ies luis de morales. tecnología 3º eso. tema 3: técnicas empleadas en la fabricación de objetos....
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TECNOLOGÍA 3º E.S.O. TEMA 3
TÉCNICAS BÁSICAS EN LA FABRICACIÓN DE OBJETOS.
Realizado por Juan Antonio PulidoProfesor de Tecnología del I.E.S. Luis de Morales
Arroyo de la Luz. Cáceres.
J¡Jefe! Este tema va de cómo se fabrican las
cosas, y de chapuzas se mas que nadie.
¡Siiii!¡¡¡de chapuzas!!! pero no de hacer
las cosas bien
CONTENIDOS.
1. Obtención de piezas metálicas mediante técnicas de conformación y deformación.
2. Técnicas de separación o corte.3. Técnicas de unión.4. Técnicas de mecanizado.5. Otras operaciones mecánicas.
3.1. OBTENCIÓN DE PIEZAS METÁLICAS MEDIANTE
TÉCNICAS DE CONFORMACIÓN Y DEFORMACIÓN.
Desde que el ser humano descubrió los metales desarrolló técnicas y habilidades para trabajarlos. Las técnicas de fundición y forja de metales son ya muy antiguas.
En esta pregunta vamos a conocer algunas técnicas de obtención de piezas metálicas dándoles forma (conformación) o quitándosela (deformación).
Algunas técnicas de conformación pueden ser por moldeo: colada por gravedad y colada por presión. Algunas técnicas de deformación de piezas pueden ser: el forjado, el laminado, el estampado, el extruido y el trefilado.
TÉCNICAS DE CONFORMACIÓN DE PIEZAS POR MOLDEO.
Moldear una pieza es darle forma, pero como los metales son muy duros y resistentes, tienen mucha cohesión, no podemos moldearlos con las manos ni en frío, hay que fundirlos previamente. Por eso recurrimos al procedimiento de conformación por fusión o fundición.
¿Qué es fundir un metal? Es calentarlo hasta que crucemos su temperatura de fusión donde el metal en estado sólido pasa a estado líquido. Para ello necesitamos en general (depende del tipo de metal) mucha temperatura. Desde unos 230ºC del estaño hasta 1400ºC del hierro.
El procedimiento consiste en fundir el metal y verterlo en un recipiente, o molde, que contiene la forma de la pieza que queremos fabricar. El metal se enfría y se solidifica tomando la forma del hueco del molde. Una vez que la temperatura de la pieza no es peligrosa para su manipulación se saca del molde, bien abriéndolo o rompiéndolo.
Existen dos tipos de conformación por moldeo: el moldeo por gravedad y el moldeo por presión.
En el moldeo por gravedad el metal fundido se hecha por la parte superior del molde y cae dentro del molde, en su hueco, por gravedad, o sea, por su propio peso y va tomando la forma del hueco.
Colada por gravedad. El metal fundido se vierte por un orificio superior de entrada y se va adaptando a la forma del hueco.
Molde de dos piezas, desmontable, para el moldeo de una pieza complicada.
Pieza de geometría complicada fabricada en un molde por fundición.
Molde realizado en arcilla, mediante la técnica de la cera perdida, para la obtención de un pájaro en metal.
Otro molde de fundición. En este caso para sacar una manzana en metal.
Video sobre proceso de fundición por gravedad de piezas con moldes de arena.
http://youtu.be/1PuY64xrGcI
En el moldeo por presión el metal fundido se introduce “a presión” (como en una jeringuilla) en el interior del molde por la acción de la fuerza del émbolo, obligando al metal a adaptarse a todos los huecos del molde. Se utiliza en aleaciones ligeras, como el aluminio, y cuando la pieza tiene forma complicada o con muchos detalles.
Molde para la obtención de una llanta de coche por moldeo a presión.
Fabricación de pieza en aluminio por inyección a presión.
http://youtu.be/QMQXFYP4CEQ
TÉCNICAS DE OBTENCIÓN DE PIEZAS POR DEFORMACIÓN.
En estas técnicas al material se le va sometiendo a una deformación continua hasta que se consiga la forma y dimensiones deseadas. Esta deformación se consigue a base de fuerzas exteriores muy grandes (impactos) teniendo la pieza en caliente, lo más normal, o en frío.
Los procedimientos mas empleados para realizar la deformación del material son: forjado, laminado, estampado, extruido y trefilado.
El forjado o forja de metales.
El forjado es una técnica de deformación muy antigua, ya conocida desde la edad de los metales. Es una técnica por la cual se consigue dar forma a los metales deformándolos por medio de golpes. Para ello el metal debe estar previamente a una temperatura muy cercana a la de fusión con lo que se debilita la resistencia del metal. Estando el metal “blando” mediante un golpeteo continuo se deforma plásticamente y a la vez se le mejoran las propiedades mecánicas de elasticidad y dureza.
La Fragua de Vulcano. Cuadro de Velázquez que está en el Museo del Prado.
Un herrero está calentando una pieza de hierro para posteriormente forjarla.
La forja del hierro.
Enrejado de una ventana hecho de forja.
El laminado, o laminación.
Se realiza tanto en frío como en caliente, pero generalmente en caliente (el metal está mas blando y se deforma con mas facilidad). Se hace pasar el material entre dos rodillos, que tras sucesivas pasadas su espesor va disminuyendo o su forma se va adaptando a una forma determinada. Así se hacen planchas y perfiles comerciales.
Las máquinas que se usan para esta operación se llaman trenes de laminación y están formado por unos cuantos rodillos, por los cuales va pasando la plancha y se le va dando la forma del perfil a fabricar.
Mejor vamos a ver unas fotos.
Esto es lo que ocurre cuando hacemos pasar un material por unos rodillos, deformamos el material y lo aplastamos a un menor espesor. Mejor en caliente que en frío.
Rodillos de laminación para fabricar un perfil determinado. El material va pasando sucesivamente por cada uno de los rodillos para irlo deformándolo progresivamente hasta la forma exacta.
Cuando se lamina una plancha de mucho espesor y se transforma en lámina delgada, su longitud aumenta muchísimo, hasta más de 700 m, por lo que se enrollan en carretes, como los del papel higiénico, para que se pueda manipular y transportar.
Perfiles laminados realizados por laminación en caliente mediante rodillos que le van dando la forma progresivamente. Estos perfiles son vigas en doble T para la construcción.
Laminación en caliente del acero.http://youtu.be/tKbTCZ3jkKA
Laminación en frío del aluminio.http://youtu.be/LP92o-HOAos
05 Wlzstrasse Tren de Laminación de Rieleshttp://youtu.be/lZa4GdpgjHY
Así se hace (Raíles de acero para trenes) 2013http://youtu.be/_56v-Qm8VBY
El estampado (estampación).
La estampación es un proceso de fabricación por el cual se somete un metal a una carga de compresión entre dos semi moldes para darle la forma deseada. La carga puede ser una presión aplicada progresivamente o toda la presión a la vez (percusión), para lo cual se utilizan prensas y martinetes. Los moldes, son estampas o matrices de acero, una de ellas deslizante a través de una guía (martillo o estampa superior) y la otra fija (yunque o estampa inferior).
Si la temperatura del material a deformar es mayor a la temperatura de recristalización, se denomina estampación en caliente, y si es menor se denomina estampación en frío.
Prensa de estampado de piezas en frío.
Martinete para estampado de piezas metálicas.
Matrices para el estampado de chapas metálicas.
Proceso de estampado de un cárter de motor de coche en siete fases.
Una prensa fabricando por estampación en frío el lateral de una carrocería de automóvil.
Estampación en frío de piezas de una carrocería de Honda.
Pieza estampada de una carrocería de automóvil.
La pieza ya puesta en la carrocería antes de soldar.
Suelo de una carrocería, realizado por estampación en
frío.
Carrocería ya terminada a base de piezas fabricadas por estampación y posteriormente soldadas unas a otras formando un
conjunto único.
Estampación de tornillos y tuercas.http://youtu.be/8ojFYLUfOCY
Proceso de Estampado en frío de una carrocería.http://youtu.be/h48l0tCmT2U
El extrusionado, o extrusión.
La extrusión es un proceso utilizado para crear objetos con sección transversal definida y fija. El material se empuja y se extrae a través de un troquel que tiene un orificio con la forma del perfil que se va a fabricar.
Las dos ventajas principales de este proceso son la habilidad para crear secciones transversales muy complejas con materiales que son quebradizos. También las piezas finales se forman con una terminación superficial excelente.
La extrusión puede ser continua (produciendo teóricamente de forma indefinida materiales largos) o semicontinua (produciendo muchas partes). El proceso de extrusión puede hacerse con el material caliente o frío.
La extrusión en calientes se hace a temperaturas elevadas para evitar el trabajo forzado y hacer más fácil el paso del material a través del troquel. La mayoría de la extrusión en caliente se realiza en prensas hidráulicas horizontales con una fuerza de 250 a 12.000 t. La mayor desventaja de este proceso es el coste de las maquinarias y su mantenimiento. La extrusión en frío se realiza a temperatura ambiente. La ventaja de ésta sobre la extrusión en caliente es la falta de oxidación, lo que se traduce en una mayor fortaleza debido al trabajo en frío o tratamiento en frío, estrecha tolerancia, buen acabado de la superficie y rápida velocidad de extrusión si el material es sometido a breves calentamientos.
Proceso de extrusión de un perfil metálico. Igual que con los plásticos.
Esquema de una máquina extrusora para fabricar perfiles metálicos.
Prensa hidráulica de extrusión en frío de perfiles metálicos.
Extrusión en caliente.
Matriz de extrusión (boquilla) y el perfil de aluminio que sale por ella.
Diferentes matrices para la fabricación de perfiles de sección abierta.
Perfil metálico de aluminio que va saliendo por la matriz de extrusión.
Perfiles de aluminio fabricados por extrusión.
Más perfiles de aluminio, de sección abierta y cerrada.
Proceso de extrusión de acero calientehttp://youtu.be/CfGDwkQ8F6M
Aluminium Extrusion Presshttp://youtu.be/9HpV483vJq8
Animación del proceso de extrusión del aluminiohttp://youtu.be/vHkwq_2yY9E
Así se fabrican las escaleras de aluminiohttp://youtu.be/RjAcz1t3C1k
El trefilado.
Se entiende por trefilado a la operación de conformación en frío consistente en la reducción de sección de un alambre o varilla haciéndolo pasar a través de un orificio cónico practicado en una herramienta llamada hilera o dado. Los materiales más empleados para su conformación mediante trefilado son el acero, el cobre, el aluminio y los latones, aunque puede aplicarse a cualquier metal o aleación dúctil.
Las ventajas que aporta el trefilado propias del conformado en frío son las siguientes: buena calidad superficial, precisión dimensional, aumento de resistencia y dureza, y por supuesto la posibilidad de producir secciones muy finas.
Con el trefilado se fabrican alambres y varillas.
El proceso de trefilado consiste en hacer pasar una varilla en frío por sucesivos orificios, llamados hileras o dados, de más grande a más pequeño, forzando al material a alargarse y a disminuir de sección. Para ellos hay que tirar del extremo de la varilla para forzar su deformación al pasar por los orificios. De esta manera se puede disminuir la sección del alambre hasta lo que aguante el material. Cuanto más dúctil más fino puede fabricarse.
En Aliseda hay una fábrica de trefilados. http://trefileriaalisedasl.com/index.php/iquienes-somos
Proceso del trefilado.
Dado o hilera
Dado o hilera: orificio por donde se fuerza a pasar el alambre disminuyendo de sección.
Dado o hilera.
Alambre pasando sucesivamente por varios dados. Al paso por cada uno disminuye su sección y aumenta su longitud.
3.2. TÉCNICAS DE SEPARACIÓN O CORTE.
Los materiales los podemos cortar de muchas maneras, a mano o a máquina, con desprendimiento de viruta o sin él, por medios mecánicos o usando calor… Veamos el siguiente esquema:
Mecánicos Con desprendimiento de material
Térmicos
Sin desprendimiento de material
Corte
Cizalladura
Sierras manualesSierras alternativasPunzonado y troqueladoAbrasión
Oxicorte
Plasma
Técnicas de separación mecánica sin desprendimiento de material.
Estas técnicas realizan el corte del material sin desprender ningún material de desecho, sin desprender virutas.
La herramienta más sencilla y básica es la cuchilla o “cutter” en inglés. También entran en este apartado los cuchillos, bisturís, navajas, etc. Se utilizan para cortar manualmente materiales relativamente blandos y de poco espesor.
La siguiente herramienta es la tijera para papel o cartulina, que son como dos cuchillas enganchadas por el medio, al cerrar cortan por el interior de la herramienta.
Hay otra tijera más robusta y grande, la tijera de chapa, para cortar chapa de poco espesor y dependiendo del material. No es lo mismo cortar acero que aluminio.
Cuchilla o “cutter” (yo la llamo cuchilla). Mundialmente conocida por todos.
Tijera de papel, cartulina, tela…cualquier tipo de material que sea blando.
Tijera de chapa. Como su nombre indica corta chapa delgada.
La herramienta manual de corte más grande se llama cizalla manual. Utiliza la ley de la palanca para realizar más fuerza de corte y puede cortar materiales más grandes, de más espesor y más resistentes.
Cizalla con motor, ya sea hidráulica o eléctrica. Cortan piezas más grandes y de mayor espesor. El límite está en la potencia de corte.
Corte Por Chorro de Agua Flow- Corte de Diversas Muestrashttp://youtu.be/N7MQjLZYJKc
Cizalla manualhttp://youtu.be/-GKBhgUm7Bg
Cizalla hidráulica para corte de chapahttp://youtu.be/HCZm5-OQTiw
Técnicas de separación mecánica con desprendimiento de material.
En este caso se corta el material desprendiendo viruta. La herramienta más conocida es cualquier tipo de sierra, manual o con motor. La motosierra de cortar árboles también está dentro de esta clasificación.
Hay otros procedimientos especiales y menos conocidos, como el corte por abrasión y el corte por troqueladoras.
La sierra manual de arco (para metales) y el serrucho para madera, son las herramientas de corte con desprendimiento de material mas utilizadas y mas sencillas. Cuanto más duro sea el material a cortar más pequeño será el diente de la sierra, por eso los serruchos para madera tienen los dientes mas grandes que las hojas de sierra para metales.
Serrucho para cortar madera.
Y este otro paraHacer trucos de
magia
Sierras de arco para cortar metales.
Las hojas de sierra deben ponerse de tal manera que corten en el sentido de la fuerza realizada por el brazo, normalmente hacia delante.
Cuando una sierra está accionada por medio de un motor, de cualquier tipo, estamos hablando ya de una máquina. Las sierras con motor, casi siempre eléctrico, pueden ser sierras mecánicas alternativas (de vaivén), sierras de cinta, sierras de disco y sierras de cadena (motosierras). Veamos algunos modelos.
Sierra alternativa de marquetería.
Sierra alternativa para corte de metales.
Sierra eléctrica de calar, de vaivén.
Antigua sierra de cinta de una carpintería.
Sierra moderna de cinta. La pieza se mueve y la sierra está fija. Se usa para el corte de grandes piezas.
Sierra de cinta pequeña, con mesa giratoria.
Cinta de sierra.
Sierra portátil de disco. La sierra se mueve y la pieza está fija.
Sierra fija de mesa. El disco de corte está fijo, la pieza a cortar se mueve. El disco es giratorio para cortes inclinados.
Motosierra con motor de gasolina, para cortar troncos en el bosque.
CAMPEONATO DE MOTOSIERRA DE LOS SANFERMINES 2014http://youtu.be/G7DWkxaTfrc
Leñadores norteamericanos en el bosque de secuoyas. Los árboles mas grandes del mundo cortados a mano.
El troquelado es la operación mecánica que se utiliza para realizar agujeros de cualquier forma en chapas de metal, láminas de plástico, papel o cartón. Para realizar esta tarea, se utilizan desde simples mecanismos de accionamiento manual hasta sofisticadas prensas mecánicas de gran potencia. Uno de los mecanismos de troquelado más simples y sencillos que existen puede ser el que utilizan los niños escolares para hacer agujeros en las hojas de papel para insertarlas en las carpetas de anillos. Los elementos básicos de una troqueladora lo constituyen el troquel, pieza superior, que tiene la forma y dimensiones del agujero que se quiera realizar, y la matriz de corte, pieza inferior, por donde se inserta el troquel cuando es impulsado de forma enérgica por la prensa mediante un accionamiento de excéntrica que tiene y que proporciona un golpe seco y contundente sobre la chapa, produciendo un corte limpio de la misma.
Esquema de una máquina de troquelado.
Troqueladora haciendo tapones metálicos
Piezas ya troqueladas
Planchas metálicas troqueladas con diferentes huecos.
Piezas complicadas realizadas por troquelados sucesivos.
Perfil de estantería realizado por troquelado.
El corte por abrasión es la eliminación de material desgastando la pieza en pequeñas cantidades, desprendiendo partículas de material, en muchos casos, incandescente. Este proceso se realiza por la acción de una herramienta característica, la muela abrasiva o disco de radial. En este caso, la herramienta (muela) está formada por partículas de material abrasivo muy duro unidas por un aglutinante. Esta forma de eliminar material rayando la superficie de la pieza, necesita menos fuerza para eliminar material apretando la herramienta contra la pieza, por lo que permite que se puedan dar pasadas de mucho menor espesor. La precisión que se puede obtener por abrasión y el acabado superficial pueden ser muy buenos pero los tiempos productivos son muy prolongados.
Típica “radial” con disco abrasivo para corte de metales y materiales pétreos.
Muelas abrasivas o discos de radial. No tienen dientes como los discos de sierra.
Disco abrasivo para corte del mármol.
Muela de disco para corte de metales
Esmeriladora. Desbasta y corta por abrasión.
Corte de tubo de hierro cuadrado o rectangular con amoladora o radial.
http://youtu.be/aU2zmA_6te4
Procedimientos térmicos de separación de material.
Utilizan el calor para debilitar la pieza o fundirla y de esa manera cortarla con más facilidad. Los más conocidos son el “oxicorte” o corte por fusión del metal y el corte por plasma, que se ve con frecuencia en los programas de Discovery Max, para cortar piezas de metal en una bañera llena de agua.
El oxicorte es una técnica de corte parecida a la soldadura, que se utiliza para realizar el corte de chapas metálicas, barras de acero al carbono de baja aleación u otros elementos ferrosos. El oxicorte consta de dos etapas: en la primera, el acero se calienta a alta temperatura (900 °C) con la llama producida por el oxígeno y un gas combustible, como el acetileno; en la segunda se cierra el acetileno y la corriente de oxígeno corta el metal. En este proceso se utiliza un gas combustible cualquiera (acetileno, hidrógeno, propano, hulla), cuyo efecto es producir una llama para calentar el material, mientras que como gas comburente siempre ha de utilizarse oxígeno a fin de causar la oxidación necesaria para el proceso de corte.
Equipo para oxicorte. Consta de dos botellas; la del combustible en verde y la del comburente (oxígeno) en rojo. Tiene los manorreductores y la antorcha o soplete.
Operario cortando chapa de acero con oxicorte.
Corte de una chapa de 50 mm. De espesor con oxicorte. El chorro es de oxígeno y el corte se realiza oxidando la pieza
Obreros indios desguazando un barco y cortándolo en piezas transportables.
OXICORTE VIDEO EDUCATIVOhttp://youtu.be/WdOq1OGPQIQ
Cortando al oxígenohttp://youtu.be/tkhZglnbqB0?list=PLbMHH4dqspN9e6Z1qH0bsFh1h34agBG2f
El corte por plasma es un proceso que se utiliza para cortar el acero y otros metales de diferentes espesores con una antorcha de plasma. En este proceso, un gas inerte es soplado a alta velocidad por la boquilla de la antorcha, al mismo tiempo un arco eléctrico que se forma a través de la boquilla hace posible que el gas lo pase al cuarto estado de la materia, el plasma, el cual logra el corte del metal. El plasma es lo suficientemente caliente para derretir metal haciendo un corte sobre el mismo. El equipo necesario para aportar esta energía consiste en un generador de alta frecuencia alimentado de energía eléctrica, gas para generar la llama de calentamiento (argón, hidrógeno, nitrógeno), y un portaelectrodos y electrodo que dependiendo del gas puede ser de tungsteno, hafnio o circonio.
Corte de piezas metálicas por plasma.
Corte por plasma con la pieza sumergida en agua.
Cortadora de Precisión Corte por Plasmahttp://youtu.be/3XdRBD_eeCo
Mesa de corte automático por plasmahttp://youtu.be/JGi5x7V3QSU
3.3. TÉCNICAS DE UNIÓN.
Prácticamente cualquier tipo de material, siempre que sea sólido, se puede unir con él mismo o con otro diferente. Siempre hay una técnica adecuada para ello.
Vamos a conocer y a aprender cómo se pueden unir materiales mediante las técnicas del remachado y de la soldadura.
El remachado. Es una técnica de unión de piezas que utiliza un elemento intermedio, llamado remache, entre las dos piezas a unir. Se utiliza para la unión de chapas delgadas de cualquier tipo de material mediante “remaches”. También se pueden remachar chapas de metal de hasta unos 50 mm de espesor por medio de roblones macizos. Los remaches son piezas de diferente longitud, espesor y material que tienen una varilla central que sobresale del remache y es la que engancha la remachadora para deformar el extremo opuesto y así apretar las piezas a unir. Hay infinidad de tipos de remaches. Los más normales son los de aluminio y vástago de acero. La herramienta que se usa para ponerlos se llama remachadora, puede ser manual o accionada por motor hidráulico.
Partes de un remache.
Remaches típicos de aluminio. Son baratos y muy resistentes.
Algunos tipos de remaches.
Remachadora manual.
Forma de enganchar el remache con la herramienta.
Remachadora neumática accionada por aire comprimido..
Prácticamente todos los aviones, excepto los de madera y plástico, están fabricados con remaches. Desde el ultraligero mas barato hasta los aviones supersónicos, todos utilizan remaches.
Ala montada con remaches.
Remaches
Uso de la remachadora manual.http://youtu.be/gL8mmv4PVec
Remachadora pop.http://youtu.be/dCiPRUxQ2jY
Los remaches que no llevan vástago central son macizos y se llaman roblones. Se han utilizado antes que los remaches modernos y tienen ya más de cien años. El Titanic y la torre Eiffel están construidos con roblones. Actualmente también se utilizan y hay infinidad de modelos. Se diferencian por el material, la longitud, el diámetro, la cabeza, el color, la utilidad, etc.
Las planchas del Titanic estaban unidas con roblones.
En la torre Eiffel se utilizaron la friolera de 2.500.000 roblones para unir toda la estructura metálica. En aquel tiempo no se
conocía la soldadura eléctrica.
El roblonado es la técnica de unión de piezas mediante remaches macizos, llamados roblones. Un roblón es un elemento de metal que se usa para unir estructuras metálicas. La forma del roblón es similar a la de un tornillo, pero sin rosca. El roblón se introduce en los agujeros de las chapas metálicas de la unión a realizar. Posteriormente, la punta del mismo (parte opuesta a la cabeza), se calienta hasta alcanzar una temperatura suficiente para moldearla, dándole, generalmente, la misma forma que la cabeza. De esta forma las chapas metálicas quedan unidas. Se pueden usar tanto en caliente como en frío.
Roblones
Técnica del roblonado.
Puente montado con roblones.
Montando la Torre Eiffel con roblones.
Remachando el casco del Titanic.
EL ROBLON DEL PUENTE COLGANTEhttp://youtu.be/IPUyykj9ozI
Roblonado en caliente de una caldera de vapor.http://youtu.be/-mqGpG7ul2k?list=PL8831BCC8585B44D6
Segundos catastroficos-El Titanichttp://youtu.be/Xn7Of0YGR6w
La soldadura.
Es una técnica de unión de piezas normalmente metálicas, aunque también se pueden soldar plásticos, por medio del calentamiento del material a soldar. Se puede realizar con material de aportación, como el hilo de estaño o el electrodo de la soldadura eléctrica, o sin aportar material, simplemente fundiendo las dos piezas a unir.
Se pueden usar diferentes fuentes de energía para la soldadura, incluyendo una llama de gas, un arco eléctrico, un láser, un rayo de electrones, procesos de fricción o ultrasonido.
La soldadura con frecuencia se realiza en un ambiente industrial, pero puede realizarse en muchos lugares diferentes, incluyendo al aire libre, bajo del agua y en el espacio. Independientemente de la localización, sin embargo, la soldadura sigue siendo peligrosa, y se deben tomar precauciones para evitar quemaduras, descarga eléctrica, humos venenosos, y la sobreexposición a la luz ultravioleta. Existe una gran variedad de métodos de soldeo, dependiendo del metal de aportación, si es blanda o fuerte, dependiendo del tipo de energía utilizada (gas, electricidad, acetileno), de la atmósfera en que se haga (inerte, al aire, bajo el agua o en el espacio), del tipo de material que suelde (metales, plásticos). Pongamos un poco de orden.
Soldadura blanda. Es un proceso en el cuál no se produce la fusión de los metales base, sino únicamente del metal de aportación, y siempre a una temperatura inferior a 450ºC. Siendo el primer proceso de soldeo utilizado por el hombre, ya en la antigua Sumeria. Un típico ejemplo de soldadura blanda es la soldadura con hilo de estaño, la utilizada para soldar componentes electrónicos en placas impresas.
Soldador eléctrico para estaño y carrete de estaño. Soldadura blanda.
Diferentes tipos de hilo de estaño. Se diferencian por su diámetro y por su composición.
Soldadura blanda de tuberías (6 min.)http://youtu.be/AG09Q2NJmYk
Aprender a soldar con hilo de estaño ( 6 min.)http://youtu.be/Xokf9Kb3Hm8
Soldadura fuerte. Igual que la soldadura blanda pero en este caso se funde el metal de aportación por encima de los 450ºC. Se utiliza para la soldadura de tuberías de cobre o de latón con una aleación de estaño-plata. También se utilizan varillas de latón (soldadura fuerte de latón) para soldar metales.
Soldadura fuerte de tuberías con hilo de estaño-plata.
Soldadura con varilla de latón como metal de aportación.
Varillas de latón, el metal de aportación de la soldadura fuerte.
Soldadura fuerte (5:33)http://youtu.be/qFgXuSeZaOU
soldadura de latón-inoxidable con varilla de plata al 30% (1:00)
http://youtu.be/dpB0FPrOvOI
Soldadura eléctrica por arco. Es quizá la más utilizada para soldar metales. Se trata, en realidad, de distintos sistemas de soldadura, que tienen en común el uso de una fuente de alimentación eléctrica. Ésta se usa para generar un arco voltaico entre un electrodo y el material base, que derrite los metales en el punto de contacto entre los dos, produciendo la soldadura. Se puede usar tanto corriente continua (CC) como alterna (AC), e incluyen electrodos consumibles o no consumibles, los cuales se encuentran cubiertos por un material llamado revestimiento. A veces, la zona de la soldadura es protegida por un cierto tipo de gas inerte (argón, CO2), conocido como gas de protección, y, en ocasiones, se usa un material de relleno.
La corriente eléctrica se usa para crear un arco entre el material base y la varilla de electrodo consumible, que es de acero y está cubierto con un fundente que protege el área de la soldadura contra la oxidación y la contaminación, por medio de la producción del gas CO2 durante el proceso de la soldadura. El núcleo del electrodo actúa como material de aportación en la soldadura.
¿Cómo se forma el arco eléctrico?
La Soldadura por Arco Eléctrico se realiza poniendo a dos conductores en contacto; y se los somete a una tensión eléctrica, de esta manera se establece entre ellos un flujo de corriente. Luego se los separa y se provoca una chispa para ionizar el gas o el aire que los rodea, consiguiendo de este modo el paso de corriente, aunque los conductores no se hallan en contacto. De esta manera hacemos saltar un arco eléctrico entre ellos por transformación de la energía eléctrica en energía luminosa y calorífica.De hecho, el calor producido por el arco no solo es intenso sino que además está focalizado, lo cual resulta ideal para efectuar la soldadura. Se alcanzan así temperaturas de hasta 3.500ºC.
Para lograr soldaduras uniformes, es necesario durante el proceso de soldeo, mantener la distancia constante entre electrodos.
Electrodo conectado al polo negativo
Pieza conectada al polo positivo.
Equipo domestico de soldadura eléctrica por arco con electrodo.
Equipo profesional de soldadura por arco eléctrico y electrodo.
Electrodo para soldar.
Caja con electrodos de soldadura
Soldadura electrodo ARCO eléctrico parte 1 (5:55)http://youtu.be/GBaTE94SNx8
Soldadura TIG (4:50)http://youtu.be/0UowKtvXyKg
Cordón de soldadura (2:00)http://youtu.be/oIK2IKZNp2s
Soldadura Submarina (2:00)http://youtu.be/duuCDQSqnzY
3.4. TÉCNICAS DE MECANIZADO.
El mecanizado es un proceso de fabricación que comprende un conjunto de operaciones de conformación de piezas (darles forma) mediante la eliminación de material, ya sea por arranque de viruta o por abrasión. Se realiza a partir de productos semielaborados como lingotes, tochos u otras piezas previamente conformadas por otros procesos como moldeo o forja. Los productos obtenidos pueden ser finales o semielaborados que requieran operaciones posteriores. Hay técnicas de mecanizado a mano y técnicas de mecanizado con máquinas herramientas. Veamos algunas técnicas.
Técnicas de mecanizado manual.
Es el realizado por una persona con herramientas exclusivamente manuales: sierra, lima cincel, buril (electroerosión); en estos casos el operario le da forma a la pieza utilizando alguna de estas herramientas, empleando para ello su destreza y fuerza.
Algunas técnicas de mecanizado manual más usualmente empleadas son:
Limado Lijado Rasqueteado Roscado a mano.
Limado.
El limado consiste en arrancar finas partículas de material de una pieza, llamadas limaduras, con el fin de conseguir la forma y las dimensiones deseadas o de dar un acabado estético a la superficie de la pieza. Para esta operación se emplean las limas, las escofinas y otros útiles auxiliares.
La lima es una herramienta manual de corte utilizada en el desgaste y el afinado de piezas de distintos materiales como metal, plástico o madera. Está formada por una barra de acero al carbono templado (llamada caña de corte) que posee unas ranuras llamadas dientes y que en la parte posterior está equipada con una empuñadura o mango.
El granulado de las limas, la medida de los dientes, varía en función del trabajo o ajuste a realizar, existiendo limas de desbastar, entrefinas, finas y extrafinas. Cuanto más grande sea el diente más material desbastará, podrá ser más blando pero la terminación será más tosca. Según la sección de la lima, pueden ser: limas planas, limas de media caña, limas redondas, limas cuadradas y limas de sección triangular. Si las limas son para madera, se llaman escofinas, tienen el intervalo entre dientes mayor que el de las limas bastas de metal.
Partes de una lima.
Estriado de los dientes de una lima.
Tipos de limas en función de su sección.
Dentado de las limas.
El tornillo de banco es una herramienta se suma importancia para posicionar e inmovilizar la pieza a limar.
Diferencia entre lima y escofina. La medida de los dientes.
Escofina. Lima para madera, plástico y materiales blandos.
Lijado.
Es una operación que consiste en pulir una superficie metálica, madera o de plástico, para conseguir un acabado liso y suave. El lijado se realiza con lijas, ya sea de forma manual o con máquinas lijadoras de diferentes tipos.
El papel de lija o simplemente lija, es una herramienta que consiste en un soporte de papel o tela sobre el cual se adhiere algún material abrasivo, como polvo de vidrio o esmeril.
Como nos podemos imaginar hay una enorme variedad de lijas, para madera y metal, de diferentes grados de acabado, para lijar en seco o al agua, etc.
El lijado se puede hacer a mano o a máquina.
Lijado manual de madera.
Lijado con lijadora orbital para carrocerías de coches.
Graduación de las lijas.
La graduación de las lijas siempre viene por detrás.
Material abrasivo adherido al papel de la lija.
Lijas para madera.
Lijas para metales. Normalmente son de color gris.
¿Cómo se fabrica la lija?http://youtu.be/3nBBQgi6dA0
Lijadoras eléctricas.http://youtu.be/BJHKo8i4MOc
Rasqueteado.
El rasqueteado es la operación de ajuste a mano con la cual se perfecciona una superficie ya trabajada o elaborada, con máquinas o con lima, cuando se requiere mucha precisión.
El rasqueteado se efectúa sacando virutas muy finas, con una herramienta llamada rasqueta, sobre superficies planas y curvas, cuando hay que realizar acoplamientos; es decir, adaptar entre sí dos piezas que deben deslizarse, o girar sobre otra, con una precisión casi perfecta. Esta operación, exige gran concentración y esmero por parte del operario. Las modernas rectificadoras planas, en las que se trabajan piezas metálicas han reducido apreciablemente el rasqueteado.
La herramienta que se utiliza para esta operación se llama rasqueta.
Rasqueteado de una pieza metálica.
Rasquetas, también llamadas gubias, para trabajar la madera.
Rasqueta para superficies metálicas.
Rasqueteado de una pieza de bronce.
MASIN rasqueteos.http://youtu.be/6Zmcrnw5IFQ
Rasqueteamento barramento retifica Tacchella Macchine Adicionado
http://youtu.be/rdWwmE9xMPo
Roscado a mano.
Consiste en la operación del tallado de los hilos o filetes que llevan los elementos roscados, como tornillos y tuercas. Un elemento roscado es una superficie cilíndrica sobre la cual se realiza un “canal” o hilo, ya sea por el exterior (tornillos) o el interior (tuercas). Normalmente es sólo un hilo, pero puede haber mas de uno. En los botes de conservas con tapa roscada hay más de un hilo.
El roscado puede ser realizado con herramientas manuales o máquinas herramientas como taladradora, fresadora y tornos. Para el roscado manual se utilizan machos y terrajas, que son herramientas de corte usadas para crear las roscas de tornillos y tuercas en metales, madera y plástico. El macho se utiliza para roscar la parte hembra mientras que la terraja se utiliza para roscar la porción macho del par de acoplamiento.
El roscado con machos se realiza cuando queremos hacer una rosca interior, como una tuerca. Para ello realizamos primero un taladro a una medida inferior a la de la rosca y después vamos realizando el hilo dándole vueltas al macho con la herramienta portamachos. Media vuelta hacia dentro y cuarto de vuelta hacia fuera.
Machos para el roscado de interiores.
Herramienta portamachos para el roscado manual. Es como una barra que engancha el macho y le vamos dando vueltas.
Roscado a mano de un cilindro interior con un macho y el portamachos.
El roscado con terraja se realiza para hacer los hilos en los tornillos y pernos. Para ello debemos tener una varilla o cilindro de la medida del diámetro exterior del tornillo a roscar. La terraja la posicionamos en la parte superior de la varilla y empezamos a darle vueltas para que comience a realizar el hilo. La terraja se va comiendo parte de la superficie del cilindro formando la rosca del tornillo. También se mueve media vuelta hacia abajo y un cuarto hacia arriba. Tanto en el roscado con macho o con terraja hay que lubricar el mecanizado con aceite para facilitar el corte y evitar el calentamiento.
Terraja para realizar un roscado de tornillo de métrica 8 mm (M8) y con un paso de 1,25 mm (1.25). La terraja va realizando el hilo a medida que se va roscando en el cilindro o varilla. En este
caso una varilla de 8 mm de diámetro.
Terraja y portaterraja para la operación de roscado exterior de tornillos. La terraja se va enroscando en la varilla creando el hilo de la rosca.
Roscado de un perno o tornillo
Juego de machos y terrajas para el roscado a mano.
Hacer rosca con terraja.http://youtu.be/aL-hJoC_Gb8
Cómo hacer rosca para un tornillo.http://youtu.be/pDv4t1z2nVI
Técnicas de mecanizado con máquinas herramientas.
Las técnicas de mecanizado con máquinas-herramientas son básicamente las mismas que en el mecanizado manual, la diferencia es que estas operaciones se realizan con máquinas.
Esto da lugar a una mayor velocidad del mecanizado, mayor precisión en el acabado y mayor producción, ya que se puede hacer el trabajo en serie con máquinas programables y automáticas.
Aunque todas las técnicas de mecanizado manual tienen su posibilidad de hacerse con máquinas, vamos a estudiar otras técnicas que casi siempre se realizan con máquinas-herramientas, tales como el taladrado, el torneado, el fresado, el limado y el rectificado.
El taladrado.
Es una operación de mecanizado con arranque de material con la cual se realizan agujaros redondos y cilíndricos mediante el giro de una herramienta llamada broca.
Existe una enorme variedad de brocas: para madera, para diferentes metales, para piedra, para hormigón, para pared, para plásticos, para vidrio…
La máquina que transmite el movimiento de rotación a la broca y el de avance lento en el material se llama taladradora o taladro. Como es una máquina-herramienta, siempre llevan motor.
También hay una gran variedad de taladros: de mesa, de columna, de banco, eléctrico, inalámbrico, percutor, minitaladro…
Barrena: es la herramienta más simple para realizar orificios. Actualmente está en desuso.
Primitivo taladro manual.Se remonta a la Edad Media.
Antiguos taladros de mano para la madera.
Taladro manual un poco mas moderno.Permite multiplicar la velocidad de la broca.
Los dos taladros más usados a nivel doméstico son el taladro portátil eléctrico, vulgarmente llamado “maquinillo”, y el taladro de columna o de mesa. En el taller de Tecnología tenemos los dos.
El taladro eléctrico portátil tiene forma de pistola y es muy manejable. Se puede utilizar en cualquier parte, con todo tipo de brocas y hasta un diámetro de 13 mm. Tienen la opción de ser percutores para taladrar en las paredes. Esta versión es muy versátil, permite taladrar, atornillar, lijar, pulir, limpiar, desoxidar, etc., acoplándole los accesorios necesarios.
Taladro eléctrico portátil de la marca BOSCH
El taladro vertical, de columna o de mesa es un taladro eléctrico que dispone de una base que se puede apoyar y atornillar a una mesa de trabajo. Esta base también se puede anclar en el suelo, siendo estos taladros más grandes y precisos. Se utilizan mucho en los talleres mecánicos. El taladro de sobremesa consta de una base de apoyo, una columna rígida, una base móvil para poner la pieza, un cabezal donde va el eje portabrocas, un motor eléctrico y un sistema de cambio de velocidades con una correa trapezoidal y unas poleas de diferentes tamaños.
Taladro vertical o de columna.
Base atornillable de apoyo.
Base de sujeciónDe la pieza.
Eje porta brocas.
Cabezal.
Caja de velocidades.
Motor eléctrico.
Columna.
Taladro industrial de columna en un taller de mecanizados.
Las brocas.
La broca es una pieza metálica de corte, una herramienta, que crea orificios en diversos materiales cuando se coloca en un taladro u otra máquina. Su función es formar un orificio o cavidad cilíndrica.
Para elegir la broca adecuada al trabajo hay que conocer la velocidad a la que se debe extraer el material y la dureza del mismo. La broca se desgasta con el uso y puede perder su filo, siendo necesario un reafilado, para lo cual pueden emplearse máquinas afiladoras. También es posible afilar brocas a mano mediante pequeñas amoladoras, con muelas de grano fino.
Hay múltiples tipos de brocas en función del material a taladrar y del tipo de agujero a realizar.
Hay brocas para taladrar madera. Tienen la característica que tienen un pincho central que engancha la madera antes de empezar a taladrar y hace de guía para iniciar el agujero. Cuando el agujero hay quehacerlo bastantegrande se usanlas brocas de vaso.
Brocas normales para madera.
Brocas de pala para madera.
Brocas de vaso para hacer agujeros grandes en la madera.
Las brocas más utilizadas son las de taladrar metales. Se engloban en dos grupos: Están las brocas normales helicoidales: Generalmente se sujetan mediante portabrocas. Existen numerosas variedades que se diferencian en el material con que están hechas y por el tipo de material a taladrar. Y las brocas metal alta velocidad (HSS): Para perforar metales diversos, fabricadas en acero de larga duración; las medidas más usuales son desde 1,5 mm hasta 13 mm. Existen mas grandes.
Brocas normales helicoidales.
Caja de brocas normaleshelicoidales.
Brocas de acero de alta velocidad (HSS).
Desde brocas de acero rápido, de 20 mm hasta 60 mm.
Hasta mini brocas de 0,2 mm para trabajos de precisión.
Las brocas para perforar concretos y materiales pétreos regularmente fabricadas en acero al cromo con puntas de carburo de tungsteno tienen zancos reducidos para facilitar introducirlas en taladros más pequeños y acabados color cobalto. Como su nombre indica son especiales para taladrar todo tipo de materiales pétreos. También se llaman brocas de widia, por la pieza soldada que llevan en la punta que es de extraordinaria dureza.
Pieza de widia soldadaen la punta.
Brocas para perforar piezas cerámicas y vidrio: Fabricadas en carburo de tungsteno para facilitar la perforación de piezas cerámicas y vidrio, y carentes de la hélice ya que solo es el diamante montado sobre el zanco.
Broca de perforar la tierra, para buscar agua o petróleo, típica de las torres de perforación.
¿Esto es una broca o un taladro? Es las dos cosas a la vez. Le llaman el gusano, y sirve para perforar túneles.
Tuneladora
Así fabrican las brocas (Discovery Max)http://youtu.be/OJ5J8tgQ4n8
Cómo elegir brocas y accesorios para taladro (Leroy Merlin)
http://youtu.be/adEq97-U268
El torneado.
Es la operación de mecanización con arranque de virutas por la cual se le da forma de revolución, cilíndrica o cónica, a una pieza que tiene unas medidas superiores a las definitivas.
La máquina-herramienta que se utiliza para realizar esta operación se denomina torno.
Los materiales que se pueden tornear son: la madera, casi todos los metales y los plásticos. Cada material tiene su diferente técnica en función de sus características.
Se denomina torno (del latín tornus, y este del griego τόρνος, giro, vuelta)1 a una máquina-herramienta que permite mecanizar, cortar, fisurar, trapeciar, y ranurar piezas de forma geométrica por revolución.
Estas máquinas-herramientas trabajan haciendo girar la pieza a mecanizar (sujeta en el cabezal o fijada entre los puntos de centrado) mientras una o varias herramientas de corte son empujadas en un movimiento regulado de avance contra la superficie de la pieza, cortando la viruta de acuerdo con las condiciones del material y la operación a realizar. Desde el inicio de la Revolución industrial, el torno se ha convertido en una máquina básica en el proceso industrial de mecanizado. 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; sobre este carro hay otro que se mueve en dirección radial a la pieza que se tornea. En el carro se apoya la torreta portaherramientas.
Cuando el carro principal desplaza la herramienta de corte, la cuchilla, 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 refrentado.
Cilindrado Refrentado
Torno.
Partes de un torno.
Torno para madera.
Plato de garras, donde se engancha la pieza a tornear.Plato de garras, donde se engancha la pieza a tornear.
Torreta porta herramientas. En ella ponemos y amordazamos la cuchilla que tornea el material.
Contrapunto. Es el extremo donde apoyamos la pieza y le permite girar.
Torno gigante torneando una hélice de barco.
El fresado. La fresadora.
El fresado consiste en el corte del material que se mecaniza con una herramienta rotativa de varios filos, llamada fresa, que ejecuta movimientos en casi cualquier dirección de los tres ejes posibles en los que se puede desplazar la mesa donde va fijada la pieza que se mecaniza. Esta operación se realiza con una máquina-herramienta llamada fresadora.
Una fresadora es una máquina-herramienta utilizada para realizar mecanizados por arranque de viruta mediante el movimiento de una herramienta rotativa de varios filos de corte denominada fresa. Mediante el fresado es posible mecanizar los más diversos materiales, como madera, acero, fundición de hierro, metales no férricos y materiales sintéticos, superficies planas o curvas, de entalladura, de ranuras, de dentado, etc.
Fresado de una pieza mediante el movimiento de rotación de una fresa y el movimiento longitudinal de la pieza.
Fresadora.
Partes de una fresadora.
Movimientos de una fresadora: longitudinal, transversal y vertical.
Herramienta para fresar, llamada fresa.
Fresa circular de corte a tres lados.
Diferentes tipos de fresas.
Movimientos de una fresadora: movimiento de rotación de la fresa (herramienta de corte) y movimiento de avance de la pieza.
Avance de la pieza
Fresado cilíndrico Fresado frontal
Fresado de aluminio por control numérico (CNC)http://youtu.be/V6y13MbgCmk
Trabajos en fresadora verticalhttp://youtu.be/umijgPf4jmU
El limado. La limadora.
El limado automático, con máquina-herramienta, es una operación destinada al mecanizado de superficies planas, para desbastarla (comerte la superficie de la pieza) o darle un acabado final (dejar la superficie perfectamente lisa). La máquina que realiza esta operación se llama limadora.
La limadora mecánica es una máquina herramienta para el mecanizado de piezas por arranque de viruta, mediante el movimiento lineal alternativo de la herramienta o movimiento de corte. La mesa que sujeta la pieza a mecanizar realiza un movimiento de avance transversal. Asimismo, también es posible desplazar verticalmente la herramienta o la mesa, manual o automáticamente, para aumentar la profundidad de pasada.
Limadora automática.
Esquema del mecanismo de movimiento de una limadora.
Cuchilla
Movimiento de Ida y vuelta
Movimiento de rotación
Movimiento alternativo
Movimiento longitudinal de corte de la cuchilla (C). Movimiento transversal de avance de la pieza enganchada a la mesa (A).
Limadora planificando una pieza metálicahttp://youtu.be/ykLHZHlyZlo
Limadorahttp://youtu.be/PnE_h5qmjpk
Cómo usar una limadorahttp://youtu.be/2YMpofuvEaU
El rectificado automático. La rectificadora.
El rectificado es una operación mecánica de acabado que se le da a las piezas que se han mecanizado anteriormente hasta alcanzar un acabado superficial de gran precisión. Para ello se emplean unos discos abrasivos, muelas, que giran a gran velocidad.
La rectificadora es una máquina-herramienta, utilizada para realizar mecanizados por abrasión, con mayor precisió dimensional y menores rugosidades que en el mecanizado por arranque de viruta.
Las piezas que se rectifican son principalmente de acero endurecido.
Rectificadora de superficies planas.
Rectificadora de superficies planas con muela abrasiva.
Muela Mesa móvil
Movimiento de la muela abrasiva en relación con la pieza.
Movimiento de la muela
Movimiento de la pieza
Muela abrasiva rectificando una pieza.
Rectificado de culata de motor.
Rectificado de culata en máquina tangencial automática.
http://youtu.be/9jYG9tpiIaE
Rectificadora cilíndricahttp://youtu.be/BrEbJ9tHVN8
FIN
DEL
TEM
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