado post procesamiento. 1rimero, quita todo el material de soporte del modelo mediante una estación ?ater@et /emo"a el modelo en una solución de hidróxido de sodio al < A diluido en agua por aproximadamente =B minutos Cuelve a en"uagar el modelo en la estación ?ater@et para eliminar todos los residuos 3e"a que el modelo se seque por completo Limpia todas las superficies con un pa(o que no suelte pelusa m!s alcohol isoprop)lico %DB A&.
,* Pintura -ase *e recomienda usar pintura base en los modelos para ayudar a que se adhiera el pigmento y para empare"ar las texturas de la superficie. En el caso que se ilustra aqu), primero se usó un espray autom!tico de pintura base mate para el color neutral base de fondo. /oc)a una capa pare"a de pintura base en todas las superficies del modelo 3e"a que la pintura base se seque por completo +aterial utilizado' espray de pintura base para automóviles
.* /so de colores fuertes sar colores fuertes es una técnica que simplifica la pintura al aplicar diferentes pinturas de colores en !reas grandes a modo de base para las capas siguientes. 1inta !reas de color sólido con brochas. 0* Capas de colores
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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉICO Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos 1intar cada sección de color con diferentes tonos y tipos de color agrega profundidad y dimensión.
1* Resaltar los detalles La apariencia de un modelo se puede me"orar al agregar contraste de color y definición. Esta técnica requiere oscurecer las !reas sombreadas, as) como resaltar las superficies reflectantes. 1inta las superficies superiores con colores ligeros y claros, y define los bordes con tonos oscuros y opacos rota pigmento o crema de enchapado
2* En3e4ecido 5 p6tina *e puede lograr una apariencia gastada y agu"ereada con algunas técnicas poco convencionales. En este e"emplo, se raspó, rayó y escarbó el modelo con varias herramientas %con mucho cuidado para no destruir los detalles importantes&. rear un efecto enve"ecido también se puede conseguir al aplicar una leve salpicadura de pintura o manchas. rea marcas de da(os o enve"ecido al raspar el modelo con varias herramientas *eca el pigmento del modelo con una brocha seca, para crear !reas manchadas -(ade manchas al untar la brocha en el pigmento y salpicarla sobre el modelo, puedes pasar el pulgar por las cerdas de la brocha
7* Aca-ado *e recomienda sellar el modelo pintado para proteger la superficie pintada y conseguir el brillo deseado. En este e"emplo, se roció el brazo con un acabado mate claro. *e usó una brocha para pintar el acabado brillante m!s grueso de las u(as y de las !reas sangrientas de la armadura. /oc)a el modelo con una capa transparente de acabado 1inta un acabado brillante para lograr detalles de apariencia húmeda
8ateriales utili'ados: /ecubrimiento transparente de barniz en aerosol o laca
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