Técnicas de Taladrado: Tipos de Brocas y Velocidades Óptimas

¿Qué es el Taladrado?

El taladrado es una operación de corte por arranque de virutas que permite realizar agujeros de distintos diámetros. La herramienta de corte es la broca o una fresa, y la máquina para emplear esta herramienta es la taladradora. El taladro se emplea también en los trabajos de reparación de roscas, en la extracción de espárragos rotos, desmontaje de remaches, etc.

Tipos de Taladros

• Taladro pasante: Es el tipo de taladro más común en mecanizado, aunque no tanto en motores u otras partes del vehículo. Atraviesa completamente la pieza taladrada.
• Taladro ciego: Se practica en la pieza solo parcialmente, sin atravesarla. Para ello, es necesario ajustar la profundidad y utilizar un casquillo ajustable con un tornillo prisionero.
• Avellanado: Consiste en realizar un rebaje de forma cónica en el borde exterior del agujero. Este rebaje es necesario cuando se utilizan remaches o tornillos con cabeza plana o avellanada. Para realizar esta operación, se emplea una broca de mayor diámetro o una fresa de avellanar. La fresa de avellanar puede ser de acero o piedra esmeril. Los ángulos de corte de la fresa de avellanar pueden ser de 45º, 60º, 75º, 90º y 120º. El avellanado para hacer una rosca o insertar un tornillo es de d+0.3 paso. Ejemplo: rosca de 10 x 150 = 10 + 0,45 = 10.5 mm.
• Taladro escalonado: Se realiza cuando deseamos embutir una cabeza de tornillo que no es cónica sino cilíndrica, dejando la cabeza del tornillo a ras del plano. Si tiene dos diámetros, se denomina diametral. Se practica con brocas de distintos diámetros.

Brocas

Es una herramienta de corte de acero al carbono o acero rápido templado. Tiene forma cilíndrica con ranuras helicoidales para permitir la salida de las virutas y que, a su vez, afilados en sus extremos, determinan las aristas cortantes.

Partes de la Broca

• Cuerpo (A): Es la parte entre el filo y el mango. Tiene dos ranuras de forma helicoidal para avanzar la viruta y que acaba en un filo llamado faja guía (D).
• Mango (B): Es la parte de la broca que permite la fijación a la máquina de taladrar. Hay dos tipos de mangos: cilíndricos y cónicos, también llamados Morse.
• Punta o Boca (C): Es la parte de corte de la broca. En ella se encuentran dos filos: el filo transversal y el filo principal, que inicia el corte. Entre estos dos filos se forma un ángulo de 55º.

Ángulos de la Broca

En la broca podemos diferenciar dos ángulos:

• Ángulo de vértice: Es el ángulo que forman los labios de corte. Varía en función del material que se trabaja:
  • Aleaciones blandas: 140º
  • Cobre, aceros, fundición: 120º
  • Plásticos: 60-90º
• Ángulo de hélice: Es el ángulo que forma la hélice con el eje vertical de la misma. Su valor oscila entre 20 y 40 grados.

Las superficies que quedan inmediatamente detrás de los filos se encuentran destalonadas o achaflanadas para que únicamente las aristas cortantes entren en contacto con la pieza, evitando así rozamientos indeseados que pueden atascar o sobrecalentar la broca.

Material de las Brocas

• Acero al Carbono (HS - High Steel): Acero con carbono entre 0,65 y 1,5 %.
• Acero Rápido (HSS - High Speed Steel): Acero con carbono entre 0,75 y 0,95 % y aleado con cromo, molibdeno y wolframio.
• HSSCO (High Speed Steel Cobalt): Acero rápido con cobalto. Es para materiales muy duros y que soportan altas temperaturas. Puede trabajar sin refrigerante.
• HSSTi: Acero con titanio. Puede taladrar aceros con mucha precisión, incluyendo aceros inoxidables.

Tipos de Brocas

Hay numerosos tipos de brocas. La diferencia estriba en el diseño de la punta y en el tipo de material a trabajar. Así, hay brocas para metal, madera, mampostería, cristal, etc.

Parámetros de la Operación de Corte

Durante el taladrado, la broca realiza dos movimientos: un movimiento rotativo que permite el corte de la viruta (expresado en rpm) y otro movimiento rectilíneo de avance que permite introducir la broca en la pieza (expresado en m/vueltas).

Velocidad de Corte

Es uno de los factores principales que determinan la duración de una broca y se define como la velocidad lineal en la periferia de la broca. Su elección viene determinada por el material de fabricación de la broca, el material de fabricación de la pieza a taladrar y las características de la máquina taladradora.

La velocidad de corte es:

VC (metros /minuto) = n (rpm) x 3.14 x diámetro (mm) / 1000

Velocidad de Avance

Representa la velocidad de penetración de la broca en la pieza a taladrar. Puede expresarse de dos modos: como milímetros de penetración por revolución de la broca o como milímetros de penetración por minuto de trabajo. Como norma general, cuanto más grande es la broca, menor debe ser el número de rpm. Cuanto más delgada sea la broca, más revoluciones debe tener la taladradora.

Una velocidad de corte excesiva puede dar lugar a:

• Desgaste muy rápido del filo de corte de la herramienta.
• Calidad del mecanizado deficiente.
• Deformación del filo de corte y pérdida de tolerancia del mecanizado.

Una velocidad de corte demasiado baja puede dar lugar a:

• Formación de filo de aportación en la herramienta.
• Efecto negativo sobre la evacuación de la viruta.
• Baja productividad.
• Coste elevado.

Ejemplo: Calcular la velocidad de giro necesaria para taladrar una pieza de acero convencional que tiene una velocidad de corte de 20, usando una broca de 6 mm de diámetro.

Taladradoras

Las taladradoras son máquinas que generan el movimiento de rotación necesario para efectuar los agujeros. En ellas se montan las brocas como herramientas de corte. El movimiento de traslación o rectilíneo lo realiza el operario si es una taladradora manual, o la propia taladradora si dispone de avance automático.

Las taladradoras pueden dividirse en:

• Fijas
• Portátiles

Taladradoras Fijas

Permiten que el taladro se lleve a cabo con comodidad y precisión. Disponen de un sistema de poleas para variar la velocidad de giro y una manivela para que se produzca el avance. Pueden ser de sobremesa o de columna. Esta última permite realizar taladros en piezas grandes.

Taladradoras Portátiles

Pueden realizar taladros en cualquier lugar sin necesidad de una instalación fija. Pueden ser manuales (berbiquí), eléctricas (red o batería) o neumáticas. Estas últimas son silenciosas, ligeras y económicas, pero dependen de una red de aire comprimido.

Portabrocas

Es el elemento de amarre de la broca. El apriete del portabrocas puede realizarse a mano o con llave (tipo Jacob). El portabrocas suele ser intercambiable para poder intercambiarlas con otras de mayor tamaño.

Cono Morse

Se emplea con brocas cónicas y son de mayor tamaño que las brocas cilíndricas. Se numeran del 1 al 6 por dos cifras: la primera indica el número de cono interior y la segunda el número de cono exterior.

• 1: 15 mm
• 2: 15-23 mm
• 3: 24-32 mm
• 4: 35-50 mm
• 5: 51-80 mm
• 6: 81-100 mm

Lubricación durante el Taladrado

En la operación de taladro, se produce un rozamiento entre la broca y la pieza. Este rozamiento genera una gran cantidad de calor que puede destemplar la broca y deteriorar la pieza. Para evitar esto, se refrigeran las superficies de contacto.

• Acero: Taladrina o aceite.
• Fundición: En seco.
• Metales blandos: Petróleo o agua con jabón.
• Bronce: En seco.