Procesos Esenciales de Mecanizado: Roscado, Torneado, Fresado y Rectificado

Roscado y Tipos de Roscas

Aplicaciones de Tipos de Roscas

Se detallan las aplicaciones y características de diferentes perfiles de rosca:

• Rosca Triangular: Ampliamente usada en tornillería general.
• Rosca Cuadrada y Trapecial: Utilizadas para transmisión de movimiento y fuerza (ej. husillos de máquinas).
• Rosca Redonda: Empleada en aplicaciones que requieren resistencia al desgaste y a los golpes (ej. acoplamientos ferroviarios, husillos expuestos a ambientes sucios).
• Rosca en Dientes de Sierra: Diseñada para soportar grandes esfuerzos axiales en un solo sentido (ej. gatos mecánicos, prensas).

Sistemas de Roscas Específicos

• Rosca Gas (BSP): Es una versión de la rosca Whitworth, pero se diferencia en que suele ser de paso fino y se usa principalmente en tuberías para fluidos.
• Rosca Sellers o Americana (National Coarse/Fine - NC/NF): Sistema estándar en Estados Unidos, muy parecido en forma a la rosca métrica ISO pero con dimensiones en pulgadas.
• Rosca Chaoa: De forma triangular o trapezoidal y paso muy ancho. Se utiliza en el montaje de accesorios y chapas de carrocería, especialmente en la industria automotriz asiática.

Definición de Roscado

El roscado es una operación mecánica por arranque de viruta que consiste en el tallado de una hélice (la rosca) sobre una superficie cilíndrica, ya sea interior (en un agujero, creando una tuerca) o exterior (en un eje, creando un tornillo).

Herramientas para el Roscado

Macho de Roscar: Herramienta utilizada para crear roscas interiores (en tuercas o agujeros). Sus partes principales son:

• Parte activa (zona de corte y calibrado)
• Guía (parte inicial no cortante)
• Mango (para sujeción y accionamiento)

Proceso de Roscado de Tuercas o Roscas Interiores (con Macho de Roscar)

1. Trazar el centro donde se realizará el taladro y marcar con un granete para guiar la broca.
2. Taladrar el agujero con la broca del diámetro adecuado (diámetro nominal de la rosca menos el paso) para la rosca que se va a realizar.
3. Colocar el macho Nº 1 (macho de inicio o desbaste) perpendicularmente a la superficie de la pieza.
4. Girar el macho en el sentido de las agujas del reloj (para roscas a derechas). Se recomienda avanzar aproximadamente media vuelta y retroceder un cuarto de vuelta para romper y evacuar la viruta.
5. Lubricar constantemente con aceite de corte adecuado durante la operación.
6. Realizar la misma operación secuencialmente con el macho intermedio (Nº 2) y el macho de acabado (Nº 3) para obtener la rosca final con la precisión y acabado requeridos.

Torneado

Partes Principales del Torno

• Cabezal Fijo: Unido a la bancada, es una pieza fundamental que contiene los mecanismos de accionamiento principal (motor, caja de velocidades, husillo principal).
• Plato de Sujeción: Dispositivo montado en el husillo principal que sujeta la pieza a mecanizar y le transmite el movimiento de rotación (movimiento de corte).
• Cabezal Móvil (Contrapunto): Se desliza sobre las guías de la bancada. Sirve de apoyo (contrapunto) para piezas largas o para montar herramientas como brocas, escariadores o portabrocas.
• Carro Principal: Su misión es fijar la herramienta de corte y transmitirle los movimientos de avance (longitudinal y transversal) y penetración. Se compone generalmente de carro longitudinal, carro transversal y carro orientable (charriot).
• Bancada: Es la estructura base del torno que soporta todos los demás elementos y proporciona las guías para el desplazamiento preciso del carro principal y del cabezal móvil.

Materiales Comunes de las Herramientas de Torno

• Acero para herramientas: Aceros al carbono o débilmente aleados, para bajas velocidades de corte.
• Acero Rápido (HSS): Permiten velocidades de corte mayores que los anteriores.
• Metal Duro (Carburo Cementado): Plaquitas de carburos metálicos (tungsteno, titanio, tantalio) aglomerados con cobalto. Para altas velocidades de corte y materiales duros.

Formas y Aplicaciones Típicas de Cuchillas de Torno

Las cuchillas de torno (o plaquitas intercambiables) tienen diversas formas según la operación:

• Para Ranurar: Realizar ranuras en la pieza.
• Para Tronzar: Cortar o separar una parte de la pieza.
• Para Cilindrar: Mecanizar superficies cilíndricas exteriores.
• Para Refrentar: Mecanizar superficies planas perpendiculares al eje de giro.
• Para Roscar: Tallar roscas exteriores o interiores.

Ángulos de Afilado de la Cuchilla de Torno

Los ángulos de la herramienta de corte son cruciales para el proceso de mecanizado:

• Ángulo de Incidencia (o de Alivio): Formado entre la cara de incidencia de la herramienta y la tangente a la superficie mecanizada. Generalmente entre 5º y 10º. Evita el rozamiento excesivo entre la herramienta y la pieza.
• Ángulo de Salida o Desprendimiento (o de Ataque): Formado por la cara de desprendimiento (por donde sale la viruta) y un plano perpendicular a la superficie de corte. Puede ser positivo (facilita el corte de materiales blandos), negativo (para materiales duros y cortes interrumpidos) o cero.
• Ángulo de Oblicuidad del Filo (o de Posición): Ángulo que forma el filo principal de corte con la dirección del avance. Los más empleados son de 45º. Materiales como la fundición y la forja pueden requerir ángulos mayores, como 60º, para mayor robustez del filo.

Operaciones Básicas de Torneado

• Cilindrado: Operación para obtener superficies cilíndricas mediante el desplazamiento de la cuchilla paralelo al eje de giro de la pieza.
• Torneado Cónico: La herramienta se desplaza formando un ángulo con el eje de giro, igual a la mitad del ángulo del cono que se desea obtener.
• Refrentado: Operación para obtener superficies planas perpendiculares al eje de rotación de la pieza, generalmente mecanizando el extremo de la misma.
• Taladrado: Realización de un agujero en el centro de la pieza (alineado con el eje de rotación), utilizando una broca montada en el cabezal móvil.
• Roscado en Torno: Se talla una rosca utilizando una cuchilla con el perfil adecuado (ángulo de la cuchilla igual al ángulo del perfil de la rosca). El paso de la rosca se consigue sincronizando el avance de la cuchilla con el giro de la pieza (avance por revolución igual al paso de la rosca).

Fresado y Rectificado

Tipos de Fresado (Según Operación)

• Fresado Cilíndrico (o Tangencial/Periférico): El eje de la fresa es paralelo a la superficie que se mecaniza. Los filos cortantes están en la periferia de la fresa. Implica tres movimientos relativos: movimiento de corte (giro de la fresa), movimiento de avance (desplazamiento de la pieza o la mesa) y movimiento de penetración o profundidad de pasada (ajuste vertical).
• Fresado Frontal: El eje de la fresa es perpendicular a la superficie mecanizada. Los filos principales están en la cara frontal de la fresa, aunque también pueden cortar con la periferia. Es común en fresadoras de husillo vertical para planear superficies.

Tipos de Fresadoras (Según Configuración)

• Fresadora Horizontal: El husillo porta-fresas está dispuesto horizontalmente. Las fresas empleadas suelen ser cilíndricas, de disco, o trenes de fresas montadas en un eje.
• Fresadora Vertical: El husillo porta-fresas es vertical. Es muy versátil y permite realizar fácilmente operaciones como taladrado, mandrinado, planeado frontal y mecanizado de cavidades o chaveteros.
• Fresadora Universal: Similar a la horizontal, pero incorpora una mesa giratoria y, a menudo, un cabezal vertical adicional o un cabezal universal orientable. Permite realizar fresado horizontal, frontal, angular y operaciones complejas como el tallado de hélices.

Clasificación de Herramientas de Fresar (Según Material a Mecanizar - ISO 513)

Las calidades de las herramientas de corte (especialmente plaquitas de metal duro) se agrupan según el material a mecanizar:

• Grupo P (Azul): Para aceros.
• Grupo M (Amarillo): Para aceros inoxidables.
• Grupo K (Rojo): Para fundición.
• Grupo N (Verde): Para metales no férreos (aluminio, cobre, latón).
• Grupo S (Naranja): Para superaleaciones termorresistentes y titanio.
• Grupo H (Gris): Para materiales endurecidos.

Nota: La clasificación original 'H, N, W' parece una simplificación o un sistema antiguo. Se ha actualizado a la clasificación ISO estándar, pero manteniendo la idea de grupos para diferentes durezas/tipos de metal. Si se prefiere la original:

• Tipo H: Para metales duros.
• Tipo N: Para metales de dureza media.
• Tipo W: Para metales blandos.

Consideraciones sobre el Rectificado de Piezas de Motor

El rectificado es una operación de acabado para mejorar la precisión dimensional y la calidad superficial. En motores, se aplica a piezas como cigüeñales, bloques, culatas, etc.

• Verificación del Fabricante: Comprobar siempre en las especificaciones del fabricante si la pieza admite rectificado o planificado y cuáles son los límites (submedidas).
• Disponibilidad de Componentes: Si se permite el rectificado, asegurarse de que el fabricante o el mercado suministran los componentes correspondientes a las nuevas medidas (ej. casquillos de bancada o biela minorados, juntas de culata a sobremedida).
• Análisis de Costes: Calcular el coste total del rectificado (mano de obra, comprobaciones, componentes asociados) y compararlo con el coste de una pieza de recambio nueva o reconstruida.
• Decisión: Si el coste del rectificado es superior al del recambio, o si la pieza presenta daños estructurales no reparables, generalmente no se recomienda rectificar y es preferible sustituir la pieza.

Causas Frecuentes para la Rectificación del Cigüeñal

• Gripaje: Ocasionado por una deficiencia grave de lubricación (falta de aceite, fallo de bomba, obstrucción), que provoca sobrecalentamiento y fusión localizada entre muñones y cojinetes.
• Desgaste Excesivo: Causado por el rozamiento normal durante un uso prolongado, o acelerado por lubricación deficiente, contaminación del aceite o sobrecargas. Provoca ovalamiento, conicidad o pérdida de dimensiones en los muñones de bancada y biela.