Informe Taladrado PDF

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INTRODUCCIÓN

El presente trabajo nos ofrece una recopilación de varias fuentes bibliográficas confiables, de los aspectos principales relacionados con el proceso de taladrado; que abarca desde los antecedentes históricos, la línea de tiempo que le permitió llegar al nivel de desarrollo actual; definiciones y

conceptos generales acerca acerca del taladrado; una descripción detallada de la

herramienta principal que se usa en dicho proceso, la broca; también realizamos una descripción del proceso de arranque de viruta y los cálculos que nos permiten determinar con exactitud las condiciones de corte, además del estudio de la cadena cinemática necesaria para generar los movimientos fundamentales y transmitirlos hacia los órganos correspondientes, utilizando una de las máquinas de taladrar más comunes, la taladradora de co lumna. Todo esto con el fin de conocer y entender desde los puntos de vista de la ciencia y la ingeniería, como se desarrolla uno de los principales procesos de maquinado y uno de los más usados en la industria de manufactura moderna.













TALADRADO 1. HISTORIA Se conoce como taladrado, la operación de abrir agujeros circulares por medio de herramientas animadas de dos movimientos, uno de rotación y otro de avance de penetración. El precursor del taladrado fue probablemente el "molinillo" de hacer fuego. Consistía en una varilla cilíndrica de madera, cuyo sistema de giro fue desarrollándose progresivamente, primero accionando con las palmas de las manos, después mediante un cordel arrollado a la varilla del que se tiraba alternativamente de sus extremos, según figura en un grabado egipcio de 1440 años A.C.

Un Procedimiento muy antiguo para taladrar piedra, según un bajorelieve egipcio de 2700 años A.C. consistía en un robusto eje que llevaba inserto una punta de pedernal para taladrar y en la parte superior un mango para facilitar el giro y la incorporación de dos macetas para regular el giro.













Otro sistema muy utilizado fue el berbiquí de cuerda, que consiste en un eje porta herramienta de madera que lleva incorporado un volante de inercia. A dicho eje se arrolla ar rolla una cuerda atada por sus extremos a un travesaño que impulsado por la mano del hombre se consigue un giro alternativo.

A finales del siglo XV, Leonardo da V inci diseña un taladro horizontal para taladros profundos.

Joseph Whitworth, construyó en 1850 un taladro de columna accionado por transmisión













Del año 1860, el fabricante inglés, "P . Fairbairn & Co." construye un taladro, con elevación de mesa, mediante un sistema de co rona sinfín y cremallera.

En 1860, "Smith & Coventry" construye un taladro radial, con brazo horizontal giratorio, acoplado a un carro con desplazamiento vertical sobre una c olumna, atornillada a una base ranurada porta piezas. Para dar solución al taladrado de piezas voluminosas y pesadas, nació el taladro radial.













Americanos e ingleses, estilizaron la estructura de los taladros de columna, e introdujeron importantes mejoras, entre otras, e l avance automático del husillo porta herramientas y elevación de la mesa porta piezas con mecanismo de piñón - cremallera. Se fabricaron taladros de distintos tipos y capacidades hasta alcanzar su pleno desarrollo a finales del siglo XIX.

En 1921, fabrican una completa gama de taladros, en la que incluyen un modelo para taladrado con broca de 50 mm de diámetro, con ocho velocidades velocidades de giro y avance avance indistintamente manual o automático.















2. DEFINICIONES Y CONCEPTOS 2.1.DEFINICION 2.1. DEFINICION DE TALADRADO Es una operación de maquinado que se usa para crear agujeros redondos en una pieza de trabajo. El taladrado se realiza por lo general con una herramienta cilíndrica rotatoria, llamada broca, que tiene dos bordes en su extremo. La broca avanza dentro de la pieza de trabajo estacionaria para formar un agujero cuyo diámetro está determinado por el diámetro de la broca. El taladrado se realiza en una prensa taladradora, aunque otras máquinas herramienta pueden ejecutar esta operación. Taladrar es arrancar virutas con útiles de uno o de varios filos (brocas). Los filos están constantemente en acción. Se practican agujeros con superficie interior cilíndrica. cilíndrica. El taladrar es arrancar viruta en plan de desbastar. El taladrado constituye uno de los procedimientos de trabajo por arranque de viruta más importantes de la industria metalúrgica. Alrededor de un 30 % de las máquinas herramienta son taladradoras. A veces los agujeros taladrados se terminan de mecanizar por medio de procedimientos de afino, tales como el escariado, e scariado, el esmerilado y el bruñido.













2.2.1. Movimiento de Corte: También llamado movimiento principal o movimiento de giro. Es en la mayoría de los casos realizado por la herramienta y se mide por la velocidad de corte en e n m/min. La velocidad de corte es la velocidad ve locidad superficial en el diámetro exterior de la broca . Se especifica de esta forma por conveniencia, aunque casi todo e l corte se realiza realmente a las velocidades más bajas cercanas al eje de rotación. La velocidad es máxima en la periferia y disminuye hacia el eje de la misma.













que el espesor de viruta sería igual a 3mm/2=1.5 mm. Es decir, en una vuelta cada filo arrancaría una viruta de un espesos de 1.5 mm, si la velocidad de avance es constante, el espesor de viruta sería, en todo to do el proceso, igual a 1.5 mm.

Espesor de viruta

Se aprecia la formación de la viruta y su espesor

2.3. MAQUINAS DE TALADRAR Los movimientos de corte y de avance los recibe la broca por medio de la máquina de taladrar. La distinta forma que puede tener la pieza a mecanizar, así como la magnitud, la calidad y el número de los taladros a ejecutar, han conducido a la creación de distintos tipos de máquinas de taladrar. Además de los trabajos normales de taladrado pueden realizarse, en la mayoría de las máquinas de taladrar, trabajos de avellanado, de escariado y de roscado. Según la posición del husillo se distingue entre taladradoras verticales y taladradoras horizontales.

2.3.1 Taladradoras verticales Son aquellas que tienen el husillo dispuesto en posición vertical. Existen diversos tipos de taladradoras verticales:

TALADRADORAS DE COLUMNA En el soporte, en forma de columna, de la taladradora van dispuestos el husillo de taladrar, los mecanismos para el movimiento principal y de avance, y la mesa de taladrar. La figura nos señala las partes principales de ésta máquina.













En el husillo (también llamado por esta razón husillo portaútil) va dispuesta la broca. En su parte inferior va provisto de de un agujero cónico en el que entra el mango mango del útil. El cabezal, encierra los mecanismos necesarios para transmitir la potencia que genera el movimiento de corte. El cabezal ajustable o portahusillo, es el que contiene los mecanismos necesarios para generar el movimiento de avance, en algunos casos, el movimiento proviene del accionamiento de una manivela, en las maquinas modernas, este movimiento es también automático, y se transmite desde el motor principal. La

mesa de taladrar soporta la pieza a taladrar. La pieza se sujeta por medio de ranuras

de fijación. Una canal de captación recoge el líquido utilizado para refrigerar. Mediante una manivela que actúa sobre un mecanismo de rueda dentada y cremallera se mueve la mesa hacia arriba y hacia abajo. Con auxilio de una palanca puede dejarse la mesa firmemente sujeta a la columna.

La máquina taladradora del tipo de columna se emplea generalmente para taladros hasta de 25 mm de diámetro. Tiene el inconveniente de que para practicar taladros profundos el husillo portaútil sobresale mucho de su soporte, lo que puede dar lugar a que la broca se desvíe fácilmente.

TALADRADORA DE SOBREMESA Tiene su sitio generalmente sobre el banco de trabajo y se presta para la ejecución de agujeros hasta de unos 10 mm de diámetro. diámetro.













TALADRADORA EN FILA En una pieza puede haber necesidad de realizar varios procesos de trabajo, por ejemplo, taladrado, avellanado y escariado. La máquina se emplea para trabajos en serie.















2.3.2 TALADRADORAS HORIZONTALES

Estas máquinas se emplean para maquinar piezas relativamente grandes y voluminosas. EN la taladradora se pueden realizan, además del taladrado, operaciones diversas como el avellanado, escariado, roscado interiores y exteriores, etc.













2.3.HERRAMIENTAS 2.3. HERRAMIENTAS PARA TALADRAR LA BROCA ESPIRAL Se encuentran disponibles varias herramientas de corte para hacer agujeros; sin embargo, el barreno espiral o broca espiral, es la más común de todas. Viene en diámetros desde 0 .15 mm hasta 75 mm. Las brocas se utilizan ampliamente en la industria para realizar agujeros de maneara rápida y económica. La broca espiral, constituida partiendo de una barra redonda de acero, obtiene su forma característica, por medio de las ranuras que suben por ella en forma helicoidal y que sirven para guiar las virutas, permitiendo así su salida; además permiten la entrada del líquido de refrigeración y lubricación a la zona de corte.

2.3.1. GEMETRÍA La punta de la broca está afilada en forma cónica (Figura c). En la intersección de las ranuras que llamaremos “para virutas”, con la superficie afilada o superficie de incidencia, se forman los dos filos principales o labios y en la intersección de las superficies de incidencia, se forma el filo transversal, en la figura b se observan claramente estos elementos La broca espiral se constituye partiendo de una barra redonda de acero. Las L as superficies cilíndricas que suben en forma helicoidal entre las ranuras antes mencionadas (guiadoras de viruta), se rectifican a la medida exacta de la broca y se fresan por detrás de modo que dan













Los filos principales producen un efecto de rascado en e l material de trabajo, absorviendo aproximadamente los 2/3 de la fuerza de avance. El extremo de la broca por donde se sujeta a la máquina; es decir, el mango, tiene, cuando se trata de diámetros pequeños (<10 mm), ordinariamente ordinariamente forma cilíndrica y cuando cuando los diámetros son mayores (>10mm), forma cónica

Tipos de Mango (Cilíndrico y Cónico)

2.3.2. ANGULOS EN LOS FILOS DE LAS BROCAS Lo mismo que en los otros procesos de maquinado, como torneado cincelado, intervienen también en la broca los ángulos que caracterizan a toda herramienta para arranque de viruta y que son los de corte o de filo, de ataque y de incidencia, que aquí llamaremos destalonado. En la broca son estos ángulos más difíciles de reconocer y de medir que en las demás herramientas de corte.













Ángulo de corte  Juntamente con la magnitud del ángulo de rayado o ángulo de ataque se determina en la broca la magnitud del ángulo de corte . = ángulo entre la superficie de las ranuras para viruta y la superficie de afilado posterior o de despulla. SI el ángulo de ataque es grande, el ángulo de corte es pequeño; si el ángulo de ataque es pequeño, el ángulo de ataque es grande. Con objeto de que los filos de la broca espiral puedan soportar las grandes resistencias de corte que se presentan al taladrar materiales duros y frágiles, frágiles, se da a estas brocas grandes ángulos de corte (  7 ); para taladrar materiales blandos, por el contrario, se necesita un ángulo de corte de únicamente 45… 50. Por lo tanto, para obtener en la broca espiral los ángulos correctos de corte, deberá elegirse en cada caso un determinado ángulo de pendiente del rayado (ángulo de ataque)

Angulo de incidencia o de destalonado   La inclinación de la arista que en el afiliado de la punta se forma entre la superficie afilada y la













empíricamente en la norma DIN 1414. Para materiales con alta resistencia al arranque de viruta, se deben escoger ángulos más pequeños.















2.4.PROCESO 2.4. PROCESO DE ARRANQUE DE VIRUTA Al aplicar la broca se encuentra la punta guiada previamente por la concavidad del granetazo que marca el centro del agujero a realizar, esto se realiza para garantizar mayor precisión en el proceso. EL filo transversal que penetra en ese sitio aplasta el material hacia afuera durante todo el tiempo que media hasta que, al seguir penetrando, entran en acción los dos filos principales y levantan en el fondo del agujero dos virutas del mismo espesor. Simultáneamente el filo achaflanado (en la sección de diámetro máximo de la punta de la broca) o bíseles que giran arrancan el m aterial correspondiente a la pared del taladro. Las virutas se alojan en las ranuras helicoidales de la broca y se guían hacia el exter ior. Las virutas se eliminan de un modo tanto más eficaz cuanto más recto sea el rayado es decir cuanto mayor sea el ángulo de rayado o ángulo de la hélice (ángulo de ataque), que forman los bíseles con el eje vertical de la broca













MOVIMIENTO EFECTIVO Mediante el avance de la broca en la dirección de su eje se introducen los filos principales en el material y arrancan viruta. Se distingue entre movimientos de corte y movimiento de avance. Como diagonal a ambos movimientos, en el paralelogramo de movimientos aparece el movimiento efectivo de la broca. El plano de corte queda en la dirección del movimiento efectivo. Como consecuencia de esto varían en el taladrado los ángulos de ataque y despullo (incidencia), dando lugar a los ángulos de ataque y despullo efectivos Como puede deducirse de la figura, el ángulo de ataque aumenta y el ángulo de despullo disminuye.













2.5.TRABAJO 2.5. TRABAJO DE TALADRADO Sujeción de la broca El mandril con mordazas de sujeción se fija al husillo del taladro. EL mango cilíndrico de las brocas pequeñas se sujeta con el mandril de tres mordazas, o con un mandril de cambio rápido en máquinas funcionando y cuando hay cambios frecuentes de broca. También para brocas pequeñas se utilizan además casquillos suplementarios. Las brocas grandes se encajan por su mango cónico en el husillo del taladro y se quitan con una chaveta cónica.













2.6.CONDICIONES 2.6. CONDICIONES DE CORTE Velocidad de corte La velocidad de corte en una operación de taladrado es la velocidad superficial del diámetro exterior de la broca. Se especifica de esta forma por conveniencia, aunque casi todo el corte se realiza realmente a las velocidades más bajas cercanas al eje de rotación. Para fijar la velocidad deseada de corte en taladrado, es necesario determinar la velocidad de rotación de la broca por su diámetro. S i N representa las rev/min del husillo, entonces:

=

 













a) Agujero Pasado

b) Agujero Ciego















2.7.OPERACIONES 2.7. OPERACIONES RELACIONADAS CON EL TALADRADO Varias operaciones se relacionan con el taladrado. Dichas operaciones se muestran en la figura 22.14 y se describen en esta sección. La mayoría de las operaciones son posteriores al taladrado. Primero debe hacerse un agujero por taladrado y después modificarse por





































A continuación explicaremos mediante esquemas cinemáticos, como se generan y transmiten a los órganos correspondientes estos movimientos en una máquina máquina de taladrar, para este fin utilizaremos un modelo de máquina de taladrar de columna.













En la figura podemos distinguir algunos elementos que vale la pena resaltar, como la baja de velocidades y la caja de avances, mecanismo para el desplazamiento vertical del cabezal y el mecanismo para el desplazamiento vertical de la mesa de trabajo.



























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