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Conceptos básicos del mecanizado de piezas metálicas

Algunos de los materiales más comunes que se mecanizan en un entorno de fabricación son los metales. “Metales” es un paraguas bastante grande, bajo el cual caen muchos tipos diferentes de material, cada uno con sus propias propiedades únicas que afectan qué tan bien resistirá las tensiones del mecanizado. Si bien puede haber una amplia gama de factores a tener en cuenta al mecanizar metales, repasemos algunos de los elementos básicos que vale la pena considerar durante el proceso de fabricación.

El primer y más importante paso al mecanizar metales es identificar el tipo de material con el que está trabajando. Cuanto más precisa sea la evaluación del tipo de metal, más eficaz será cuando llegue el momento de empezar a fabricar chips. A continuación, describiremos algunos de los conceptos básicos para ayudarlo a comenzar.


Tipos de material

Algunos metales se consideran "blandos". Los ejemplos comunes de metales blandos son el aluminio, latón y cobre. Estos se denominan a menudo metales o aleaciones "no ferrosos". Por lo general, se pueden mecanizar fácilmente y se pueden cortar a altas velocidades sin un desgaste significativo de la herramienta. En condiciones adecuadas, estos metales blandos producirán un acabado superficial de alta calidad y se pueden mecanizar con tolerancias extremadamente estrictas . Debido a su naturaleza maleable, pueden ser propensos a rayones y hendiduras, y se deben tomar medidas para minimizar el desgaste de la superficie mientras se sujeta el trabajo (estos metales requerirán menos fuerza para asegurarlos en su lugar).

También hay muchos tipos de metales más duros. El acero es una categoría amplia que caería bajo este paraguas e incluye una amplia variedad de tipos que incluyen acero al carbono dulce, aceros aleados, acero para herramientas, acero inoxidable y más. Otros metales duros pueden incluir materiales como cromo, hierro, manganeso y titanio. Todos estos metales reaccionarán de manera diferente durante la fabricación y pueden plantear desafíos durante el mecanizado, por lo que es importante ajustar las herramientas, así como los avances / velocidades en consecuencia. Los metales más duros deben cortarse a velocidades de avance más lentas y tendrán un mayor impacto en la vida útil de la herramienta.


Cuando se trabaja con un metal desconocido, siempre es mejor comenzar de manera conservadora con velocidades y avances. Esto ayudará a limitar el material desechado y las herramientas rotas y permitirá más margen de maniobra cuando se trata de ajustar las tasas de corte.

Calor y Metal

Al igual que con otros materiales, el calor puede jugar un papel importante al mecanizar metales. El exceso de calor puede hacer que el material de origen se deforme o se expanda. Los metales más blandos pueden comenzar a derretirse si se introduce suficiente calor, mientras que los metales más duros pueden experimentar un endurecimiento por trabajo, donde el área calentada se vuelve más dura a medida que aumenta la temperatura. Si bien ciertos metales ofrecen una mayor resistencia al calor que otros, es mejor limitar el calor indebido siempre que sea posible para evitar desafíos innecesarios durante el mecanizado.


En muchos casos, es mejor comenzar con un acero más blando y tratar térmicamente el material como un proceso secundario. Esto hace que el proceso de mecanizado sea mucho más fácil, pero aún permite un producto terminado que cumple con las especializaciones de resistencia requeridas. Tenga en cuenta que este método tiene limitaciones y que cada metal tiene un rango de dureza que no se puede exceder incluso después del tratamiento térmico. Al igual que el tratamiento térmico, también existe un proceso conocido como recocido en el que se usa calor para ablandar un metal en particular. Un ejemplo de cuándo podría usarse el recocido es antes de doblar / formar un componente que de otro modo podría ser propenso a agrietarse o romperse.

Post-procesamiento y Acabado

Los metales se prestan bien para el posprocesamiento y existe una amplia gama de operaciones de acabado a las que podrían someterse.


La pintura, el enchapado y el recubrimiento en polvo son opciones comunes de acabado para metales. Todos ellos aplican una capa superior que puede venir en una amplia gama de materiales y pigmentos. Ciertos metales como el aluminio y el titanio se pueden anodizar en varios colores. La oxidación es otro proceso posterior que se utiliza para prevenir la oxidación en muchos aceros.


La lista de procesos de acabado de metales puede ser bastante extensa, pero ofrece una amplia variedad de posibilidades para lograr la estética deseada.


Fabricación de metal por máquina

Como se mencionó anteriormente, cada metal tiene sus propias propiedades que dictan qué tan bien se mantendrá durante la fabricación. Siempre es mejor pecar de cauteloso al mecanizar metales nuevos y luego ajustar las velocidades de avance / husillo sobre la marcha.

Corte

Hay varias formas de cortar metal de forma eficaz. Sierras, chorro de agua , láser, plasma son solo algunas de las aplicaciones que pueden hacer el trabajo. Lo importante a considerar al cortar metales es limitar el calor. Dependiendo del tipo de material y la opción de corte, puede ser fácil fundir o deformar ciertos metales cuando las temperaturas son demasiado altas. También se debe tener en cuenta el endurecimiento potencial que podría producirse durante el corte. Esto puede plantear desafíos cuando se deben realizar opciones secundarias. Puede ser mejor omitir ciertas características de un corte con láser, por ejemplo, para que se puedan mecanizar después del hecho (en lugar de intentar roscar un orificio endurecido, por ejemplo).


Molienda

Los metales más blandos se pueden fresar utilizando velocidades de avance / velocidad más altas. En general, se recomienda optar por cortadores con menos flautas que los que se utilizan con materiales más duros. Esto permitirá una mejor evacuación de la viruta y ayudará a limitar el desgaste de la herramienta.


Los metales más duros deberán mecanizarse de forma menos agresiva. Se recomienda perforar agujeros más profundos para disminuir la fricción y mitigar la acumulación de viruta. Se pueden encontrar en línea varias calculadoras de avances / velocidades para ayudar a determinar las tasas de corte adecuadas. Si bien estos suelen ser bastante precisos, no se debe confiar demasiado en ellos. Siempre es mejor estar atento a la máquina para identificar cuándo una herramienta está trabajando más de lo que debería.


Tenga en cuenta que a menudo habrá rebabas o labio afilado en los bordes mecanizados. Es mejor agregar un chaflán cuando sea posible para limitar la cantidad de desbarbado requerido después del hecho.

Torneado

Los metales se pueden tornear con bastante eficacia, suponiendo que se utilicen las herramientas y los avances / velocidades adecuados. Al igual que en el fresado, es mejor evitar la acumulación excesiva de viruta, ya que esto puede crear una fricción / cabeza no deseada en una pieza de trabajo y restar valor al acabado de la superficie. Es mejor romper los bordes afilados siempre que sea posible para disminuir las posibilidades de rebabas en el componente terminado. La perforación de picoteo debe utilizarse en agujeros más profundos y materiales más duros para permitir la evacuación de virutas . Al tornear una pieza en bruto que puede haber sido cortada con láser o con llama, recuerde que las superficies cortadas pueden endurecerse por el calor y requerirán cortes más agresivos o adicionales para romper el material impactado por el calor.

Fuente: randrmanufacturing


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