El mecanizado es fundamental para la fabricación. Incluye numerosas técnicas de corte y conformado de materiales. Permiten la creación de piezas y ensamblajes precisos. Estas operaciones se dividen en dos categorías: tradicionales y no tradicionales. Los métodos tradicionales incluyen el torneado, el taladrado y el fresado. Los métodos no tradicionales incluyen la electroerosión, el corte por láser y el mecanizado químico.
La importancia de las operaciones de mecanizado en la fabricación moderna es innegable. Son esenciales para muchas industrias, desde la aeroespacial hasta la de bienes de consumo. Además, son clave para la fabricación de productos precisos y de calidad. En el siguiente artículo, Yonglihao Machinery le explicará en detalle la clasificación y las diferencias entre las operaciones de mecanizado para ayudarle a elegir el método de mecanizado adecuado.
Tabla de contenido
¿Qué es el mecanizado?
El mecanizado es un proceso de fabricación por reducción de material. Este proceso suele utilizar herramientas de corte, discos, muelas abrasivas, etc., para eliminar el exceso de material de una pieza. Además, puede utilizarse para eliminar material no deseado y crear la forma deseada del producto. Los objetos mecanizados suelen incluir placas, barras, piezas soldadas o piezas fundidas.
Entre los productos mecanizados se incluyen piezas de automóviles, brocas, placas, tuercas y tornillos, bridas y otras piezas y herramientas utilizadas en diferentes industrias. A continuación, analicemos los distintos procesos de mecanizado.
Tipos de mecanizado
Los procesos de mecanizado tradicionales y no tradicionales son dos tipos de mecanizado. Además de estos dos tipos principales, existen otros subtipos que pueden ayudarle a lograr el producto final deseado. Analicemos estos procesos con más detalle.
Procesos de mecanizado tradicionales
El mecanizado convencional es un método de fabricación que utiliza una herramienta de corte para entrar en contacto directo con la pieza de trabajo y eliminar el exceso de material. Este proceso de mecanizado se produce cuando la herramienta de corte está en estrecho contacto con la pieza. Los procesos de mecanizado convencionales incluyen los siguientes tipos:
Torneado
Durante el torneado, la herramienta de corte no se mueve, pero la pieza gira. Este proceso de torneado utiliza la herramienta de corte para eliminar el exceso de material de la pieza. Además, la herramienta de corte se mueve en ambos ejes para cortar con precisión de ancho y profundidad.
Por otro lado, el proceso de torneado es ideal para mecanizar el interior o el exterior de un material. El torneado realizado en el exterior de un objeto se conoce como torneado frontal, y el torneado realizado en el interior se conoce como mandrinado.
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Molienda
El fresado es un proceso que utiliza una herramienta rotatoria para remover material de la pieza que se está mecanizando. Existen dos tipos principales de fresado: el planeado y el fresado de losas.
El fresado frontal es un proceso de mecanizado que se utiliza para alisar o nivelar la superficie de una pieza. Por otro lado, el fresado de losas es más adecuado para cortar superficies anchas y planas.
Además, este tipo de mecanizado implica un proceso complejo. Por lo tanto, suele requerirse el uso de diferentes herramientas especiales para realizar el trabajo. Sin embargo, empresas de mecanizado como Yonglihao Machinery pueden ofrecer mecanizado de 3 ejes y... Servicios de fresado CNC de 5 ejes, fresado de piezas con tolerancias de hasta 0,02 milímetros.
Perforación
La perforación implica el uso de brocas (herramientas de corte multipunta) para realizar orificios cilíndricos en materiales sólidos. Además, la broca utilizada para este proceso cuenta con dos pasos helicoidales. Estos pasos ayudan a eliminar residuos o virutas del orificio a medida que la broca continúa perforando el material.
Además, los agujeros perforados por este tipo de taladradora suelen facilitar el ensamblaje de las piezas. El taladrado se realiza primero antes de roscar, escariar o perforar para crear agujeros roscados o para asegurar que estos tengan el tamaño correcto. Por lo tanto, el taladrado es uno de los procesos de mecanizado más importantes.
Molienda
El rectificado es uno de los procesos de mecanizado más adecuados para mejorar el acabado superficial de las piezas y las tolerancias. Además, este proceso proporciona consistencia en la forma, el acabado y las dimensiones de la pieza. Es el primer paso antes de otras operaciones de acabado como el rectificado y el superacabado.
Los dos tipos principales de rectificadoras son las rectificadoras de superficies y las rectificadoras cilíndricas. Las rectificadoras de superficies eliminan pequeñas cantidades de material de una superficie plana. Por el contrario, las rectificadoras cilíndricas eliminan material de una forma cilíndrica.
Aserradura
El aserrado consiste en utilizar herramientas de corte para cortar materiales más largos (como perfiles extruidos o barras) en longitudes más cortas. Los ingenieros utilizan diversas herramientas de corte para serrar. Algunos ejemplos son las sierras para metales, las sierras circulares y las sierras de disco abrasivo.
Además, la velocidad de corte depende del material a cortar. Por ejemplo, los materiales más blandos, como las aleaciones de aluminio, requieren una velocidad de corte de 1000 pies por minuto o más. Por otro lado, algunos metales calientes requieren velocidades de corte más lentas, de 30 pies por minuto.
Brochado
El brochado es el proceso de mecanizar agujeros cuadrados, estriados, chaveteros y otras formas utilizando una herramienta llamada brocha. Una brocha es una herramienta con muchos dientes dispuestos en secuencia, como una lima. Es importante tener en cuenta que los dientes de una brocha son desiguales, mientras que los de una lima tienen el mismo tamaño.
Además, una brocha realiza múltiples cortes con profundidades crecientes al tirar o empujar sobre una superficie o a través de un orificio piloto. La velocidad de corte de una brocha depende de la resistencia del material. Por ejemplo, para metales más blandos, se pueden alcanzar velocidades de corte de hasta 50 pies por minuto, mientras que para metales más resistentes, las velocidades de corte se reducen a 5 pies por minuto.
Procesos de mecanizado no tradicionales
Este proceso de mecanizado de precisión elimina material de la pieza sin tocarla. En otras palabras, las herramientas en procesos de mecanizado no tradicionales no necesitan estar en contacto directo con el material de corte. A continuación, se presentan algunos procesos de mecanizado no tradicionales comunes:
Mecanizado por descarga eléctrica (EDM)
Entonces, ¿Qué es la electroerosión por hilo? El proceso de mecanizado por electroerosión (EDM), también conocido como mecanizado por chispa, grabado en matriz, corte por hilo o ablación por hilo, elimina material mediante erosión. Además, este método de mecanizado no requiere que las herramientas toquen el objeto a mecanizar, lo que lo hace ideal para procesar materiales frágiles que se dañan fácilmente.
Además, la electroerosión es ideal para cortar materiales especiales extremadamente duros con tolerancias muy ajustadas. Si bien la electroerosión elimina material lentamente, las piezas mecanizadas con ella suelen requerir poco o ningún acabado.
Procesamiento químico
El mecanizado químico consiste en colocar un objeto en un baño que contiene una solución de grabado. Esta solución suele ser una mezcla de ácidos fuertes que reaccionan con el metal. Al sumergirse, el metal se disuelve uniformemente. Además, para que el proceso químico funcione correctamente, se necesitan tanques, serpentines calientes, agitadores y piezas de trabajo.
Además, este proceso es ideal para trabajar con materiales duros, frágiles y difíciles de manipular. Este proceso tiene bajos costos de herramientas y produce piezas lisas y sin rebabas. Además, el mecanizado con este proceso ahorra tiempo gracias a la alta tasa de arranque de material.
Mecanizado electroquímico (ECM)
El mecanizado electroquímico (ECM) también se conoce como recubrimiento inverso. A diferencia del recubrimiento convencional, este proceso elimina material de la pieza en lugar de añadirlo. Además, es similar a la electroerosión porque pasa una fuerte corriente eléctrica entre un electrodo y un líquido conductor. La diferencia radica en que no produce chispas ni desgasta las herramientas. Además, no genera difusión térmica ni tensión mecánica. Por otro lado, el ECM produce una superficie lisa y elimina grandes cantidades de material rápidamente.
Por otro lado, el ECM tiene un alto costo de configuración inicial. Sin embargo, este proceso es más adecuado para la producción en masa. Además, es un proceso de mecanizado versátil. Ideal para cortar metales y aleaciones muy duros, también es adecuado para mecanizar formas especiales, piezas pequeñas y agujeros profundos.
Mecanizado por chorro abrasivo
Este proceso de mecanizado no tradicional utiliza abrasivos diminutos que se mueven a alta velocidad para impactar la pieza. Cuando estas partículas gruesas impactan la pieza con frecuencia, impulsadas por gas o aire, desprenden pequeños fragmentos de material. El chorro de arena retira los residuos sueltos de la pieza, dejando al descubierto una nueva superficie sobre la que pueden impactar las partículas abrasivas.
Una ventaja importante de este método de procesamiento sobre otros es su flexibilidad. La manguera utilizada en este proceso permite transportar el material abrasivo a cualquier parte de la pieza a mecanizar, incluso zonas que suelen ser difíciles de alcanzar con otros métodos de corte.
Además, el procesamiento por chorro abrasivo genera muy poco calor. Esto ayuda a evitar que los productos y las piezas se deformen durante el proceso de fabricación. Por otro lado, es una herramienta excelente para eliminar costuras en piezas moldeadas por inyección y realizar grabados duraderos en materiales. Además, es muy eficaz para cortar láminas metálicas, mecanizar metales resistentes y alisar rebabas de plástico.
Procesamiento ultrasónico
El mecanizado ultrasónico utiliza vibraciones de baja amplitud y alta frecuencia para cortar materiales de las superficies. Además, el proceso se realiza con partículas abrasivas finas mezcladas con agua para formar una suspensión. El tamaño de las partículas varía, generalmente entre 100 y 1000.
Además, el procesamiento ultrasónico utiliza granos más pequeños y menos calor para crear una superficie lisa. Este proceso es ideal para materiales duros o frágiles. Además, su movimiento vibratorio corta fácilmente los patrones de agujeros.
Mecanizado por rayo láser (LBM)
El mecanizado por haz láser (LBM) es un método para eliminar material de una pieza de trabajo mediante láser y energía térmica. El LBM es ideal para tareas de taladrado y corte. Permite mecanizar agujeros muy pequeños o cortar formas complejas en materiales duros.
Además, el LBM es eficaz para cortes parciales o grabados, recorte de acero, ajuste de resistencias y troquelado. Por otro lado, el LBM es rápido y puede cortar ángulos poco profundos. Facilita la automatización de patrones de corte complejos. Al ser un proceso sin contacto, no se produce desgaste ni rotura de la herramienta durante el proceso.
Clasificación detallada de las operaciones de mecanizado
Torneado: tipos, materiales y aplicaciones
El torneado es uno de los métodos de mecanizado más comunes. Consiste en la eliminación de material mediante la rotación de la pieza de trabajo y el uso de herramientas de corte para darle forma y tamaño. Las operaciones de torneado se pueden dividir en tipos como torneado longitudinal, torneado transversal, ranurado y torneado de roscas. Este método de mecanizado es adecuado para numerosos materiales como acero, aluminio, cobre, cerámica y aleaciones de magnesio. El torneado se utiliza ampliamente en la fabricación de piezas de ejes, roscas y piezas cónicas, entre otros. Si necesita... servicio confiable de torneado CNC, entonces el torneado CNC de Yonglihao Machinery es la mejor opción.
Perforación: importancia, tipos y comparación entre perforación y roscado
El taladrado es un método de mecanizado utilizado para crear agujeros redondos en una pieza de trabajo. Se logra cortando el material con una broca giratoria. Los tipos de taladrado incluyen el taladrado de agujeros rectos, el taladrado de agujeros profundos y el escariado. El taladrado y el roscado son diferentes. El taladrado crea agujeros. El roscado añade roscas a los agujeros. El taladrado es un paso preliminar en muchos procesos de fabricación y es fundamental para el ensamblaje de piezas.
Fresado: Operación, herramientas y comparación con otros procesos
El fresado elimina material con una fresa giratoria. Es ideal para mecanizar diversas superficies y formas. Las operaciones de fresado incluyen fresado plano, fresado vertical, fresado de curvas y fresado de chaveteros. El fresado ofrece ventajas únicas sobre otros procesos de mecanizado. Permite mecanizar formas complejas y lograr una alta precisión. Puede elegir entre una amplia gama de herramientas de fresado, como fresas de extremo, fresas de extremo esférico y fresas de planear. Debe elegirlas en función de las necesidades del trabajo de mecanizado.
Planificación, brochado y aserrado: tecnologías y aplicaciones
El cepillado es un método de mecanizado para cortar grandes superficies planas. Es adecuado para superficies que requieren un mayor raspado. Al igual que el cepillado, el brochado permite realizar agujeros y perfiles complejos. Sin embargo, se realiza mediante el uso de una brocha con una herramienta de corte multidiente. El aserrado es diferente. Sirve para crear secciones cortas a partir de barras y perfiles. Utiliza herramientas de aserrado para cortar el material a la longitud deseada. Estos métodos son eficaces para ciertos trabajos, como la creación de chaveteros, agujeros cuadrados, grandes superficies planas y el corte de materiales.
Ventajas y desventajas de las operaciones de mecanizado
El mecanizado es fundamental para la fabricación. Cada método tiene sus pros y sus contras. Elegir el proceso de mecanizado adecuado requiere considerar muchos factores. Estos incluyen: propiedades del material, precisión, productividad y costo.
| Proceso de mecanizado | Ventajas | Desventajas |
| Torneado | Se puede procesar una amplia gama de materiales/ Alta eficiencia de producción/ El equipo está ampliamente disponible | Desperdicio de material/Alto costo del equipo/Limitado a piezas rotativas |
| Perforación | Alta precisión para agujeros/Operación sencilla/Adaptable a casi todos los materiales | Tamaño de orificio limitado sin procesamiento adicional/Limitaciones de profundidad |
| Molienda | Amplia gama de aplicaciones/- Alta precisión/Variedad de herramientas de corte | Alto costo del equipo/Requiere operación calificada |
Factores de decisión para seleccionar un proceso de mecanizado
Al seleccionar un proceso de mecanizado, se deben tener en cuenta los siguientes factores:
- Propiedades del material: Elija el método de mecanizado adecuado. Hágalo según la dureza, tenacidad y propiedades de tratamiento térmico del material.
- Requisitos de precisión de mecanizado y calidad de superficie: La fabricación de piezas de alta precisión y calidad puede requerir métodos de mecanizado específicos.
- Eficiencia y coste del mecanizado: Elija el método de mecanizado más económico. Elija según el lote de producción y el presupuesto.
- Forma y tamaño de la pieza: Las formas complejas o piezas de gran tamaño pueden requerir equipos o técnicas de mecanizado especiales.
Considerando todos estos factores, el mejor método de mecanizado se adaptará a las necesidades específicas. Se puede seleccionar para garantizar la calidad y la eficiencia.
Resúmenes
En este artículo, hemos explorado en detalle diversos aspectos del mecanizado. Esto incluye un desglose de operaciones como torneado, taladrado, fresado, cepillado, brochado y aserrado. También analizamos las ventajas y desventajas de estas operaciones de mecanizado. Explicamos cómo elegir el método de mecanizado adecuado para sus necesidades de producción.
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Preguntas frecuentes
¿Qué es el mecanizado CNC?
CNC significa control numérico por computadora, lo que se refiere al uso de computadoras para automatizar máquinas herramienta. Esto significa que el proceso utiliza programas informáticos para controlar máquinas herramienta como tornos, fresadoras y rectificadoras. Esta tecnología mejora la precisión, la eficiencia y la consistencia de la producción de piezas y productos.
¿Qué determina la elección entre procesos de mecanizado convencionales y no convencionales?
La elección entre procesos de mecanizado convencionales y no convencionales está influenciada por varios factores:
- Compatibilidad de materialesEl mecanizado convencional puede presentar dificultades con materiales duros, frágiles o sensibles al calor. Los métodos no convencionales son excelentes con estos materiales.
- Geometrías complejas:Las técnicas no convencionales permiten manejar con mayor facilidad patrones intrincados y formas complejas.
- Acabado superficial y tolerancias:Los métodos no convencionales pueden lograr acabados más finos y tolerancias más estrictas, ideales para aplicaciones críticas.
- Zona afectada por el calor (ZAT):Los procesos no convencionales, como el corte por láser, minimizan la ZAT, lo que resulta beneficioso para los materiales sensibles al calor.
- Velocidad y eficienciaLos métodos convencionales son más rápidos. Sin embargo, los métodos no convencionales ofrecen precisión y versatilidad. Están diseñados para aplicaciones específicas.
¿Cómo influye el tipo de material en la operación de mecanizado seleccionada?
El tipo de material influye considerablemente en la elección del mecanizado. Esto se debe a factores como la dureza, la fragilidad y la sensibilidad al calor. Estas propiedades pueden limitar el mecanizado convencional. Por lo tanto, las técnicas no convencionales como la electroerosión, el corte por láser o el corte por chorro de agua son más adecuadas para materiales difíciles de mecanizar.
¿Pueden los procesos de mecanizado no convencionales manejar formas complejas mejor que los métodos convencionales?
Sí, los procesos de mecanizado inusuales suelen ser más eficaces para manejar formas complejas. Son mejores para manejar geometrías intrincadas que los métodos convencionales. El corte por láser y el corte por chorro de agua permiten crear patrones detallados con alta precisión. Lo hacen sin tocar directamente la pieza de trabajo. Son ideales para dar forma a formas complejas.