¿QUÉ ES UNA BROCA Y CUALES SON SUS CARACTERISTICAS? La Broca, también denominada mecha, es una pieza de metal de corte, la cual se utiliza siempre vinculada a una herramienta mecánica denominada taladro o cualquier otra máquina afín. Esta última es la que hace girar la broca y el uso que principalmente presenta es para realizar orificios o agujeros en diferentes materiales.
Mayormente, son las industrias las que emplean la broca, en tanto, es común que cada industria adapte la broca a su uso particular, por tanto, es que existen una gran variedad de brocas en el mercado. En tanto, el diseño de las brocas debe contemplar el material que debe remover, es decir, por ejemplo la dureza que presenta el mismo para así definir la velocidad y la forma que mejor se adapte al material sobre el cual trabajará.
Cabe destacar, que el filo de la broca se desafila con el recurrente uso, por tanto, es imprescindible, para contribuir a su cuidado, afilarlo cada tanto y así recuperar su inicial capacidad de corte.
Hay diversas maneras de afilar una broca, a través de máquinas afiladoras, este tipo es el más usual en las industrias de mecanizado, aunque también es posible afilarlas a mano mediante pequeñas amoladoras que cuentan con muelas de grano fino; este tipo de afilado manual requiere, por supuesto, de una habilidad especial para llevarlo a cabo para no cometer errores a la hora de conseguir el mejor ángulo de corte.
Entre los tipos más comunes de brocas, se destacan las siguientes: Broca larga (se la usa especialmente para aquellos lugares en los que la broca normal no llega, tal es el caso cuando hay que hacer un agujero en el interior de un equipo o pieza), Broca super larga (usada a instancias de la necesidad de taladrar muros para pasar cables), broca de centrar (diseñada especialmente para realizar puntos
de centrado de un eje y así facilitar el torneado), broca de paleta (diseñada para usar en madera), broca de taladro profundo o escopeta, broca para excavación (empleada en la excavación de pozos petrolíferos) y broca normal helicoidal.
Las brocas constan de tres partes: el vástago, el cuerpo y la punta. • El vástago: Es la parte que se coloca en el husillo y se hace girar.
Estos pueden ser rectos o cónicos. • Cuerpo: Es la parte cilíndrica que va desde el vásta go hasta la punta.
Este en su recorrido tiene unas flautas cuya función es la de dejar entrar el fluido refrigerante y dejar escapar la viruta. • Punta: Se encuentra en todo el extre mo cortante o filo cónico de la broca. La
forma y condiciones de la punta son muy importantes para la acción cortante de la broca.
Es importante utilizar la broca adecuada para cada material, ya que el resultado de la operación se verá reflejado en el tipo de broca que se utilice. Con una broca de pared o de madera no se puede trabajar el metal pero con una de metal si podemos taladrar madera pero no pared.
Las brocas están hechas de acero rápido (HSS), pero la calidad de cada broca puede variar según la aleación y según el método y calidad de fabricación. Existen principalmente las siguientes calidades: • HSS laminada. Es la más económica de las brocas de metal. Es de uso general
en metales y plásticos en los que no se requiera precisión. No es de gran duración. • HSS titanio rectificada. Están recubiertas de una a leación de titanio que permite
taladrar metales con la máxima precisión, incluyendo materiales difíciles como el acero inoxidable. Se puede aumentar la velocidad de corte y son de extraordinaria duración. • HSS cobalto rectificada. Son las brocas de máxim a calidad, y están
recomendadas para taladrar metales de todo tipo incluyendo los muy duros y los aceros inoxidables. Tienen una especial resistencia a la temperatura, de forma que se pueden utilizar sin refrigerante.
Brocas helicoidales. Estas son las más comunes ya que su diseño permite tanto el corte como la evacuación de los sobrantes que este deja.
Generalmente formadas de un vástago para su sujeción por medio de porta brocas y una sección de corte helicoidal bien afilada.
Existen numerosas variedades que se diferencian por el material del cual están fabricadas y el tipo de material sobre el cual se aplicarán.
Broca larga para Madera. Se usa donde no se puede llegar con una broca de tamaño normal por hallarse el punto donde se desea hacer el agujero en el interior de una pieza o equipo.
Broca para Berbiquí. Se usan en conjunto con un taladro manual. Estas permiten hacer barrenos a muy bajas revoluciones de giro de la herramienta. Esto es ideal en lugares y situaciones donde no se cuenta con suministro de energía eléctrica.
Broca de Avellanar. Se utilizan para embutir en la madera y dejar al ras los tornillos de cabeza avellanada. Se utilizan después de haber hecho el orificio para el tornillo con broca normal. Si se utilizan con taladro eléctrico es muy recomendable utilizar un soporte vertical que ayude a guiar la broca para que la cabeza del tornillo a embutir no sobresalga de la madera.
Broca de paleta. También conocida como broca de espada o broca plana para madera. Usada principalmente en madera, para abrir muy rápidamente agujeros de varios diámetros con berbiquí o taladro eléctrico. Tiene una punta muy afilada, que sirve de centro y de guía, de muy poca longitud, luego viene la paleta, que es la que hará el agujero calibrado, de acuerdo a su diámetro. Esta broca ha sido utilizada durante mucho tiempo.
Brocas Corona. Para hacer orificios de gran diámetro, se utilizan las coronas o brocas de campana. Estas brocas las hay para todo tipo de materiales (metales, obra, madera, cristal). Consisten en una corona dentada en cuyo centro suele haber fijada una broca convencional que sirve para el centrado y guía del orificio. La más utilizada en bricolaje es la de la siguiente foto, que incluye variedad de diámetros en una sola corona. Son utilizadas también pasa sacar bocados de la madera que luego pueden ser utilizados para confeccionar perillas.
Broca Escalonada. Existen varios tipos de broca escalonada. o ahogado en la madera muy populares para uniones del tipo pocket hole. Es una broca con doble diámetro; la primera porción es del diámetro aproximado del cuerpo del tornillo que alojara. La segunda porción, más larga que la primera es del diámetro de la broca, mismo que alojara totalmente el diámetro de la cabeza del tornillo.
Broca Escalonada o Step Bit drill. Esta broca es utilizada ampliamente para realizar barrenos en forma escalonada; que van de un diámetro pequeño hacia un diámetro mayor y se utilizan mayormente sobre láminas. Para efectuar este tipo de barrenos sobre madera se recomienda el uso de las brocas Corona o las del tipo Fortsner que recién revisamos.
Velocidad de Corte en broca La velocidad de una broca se puede expresar en revoluciones por minuto. Durante la operación de taladro, la broca está sometida en dos movimientos simultáneos: uno de rotación alrededor de su eje (expresado en r.p.m) y otro de avance que permite introducir la broca en la pieza (expresado en mm/vuelta). En consecuencia, la fuerza que habrá que ejercer sobre la broca vendrá dada por el valor del avance adecuado, que estará en función del tipo de broca y de la calidad superficial de la pieza. Generalmente, una presión excesiva podrá romper o quemar la broca; en cambio si es demasiado baja ejercerá una acción de embotamiento.
Avance: Representa la velocidad de penetración de la broca en la pieza al taladrar. Puede expresarse de dos maneras: como milímetros de penetración por revolución de la broca, o como milimétrico de penetración por revolución de la broca, o como milímetros de penetración por minuto de trabajo.
Se define como la velocidad lineal en la zona que se está mecanizando. Una velocidad alta de corte permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera el desgaste de la herramienta. La velocidad de corte se expresa en metros/minuto o pies/minuto. Por medio de investigaciones de laboratorio ya se han determinado velocidades de corte para los materiales más usados Los factores que influyen en la velocidad de corte son: • Calidad del material de las fresas y sus dimens iones. • Calidad del material que se va a trabajar. • Avance y profundidad de corte de la herramienta. • Uso del fluido de corte (aceite soluble). • Tipo de montaje del material. • Tipo de montaje de la herramienta.
Velocidad de rotación de la pieza (N): Normalmente expresada en revoluciones/minuto (rpm). Se calcula a partir de la velocidad de corte y del diámetro mayor de la pasada que se está mecanizando. Como las velocidades de corte de los materiales ya están calculadas y establecidas en tablas, solo es necesario que la persona encargada calcule las RPM a que debe girar la fresa, para trabajar los distintos materiales. Las revoluciones de la fresa se pueden calcular por medio de la fórmula:
¿QUÉ ES UN HUSILLO? Un husillo es un tipo de tornillo largo y de gran diámetro, utilizado para accionar los elementos de apriete tales como prensas o mordazas, así como para producir el desplazamiento lineal de los diferentes carros de fresadoras y tornos, o en compuertas hidráulicas. Puede ser metálico (el material más utilizado es acero templado), de madera o PVC. En ocasiones se le menciona como tornillo sin fin. La tuerca husillo es un tipo de mecanismo que está constituido por un tornillo (husillo) que al girar produce el desplazamiento longitudinal de la tuerca en la que va enroscado (movimiento rectilíneo).
HUSILLOS DE BOLAS El husillo de bolas es un sistema mecánico capaz de convertir el movimiento rotativo en lineal y viceversa. Una de las mejores características de los husillos de bolas es el alto rendimiento obtenidos a causa de la rodadura de las bolas entre el husillo y el cuerpo de la tuerca. En estos husillos, el rozamiento de rodadura se da en los puntos en los que las bolas tocan el husillo y el cuerpo de la tuerca. Esta es una de las mejores ventajas que estos husillos ofrecen en comparación con otras soluciones alternativas como los husillos de bolas, en los cuales el rozamiento se da en toda la superficie de la rosca del husillo de bolas con la tuerca, siendo el rozamiento mucho mayor.
Especificaciones Técnicas: Capacidad de carga dinámica 14.700 kg. Capacidad de carga estática 45.400 kg.
¿QUÉ ES UN TORNO? Los tornos son máquinas que nos permiten mecanizar piezas de forma geométricas mediante revoluciones. Estas máquinas operan haciendo girar una pieza, sujeta en el cabezal, a distintas revoluciones por minuto, según sea la composición del material, las especificaciones y condiciones tecnológicas de mecanizado adecuadas. Mientras esto sucede, una herramienta de corte empieza a trabajar, siendo esta empujada en un movimiento regulado de avance, ya sea paralela o perpendicularmente a la dirección de giro, contra la superficie de la pieza a mecanizar, realizando así, un corte en la pieza. Por lo cual cuando esta pieza está terminada se ve igual por todos sus lados posibles. Estas máquinas trabajan en el plano, es decir dos coordenadas, porque solo tiene dos ejes de trabajo normalmente denominados Z y X. La herramienta de corte va montada sobre un carro que se desplaza sobre unas guías o rieles paralelos al eje de giro de la pieza que se tornea, llamado eje Z; sobre este carro hay otro que se mueve según el eje X, en dirección radial a la pieza que se tornea, y puede haber un tercer carro llamado orientable que se puede inclinar, para hacer conos, y donde se apoya la torreta portaherramientas. Cuando el carro principal desplaza la herramienta a lo largo del eje de rotación, produce el cilindrado de la pieza, y cuando el carro transversal se desplaza de forma perpendicular al eje de simetría de la pieza se realiza la operación denominada refrenado o también llamado careado.
CLASIFICACIÓN DE LOS TORNOS Actualmente se utilizan en la industria del mecanizado varios tipos de tornos, cuya aplicación depende de la cantidad de piezas a mecanizar por serie, de la complejidad de las piezas y de la envergadura de las piezas.
Torno paralelo El torno paralelo o mecánico es el tipo de torno que evolucionó partiendo de los tornos antiguos cuando se le fueron incorporando nuevos equipamientos que lograron convertirlo en una de las máquinas herramientas más importante que han existido. Sin embargo, en la actualidad este tipo de torno está quedando relegado a realizar tareas poco importantes, a utilizarse en los talleres de aprendices y en los talleres de mantenimiento para realizar trabajos puntuales o especiales. Para la fabricación en serie y de precisión han sido sustituidos por tornos copiadores, revólver, automáticos y de CNC. Para manejar bien estos tornos se requiere la pericia de profesionales muy bien calificados, ya que el manejo manual de sus carros puede ocasionar errores a menudo en la geometría de las piezas torneadas.
Torno copiador . Se llama torno copiador a un tipo de torno que operando con un dispositivo hidráulico y electrónico permite el torneado de piezas de acuerdo a las características de la misma siguiendo el perfil de una plantilla que reproduce una réplica igual a la guía. Este tipo de tornos se utiliza para el torneado de aquellas piezas que tienen diferentes escalones de diámetros, que han sido previamente forjadas o fundidas y que tienen poco material excedente. También son muy utilizados estos tornos en el
trabajo de la madera y del mármol artístico para dar forma a las columnas embellecedoras.
Torno revólver El torno revólver es una variedad de torno diseñado para mecanizar piezas sobre las que sea posible el trabajo simultáneo de varias herramientas con el fin de disminuir el tiempo total de mecanizado. Las piezas que presentan esa condición son aquellas que, partiendo de barras, tienen una forma final de casquillo o similar. Una vez que la barra queda bien sujeta mediante pinzas o con un plato de garras, se va taladrando, mandrinando, roscando o escariando la parte interior mecanizada y a la vez se puede ir cilindrando, refrenando, ranurando, roscando y cortando con herramientas de torneado exterior.
Torno automático Se llama torno automático a un tipo de torno cuyo proceso de trabajo está enteramente automatizado. La alimentación de la barra necesaria para cada pieza se hace también de forma automática, a partir de una barra larga que se inserta por un tubo que tiene el cabezal y se sujeta mediante pinzas de apriete hidráulico. Estos tornos pueden ser de un solo husillo o de varios husillos: Los de un solo husillo se emplean básicamente para el mecanizado de piezas pequeñas que requieran grandes series de producción. Cuando se trata de mecanizar piezas de dimensiones mayores se utilizan los tornos automáticos multihusillos donde de forma programada en cada husillo se va realizando una parte del mecanizado de la pieza.
Torno vertical El torno vertical es una variedad de torno, de eje vertical, diseñado para mecanizar piezas de gran tamaño, que van sujetas al plato de garras u otros operadores y que por sus dimensiones o peso harían difícil su fijación en un torno horizontal. Los tornos verticales no tienen contrapunto sino que el único punto de sujeción de las piezas es el plato horizontal sobre el cual van apoyadas. La manipulación de las piezas para fijarlas en el plato se hace mediante grúas de puente o polipastos.
Torno CNC Actualmente se utilizan en la industria del mecanizado varios tipos de tornos, cuya aplicación depende de la cantidad de piezas a mecanizar por serie, de la complejidad de las piezas y de la envergadura de las piezas.
VELOCIDAD DE CORTE EN EL TORNO Se define como velocidad de corte la velocidad lineal de la periferia de la pieza que está en contacto con la herramienta. La velocidad de corte, que se expresa en metros por minuto (m/min), tiene que ser elegida antes de iniciar el mecanizado y su valor adecuado depende de muchos factores, especialmente de la calidad y tipo de herramienta que se utilice, de la profundidad de pasada, de la dureza y la maquinabilidad que tenga el material que se mecanice y de la velocidad de avance empleada. Las limitaciones principales de la máquina son su gama de velocidades, la potencia de los motores y de la rigidez de la fijación de la pieza y de la herramienta.
Donde V c es la velocidad de corte, n es la velocidad de rotación de la herramienta y Dc es el diámetro de la pieza.
El avance o velocidad de avance en el torneado es la velocidad relativa entre la pieza y la herramienta, es decir, la velocidad con la que progresa el corte. El avance de la herramienta de corte es un factor muy importante en el proceso de torneado. Cada herramienta puede cortar adecuadamente en un rango de velocidades de avance por cada revolución de la pieza, denominado avance por revolución (fz). Este rango depende fundamentalmente del diámetro de la pieza, de la profundidad de pasada, y de la calidad de la herramienta. Este rango de velocidades se determina experimentalmente y se encuentra en los catálogos de los fabricantes de herramientas. Además esta velocidad está limitada por las rigideces de las sujeciones de la pieza y de la herramienta y por la potencia del motor de avance de la máquina. El grosor máximo de viruta en mm es el indicador de limitación más importante para una herramienta. El filo de corte de las herramientas se prueba
para que tenga un valor determinado entre un mínimo y un máximo de grosor de la viruta. La velocidad de avance es el producto del avance por revolución por la velocidad de rotación de la pieza.
Al igual que con la velocidad de rotación de la herramienta, en los tornos convencionales la velocidad de avance se selecciona de una gama de velocidades disponibles, mientras que los tornos de control numérico pueden trabajar con cualquier velocidad de avance hasta la máxima velocidad de avance de la máquina.
Efectos de la velocidad de avance
Decisiva para la formación de viruta
Afecta al consumo de potencia
Contribuye a la tensión mecánica y térmica
La elevada velocidad de avance da lugar a:
Buen control de viruta
Menor tiempo de corte
Menor desgaste de la herramienta
Riesgo más alto de rotura de la herramienta
Elevada rugosidad superficial del mecanizado.
La velocidad de avance baja da lugar a:
Viruta más larga
Mejora de la calidad del mecanizado
Desgaste acelerado de la herramienta
Mayor duración del tiempo de mecanizado
Mayor coste del mecanizado
Tiempo de torneado
FRESADORA Una Fresadora es una máquina herramienta utilizada para realizar mecanizado por arranque de viruta mediante el movimiento de una herramienta rotativa de varios filos de corte denominada fresa. En las fresadoras tradicionales, la herramienta o fresa gira en una posición fija y el desbastado se realiza acercando la pieza a la herramienta. Dado la variedad de mecanizados que se pueden realizar con una fresadora, en sus diferentes modelos y potencias, es una máquina herramienta muy versátil y que requiere de un manejo muy especial por parte de los operadores, requiriéndose para ello una capacitación muy especial. La fresadora se emplea para realizar trabajos en superficies planas o perfiles irregulares, pudiendo también utilizarse para tallar engranajes y roscas, taladrar y mandrilar agujeros, ranuras chaveteros y graduar con precisión medidas regularmente espaciadas.
TIPOS DE FRESADORAS Maquina Fresadora Horizontal: Esta máquina se presta para toda clase de trabajos. Su característica es el husillo de fresar dispuesto horizontalmente
Máquina de Fresar Vertical: Con esta máquina se realizan principalmente trabajos de fresado frontal. El husillo de fresar está dispuesto verticalmente en el cabezal porta fresa. Este cabezal puede girar de tal modo que puede adoptar una posición inclinada. Los mecanismos de accionamiento principal y de avance no se diferencian de la Fresadora Horizontal.
Máquina de fresar Universal: La característica principal de esta máquina es que tiene un husillo principal para el acoplamiento de ejes portaherramientas horizontales y un cabezal que se acopla a dicho husillo y que convierte la máquina en una fresadora vertical, además, la mesa de fresar puede girar hacia la derecha o hacia la izquierda. Con esto se
hace posible la ejecución de muchos más trabajos, como por ejemplo, el fresado de ranuras helicoidales.
Fresadoras Circulares: Tienen una amplia mesa circular giratoria, por encima de la cual se desplaza el carro portaherramientas, que puede tener uno o varios cabezales verticales, por ejemplo, uno para operaciones de desbaste y otro para operaciones de acabado. Además pueden montarse y desmontarse piezas en una parte de la mesa mientras se mecanizan piezas en el otro lado.
Fresadoras copiadoras: Disponen de dos mesas: una de trabajo sobre la que se sujeta la pieza a mecanizar y otra auxiliar sobre la que se coloca un modelo. El eje vertical de la herramienta está suspendido de un mecanismo con forma de pantógrafo que está conectado también a un palpador sobre la mesa auxiliar. Al seguir con el palpador el contorno del modelo, se define el movimiento de la herramienta que mecaniza la pieza.
Máquina de Fresar Paralela: Se utiliza para trabajar piezas muy pesadas Máquina de Fresar Planeadora: Se presta para trabajos en serie. Las Fresadoras de Planear tienen frecuentemente varios husillos de fresar. Otras Máquinas de Fresar son: Fresadora de roscas, la fresadora de ruedas dentadas, las fresadoras de copiar y las Fresadoras CNC
OPERACIONES DE TRABAJO EN UNA FRESADORA En las fresadoras universales utilizando los accesorios adecuados o en las fresadoras de control numérico se puede realizar la siguiente relación de fresados:
1) Planeado. La aplicación más frecuente de fresado es el planeado, que tiene por objetivo conseguir superficies Planas.
2) Fresado en escuadra. El fresado en escuadra es una variante del planeado que consiste en dejar escalones perpendiculares en la pieza que se mecaniza.
3) Cubicaje. La operación de cubicaje es muy común en fresadoras verticales u horizontales y consiste en preparar los tarugos de metal u otro material como mármol o granito en las dimensiones cúbicas adecuadas para operaciones posteriores A B C
4) Corte. Una de las operaciones iniciales de mecanizado que hay que realizar consiste muchas veces en cortar las piezas a la longitud determinada partiendo de barras y perfiles comerciales de una longitud mayor.
5) Ranurado recto. Para el fresado de ranuras rectas se utilizan generalmente fresas cilíndricas con la anchura de la ranura
6) Ranurado de forma. Se utilizan fresas de la forma adecuada a la ranura, que puede ser en forma de T, de cola de milano, etc.
7) Ranurado de chaveteros. Consiste en realizar las ranuras longitudinales a ejes en las cuales se alojara la chaveta Se utilizan fresas cilíndricas con mango, conocidas en el argot como bailarinas, o fresas para ranurar.
8) Fresado de cavidades. En este tipo de operaciones es recomendable realizar un taladro previo y a partir del mismo y con fresas adecuadas abordar el mecanizado de la cavidad teniendo en cuenta que los radios de la cavidad deben ser al menos un 15% superior al radio de la fresa
9) Fresado de roscas. El fresado de roscas requiere una fresadora capaz de realizar interpolación helicoidal simultánea en dos grados de libertad: la rotación de la pieza respecto al eje de la hélice de la rosca y la traslación de la pieza en la dirección de dicho eje.
10) Fresado frontal. Consiste en el fresado que se realiza con fresas helicoidales cilíndricas que atacan frontalmente la operación de fresado
11) Fresado de engranajes. El fresado de engranajes apenas se realiza ya en fresadoras universales mediante el plato divisor, sino que se hacen en máquinas especiales llamadas talladoras de engranajes.
12) Mortajado. Consiste en mecanizar chaveteros en los agujeros, para lo cual se utilizan brochadoras o bien un accesorio especial que se acopla al cabezal de las fresadoras universales y transforma el movimiento e rotación en un movimiento vertical alternativo
13) Fresado en rampa. Es un tipo de fresado habitual en el mecanizado de moldes que se realiza con fresadoras copiadoras o con fresadoras de control numérico.
14) Fresado de piezas Hexagonales. Las piezas cuya periferia está constituida por caras o por entalladuras repartidas regularmente.
EJEMPLO: Calculo de la velocidad de rotación que es necesario aplicar para taladrar un acero convencional que tiene una velocidad de corte de 20, usando una broca de 6 mm de diámetro.
Velocidad de rotación = velocidad de corte x 1.000 (Diámetro x π)
Velocidad de rotación = 20 x 1.000 =1.061 r.p.m 6 x 3.1416
Fuentes:
https://books.google.com.mx/books?id=AbJ4JDcUqpMC&pg=PA62&lpg=PA62&dq =defina+que+es+el+avance+de+una+broca+y+las+unidades+las+cuales+se+pued en+expresar&source=bl&ots=7HPt_u-DKe&sig=GVH6iq2hRpzmkrl-6ARggDeL9g&hl=es 419&sa=X&ved=0ahUKEwjJh5DluYDUAhVW8WMKHYSWB_AQ6AEIMDAC#v=on epage&q=defina%20que%20es%20el%20avance%20de%20una%20broca%20y% 20las%20unidades%20las%20cuales%20se%20pueden%20expresar&f=false https://micarpinteria.wordpress.com/2011/02/23/las-brocas-y-sus-tipos/
https://www.definicionabc.com/general/broca.php http://www.escuelaing.edu.co/uploads/laboratorios/5128_taladro.pdf https://www.cotransa.net/productos.php?cat=husillos-de-bolas&cod=husillos-de-bolas.php https://core.ac.uk/download/pdf/16308279.pdf http://maquinas-herramientas-mecanica.blogspot.mx/2013/11/clasificacion-de-los-tornos.html http://jjc3mecanizadonocturno.blogspot.mx/p/velocidad-de-corte.html http://gabpingenieria.weebly.com/uploads/2/0/1/6/20162823/pffresadora.pdf
