Tallado de Engranes-mecanizado Sina Rranque de Viruta

UNIVERSIDAD DE ORIENTE  NÚCLEO DE ANZOÁTEGUI ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE MECÁNICA

Procesos de Manufactura II

FABRICACION DE ENGRANES MECANIZADO SIN ARRANQUE DE VIRUTA PROF.: LUIS MARTINEZ SECCIÓN 21

AUTORES: MANUEL VASQUEZ

20633621

GUILLERMO TRANQUINI 21612411

Barcelona, Noviembre 2013

INTRODUCCIÓN

El taller de fresado que consiste en una operación de maquinado en la cual se hace  pasar una parte de trabajo enfrente de una herramienta cilíndrica rotatoria con múltiples  bordes o filos cortantes; permite realizar detalles a engranes especiales. Las maquinas fresadoras deben tener un husillo rotatorio para el cortador y una mesa para sujetar, poner en posición y hacer avanzar la parte de trabajo. Es importante mencionar que el término engrane se refiere a una sola pieza, cuando varias de éstas piezas trabajan en conjunto se habla entonces de un engranaje. La forma más básica de un engrane es una pareja de ruedas, una de ellas provistas de barras cilíndricas y la otra formada por dos ruedas unidas por barras cilíndricas. Los engranes propiamente tales son ruedas provistas de dientes que posibilitan que dos de ellas se conecten entre sí, los engranes se clasifican en tres grupos ; engranajes Cilíndricos (para ejes paralelos y que se cruzan) ,engranajes Cónicos (para ejes que se cortan y que se cruzan), tornillo sin fin y rueda helicoidal (para ejes ortogonales) ,los engranajes pueden ser desde muy pequeños hasta muy grandes, para facilitar la puesta en marcha y la detención de un mecanismo es importante que el engranaje tenga poca masa. El proceso de fabricación es el maquinado con fresas u otro mecanismo de corte, dependiendo del tamaño del engrane se debe recordar que se estos engranes se pueden fabricar por fundición, forjado, extrusión, estirado, laminado, metalurgia de polvos y troquelado de laminas.

INTRODUCCIÓN

El taller de fresado que consiste en una operación de maquinado en la cual se hace  pasar una parte de trabajo enfrente de una herramienta cilíndrica rotatoria con múltiples  bordes o filos cortantes; permite realizar detalles a engranes especiales. Las maquinas fresadoras deben tener un husillo rotatorio para el cortador y una mesa para sujetar, poner en posición y hacer avanzar la parte de trabajo. Es importante mencionar que el término engrane se refiere a una sola pieza, cuando varias de éstas piezas trabajan en conjunto se habla entonces de un engranaje. La forma más básica de un engrane es una pareja de ruedas, una de ellas provistas de barras cilíndricas y la otra formada por dos ruedas unidas por barras cilíndricas. Los engranes propiamente tales son ruedas provistas de dientes que posibilitan que dos de ellas se conecten entre sí, los engranes se clasifican en tres grupos ; engranajes Cilíndricos (para ejes paralelos y que se cruzan) ,engranajes Cónicos (para ejes que se cortan y que se cruzan), tornillo sin fin y rueda helicoidal (para ejes ortogonales) ,los engranajes pueden ser desde muy pequeños hasta muy grandes, para facilitar la puesta en marcha y la detención de un mecanismo es importante que el engranaje tenga poca masa. El proceso de fabricación es el maquinado con fresas u otro mecanismo de corte, dependiendo del tamaño del engrane se debe recordar que se estos engranes se pueden fabricar por fundición, forjado, extrusión, estirado, laminado, metalurgia de polvos y troquelado de laminas.

Tal l ado de En grane gr aness

Procedimiento Procedimiento de conformación de los engranajes Los engranes pueden conformarse:

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Por moldeo Por estampación en caliente Por troquelado Por brochado Por laminación Por cepillado Por fresado

1. La conformación por moldeo:general mente con fundición de hierro; es el  procedimiento más antiguo y el menos empleado en la actualidad, salvo cundo se trata de ruedas de modulo muy grande, que han de girar a poca velocidad y n un movimiento de poca precisión y responsabilidad. La operación se realiza fabricando un molde y vertiendo en el hierro fundido.

2. La conformación por estampación en caliente: se realiza presando una proforma del material, entre una matriz y su punzón correspondiente, de forma apropiada. Por este procedimiento se fabrican muchos engranajes pequeños e incluso de  bastante responsabilidad, como los piñones planetarios de los diferenciales del automóvil .la estampación en caliente de los engranajes tiene la ventaja de la rapidez y economía de la operación, pero parece ser que la resistencia de estos engranajes, es inferior a los que se conforman por tallado.

3. La conformación por troquelado:se realiza en prensas, y solo se utiliza este sistema para troquelar engranajes muy pequeños en chapa de acero o latón para relojería y juguetería.

4. La conformación por brochado:se emplea para la fabricación en gran serie de engranajes de dentados interior principalmente. En las brochas, la sección final, debe coincidir con la del hueco del engranaje

5. Conformación de engranes por laminación

La conformación por laminación es un procedimiento muy moderno de fabricación de engranajes. Se realiza haciendo pasar una barra redonda entre dos cabezas formadas por rodillos del perfil de intradiente, que describen una trayectoria planetaria y que atacan simultáneamente la barra en dos puntos diametralmente opuestos, formando durante su  paso el perfil de un intradiente. La barra gira sobre sobre su eje, de forma que el ángulo descrito entre dos pasadas sucesivas de los rodillos esta sincronizado y corresponde de la distancia entre intradientes consecutivos. El procedimiento es parecido al fresado con fresa de modulo, con la diferencia de que en el dentado por laminación no se produce arranque de material.

Un simple cambio de la relación de los piñones y de los rodillos en las cabezas de laminar,  permiten variar el perfil de la dentadura y el número de dientes. El ciclo de trabajo puede ser, mandado, a mano o automático. Según los constructores el procedimiento tiene las siguientes ventajas: a) Mejora la estructura del material, puesto que la fibras quedan paralelas al diente, aumentando la resistencia de una 40% a un 80%.  b) La precisión obtenida, está entre el fresado y el rectificado c) La rugosidad superficial queda reducida en una micra. d) La deformación del temple es una 50% inferior a los engranajes mecanizados con arranque de material. e) Se obtiene una gran economía de material, por supresión del arranque, que es superior al 30% según las piezas. f) El rendimiento es muy elevado pues permite tallar hasta 400 mm de longitud de diente de rueda dentada por minuto.

Este procedimiento permite también mecanizar estriados de toda clase de  perfiles

Conformación de engranajes por cepillado y fresado La inmensa mayoría de los engranajes que se fabrican en la actualidad se conforman por arranque del material y por dos procedimientos fundamentales por cepillado y por fresado. Cada uno de estos dos procedimientos tiene variante de aplicación según el tipo de rueda dentada que se fabrica, siendo las principales modalidades las relacionadas con el cuadro siguiente:

Con herramienta de forma

Conformación  Por reproducción (con plantilla) por Con útil cremallera  Por generación engranajes por cepillados Con útil piñón Con fresas de módulo

Conformación de Con fresas de punto engranajes por Con fresas madres fresados Con fresas frontales Con fresas cónicas

En el tallado por cepillado, el movimiento de corte es rectilíneo y alternativo. En cambio en el tallado por fresado la herramienta tiene un movimiento de corte circular.

6. Tallado de engranajes por cepillado El tallado de los engranajes por cepillado puede realizarse por tres clases de  procedimientos: a) Con herramienta de forma en una mortajadora. La rueda a tallar se fija en un plato divisor y se van cortando con la herramienta uno a uno intradiente, progresado en cada uno desde la periferia hasta el fondo de hueco. Este procedimiento se emplea  poco.  b) Por reproducción con plantilla. Por este procedimiento, se talla el diente, guiando la herramienta por una plantilla que reproduce su perfil. c) Por generación. El tallado por cepillado con generación, consiste en reproducir el mecanismo de la generación, consiste en reproducir el mecanismo de la generación del diente de evolvente, sustituyendo las tangente por filos de corte de los dientes de un útil, que puede ser en forma de cremallera o la forma de piñón

7. Tallado de engranes por fresados

El tallado de los engranajes por fresado, es decir, por movimiento de corte circular de una herramienta, aunque no se realice normalmente en las maquinas fresadorasconvencionales, puede ser practicado por los siguientes procedimientos:

a) Con fresas módulos. Utilizando una fresa cuya sección cortante es idéntica al del intradiente se pueden tallar ruedas dentadas en fresadoras ordinarias  b) Con fresas de punta. También se utilizan para el tallado de algunos tipos de engranajes, fresas de punto, cuya sección tiene también la forma del intradiente. c) Por generación. El tallado por fresado generación se realiza con herramienta de corte circular cuyas aristas sustituyen a la tangente generadora de la envolvente. Este procedimiento tiene tres variantes fundamentales según se utilicen fresas, madres, fresas frontales o fresas cónicas.

Una vez conocido en líneas generales los procedimientos empleados para el tallado de las ruedas dentadas, vamos a estudiar con detalle sus modalidades de aplicación para la mecanización de diversas clases de ruedas dentadas, que en conjunto son las siguientes:

 Por reproducción Ruedas cilíndricas y Con fresas modulo cremalleras Con fresas punta (citroën)

Con útil cremallera (Sunderlandmaag)  Por  generación

Con útil piñón (Fellows) Con fresas madre (Rhenania)

Ruedas cónicas

 De dientes Por reproducción rectos o Por generación helicoidales

Tornillos sinfín

Con fresas de forma Con útil piñón Con fresa madre

Ruedas glodicas

Con madre

fresa Con avance radial

Con avance tangencial

Tallado de ruedas cilíndricas por reproducción El tallado de ruedas cilíndricas por reproducción puede ser realizado por dos  procedimientos: a) Con herramientas fija y pieza móvil.  b) Con herramienta móvil y pieza fija.

En el procedimiento es la pieza la que se mueve siguiendo el perfil de la plantilla, después de casa pasada de la herramienta. En cambio en el segundo procedimiento, es la herramienta la que sigue el perfil de la plantilla, avanzado después de cada pasada de corte. En ambos casos, el avance puede ser a mano o automático. El segundo procedimiento es el más empleado, principalmente para el tallado de ruedas grandes hasta 3 m de diámetro y 0,75 m de grueso.

Tallado de ruedas cilíndricas con fresas de forma o modulo. El tallado se efectúa en la fresadora, con la ayuda de una fresa de perfil constante (fresa de modulo). Para ello, la rueda a tallar, colocada sobre un mandrino que se fija entre  puntos o con plato de garras en el cabezal divisor, se desplaza paralelamente a su eje, mientras la fresa gira, generalmente en el sentido de corte normal, y forma de esta manera el hueco correspondiente a un diente, de modo que esta queda terminado de una o varias  pasadas. Cuando el modulo es el valor elevado, se utiliza solo para el acabado.

El dentado recto con fresas de forma tiene el inconveniente de que para hacer un sistema de ruedas armónico, es decir de igual modulo y de forma tal que engranen indistintamente unas con otras, se necesitarían, en rigor, una fresa especial para cada número de dientes por que la forma del hueco cambia según el número de estos. En la  práctica se dispone de una serie de ocho fresas por cada módulo, pudiendo tallar engranajes desde doce dientes a la cremallera (rueda dentada de infinito diámetro y número de dientes).

Tallado de ruedas cilíndricas con dientes helicoidales en la fresadora con “fresa de modulo”.

El tallado de dentados helicoidales en ruedas cilíndricas con fresas de modulo, realiza, inclinado la mesa de la fresadora un ángulo α igual al que forma el dentado con el eje de la rueda Además es necesario que al mismo tiempo que avanza la mesa, gire la rueda tallar alrededor de su eje sincronizandamente, para que los dientes resulten tallados en forma de hélice y con el paso deseado. Para conseguir estos resultados se emplea el cabezal divisor universal, cuyo eje  portapiezas esta movido entonces por el tornillo patrón, que dirige el avance longitudinal de la mesa. En dicho esquema se ve el eje e termina por un extremo en una rueda cónica S, que engrana en la corona dentada fija en el aparato divisor, el cual se debe poner a girar, siendo,  por lo tanto, preciso que le tope K  quede libre.

El mecanismo funciona así, mientras se está fresando un diente, el tornillo t, que avanza por intermedio de las ruedas R  y R ’, mueve el eje e y hace girar el plato mediante ruedas cónicas s y s’. A su vez, el plato divisor hace girar el manubrio M, que arrastra en su

movimiento al sinfín F, que mueve la corona H, montada en el eje de trabajo. Por ello, la velocidad de rotación del eje de trabajo depende de la relación entre la rueda R ’, montada en el husillo t, y la rueda R , montada en el eje e del cabezal, relación que se obtiene multiplicando el paso del tornillo patrón por la constante del divisor y dividiendo por el paso de la hélice cuya construcción se desee.

Tallado de ruedas chevron con fresas de punta Aunque también se puede fresar ruedas cilíndricas de dientes helicoidales con fresas de punta, generalmente este procedimiento solo se utiliza para el tallado de ruedas chevron de gran tamaño, de módulos superiores a 20, empleadas en la maquinaria de minas, laminadoras, etc.., utilizando el procedimiento Citroën. Las fresas de punta tienen las aristas cortantes repartidas en una superficie de revolución alrededor de su eje, siendo su sección longitudinal la del intradiente del dentado.

Tallado de ruedas cilíndricas por generación El mecanismo de generación está basado en que la envolvente puede ser engendrada como envolvente de la tangente a ella en todos sus puntos, que van siendo precisamente los de contacto sucesivo del peine o cremallera con el diente de la rueda que se talla. Las tangentes están materializadas por las aristas cortantes de un útil de cremallera de varios  bordes cortantes paralelos entre si y situados a una distancia determinada. Tangente igual a la distancia normal entre flancos.

La herramienta de cepillar (cremallera cortante) tendrá un ángulo de presión adecuada a la forma y resistencia del diente que se talla, se tiene que, en primer lugar, es preciso que la normal a la curva del flanco del diente (envolvente) y a la arista cortante del útil que talla (cremallera) sea común y pase por el punto de contacto de ambos, por el polo C en la figura:

En conjunto los cuatro procedimientos actualmente utilizados para el tallado de ruedas cilíndricas por generación son: 1. 2. 3. 4.

Generación por cremalleras (procedimiento “Magg” ) Generación por cremalleras (procedimiento “Sunderland”) Generación por piñón mortajador (procedimiento “Fellows”) Generación por fresa madre (procedimiento “Rhenania”)

Máquina de generación por cremallera. Procedimiento “Magg”. Para ruedas con dientes rectos la herramienta es una cremallera y cada diente hace el papel de una herramienta de mortajar. La pieza se halla sujeta a un mandrino y centrada sobre la mesa de la máquina.

El principio de este tipo de tallado consiste en que la rueda a tallar se desplaza a lo largo de la cremallera como si su dentado estuviese ya hecho, y durante este movimiento es cuando el dentado de la rueda es efectuado por la herramienta

La herramienta esta animada de un movimiento alternativo vertical, paralelo a las generatrices del dentado, y únicamente corta el material en el periodo de descenso, desplazándose mediante un ligero movimiento de desahogo para al subir no deteriorar las aristas cortantes.

La mesa que arrastra la pieza animada del movimiento de generación, compuesto de uno rectilíneo (deslizamiento) y otro circular (rodadura), y se desplaza por intermitencia después de cada golpe. Los valores de estos movimientos están regulados merced a los cambios posibles de la caja de velocidades.

Como el número de dientes de la herramienta es siempre inferior que el de la rueda a tallar, dicha rueda llegara al extremo del útil cremallera antes que sus dientes hayan sido hechos. Por tanto es necesario conducirla de nuevo a su posición primitiva respecto de la herramienta. Con este fin se desplaza la mesa en un movimiento de retorno rectilíneo durante el cual la herramienta permanece en su posición alta. Como la rueda a tallar no sufre durante este tiempo ningún movimiento de rotación, sino que se desplaza en línea recta, se realiza un movimiento de división, o varios dientes en el sentido del movimiento de generación. A este retroceso de la pieza sigue un ligero movimiento circular en ambos sentidos, para compensar el juego de los órganos de mando de la mesa. Después de regular la profundidad del dentado, el cuerpo de la rueda penetra lateralmente en el dentado de la herramienta; se inician entonces los movimientos automáticos de generación y de avance que regulan el trabajo del engranaje y la pasada de la máquina. Es completamente necesario que el cuerpo de la rueda penetre lateralmente para hacer un devastado. Para terminar, el  perfil del diente puede entrar radialmente.

 Para dientes con ruedas helicoidales, dependiendo de los casos el tallado podrá

efectuarse con un útil ordinario, en cuyo caso la corredera portaherramientas se inclinan un ángulo igual al de la hélice de la rueda helicoidal que se construye.

Determinados tipos de trabajo imponen el empleo de cremalleras con dientes inclinados, pero, en general, esta herramienta solo se construye cuando son necesarias grandes series.

Procedimiento “Sunderland”  Para dientes rectos.

La diferencia de este tipo de máquina con una Magg, radica principalmente en que la mesa portapiezas solo esta animada de un movimiento de rotación, y es entonces la cremallera la que, juntamente con el movimiento de corte propiamente dicho, recibe el movimiento de deslizamiento.

La herramienta animada del movimiento alternativo, corta durante el avance y se eleva durante el retroceso, para permitir el desahogo de la misma. El útil penetra radialmente en la pieza hasta alcanzar la profundidad del diente, una vez obtenida esta comienzan los movimientos de rodadura de la pieza y traslación de la cremallera, que duran el tiempo preciso para que esta última se desplace un paso (m x π). Inmediatamente

verificado este desplazamiento, la cremallera retrocede hasta alcanzar su posición inicial reanudándose entonces el avance de profundidad hasta alcanzar la altura del diente y repitiéndose entonces en movimiento de generación.

 Para dientes helicoidales

Las consideraciones hechas en el dentado helicoidal con útil cremallera para las máquinas de tipo “Magg” son totalmente aplicables a las del sistema “Sunderland”, con las variaciones adecuadas a su mecanismo de funcionamiento.

Máquina de generación con piñón mortajador. Procedimiento “Fellows”

 Para dientes rectos El tallado de generación con cremallera utilizado en las maquinas “Magg” y “Sunderland” tiene el inconveniente de que la pieza o la herramienta deben retroceder

después de recorrido u n paso, con objeto de poder utilizar una cremallera de reducido número de dientes. Este inconveniente se ha tratado de evitar empleando una cremallera de “diámetro primitivo finito”, o lo que es lo mismo, un piñón mortajador que haga su mismo

efecto.

Tal es la solución de “Fellows”, en la cual la herramienta es un piñón que posee un

 perfil exacto de la envolvente de círculo, y en el cual cada diente hace el papel de una herramienta de mortajar.

La pieza va montada sobre un mandrino, centrada sobre la mesa de la máquina y rueda con el piñón como en un engranaje, efectuándose el tallado durante este rodamiento. La herramienta esta animada de un movimiento de corte rectilíneo alternativo, conjugado con un movimiento de rotación, en el punto muerto, del movimiento alternativo, antes de la carrera de corte. La mesa que arrastra la pieza se mueve según un movimiento de rotación; la conjugación delos dos movimientos rotativos de mesa y herramienta engendra la envolvente del círculo. En el punto muerto después del corte, la mesa retrocede ligeramente, con el fin de evitar el deterioro de los dientes de la herramienta mientras dura la carrera de retroceso. El interés esencial de las maquinas con útil piñón es que son las únicas que permiten ejecutar tallados interiores rectos y helicoidales, y que, por otra parte, permiten mecanizar con facilidad otro perfiles de diente distintos al de evolvente, lo que da origen para trabajos en gran serie, a aplicaciones sumamente interesantes.

 Para dientes helicoidales

El talado helicoidal con piñón “Fellows” se reserva en general, para la mecanización de grandes series, en razón del utillaje especial necesario a cada tipo de rueda a construir. Para realizarlo se usa como herramienta un piñón helicoidal del mismo paso que el engranaje a tallar. Se encuentra guiado en su movimiento por guías helicoidales del mismo ángulo de la hélice a tallar.

Maquina por generación por fresa madre El tallado de ruedas cilíndricas con fres madre, igual que con útil piñón, evita el tiempo muerto que se supone el retroceso de la cremallera, en el tallado por generación por el procedimiento “Sunderlands”, o de la rueda en el procedimiento “Magg”, puesto que la cremallera ficticia que representa cada sección axial de la fresa madre, vuelve as u posición inicial al terminar cada revolución de esta. La fresa madre consiste en un tornillo sinfín cuya sección normal a la hélice tiene  precisamente la forma que genera el perfil de envolvente; sin embargo esto no puede considerar como exacto más que para fresas madres con pequeño número de filetes, en cuyo caso la superficie helicoidal, de afilado de los dientes que coincide con la sección normal a cada hélice del tornillo fresa puede considerarse, sin gran error, como un plano.

La forma de efectuarse el dentado es como sigue: la pieza es colocada es un mandrino centrado sobre la mesa de la máquina. La herramienta, al girar, por la forma de su dentado, puede parecer una cremallera animada de un movimiento de traslación continuo. La pieza que puede girar alrededor de su eje, permite el tallado de los dientes por su rodadura con la cremallera de la fresa madre. El movimiento de ambas, fresa y pieza debe ser controlado y constante, de tal forma que la pieza debe girar el arco correspondiente a un paso, mientras la fresa da una vuelta. La fresa madre o husillo fresa posee movimiento de rotación y un movimiento de subida y bajada. La pieza únicamente esta animada de un movimiento de rotación alrededor de su eje de giro, que está en relación directa con el movimiento de corte de la herramienta. El carro portapieza se puede desplazar sobre la bancada y permitir así a la fresa efectuar un dentado de la profundidad deseada.

Con dientes helicoidales Es posible hacer engranar un tornillo sinfín y una rueda helicoidal, si para una inclinación β de los dientes de la rueda, y una inclinación γ de los filetes del tornillo, ángulo α de inclinación del tornillo, con relación al eje de la rueda, es en magnitud y signo:

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Una vez inclinada la fresa madre con relación a la rueda este ángulo, el proceso de generación requiere elegir para la fresa madre un avance por vuelta bien definido y determinar entonces las velocidades de rotación de la fresa madre y de la rueda.

Tallado de ruedas con dentado interior Las

ruedas con dentado interior se tallan generalmente con el procedimiento

“Fellows” con útil piñón

Tallado de cremalleras Las cremalleras pueden considerarse como ruedas dentadas cilíndricas de radio infinito. Se tallan preferentemente por cepillado con generación con útil cremallera en máquinas “Magg”, o con útil- piñón en máquinas tipo “Fellows”. Tall ado con útil cr emall er a

El útil cremallera utilizado es el mismo que para los dentados en ruedas cilíndricas,  pero la maquina está equipada con una mesa en la que se fija la pieza a tallar, que avanza automáticamente en dirección longitudinal después de cada movimiento de corte del útil, y además al terminar cada pasada, avanza también trasversalmente aumentando la  profundidad de corte hasta llegar a tallar el fondo de los intradientes. Al terminar el tallado, la maquina se para automáticamente y la mesa vuelve a su posición de partida.

Tallado con úti l piñ ón 

La traslación de la mesa esta combinada con la rotación del útil. Después de cada  pasada se invierten el sentido de traslación de la mesa y de la rotación del útil, al mismo tiempo que aumenta la profundidad de la pasada.

Tallado de ruedas de trinquete Los mecanismos de trinquete se emplean para impedir el movimiento de un eje en uno de los sentidos. Para esto la rueda lleva dentado en forma de dientes de sierra sobre el que va resbalando el gatillo cuando gira aquella en el sentido permitido e inmovilizándolo en cuanto intenta girar en sentido contrario. Las ruedas de trinque son en realidad engranajes con un dentado especial. Se talla generalmente con fresa madres especiales en máquinas Rhenania aunque también pueden conformarse por cepillado o mortajado.

Conformado de engranajes de ruedas cónicas y otras

Tal lado de ru edas cóni cas

El tallado de ruedas cónicas de dientes rectos se realiza por tres procedimientos  principales 1. Por cepillado con plantilla 2. Por cepillado con generación 3. Por fresado con generación Además cuando se dispone de una maquina especial para el tallado de dientes cónicos  puede emplearse para este trabajo, la fresadora utilizando fresas modulo. Esta operación  puede desarrollarse con dos modalidades que denominaremos: Método de aproximación y método especial

Tallado de rueda cónica de dientes rectos por cepillado con plantilla La rueda a tallar R   esta inmóvil durante la talla de cada diente y va montada en el eje de un aparato divisor D. la herramienta H trabaja como la de un cepillo y su forma es análoga a la de una herramienta de cepillar. El brazo B gira en todos los sentidos alrededor del punto O, que coincide con el vértice del cono primitivo a tallar. El extremo del brazo b descansa sobre la plantilla P, que tiene el perfil del diente.

Este perfil seria el mismo que tendría el diente si se prolongara hasta la plantilla. Se regula la posición de la herramienta H de tal forma que su filo cortante recorra las generatrices que concurren en el punto, lo cual asegura un perfil exacto.

Tallado de rueda cónicas por cepillado con generación Los fundamentos de estas maquinas como las que hemos visto para el tallado de los engranajes cilíndricos, se basa en el movimiento conjugado de rodadura y deslizamiento entre herramientas y pieza. Ahora bien, de la misma manera que para engranajes cilíndricos, la herramienta, al desplazarse, traza en el espacio, flancos de dientes de una cremallera (maquinas “Magg” o “Sunderland”) o una rueda dentada (maquina “Fellows”),

sobre la cual rueda la pieza a tallar como si engranase con ella, para los engranajes cónicos, la herramienta, en su movimiento, describe en elñ espacio un flanco de diente de una rueda dentada que recibe el nombre de “rueda plato” y que es, dicho de otra forma, “cremallera circular” o una rueda cónica con un ángulo en el vértice de 180ᵒ. En la práctica, los flacos de dientes de la rueda plana están constituidos por planos que pasan por el centro. Se emplean útiles trapezoidales análogos a aquellos utilizados en la talla de ruedas cilíndricas, teniendo en cuenta solamente que no pueden tener un ángulo mayor que la parte más estrecha del hueco del diente.

Por esto, en general, con una sola herramienta, la talla se efectúa en tres frases: 1. 2. 3.

Devastado del hueco Generación del perfil de flancos de un mismo lado de huecos. Generación de los flancos del otro lado.

 Procedimiento” Bilgram” 

Las maquinas para tallar engranajes cónicos con dentado recto se fundamentan en el sistema Bilgram y posteriormente, han sido modernizadas para obtener más alta  producciones. La herramienta está animada de un movimiento rectilíneo alternativo de cepillado y la rueda a tallar efectúa los movimientos necesarios para la generación del  perfil. El eje (1) de la pieza a tallar, lleva un cono (2) con el mismo ángulo en el vértice que el cono primitivo de la rueda, el cual, rueda sin deslizar sobre un plato (3) que se representa el cono primitivo de la rueda plato. Dos cintas (4) con sus extremidades sujetas al cono y al  plano, consiguen la ausencia de deslizamiento. Un juego de tornillo sinfín (5) y rueda helicoidal (6) proporcionan el avance, y un soporte oscilante (7), regulada su inclinación  por un tornillo (8), que sitúa el fondo del diente en la línea de acción del a herramienta.

La operación de desarrolla en tres frases, una de desbaste, en la que se abren los huecos de todos los intradientes. Otra, de acabado de uno de los flancos de cada diente, y otra final, de acabado del otro flanco, también de todos los dientes.

Procedimiento Gleason,H eidenr eich y H arbeck.

En ambos métodos se utilizan 1 y 2 que se desplazan con un movimiento alternativos opuestos sobre las guías 3 y 4 orientables con la rueda 5, sobre la que esta situadas, que puede girar alrededor del eje horizontal OX movida por el tornillo sinfín 6. La rueda a tallar 7 va montada sobre el eje O  Y que puede girar movido por el tornillo 8 y la rueda 9. Un tren de ruedas recambiables 10, permite variar la conjugación de los movimientos de la rueda y los útiles. El desbaste de cada intradiente se realiza sin generación, en el procedimiento Gleason con útiles gemelos o sea con cuatro útiles, los dos primeros, uno para el tallado de la profundidad y los segundos dos para el tallado de laso flancos. En las máquinas de Heidenreich y Harbeck se utilizan útiles escalonados que se realizan el desbaste en dos  posiciones.

El acabado de estos dentados se realiza por generación, acercando los útiles a la rueda en el procedimiento Gleason, o al revés la rueda a los útiles en el procedimiento Heindreich y realzándose después en ambos procedimientos el acabado por el movimiento conjugado de las herramientas y la rueda.

Tallado de rueda cónicas por fresado con generación.

El talado de ruedas cónicas por fresados con generación se realiza por dos  procedimientos: con una sola fresa por el sistema Revacycle o con dos fresas.

En el procedimiento Revacycle.

En el procedimiento Revacycle, el tallado se realiza con una fresa, constituida por un disco de gran diámetro, superior a los 500 mm, en cuya periferia están dispuestas una sucesión de útiles, cuya forma varía según la clase de trabajo a ellos asignados, este  procedimiento se emplea para el tallado de gran serie de pequeños piñones, como los  planetarios de los deferenciales del automóvil, pues el rendimiento es mucho mayor que el del cepillado.

Tal lado con dos fr esas de ru eda cóni cas.

Las casas Gleason, Kingelnberg y la Heiderch y Harbecks, construyen maquinas  para el tallado de engranajes cónicos de dientes rectos, cuyos elementos de corte son dos fresas de disco, de suficientes diámetro para tallar toda la longitud de cada diente, sin necesidad de desplazarla.

Cada fresa está montada en una semicuna de posición reglable. También el eje  porta-pieza es desplazable para situar la rueda a tallar en la posición adecuada.

Tallado de rueda cónicos con dientes rectos con fresa modulo.

Se pueden emplear dos métodos: el método de aproximación y el método especial.

. Mé todo de apr oximaci ón  Cuando el taller no existe una maquina especial se pueden obtener dentados con una aproximación grosera, con juegos de fresa de diferentes módulos, en la máquina de fresar. Se elige una fresa que tenga aproximadamente el perfil del diente a la mitad de su longitud,  pero que tenga une espesor en el circulo primitivo igual o menor que el ancho del hueco en su parte interior ( o oxea, en su parte más estrecha) la talla debe hacerse colocada la rueda

en un aparato divisor, dando una pasada de desbaste de tal forma que el hueco tallado se comienza por la parte menos profunda o interior coincidiendo el plano medio de la fresa en un plano vertical con el eje de la rueda (sentido O-O’). a continuación se inclina el eje de la rueda el ángulo , siendo   el ángulo formado por los dos flancos del diente, y se desbastan los flancos de un mismo lado de todos los huecos.

Después se inclina la rueda o la fresa, ya que lo que interesa en la posición relativa, un ángulo  desde la posición en que se encuentra es decir, , desde la posición de  partida y en sentido contrario, con lo cual se consigue el desbaste del otro lado de los flancos. Para finalizar y corregir los defectos de perfil de este sistema presenta, se hace un ajuste a línea. Este procedimiento no es exacto, sino solo aproximado, y únicamente es aceptable  para trasmisiones de movimientos muy sencillas y en las que el ángulo en el vértice del cono no sea muy grande.

Mé todo especi al

Existe un proceso de tallado con fresa de forma, realmente fresa de modulo, mediante el cual se construyen ruedas cónicas cuyos dietes tienen la misma altura a lo largo de todo el perfil. Este sistema requiere el montaje, sobre la mesa de la fresadora, de una sobremesa auxiliar formada por dos partes: la primera de ellas se hace solidaria a la mesa de trabajo mediante unos tornillos de sujeción, y la segunda, montada sobre aquella, es la que soporta el cabezal divisor. Esta segunda parte de la sobremesa auxiliar pivota sobre un eje que ha de coincidir con el vértice de la rueda cónica que va a tallarse, y recibe un movimiento alternativo

alrededor de dicho eje, mediante una excéntrica, gracias a la cual puede ajustarse la amplitud del ángulo de oscilación, que ha de coincidir con el ángulo del intradiente.

La excéntrica recibe movimiento, a través de un tren de engranajes, del husillo de la fresadora y, tanto, al desplazarse la mea longitudinalmente, la fresa va cortando alternativamente los dos flancos de un hueco.

Tallado de rueda cónicas de dientes helicoidales Las ruedas cónicas de dientes helicoidales pude tallarse por cepillado con generación, tal como se ha explicado para el tallado de ruedas dientes rectos, con la herramientas colocada lateralmente, Para esto van las maquinas provistas de una escala graduada con nonius, para regla el ángulo β de descalaje que ha de ser igual al de inclinación del dentado.

Tallado de rueda cónicas con dentado espiral Los engranajes con dientes rectos, ya sean cilíndricos o cónicos, presentan importantes inconvenientes. La trasmisión regular del movimiento, condición esencial para unas marchas silenciosa, no puede obtenerse con dentado recto más que si el perfil de los dientes está perfectamente ajustado. La realización de esta práctica de un perfil geométrica  perfecto, presenta grandes dificultades y solamente un rectificado permite acercarse a la exactitud deseada. Pero esta exactitud desaparece con el uso, lo rodadura es puramente tal, solo en la línea primitiva, y a la apartarse de ella, se produce un deslizamiento, cuyo valor aumenta con la distancia al círculo primitivo de tal forma imperfecta en muchos casos, dificultad que se ve aumentada por el pequeño recubrimiento característico de las ruedas cónicas. Las curvas generadoras de leso engranajes en espiral varían según las maquias empleadas en tallarlo y asa se pueden obtener en forma de espirales cicloides (Gleason), eloides (Oerlikon) o paloides ( Klingelnbeg).

Tallado de engranajes cónicos con dentado espiral de Gleason Los dentados de Gleason están formados por arcos de cicloides cónicas. Una  particularidad importante de estos dentados es que la altura de los dientes aumenta de dentro a la periferia, teniendo el mismo vértice del cono primitivo, las superficies cónicas  pasan por la periferia y la base del dentado.

Se tallan en tres tipos:

a) Espiral oblicuo que es el más utilizado. En los engranajes de estas ruedas los dos ejes son concurrentes y los dientes presentan una cierta inclinación.  b) El dentado “Zerol” es un caso particular del dentado espiral oblicuo y se talla con las mismas maquinas. Este dentado tiene la particularidad de que el ángulo de inclinación de la espiral es nulo dando la apariencia de un dentado recto abombado. Se emplea en los casos en que no interesa ningún empuje axial ya que en este

engranaje es nulo el empuje axial ya que en este engranaje es nulo el empuje que se  produce en los demás espirales.

c) Dentado de espiral hipoide tiene la particularidad de que los ejes de los engranajes no son muy concurrentes lo que permite apoyarlos en ambos extremos.

El tallado de Gleason se realiza en maquinas de este nombre pro dos procedimientos a) con generación b) sin generación

a) Tallado de los dentados Gleason con generación

Ella tallado con generación se utiliza una herramienta especial en forma de fresa frontal con las cuchillas fijada sobre su periferia. Únicamente para el tallado de los engranajes de pequeños modulas se emplean fresas integrares.

b) Tallado de los dentados Gleason sin generación

El tallado de los dentados Gleason sin generación se realiza sin variar las posiciones respectivas de la rueda y de la fresa. De esta manera, el mecanizado de cada intradiente de obtiene por arranque progresivo del material, con cuchillas cada vez mayores de la fresa frontal especial en proceso que parece un verdadero brochado. La fresa tiene además un espacio A B sin cuchillas que permite variar la posición de las ruedas para el tallado del diente siguiente, sin necesidad de separar la fresa de la rueda.

En general se realiza el tallado en dos fases, una de desbaste con una fresa de desbaste y otra de acabado con fresa especial para acabado, aunque también se puede realizar el desbaste y acabado con una misma fresa en una sola operación.

Tallado de engranujares cónicos con dientes espirales Oerlikon . Los engranajes cónicos con dentados Oerlikon son aparentemente iguales que los Gleason, pero tienen las diferencias siguientes: 1º Los dentados Oerlikon son de altura constante en lugar de ser los dientes de sección trapecial como los Gleason. 2º El tallado se realiza según el procedimiento de división continua pues todos los dientes se encuentran en cada instante en le mismo estado mecanizado. Las herramientas empleadas en este procedimiento son también similares a las fresas frontales, como las Gleason, con la diferencia que están compuestas de un número Zf  de grupos de tres dientes, uno de desbaste otro que talla la parte cóncava del diente y otro la  parte convexa. El procedimiento de tallado, ya hemos dicho que es continuo, pues la rueda y la fresa giran con una relación de velocidades constates:           

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Siendo N el numero de dientes de la rueda a tallar. Asi mientras un grupo de dientes mecaniza un intradiente, el grupo siguiente de la fresa, empieza a mecanizar el intradiente siguiente.

Tallado de Engranes Cónicos con dentado espiral Klingelnberg Los dentados Klingelnberg, se parecen a los Oerlikon. Porque la altura de los dientes es constante y el tallado se realiza también por división continua. En cambio el útil es completamente distinto de los empleados para taller dentados Gleason y Oerlikon, pues es de forma cónica. El tallado por el procedimiento Klingelnberg puede compararse al mecanizado de una rueda cilíndrica de dientes helicoidales con una fresa madre, pues también se produce tallado por el moviente conjugado de la fresa y de la rueda.

La fresa cónica no tiene un dentado uniforme sino que varía desde la base del cono, que es la sección de desbaste, a la de la punta que es donde se encuentra la sección de acabado. por eso se Unicia el tallado con el dentado de la base de la fresa y se va desplazando esta a medida que progresa la operación hasta que termina la  pieza con el dentado de la punta al mismo tiempo que varía su velocidad de acuerdo con la sección de trabajo. Fresa Cónica klingelnberg

Tallado de tornillos sinfín Para el tallado de los engranajes denominados tornillos sinfín. Se emplean tres  procedimientos: a) Tallado con fresas de disco, b) tallado con útil piñón y c) tallado con fresa madre.

Tallado de tornillos sinfín con fresa disco El tallado con fresa disco se realiza en maquinas especialmente proyectadas para este trabajo, formadas por una bancada sobre cuyas guías superiores una mesa cuyo extremo izquierdo va montado un cabezal. El mecanismo de accionamiento de la fresa de disco va montada en un porta-fresa de eje horizontal orientable soportado por una columna de la maquina que aloja los mecanismos de accionamiento de la fresa. La pieza a tallar se fija, por un extremo, en el cabezal de la mesa apoyándose si es muy larga con una luneta en el otro extremo. La rotación de la pieza y su movimiento de la traslación con la mesa, se realiza por un mismo motor a través de una caja de velocidades. Un tren de cuatro ruedas intercambiables enlaza el moviente de giro de la pieza y el avance de la mesa. Así se pueden obtener diversos pasos del tornillo variando los engranajes de enlace. El tallado se realiza por pasadas y al final de cada una, se levanta automáticamente la fresa y se inicia otra pasada con mayor profundidad que la anterior.

Tallado de Tornillo sinfín con Útil Piñón. Las maquinas empleadas para el talado de los engranajes sinfín con útil piñón son máquinas Fellows especialmente preparadas para este trabajo. La pieza se dispone horizontal y es accionada por un cabezal que la hace girar a una velocidad perfectamente relacionada con el de avance del útil del piñón. Este es de forma helicoidal con una inclinación sensiblemente igual a la del filete a tallar y se dispone del tal suerte que su  plano de corte pasa por el eje del tornillo sinfín.

Tallado de las ruedas Glodicas El tallado de las ruedas glodicas, también denominadas ruedas tangentes que son las que engranan con los tornillos sinfín se realiza por medio de fresas madres cuyo dentado, es similar al del tornillos sinfín con el cual tendrán que engranar después de talladas. Las maquinas empleadas para el tallado, son las mismas que se emplean para el tallado de ruedas cilíndricas con fresa madre. se pueden emplear dos métodos de tallado: a) avance radial, b) por avance axial. a) Tallado de Avance Radial El tallado de avance radial es el mas rápido pero no siempre se puede emplear, por fenómenos de interferencia que alteran sensiblemente los flancos de la rueda. Se realiza haciendo avanzar la fresa madre hacia dentro de la rueda, al mismo tiempo que giran ambas.  b) Tallado por Avance Axial El tallado por avance axial se realiza haciendo avanzar la fresa tangencialmente a la rueda tallada. La fresa debe tener una sección de entrada troncocónica realizando esta sección el desbaste, quedando la parte cilíndrica encargada del acabado. La operación se realiza como si la sección media de la rueda cónica engranase con la cremallera de la sección axial equivalente al tornillo de la fresa. el avance axial de la fresa, comunica una traslación complementaria a esta cremallera ficticia, que debe compensarse con una rotación complementaria de l rueda glodica. Esta rotación se realiza automáticamente por un mecanismo especial del que está provisto la máquina. Tallado por avance axial y radial

Las maquinas empleadas para el tallado por avance axial pueden ser las mismas empleadas  para tallar con fresas madres siempre que estén provistas del dispositivo de avance de la fresa.

Tallado de las ruedas y Tornillos sinfín Globoides Los tornillos sinfín globoides se diferencian de los cilíndricos, que hemos visto anteriormente, en que su núcleo primitivo se curva para acoplarse en una cierta longitud con el circulo primitivo de la rueda que acción. de esta manera la transmisión de se realiza  por mayor numero de dientes lográndose, para dimensiones parecidas de los engranajes, un acoplamiento mucho mas seguro y resistente. Esta clase de engranajes se emplea, por ejemplo para el accionamiento de la biela de la dirección de los automóviles. El tallado de los tornillos sinfín Globoides se  puede realizar en los tornos, con un mecanismo copiador, que de a la herramienta una trayectoria curva. Pero corrientemente se tallan con Útiles piñón apropiados en máquinas Fellows.

Acabado de los Engranajes Para que los dentados de los engranajes, queden con el trazado exacto y las superficies perfectamente perfiladas, deben someterse a operaciones de acabado, siendo las  principales el rectificado, el afeitado, y el lapidado. El rectificado, se aplica a todos los engranajes y es el procedimiento de acabado más  perfecto aunque resulta lento y caro. El afeitado, se utiliza preferentemente helicoidales, es más rápido que el rectificado.

para el acabado de los engranajes

El rodaje se emplea exclusivamente para el acabado de engranajes de dentado espiral.

Rectificado de los Engranajes. Los procedimientos de rectificado varían según el tipo de engranaje: cilindro, cónico, dentado espiral.

Rectificado de los Engranajes Cilíndricos: Para el rectificado de los engranajes cilíndricos se pueden emplear tres procedimientos: con muelas de plato por generación, con muelas de forma, y con muelas sinfín.

El rectificado con muelas de plato por generación, se pueden utilizar muelas de plato a 15°, que es el procedimiento más antiguo, o a 0°, que el procedimiento moderno. La operación se lleva a cabo haciendo rodar el eje del engranaje. Simultáneamente un movimiento de vaivén del carro porta engranajes, desplaza a este perpendicularmente al eje de las muelas  para así presentar toda la longitud del diente de acción de estas.

Este procedimiento se emplea también para el rectificación de dientes helicoidales en maquinas apropiadas que se diferencian de las empleadas en la rectificación de dientes rectos, en que el plano medio de las dos muelas no coinciden con el eje del engranaje, sino que forma con este el ángulo de la hélice. Además el desplazamiento longitudinal no es  paralelo al eje del engranaje, sino que está orientado por un patín según el ángulo de los dientes de la rueda.

El rectificado de engranajes cilíndricos con muelas de forma se realiza por el  procedimiento SFERD utilizando una muela que no mecaniza más que uno de los flancos del diente. La posición de la rueda viene definida por el ángulo, que no debe ser muy  pequeño, pues la muela trabaja mal lateralmente, ni muy grande pues queda su borde muy debilitado. El rectificado con Muelas sinfín, se realiza con muelas de esa forma, que engranan con las ruedas cilíndricas como si estas fuesen tangentes.

Rectificado de Engranes Cónicos: El rectificado de engranes cónicos se realiza mediante el procedimiento Maag utilizando dos muelas de plato, como en las maquinas de rectificas muelas cilíndricas, animas de un movimiento alternativo.

Rectificado de Engranajes Cónicos con dentados espirales: Los dentados espirales se rectifican con maquinas similares a la Gleason de tallar esta clase de engranajes, simplemente reemplazando la fresa por una muela anular que rectifica por superficie exterior cónica. Rectificado de Tornillo Sinfín: Los tornillos sinfín se rectifican de tres formas diferentes según la forma de sus filetes: Los filetes helicoidales se rectifican con muela plana. Los filetes de perfil axial rectilíneo se rectifican con muelas de disco bioconica. Los filetes de perfil axial rectilíneo se rectifican con la periferia de una muela anular de gran diámetro.

Afeitado de Engranajes El afeitado de engranajes se realiza por medio de útiles especiales en forma de ruedas dentadas cilíndricas rectas y helicoidales, cuyo dentado es formado por pequeñas cuchillas equidistantes y orientadas en el sentido del perfil. Estas cuchillas forman una multitud de aristas de corte que arrancan el pequeño sobreespesor dejado en el tallado. Para que el afeitado se realice es necesario ejercer una cierta presión de contacto entre el útil y la rueda afeitada y al mismo tiempo debe haber un ligero deslizamiento relativo, entre ambas ruedas, dirigido en sentido axial.

M ecani zado sin arr anque de vir uta Procesos de Mecanizado Laminado El laminado es un proceso de deformación en el cual el espesor del material de trabajo se reduce mediante fuerzas de compresión ejercidas por dos rodillos opuestos. Los rodillos giran en sentidos contrarios uno del otro para jalar el material de trabajo y simultáneamente apretarlo entre ellos.

Distintos Tipos de Laminado

Laminado Plano Involucra el laminado de planchas, tiras, laminas y placas, partes de trabajo de seccion transversal rectangular con un ancho mayor que el espesor. En el laminado plano, se presiona el trabajo entre dos rodillos de manera que su espesor se deduce.

Una tira de espesor h0 entre el espacio de laminación donde un par de rodillos en rotación la reduce aun espesor hf , cada uno de los rodillos movidos a través de su propia flecha por motores eléctricos. La velocidad de la superficie de los rodillos Vf  . La velocidad de la tira V0 a través del espacio de laminación, de la misma manera que el fluido se ve obligado a moverse mas rápido al pasar por un canal convergente. La velocidad de la tira es máxima a la salida del espacio de laminación; la identificamos como Vf  dado que la velocidad de la superficie de los rodillos es constante, existe un deslizamiento relativo entre el rodillo y la tira a lo largo del arco de contacto en el espacio de laminación, L. En un punto a lo largo del tramo de contacto, conocido como el punto neutro o  punto de no deslizamiento, la velocidad de la tira es la misma que la del rodillo. A la izquierda de este punto, el rodillo se mueve más rápido que la tira; a la derecha del mismo, la tira se mueve con mayor velocidad que el rodillo. por tanto, las fuerza de fricción que se oponen al movimiento actúan sobre la tira.

Proceso Laminado Plano.

Laminado de Perfiles El laminado de perfiles, el material de trabajo se deforma para generar un contorno en la sección transversal. Los productos hechos por este procedimiento incluyen perfiles de construcción como vigas en I, en L y canales en U; rieles para vías de ferrocarril y barras redondas y cuadradas, asi como varillas. El proceso se realiza pasando el material de trabajo a través de rodillos que tienen impreso el reverso de la forma deseada.

La mayoría de los principios que se aplican en el laminado plano son también aplicables al laminado de perfiles. Los rodillos formadores son más complicados; y el material inicial, de forma usualmente cuadrada, requiere una transformación gradual a través de varios rodillos para alcanzar la sección final. El diseño de la secuencia de las formas intermedias y los correspondientes rodillos se llama diseño de pases de laminación. Su meta es lograr una deformación uniforme a través de las secciones transversales de cada reducción. De otra forma ciertas porciones de trabajo se reducen mas que otras, causando una mayor elongación en las secciones.

Laminado de Anillos El laminado de anillos es un proceso de deformación que lamina las paredes gruesas de un anillo para obtener anillos de pared más delgada, pero de un diámetro mayor. Conforme el anillo de paredes gruesas se comprime, el material se alarga, ocasionando que el diámetro del anillo se agrande. El laminado de anillos se aplica usualmente en procesos de trabajo en caliente para anillos grandes y en procesos de trabajo en frio para anillos  pequeños.

Las aplicaciones de laminados de anillos incluyen collares para rodamientos de  bolas y rodillos, llantas de acero para ruedas de ferrocarril y cinchos para tubos, recipientes a presión y maquinas rotatorias. Las paredes de los anillos no se limitan a sección rectangulares, el procesos permite la laminación de formas complejas. Las ventajas del laminado de anillo sobre otros métodos para fabricar las mismas partes son: el ahorro de materias primas, la orientación ideal de los granos para la aplicación de el endurecido a través del trabajo en frio.

Procesos de laminado de Anillos

L aminado de Roscas 

El laminado de cuerdas se usa para formar Roscas rectas o cónicas en partes cilíndricas mediante su laminación entre dos dados. Es el proceso comercial mas importante para producción masiva de componentes con roscas externa (pernos y tornillos). La mayoría de las operaciones de laminado de roscas se realiza por trabajo en frio utilizando maquinas laminadoras de cuerdas. Estas maquinas están equipadas con dados especiales que se mueven alternativamente entre sí. El proceso es capaz de generar formas similares, como ranuras y varias formas de engrane, en otras superficies y se puede utilizar en producción de casi todos los sujetadores roscados a elevadas tasas de producción. El procesos de laminado de roscas tiene la ventaja de generan roscas sin ninguna  pérdida de material y con buena resistencia. El acabado superficial es muy terso, y el  procesos induce sobre la superficie de la pieza esfuerzos residuales a la compresión, mejorando por tanto la vida bajo condiciones de fatiga.

El laminado de roscas es superior a otros métodos de manufactura de roscas, dado que el maquinado de las roscas corta a través de las líneas de flujo del grano del material, en tanto que el laminado de las roscas deja un patrón de flujo fino de grano que mejora la resistencia de la rosca.

Forjado

El forjado es un proceso de deformación en el cual se comprime el material de trabajo entre dos dados, usando impacto o presión gradual para formar la parte. En la actualidad el forjado es un proceso industrial importante mediante el cual se hacen una variedad de componentes de alta resistencia para automóviles, vehículos aeroespaciales y otras aplicaciones. estos componentes incluyen flechas y barras de conexión para motores de combustión interna, engranes, componentes estructurales para aviación y partes para turbinas y motores a propulsión. Además, las industrias del acero y de otros metálicos  básicos usan el forjado para fijar la forma básica de grandes componentes que luego se maquinan para lograr su forma final y dimensiones definitivas.

Tipos de forjado F orj ado en dado abierto

El caso más siempre de forjado en dado abierto consiste en comprimir una parte de sección cilíndrica entre dos dados planos, muy semejante a un ensayo de compresión. Esta operación de forjado conocida como recalcado o forjado para recalcar, reduce la altura del trabajo e incrementa su diámetro.

Proceso de Forjado

Una operación real de recalcado no ocurre exactamente como se mostro anteriormente, debido a que la fricción se opone al flujo de metal en la superficie de los dados. Esto crea un efecto de abultamiento o forma de barril, llamado abarrilamiento. Cuando se realiza un trabajo en caliente con dados fríos, el abarrilamiento es más pronunciado. Esto se debe a: 1) un coeficiente de fricción mas alto, es típico del trabajo en caliente, 2) la transferencia de calor en la superficie del dado y sus cercanías, lo cual enfría el material y aumenta su resistencia a la deformación.

Proceso de forjado dado Abierto F orj ado con D ado impresor

El forjado con dado impresor, llamado algunas veces forjado en dado cerrado, se realiza con dados que tienen la forma inversa de la requerida para la parte de trabajo. La  pieza de trabajo inicial se muestra como una parte cilíndrica similar a las operaciones  previas en dado abierto. Al cerrarse el dado y llegar a su posición final, el metal fluye mas allá de la cavidad del dado y forma una rebaba en la pequeña abertura entre las placas del dado. Aunque la rebaba se recorta posteriormente, tiene realmente una función importante en el forjado por impresión, ya que cuando esta empieza a formarse, la fricción se opone a que el metal siga fluyendo hacia la abertura, y de esta manera fuerza al material de trabajo a  permanecer en l cavidad.

Forjado dado Impreso

En el formado en caliente, la restricción del flujo de metal es mayor debido a que la rebaba delgada se enfría rápidamente contra las placas del dado, incrementando la resistencia a la deformación. La restricción del flujo de metal en la abertura hace que las presiones de compresión se incrementen significativamente forzando al material a llenar a los detalles algunas veces intrincados de la cavidad del dado, con esto se obtiene un producto de alta calidad. Con frecuencia se requieren de varios pasos de formado en el forjado con dado impresor para transformar la forma en blanco inicial en la forma final deseada.

F orj ado sin Rebaba

El forjado con dado impresor se llama algunas veces forjado en dado cerrado. Sin embargo hay una distinción técnica entre forjado con dado impresor y forjado cerrado real. La distinción es que el forjado con dado cerrado, la pieza de trabajo original queda contenida completamente dentro de la cavidad del dado durante la compresión y no se forma rebaba.

El forjado sin rebaba impone ciertos requerimientos sobre el control del proceso, más exigentes que el forjado con dado impresor. Más importante es que el volumen de material de trabajo debe ser igual al volumen de la cavidad del dado dentro de muy estrechas tolerancias.

Equipos Para el Forjado El equipo que se usa en forjado consiste en máquinas de forja, que se clasifican en martinetes, presas, dados de forjado y herramientas especiales que se usan en estas máquinas; equipos auxiliares como hornos para calentar el trabajo dispositivos mecánicos  para cargar y descargar el material de trabajo y estaciones de recorte para recortar las rebabas del forjado con dado impresor. M artin etes de forj a

Estos martinetes funcionan aplicando una descarga por impacto contra el material de trabajo. Se usa frecuentemente el término martinete de caída libre para designar estas máquinas, por la forma de liberar energía de impacto. Los martinetes se usan frecuentemente para forjado con dado impresor. La parte superior del dado de forjado se fija al pisón y la parte inferior se fija al yunque. En la operación el trabajo se coloca en el dado inferior, el pisón se eleva y luego se deja caer sobre la pieza de trabajo. Cuando la parte superior del dado golpea el trabajo la energía del impacto ocasiona que la parte tome la forma de la cavidad del dado.

Prensas de forjado

Las prensas aplican una presión gradual, en lugar de impactos repentinos que para realizar las operaciones de forja. Las prensas de forjado incluyen prensas mecánica, presas hidráulicas y prensas de tornillo. Las presas mecánicas funcionan por medio de excéntricos, manivelas y juntas o articulaciones de bisagra que convierten el movimiento giratorio de un motor en movimiento de translación del pisón. Estos mecanismos son muy similares a los que usan en el fondo de recorrido de forjado. Las presas hidráulicas usan un cilindro hidráulico para accionar el piso. Las prensas de tornillo aplican la fuerza por medio de un tornillo que mueve al pisón o ariete y pueden suministrar una fuerza constante a través de la carrera.

Estampado

El estampado es un proceso de forja que se usan para reducir el diámetro de un tubo o barra solida. El estampado se ejecuta frecuentemente sobre el extremo de una pieza de trabajo para crear una sección ahusada. EL proceso de estampado. se realiza por medio de dados rotatorios que golpean una pieza de trabajo radialmente hacia dentro para ahusarla conforme la pieza avanzada dentro de los dados.

Esquema de estampado

Extrusión

Es un proceso de formado por compresión en el cual el metal de trabajo es forzado a fluir a través de la abertura de un dado para darle forma a su sección transversal. El proceso  puede parecerse a apretar un tubo de pasta de dientes. Las ventajas que presenta son: 1) se  puede extrudir gran variedad de formas, especialmente con extrusión en caliente; sin embargo una limitación de la geometría es que la sección transversal debe ser la misma a lo largo de toda la parte, 2) la estructura del grano y las propiedades de resistencia se mejoran con extrusión en frio, 4) en algunas operaciones de extrusión se genera poco o ningún material de desperdicio.

Extr usión Di r ecta

El proceso de extrusión directa consiste en un tocho de metal se carga en un recipiente, y un pisón comprime el material forzándolo a fluir a través de una o más aberturas en un dado al extremo opuesto del recipiente. Al aproximarse el pisón al dado, una pequeña porción del tocho permanece no puede forzarse a través de la abertura del dado. Esta porción extra se le llama tope o cabeza, se separa del producto, cortándola  justamente después de la salida del dado. Un problema de la extrusión directa es la gran fricción que existe entre la superficie del trabajo y la pared del recipiente al forzar el deslizamiento del tocho hacia la abertura del dado. esta fricción ocasiona un incremento sustancial de la fuerza requerida en el pisón para extrusión directa. En la extrusión en caliente este problema se agrava debido a la presencia de una capa de oxido en la superficie del tocho que puede ocasionar defectos en los  productos extruidos. para resolver este problema se usa un bloque simulado entre pistón y el tocho de trabajo, el diámetro del bloque es ligeramente menor que el diámetro del tocho de manera que en el recipiente queda un anillo de metal de trabajo, dejando el producto final libre de oxido.

Extrusión Directa

Extr usión I ndir ecta

El dado está montado sobre el pisón, en lugar de estar en el extremo opuesto del recipiente. Al penetrar el pisón en el trabajo fuerza al metal a fluir a través del claro en un dirección opuesta a la del pisón. Como el tocho no se mueve con respecto al recipiente, no ya fricción en las paredes del recipiente. Por consiguiente la fuerza del pisón es menor que en la extrusión directa. Las limitaciones de la extrusión indirecta son impuestas por la menor rigidez del pisón hueco y la dificultad de sostener el producto extruido tal como sale del dado.

Extr usión en fr io y cali ente

La extrusión se puede realizar ya sea en frio o en caliente, dependiendo del metal de trabajo y de la magnitud de la deformación a que se sujeta el material durante los  procesos. Los metales típicos que se extruyen en caliente son: aluminio, cobre, magnesio, Zinc, estaño. Estos mismos materiales se pueden extrudir algunas veces en frio. Las aleaciones de acero se extruyen usualmente en caliente, aunque los grados más suaves y más dúctiles se extruyen algunas veces en frio. La extrusión en caliente involucra el calentamiento precio del tocho a una temperatura por encima de su temperatura de cristalización. Esto reduce la resistencia y aumenta la ductilidad del metal permitiendo mayores reducciones de tamaño y el logro de formas mas complejas con este proceso. Las ventajas incluyen reducción de la fuerza del  piso, mayor velocidad del mismo y reducción de las características del flujo de grano en el  producto final.

Defectos en los Pr oductos Ex tr ui dos

Debido a la considerable deformación asociada a las operaciones de extrusión,  pueden ocurrir numerosos defectos en los productos extruidos. Los defectos se pueden clasificar en las siguientes categorías.  Reventado central: este defecto es una grieta interna que se desarrolla como

resultado de los esfuerzos de tensión a lo largo de la línea central de la parte de trabajo durante la extrusión.

Tubificado: La tubificacion es un defecto asociado con la extrusión directa. Es un

Hundimiento en el extremo del tocho. El uso de un bloque simulado, cuyo diámetro sea ligeramente menor que el del tocho, ayuda a evitar la tubificacion.  Agrietado Superficial: Este defecto es resultado de las altas temperaturas de la pieza

de trabajo que causan el desarrollo de grietas en la superficie; ocurre frecuentemente cuando la velocidad de extrusión es demasiado alta y conduce a altas velocidades de deformación.

Trefilado

El trefilado o estriado de barras y alambres, es una operación donde la sección transversal de una barra, varilla o alambre se reduce al tirar del material a través de la abertura de un dado. Las características generales del proceso son similares a la extrusión, la diferencia es que en el estirado el material de trabaja se jala a través del dado, mientras que en la extrusión se empuja. Aunque la presencia de esfuerzos de tensión es obvia en el estirado, la compresión también juega un papel importante ya que el metal se comprime al  pasar a través de la abertura del dado. Por esta razón la deformación que ocurre en estirado se llama algunas veces compresión indirecta.

Practica del estirado o trefi lado.

El estirado se realiza generalmente como un operación de trabajo en frio. Se usa más frecuentemente para producir secciones redondas, pero también se pueden estirar secciones cuadradas y de otras formas. el estirado de alambre es un proceso industrial importante que provee productos comerciales como cables y alambres eléctricos; alambre  para cercas, ganchos de ropa y carros para supermercados, varillas para producir clavos, tornillos remaches, resortes y otros artículos de ferretería. El estirado de barras se usa para  producir barra de metal para maquinado y para otros procesos. Las ventajas del estirado en estas aplicaciones incluye: 1) estrecho control dimensional, 2) buen acabado de la superficie, 3) propiedades mejoradas, como resistencia y dureza, 4) adaptabilidad para producción económica en masa o en lotes.

Equi po de Estir ado

El estirado de barras se realiza en un maquina llamada banco de estirado que consiste en una mesa de entrada, un bastidor del dado, la corredera y el armazón de salida. La corredera se usa para jalar el material a través del dado de estirado. Esta accionado por cilindros hidráulicos o cadenas movidas por un motor. El bastidor del dado se diseña frecuentemente para contener más de un dado, de manera que se puedan estirar varias  barras simultáneamente a través de los respectivos dados. El estirado de alambres se hace con máquinas estiradoras continuas que contienen múltiples dados de estirado separados por tambores de acumulación entre los dados.

Mecanizado por Electro Descarga. El mecanizado por electro descarga (MED) o mecanizado por electroerosión, se fundamenta en el efecto erosivo de una chispa eléctrica sobre los electrodos utilizados para  producirla. Para obtener la máxima remoción de metal con un desgaste mínimo en el electrodo herramienta, la pieza de trabajo es conectada como electrodo positivo y la herramienta como electrodo negativo.

Fundamento en el Mecanizado por Electro-descarga. Este procedimiento se basa en la propiedad del arco eléctrico, cuando salta entre el  polo positivo y negativo, de una fuente de corriente continua, de arrancar pequeñas  partículas del polo positivo dejando en el material diminutos cráteres, con dimensiones de

10 a 300 micras, que dan a la superficie observada con el microscopio, el aspecto de un  paisaje lunar. las características del mecanizado por electro descarga son: 1.º La densidad de la corriente alcanza varios millones de amperios por milímetro cuadrado 2.º Las temperatura, en el especio comprendido entre el electro útil y la pieza, puede superar a los 10.000 grados centígrados. 3.º el impacto producido equivale a una presión de millares de kilogramos por centímetro cuadrado. 4.º el numero de chispas que se producen por minuto multiplicado por el volumen del cráter  producido por cada chispa, nos da la producción de la máquina.

Principio del mecanizado por electro descarga La herramienta se monta en una mordaza fija al husillo de la maquina cuyo avance es vertical se controla mediante un servomotor a través de un reductor de velocidad. la  pieza se coloca en un tanque lleno con un fluido dieléctrico; la superficie de trabajo de la  pieza debe estar a una profundidad de 50 mm por lo menos para eliminar el peligro de incendio. La herramienta y la pieza se conectan a un circuito de relajación de corriente continua, el cual es alimentado por un generador de continua, o mas continuamente, por un rectificador de arco de mercurio o de selenio. el fluido dieléctrico es circulado a presión por una bomba, normalmente a través de un agujero o agujeros en el electrodo herramienta. el servomotor mantiene una separación de la pieza y la herramienta entre 0.025 y 0.05 mm. Cuando se empieza a suministrar  potencia, el voltaje del condensado empieza a aumentar exponencialmente hacia el voltaje de suministro. durante este periodo inicial, la separación entre la pieza y herramienta se comporta como un circuito abierto y no hay flujo de corriente. a medida que el voltaje aumenta, y cuando alcanza el voltaje de ruptura de la separación, se  produce una chispa a través de la separación, el fluido dieléctrico se ioniza, y el condensador se descarga.

Esquema del Mecanizado por Electro Descarga

el fluido dieléctrico pierde su ionización se convierte de nuevo en un aislante efectivo, y se reporte el ciclo. en esta forma se obtiene una rápida sucesión de chispas; el intervalo entre dos chispas sucesivas es del orden 100 micras.

Electroútil Aun cuando la verdadera herramienta es la descarga eléctrica, se denomina al electrodo negativo, electroútil. Este electro útil tiene la forma del hueco que se intenta mecanizar en la pieza, por lo que su forma varía tanto como los procesos que tiene que realizar. Cuando la pieza está compuesta de varias formas geométricas sencillas, como es un caso muy frecuente, puede realizarse el trabajo con electro útiles fraccionados, de más fácil ejecución. Cuando se requiere realizar un trabajo de precisión, es necesario tener en cuenta el desgaste que se produce en el electroutil, tanto por la propia descarga como por las  partículas en ignición que se desprenden al trabajar. Teniendo en cuenta este hecho, en los trabajos de perforado, el electroutil debe de ser, como mínimo, tres veces más largo que el espesor del material a perforar.

Desgaste de las Herramienta y sus materiales El elevado desgaste por unidad de tiempo de la herramienta es una de las mayores dificultades del mecanizado por electro-descarga. La razón de desgaste, definida como el volumen de metal perdido por la herramienta dividido por el volumen de metal removido de la pieza, varia con los materiales empleados para la pieza y la herramienta. El desgaste elevado de la herramienta tiene como consecuencia un mecanizado poco  preciso y aumenta considerablemente el costo por que el electrodo herramienta debe a su vez ser mecanizado en forma muy precisa, por esta razón se ha prestado mucha atención a la búsqueda de materiales apropiados para la construcción de las herramientas. Para  propósitos generales se utilizan latón o el cobre, pero cuando se deben minimizar el desperdicio de electrodos se utilizan ventajosamente el grafito de cobre y el carburo de tungsteno. Frecuentemente se utiliza el alambre de tungsteno para taladrar agujeros  profundos y de diámetro pequeño porque es el material que mejor puede soportar la tendencia a pandearse a causa de ondas de choque producidas por la descarga de la chispa.

Fluido dieléctrico Los fluidos dieléctricos comúnmente usados son el aceite de parafina y el aceite  para transformadores. estos dos fluidos están constituidos por hidrocarburos y se ha demostrado que el hidrogeno en estos fluidos desempeña el papel de agente desionizante lo que permite al fluido recuperar sus características de aislante efectivo después de cada descarga. El fluido dieléctrico debe mantenerse como conductor hasta que ocurra su ruptura; cuando se alcance el voltaje critico, su capacidad de aislamiento debe romperse rápido e igualmente debe desionizarse tan pronto como descargue el condensador. el calor latente de vaporización del dieléctrico debe ser elevado para que se vaporice solamente una pequeña cantidad y la chispa sea confinada a un área pequeña. el dieléctrico debe poseer una viscosidad baja que le permita fluir fácilmente y remover en forma eficiente los glóbulos metálicos que se forman en la zona de trabajo. el fluido dieléctrico debe ser alimentado a través de una tobera ubicada cerca de la zona de trabajo, pero cuando sea posible y sobre todo cuando se trata de agujeros profundos el fluido debe ser eliminado a través de la herramienta.

Aplicaciones del mecanizado por electro-descarga El mecanizado por electro descarga tiene su mayor aplicación en la construcción de herramientas; particularmente en la manufactura de herramientas para troqueladoras, dados de extrusión, dados para forjas y modelos. Una gran ventaja del proceso de mecanizado por electro-descarga consiste en poder mecanizar la herramienta o el dado después de haber sido endurecido y puede obtenerse por lo tanto una gran precisión. La propiedad de retención del aceite que poseen las superficies producidas hace al mecanizado por electro descarga un proceso útil para el acabo de cojinetes plano y de los agujeros de los cilindros de los motores de combustión interna. Más aun, la ausencia de una orientación preferencial y de micro fracturas en la superficie reduce la posibilidad de falla por fatiga.

Maquinado electroquímico electroquímico El maquina electro químico retira el material de una pieza de trabajo conductora de electricidad por medio de disoluciones anódica, en la cual se obtiene la forma de la pieza de trabajo a través de una herramienta formada por electrodos, muy próxima al trabajo, pero al mismo tiempo separada de el por un electrolito que fluye con rapidez.

Principio del proceso de mecanizado electroquímico electroquímico La pieza la cual debe ser conductora de electricidad en un tanque ubicado sobre la mesa de la máquina y conectada al terminal positivo de una fuente de corriente continua. El electrodo de la herramienta tiene la forma de la cavidad requerida en la  pieza, se monta el portaherramientas y se conecta al terminal negativo de la fuente. el electrolito fluye a través de la separación entre la pieza y la herramienta y es recirculado hacia la zona del trabajo.

Mecanizado Electro Químico

La acción de la corriente que fluye a través del electrolito es la de disolver el metal del ánodo es decir, de la pieza. la resistencia eléctrica es muy pequeña y por lo tanto la la corriente es muy elevada en la zona donde la herramienta y la pieza están más próximas. Como el metal de la pieza es disuelta más rápidamente en esta zona, la forma de l herramienta es reproducida en la pieza.  No existe un contacto mecánico entre la pieza y la herramienta y cualquier tendencia del metal de la pieza a recubrir la herramienta (el cátodo) es contrarrestada por el fluido del electrolito, el cual remueve el metal disuelto en la zona de trabajo. por consiguiente no existe desgaste de la herramienta ni se deposita le material de la pieza sobre la herramienta, de tal forma que una herramienta puede producir un gran número de componentes durante su vida útil.

El electrolito. El electrolito tiene una doble función en el mecanizado electroquímico. La primera, el electrolito proporciona el medio para que se produzca la electrolisis; y la segunda, remueve el calor generado en la zona de trabajo como resultado del flujo de una corriente elevada a través de los electrodos y del electrolito. El flujo debe de ser suficiente para evitar que el liquido alcance su punto de ebullición. además de las funciones ya descritas, debe tomarse en cuanta los siguientes aspectos de su naturaleza química: 1º debe ser lo suficientemente activo desde el punto de vista químico para ocasionar una remoción eficiente del metal. 2º no debe ser un agente corrosivo, porque de lo contrario deterioraría muy rápidamente las  partes de la maquina que entren en contacto con el. el .

Aplicaciones Las principales aplicaciones del maquinado electroquímico corresponden al mecanizado de materiales duros, tales como los que se utilizan cuando se presentan temperaturas de servicio elevadas. la remoción de metal para dichos materiales puede ser mucho mayor que la que se obtiene mediante los procesos convencionales de mecanizado, si estos procesos pueden usarse. La remoción de metal en materiales más blandón y dúctiles es menor que la obtenida con os procesos convencionales de mecanizado; pero aun con los materiales más dúctiles y blandos el MEQ puede ser útil para la producción precisa de formas complejas. El mecanizado electroquímico es utilizado exitosamente en las siguientes operaciones:

1º El mecanizado de agujeros pasantes de cualquier sección transversal, usualmente por trepanación. 2º El mecanizado de agujeros ciegos con superficies laterales parales. 3º mecanizado de cavidades conformadas, por ejemplo, dados para forja. 4º corte de discos metálicos 5º mecanizado de formas externas complejas, por ejemplo alavés de turbinas

Mecanizado ultrasónico El mecanizado por ultrasónico se realiza arrancando partículas inframicroscopicas del material a mecanizar por la acción de un polvo abrasivo en suspensión liquida, agitado  por la vibración v ibración ultra sonora de un  punzón accionado por equipo electromecánico de vibraciones. La herramienta oscila en una dirección perpendicular a la superficie de trabajo y se alimenta lentamente para que la parte adopte la forma desea. Sin embargo, lo que ejecuta el corte es la acción de los abrasivos chocando contra la superficie de trabajo.

Mecanizado Ultrasónico

Componentes principales de una máquina para mecanizado ultrasónico. Una instalación de mecanizado ultrasónico, comprende los siguientes elementos:

1º Un oscilador electrónico capaz de generar frecuencia de 20.000 a 30.000 ciclos por segundo. este generador puede estar en armario separado de la maquina propiamente dicha. 2º Un transductor o transformador de resonancia, cuyo núcleo o magno-estrictor está formado por láminas de níquel y el arrollamiento eléctrico en conexión con el oscilador. Todo este conjunto está alojado en un cuerpo refrigerado por agua corriente. 3º El cono de transmisión o elemento vibrador, roscado al núcleo del magnetoestrictor, que hace las funciones de amplificador de las vibraciones, pues debido a su forma aumenta

la intensidad de las vibraciones al conectarse en su base más pequeña, que está en contacto con la herramienta. 4º La herramienta propiamente dicha, que va fijada fuertemente a la base menor del cono vibrador y en perfecta alineación con el eje de trabajo de la maquina. 5º La mesa sobre la que se sujeta la pieza. Esta mesa esta en el interior de un depósito que contiene el liquido con el abrasivo en suspensión. 6º Una bomba que hace circular el liquido y abrasivo para separar las partículas de material arrancadas por decantación.

Herramienta para el Mecanizado Ultrasónico . La verdadera herramienta es el polvo abrasivo, pero se considera que este es solo un medio que hace las funciones del filo de la verdadera herramienta que se denomina sonotrodo, punzón o útil ultrasónico. La forma del sonotrodo depende de la figura que se trata de mecanizar, pues la sección del material arrancado será igual a la sección del sonotrodo.

Materiales de la Herramienta Los sonotrodo se construyen, generalmente de acero pues conviene un material que sea de alta residencia mejor que demasiado duro. Con este material los desgastes en el sonotropo varían entre el 1 % y 3% al mecanizar el vidrio, cuarzo o germanio hasta el 200% a 300% al taladrar algunos aceros aleados de alta dureza , siendo el mas común el 10%. Como abrasivos se utilizan los carburos de wolframio y de boro con granos comprendidos entre 200 y 2000 mallas por pulgada lineal según se quiere dar un mecanizado de desbaste o de acabado. como liquido para la suspensión del abrasivo se emplea el agua con alguna adición que disminuya la tensión superficial.

Aplicaciones El mecanizado ultrasónico se emplea principalmente para realizar perforaciones circulares o de forma en materiales que por su dureza o fragilidad era muy difícil mecanizarlos por otros procedimientos. Por esto se emplea para mecanizar piedras preciosas, principalmente para su aplicación en relojería, semiconductores como el germanio, silicio entre otros, para la fabricación de transistores. Otra aplicación muy interesante del mecanizado ultrasonico es la perforación de matrices o hileras de carburos, estelitas, diamantes, entre otros, que luego se montan en armaduras de acero.

Fresado Químico Antes de hablar sobre el fresado químico, es conveniente analizar las características generales del Maquinado Químico. El Maquinado químico es un proceso no tradicional en el cual ocurre una remoción de materiales mediante el contacto con sustancias de ataque químico fuerte. Las aplicaciones dentro de los procesos industriales empezaron poco después de la segunda guerra mundial en la industria de las aeronaves. El uso de materiales químicos para remover secciones no deseadas de un parte de trabajo se aplica en varias formas y se han desarrollado varios términos distintos para diferenciar las aplicaciones, entre estos se encuentran: el fresado Químico, Sujado Químico y el Gravado Químico.

Mecánica y Química del Maquinado Químico El proceso de maquinado químico consta de varios pasos. las diferencias en las aplicaciones y as secuencias en que se realizan las etapas establecen las diferentes formas del Maquinado Químico. Los pasos son los siguientes:

1º Limpieza: el primer paso de la operación de limpieza para asegurar que el material se remueva en forma uniforme de las superficies que se van a atacar. 2º Enmascarillado: Un recubrimiento protector se aplica a ciertas zonas de la parte. este  protector esta hecho de material químicamente resistente al material de ataque químico. Por tanto, solamente se aplica a aquellas porciones de la superficie de trabajo. 3º Ataque Químico: Este es ell paso de remoción de material. La pieza de trbaajo se sumerge en un material de ataque químico que afecta aquellas porciones de la superficie de la pieza que no están protegidas. El método normal de ataque el material de trabajo, en caso de ser un metal, se convierte en sal que se disuelve dentro del material de ataque químico, y  posteriormente se remueve de la superficie. Una vez que se ha removido el material se retira la parte del material de ataque químico y se enjuaga para detener el proceso. 4º Desenmascarillado: Se retira el protector de la parte. En el Maquinado Químico solo existen dos pasos significativos en los métodos, materiales y parámetros del proceso son el enmascarilldo y el ataque Químico. Los materiales protectores incluyen neopreno, el cloruro de polivinilo, el polietileno y otros  polímeros. la protección se consigue por algunos de estos tres métodos: 1º cortar y desprender 2º resistente Fotográfico 3º resistente de pantalla

Material de Ataque La elección del material de ataque químico depende del material de trabajo que se va a atacar, la profundidad y la velocidad de remoción de material deseado así como los requerimientos de acabado externo. El material de ataque químico también debe combinarse con el agente protector compatible para asegurar que dicho agente no afecte el  protector.

Materiales de Trabajo y ataque Químicos Comunes

Fresado Químico: El fresado Químico fue el primer proceso de Maquinado Quimico que se comercializo. Durante la segunda Guerra Mundial . Actualmente el fresado Químico se usa en la industria Aeronáutica para retirar materiales de las alas y del fuselaje, con el  propósito de reducir el peso. El método es aplicado a partes grandes, de las cuales se retiran cantidades sustanciales de metal durante el proceso. Se emplean los métodos de protección de corte y desprendimiento. Por lo general se usa una plantilla, que toma en cuenta el

Proceso de Fresado Químico

excedente de corte que se producirá durante el ataque químico. El fresado Químico produce superficies que varia con cada material de trabajo. El acabo superficial depende de la profundidad de penetración, Conforme aumenta la profundidad, empeora el acabado

Maquinado Laser

La tecnología del Mecanizado Láser se basa en la generación de un rayo láser de alta potencia que es dirigido contra la pieza mediante un sistema de espejos de alta  precisión. En la zona de incidencia del rayo se consigue una elevada densidad de potencia que  produce la volatilización del material. El rayo láser erosiona el material en múltiples capas obteniendo, de este modo, la geometría y profundidad requerida. El mecanizado por láser es un proceso no convencional que permite obtener mecanizados de formas complejas y de pequeño tamaño. La gran ventaja de esta tecnología es la posibilidad de mecanizar casi todo tipo de materiales independientemente de su dureza o maquinabilidad, desde aceros, aleaciones termo resistente, cerámico hasta metal duro, silicio, etc.

Maquinado Laser

Las herramientas basadas en el empleo del láser proporcionan alternativas de fabricación  particularmente interesantes a escala microscópica. En particular, la posibilidad de utilizar el láser como herramienta de precisión ofrece una alternativa ventajosa en la realización de  procesos de microfabricación tales como corte, soldadura, taladrado, marcado, ablación y conformado, procesos por otra parte tradicionales entre las aplicaciones industriales de los láseres de potencia.

La precisión en el dominio micrométrico debe ir acompañada de unas reducidas cargas térmicas y mecánicas con relación a los procesos tradicionales de fabricación de componentes de igual tipo a mayor escala. La microfabricación con láser representa, por tanto, un desafío para los ingenieros mecánicos, los especialistas en tecnología láser y los expertos en ciencia e ingeniería de materiales.

Ventajas del corte por Láser El corte por láser es rápido y productivo. El corte por láser se realiza en un santiamén. Las cortadoras por láser son de aplicación flexible. Se pueden realizar de forma fácil y rentable trabajos grandes de corte por láser, como producciones en masa; las piezas  pequeñas de trabajo son adecuadas para el corte por láser al igual que los objetos de grandes dimensiones. El corte por láser es un procedimiento inteligente. El corte por láser es seguro. En el corte por láser el material no necesita ser fijado ni enderezado. Los usuarios nunca entran en contacto con piezas móviles o abiertas de máquinas. Ya no tenemos que asegurar que se cumplen las normas más exigentes. El corte por láser es especialmente sencillo. Los principiantes en el mundo del láser  pueden conseguir un corte por láser perfecto. El corte por láser es limpio. Las cortadoras por láser producen un corte perfecto por láser y suministran siempre rebordes agudos, limpios, sin deshilachamientos. El corte por láser produce beneficios. El corte por láser es especialmente rentable. Las cortadoras por láser no sufren ningún desgaste, con lo que dan respuesta rápidamente y maximizan los ingresos en la empresa.

Aplicaciones La tecnología del mecanizado por láser posibilita el mecanizado de figuras y piezas de pequeñas dimensiones, permitiendo obtener esquinas vivas y agujeros de pequeño diámetro, es decir, formas geométricas que no es posible o es muy costoso obtener mediante procesos convencionales. Permite la creación de cavidades para aplicaciones tan diversas como moldes técnicos de precisión, técnica médica, electrónica y moldes de semiconductores, micro tecnología, construcción de prototipos. La creación de cavidades para moldes de microinyección, micro postizos para la matricería, grabados superficiales y profundos, y sustituir operaciones de electro erosión en casos concretos.

BIBLIOGRAFIA

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